Speciazione inversa nei corvi imperiali del Nord America

Studi di genomica suggeriscono la fusione di due lignaggi di corvo imperiale e aumentano la nostra conoscenza del fenomeno della speciazione inversa

Spesso immaginiamo la speciazione come un processo lineare, in cui il ramo della specie ancestrale presenta una biforcazione, da cui si dipartono i rami divergenti delle nuove specie. In realtà la speciazione può seguire vie più tortuose, configurandosi come un “reticolo” in cui possono verificarsi contatti secondari di ibridazione, dopo un certo periodo di isolamento. Recente la scoperta che questo si è verificato negli elefanti, mentre le già note evidenze di ibridazione di Homo sapiens con gli uomini di Neanderthal e di Denisova sono state da poco confermate.

Gli eventi di ibridazione sono di solito limitati a zone ristrette e a pochi individui, e danno luogo a piccoli frammenti di genoma comuni; ma eccezionalmente possono condurre a un “collasso” di due lignaggi prima distinti, che confluiscono in un singolo lignaggio ibrido. Questo non rappresenta tuttavia un ritorno all’antenato: il genoma prodotto dalla fusione è un nuovo genoma misto detto “a mosaico” che può mostrare vantaggiose combinazioni, in grado di aprire alla specie ibrida delle nicchie precluse alle specie di partenza; com’è accaduto ad esempio in Nord America agli ibridi di coyote e lupo, autori di una straordinaria espansione.

Si parla in questi casi di speciazione inversa o despeciazione. Sono stati descritti esempi del fenomeno in pesci, uccelli e rettili, ma la maggior parte dei casi coinvolge lignaggi riproduttivamente isolati ai primi stadi della speciazione, la cui divergenza risale non oltre i 50mila anni, e spesso collegati a recenti cause antropogeniche, come perdita di habitat o cambiamenti climatici. Diverso e più interessante il caso che sembra essersi verificato con i corvi dell’America settentrionale, oggetto di un recente studio pubblicato su “Nature Communications”.

Il corvo (Corvus) è un genere di uccelli passeriformi appartenente alla famiglia Corvidae e ampiamente diffuso in quasi tutti i continenti. Attraversando lo stretto di Bering, in epoca glaciale, avrebbe raggiunto il Nordamerica, ove esistono attualmente due specie di corvi: il corvo imperiale (Corvus corax) che gli americano chiamano “comune” – common raven – e il Corvus cryptoleucus, così detto dal colore bianco della parte meno visibile delle penne, che permette di distinguerlo dal precedente. Esso viene anche chiamato corvo del Chihuahua, dall’omonima regione; popola infatti il sudovest degli Usa e il Messico, in zone aride e semiaride.

Precedenti studi sul DNA mitocondriale avevano riservato sorprese; innanzitutto si era visto che Corvus corax è costituito da due diversi lignaggi, morfologicamente indistinguibili: l’Olartico, così detto perché diffuso in tutto l’emisfero boreale, e il California, caratteristico della zona sudoccidentale del Nordamerica. Non meno interessante la scoperta che il corvo del Chihuahua è gruppo fratello del clade California, benché quest’ultimo sia morfologicamente molto più simile ai corvi imperiali del clade Olartico.

Per approfondire le relazioni fra i tre lignaggi, l’attuale studio ha affiancato l’indagine sul DNA mitocondriale con altri tipi di analisi genomica, come i polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) e gli introni del genoma nucleare; e ha campionato i corvi su un esteso areale geografico, dall’Alaska e Canada fino alla California e Messico. Riportando i dati su una mappa geografica si evidenzia un gradiente regolare nella variazione genomica: da una zona con esemplari a genoma Olartico “puro” al nordest fino a esemplari con genoma “puro” California nella regione omonima. L’esistenza di tale gradiente è una caratteristica classica di una popolazione mista, formata in seguito a contatto secondario tra lignaggi in precedenza distinti.

Di contro, l’esame genomico ha confermato l’attuale isolamento riproduttivo tra C. corax e C. cryptoleucus, sebbene le due specie siano simpatriche nell’area di presenza del corvo del Chihuahua. L’assenza di ibridazione si manifesta sia con gli esemplari dal genoma a prevalenza Olartico sia con quelli a prevalenza California, nonostante i dati abbiano confermato la recente divergenza di quest’ultimo clade dal gruppo fratello Chihuahua. Non esistono peraltro osservazioni di campo di ibridazione e le due specie mostrano differenze di habitat, tempi di alimentazione e vocalizzazioni.

L’ipotesi dei ricercatori è che la stirpe dei corvi imperiali in America settentrionale abbia subito tra 0,9 e 2 milioni di anni fa una prima biforcazione, in seguito alla quale si differenziarono due lignaggi: uno diede origine al clade Olartico; l’altro, tra 0,6 e 1,5 milioni di anni fa, si biforcò ulteriormente, dando origine ai lignaggi California e Chihuahua; in seguito, il primo dei due si ibridò nuovamente con il lignaggio Olartico, originando l’attuale specie del corvo imperiale Corvus corax; mentre il Chihuahua diede origine alla specie separata del Corvus cryptoleucus. Il momento della fusione rimane incerto, tuttavia le stime basate sul DNA mitocondriale suggeriscono che il contatto secondario potrebbe essere iniziato nel medio Pleistocene, tra 140mila e 440mila anni fa. Lo studio suggerisce dunque che quello del corvo imperiale del Nordamerica rappresenti un caso di speciazione inversa, dovuta a fusione secondaria di lignaggi e non prodotta da cause antropogeniche.

Le nuove scoperte, aumentando la nostra conoscenza del complesso fenomeno della speciazione, ci danno anche l’occasione di meditare sull’effetto che può avere in questo campo l’intervento umano, che rischia di far diventare più comune il processo della despeciazione, portando in contatto specie in precedenza separate. La biodiversità, infatti, è prodotta e mantenuta da adattamenti divergenti in ambienti eterogenei; ma l’eterogeneità degli ambienti naturali si sta deteriorando rapidamente nella maggior parte dei biomi, rimuovendo le barriere ecologiche al flusso genico tra specie divergenti e promuovendo l’ibridazione introgressiva interspecifica.


Riferimenti
Anna M. Kearns, Marco Restani, Ildiko Szabo, Audun Schrøder-Nielsen, Jin Ah Kim, Hayley M. Richardson, John M. Marzluff, Robert C. Fleischer, Arild Johnsen, Kevin E. Omland. Genomic evidence of speciation reversal in ravens. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-03294-w

Immagine: Raven in the Canadian Rockies. By Ken Thomas – KenThomas.us (personal website of photographer), Public Domain, via Wikimedia Commons