Terremoto nell’evoluzione

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Un violento sisma avvenuto in Alaska nel 1964 ha portato alla formazione di nuovi ambienti d’acqua dolce su alcune isole al largo di questo stato americano: lo scenario di episodi paralleli di rapida evoluzione di alcuni piccoli pesci

La determinazione dei tempi di azione dei processi evolutivi è da sempre stato limitato dall’estrema difficoltà nel stabilire datazioni precise: le datazioni basate sulla geologia del punto di rinvenimento, nel caso dei fossili, o di tipo radiometrico, su dei resti organici, possono reputarsi estremamente precise quando riescono a limitare l’errore a poche migliaia di anni. Per questo motivo, un imponente evento naturale, avvenuto in epoca storica e precisamente datato, si presenta come un’occasione imperdibile se ha creato le condizioni per suddividere popolazioni naturali un tempo unite. Un caso di questo genere si è presentato nel 1964 quando, a causa di un imponente terremoto, in alcune isole al largo dell’Alaska nuovi speroni di roccia emersa hanno separato tratti di acque costiere dal mare aperto. Come conseguenza, la salinità dei nuovi specchi d’acqua è rapidamente diminuita creando di fatto dei nuovi habitat.

Emily A. Lescak dell’Università dell’Alaska, insieme a colleghi delle università dell’Oregon e dell’Illinois, si domandavano da tempo se i cinquanta anni trascorsi dal terremoto fossero stati un tempo sufficiente per produrre differenze, morfologiche o genetiche, tra le popolazioni marine di spinarello (Gasterosteus aculeatus) e le nuove popolazioni della specie che con ogni probabilità dovevano aver colonizzato i nuovi ambienti. Nel periodo compreso tra il 2005 e il 2011, i ricercatori hanno svolto varie misurazioni sulle popolazioni di Gasterosteus aculeatus individuate su tre isole la cui costa era stata modificata dal terremoto.

I risultati della ricerca, che hanno ampiamente superato le aspettative dei ricercatori, sono state pubblicati di recente sulla rivista PNAS. Grazie alle analisi morfologiche e genetiche si è infatti potuto determinare che gli spinarelli marini hanno fenotipi differenti da quelli che vivono in acque dolci, ma che esistono marcate differenze morfologiche anche tra differenti popolazioni di acqua dolce. Gli autori hanno determinato che simili differenze tra le popolazioni esaminate si riscontrano non solo a livello fenotipico ma anche genetico. Ma nonostante le pronunciate variazioni nelle forme fisiche, le differenze genetiche tra ogni popolazioni dei neo-formati specchi d’acqua dolce e quella oceanica non superavano mai il 5%, indicando un’origine recente delle prime a partire dalla seconda. Le differenze genetiche tra coppie di diverse popolazioni d’acqua dolce, anche sulla stessa isola, sono invece assai superiori a quelle di ogni coppia lago-mare, indicando che ogni specchio d’acqua dolce ha una sua propria popolazione evolutasi a partire da quella oceanica dopo il terremoto. Nonostante le differenze morfologiche, inoltre, i gruppi di spinarelli esaminati non sono arrivati a separarsi in vere e proprie specie, dal momento che i dati genetici indicano uno scambio di materiale genetico non molto intenso, ma continuo, avvenuto anche in seguito al distacco fra le popolazioni.

Come ulteriore controllo, i ricercatori hanno confrontato i soggetti della ricerca con i pesci presenti nell’unico lago sulle tre isole che era già popolato prima del terremoto. Questi pesci, con una morfologia più marcatamente adattata alle acque dolci dei soggetti di studio, sono una popolazione geneticamente distinta tanto dai soggetti dello studio che dagli spinarelli dei laghi del Canada continentale, da cui provengono le trote liberate sulle isole per motivi di pesca sportiva.

Pur non avendo prodotto vere e proprie specie, soli 50 anni di evoluzione separata sono bastati a creare quelle che possono essere considerati a tutti gli effetti come differenti morfotipi di spinarello, guidati sia dall’adattamento locale che dalla deriva genetica. L’evoluzione, a volte, pare operare in tempi molto più rapidi di quanto comunemente si pensi.

 

 

Riferimenti:
Lescak EA, Bassham SL, Catchen J, Gelmond O, Sherbick ML, von Hippel FA, Cresko WA. Evolution of stickleback in 50 years on earthquake-uplifted islands. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Dec 29;112(52):E7204-12. 

Immagine: By Alexander Francis Lydon (1836-1917) (British fresh water fishes) [Public domain], via Wikimedia Commons