Un nuovo albero filogenetico spiega la storia evolutiva degli uccelli

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L’elaborazione di un nuovo albero filogenetico mostra come la paleogeografia del Gondwana e il clima freddo del Cretaceo abbiano favorito la radiazione e la diversificazione degli uccelli moderni

I neorniti (Neornithes Gadow, 1893), ovvero gli uccelli moderni, sono il gruppo di vertebrati terrestri più vario in termini di ricchezza di specie e distribuzione. Ciò nonostante, si sa poco sulla loro storia evolutiva e biogeografica, così come ricostruzioni approfondite della loro filogenesi siano state realizzate solo di recente (Pikaia ne ha parlato qui).

In un lavoro pubblicato su Science Advances, un gruppo di ricercatori ha proposto un nuovo, e più completo, albero filogenetico degli uccelli moderni per tracciarne la loro storia evolutiva, seguendo un approccio empirico basato su analisi del DNA di 230 specie appartenenti a 202 famiglie. Dai risultati, è emerso che il più recente antenato comune dei neorniti risalirebbe al tardo Cretaceo (circa 96 milioni di anni fa) e sarebbe originario dell’odierdo Sud America. Inoltre, i neorniti avrebbero cominciato a radiare rapidamente solo dopo l’estinzione del Cretaceo-Paleogene (evento K-Pg, all’incirca 66 milioni di anni fa). Ad esempio, i tre principali gruppi Palaeognathae (comprende p.es. l’ordine Tinamiformes e i ratiti), Galloanserae (Galliformes e Anseriformes) e Neoaves (tutti gli altri uccelli) si sarebbero liberamente diversificati solo dopo l’evento K-Pg, che avrebbe portato alla scomparsa di alcuni dei loro grandi competitori (p.es. Enantiornithes e i basali Ornithurae).

Questo modello, detto del “Big Bang”, ha trovato sempre più conferme dalla comunità scientifica grazie alle stime recenti che mostrano come questa estinzione sia pressoché coincidente con la radiazione dei neorniti. Ciò nonostante, gli autori ipotizzano che l’evento K-Pg sia stato secondario e che in realtà siano intervenuti fattori ben più influenti sui processi di diversificazione e radiazione degli uccelli. I ricercatori si sono chiesti, per esempio, se la paleogeografia del Gondwana (il supercontinente esistito da 510 a 180 milioni di anni fa) e i passati cambiamenti climatici abbiano avuto un qualche effetto su tali fenomeni evolutivi. In effetti, gli autori ipotizzano che i neorniti si sarebbero spostati dal Gondwana occidentale (gli attuali Sud America, Antartide occidentale e parti di quello orientale) attraverso due vie principali. La prima è il corridoio trans-Atlantico che univa il Gondwana all’Australia/Nuova Zelanda durante il Cretaceo e Paleogene. Questo sarebbe rimasto attivo fino a 30-40 milioni di anni fa, quando l’apertura del canale di Drake e gli spostamenti dei blocchi continentali chiusero questo passaggio.

Dai risultati emerge che almeno sette cladi (p.es. Palaeognathae, Galloanserae, Psittaciformes) e due ulteriori linee (gli Hemiprocnidae e i Rhynochetidae) hanno convissuto in Australia e Antartide finché questi non si separarono. Una seconda via coinvolge invece il Nord America per gli spostamenti verso l’Oloartico, durante soprattutto il Paleocene/Eocene. Molte linee di uccelli avrebbero raggiunto il Vecchio Mondo attraverso un corridoio che collegava il Nord America all’Eurasia (lo Stretto di Bering), facilitate oltretutto da delle vie di collegamento tra le due Americhe, durante il Paleocene. L’espansione dei neorniti nel Vecchio Mondo è invece di più difficile interpretazione perché i record fossili del Paleogene sono frammentati un po’ in tutta l’Africa, mentre quelli del Madagascar mancano completamente. Tuttavia, gli autori suggeriscono che molte delle linee malgasce avrebbero colonizzato l’isola in un intervallo di tempo molto ampio, durante il Paleogene.

Riguardo invece ai possibili effetti del cambiamento climatico sulla storia evolutiva dei neorniti, i risultati mostrano che durante i periodi freddi, il tasso di speciazione degli uccelli era maggiore rispetto a quelli caldi. Infatti, quando nel tardo Cretaceo i biomi tropicali presentavano ondate di ritiro e frammentazione per via delle basse temperature, le popolazioni degli uccelli erano frammentate a loro volta, aumentandone sia il rischio di estinzione ma anche la possibilità di speciazione. Viceversa, i climi caldi favorivano l’espansione delle foreste termofile, mescolando e omogeneizzando quindi l’avifauna. Ecco quindi, che la radiazione e l’evoluzione dei neorniti sono strettamente legate al rimodellamento delle terre emerse e al clima freddo del tardo Cretaceo. Si pensa inoltre, che anche l’estinzione del Cretaceo-Paleogene abbia avuto un effetto, seppur secondario, sulla storia evolutiva degli uccelli moderni.  


Riferimenti:
Claramunt S. et Cracraft J. (2015). A new time tree reveals Earth history’s imprint on the evolution of modern birds. Science Advances Vol. 1, no. 11, e1501005 DOI: 10.1126/sciadv.1501005

Immagine: By Concerto [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons