Evoluzione e conservazione del pinguino imperatore: il ruolo delle migrazioni attraverso l’Antartide
Uno studio internazionale sulla genomica del pennuto antartico mette in evidenza l’importanza dei fenomeni migratori tra le varie popolazioni nell’adattamento ai cambiamenti climatici
I cambiamenti climatici rappresentano un rischio per la sopravvivenza di numerose specie. È quindi necessario studiare la demografia delle specie potenzialmente vulnerabili per comprendere gli effetti che stanno subendo. Questo compito non è banale per quelle specie che vivono in ambienti estremi, come per esempio Aptenodytes forsteri, il pinguino imperatore, uno degli animali più rappresentativi dell’ambiente antartico e che a causa dell’aumento delle temperature globali, secondo alcune proiezioni potrebbe estinguersi entro la fine del secolo. Questo uccello infatti si riproduce esclusivamente sulle banchise, e la riduzione del ghiaccio in prossimità del mare ha causato in passato la sparizione di diverse colonie.
Solitamente, i modelli demografici si basano su indagini limitate dal punto di vista sia spaziale sia temporale, essendo spesso ristretti alla singola popolazione locale e all’arco di una generazione, assumendo che le conclusioni si possano estendere anche a popolazioni che si trovano in altre aree. Ma uno studio internazionale pubblicato su Nature Communications, a cui hanno partecipato anche ricercatori afferenti all’Università di Ferrara, ha evidenziato come non sempre le osservazioni effettuate su un’unica popolazione possano essere estese ad aree più grandi o differenti.
Tramite il sequenziamento del DNA di 110 individui appartenenti a 6 colonie diverse, distanti anche migliaia di chilometri tra loro e rappresentative della variabilità di tutta la specie, l’indagine ha mostrato come la migrazione e la dispersione dei pinguini imperatori tra le varie colonie, spesso attuata in risposta ai cambiamenti ambientali, sia una componente fondamentale di cui occorre tener conto nelle analisi demografiche. Proprio per questo motivo la totalità delle colonie mondiali si comportano come un’unica entità evolutiva. Infatti, nonostante la loro distribuzione geografica sia molto frammentata, il pinguino imperatore mostra un alto livello di omogeneità genetica sul continente antartico, compatibile con la presenza di flussi migratori regolari e consistenti che compensano gli effetti di deriva genetica.
I modelli permettono di stimare che ciascuna colonia, ad ogni generazione, riceva in media un contributo che va dall’1% al 10% della dimensione della propria popolazione da migrazioni di pinguini provenienti da altre colonie. Inoltre, le ricostruzioni su larga scala mostrano che, negli ultimi 100.000 anni, le dimensioni della popolazione totale di pinguini imperatori sul continente antartico sono rimaste piuttosto stabili (mostrando anzi un andamento in lieve crescita), a prescindere dalle dimensioni delle singole colonie che in alcuni casi sono variate anche molto.
Le diverse colonie di pinguini imperatori non sono, dunque, sistemi chiusi, ma interagiscono tra di loro in modo rilevante. Ciò permette una maggior flessibilità di adattamento ai mutamenti dell’ambiente polare e la possibilità di sfruttare diversi luoghi per la riproduzione. Una conseguenza che ci si aspetta è che la specie conservi un patrimonio genetico meno specializzato, adatto alla sopravvivenza in ecosistemi diversificati. In questo contesto, la demografia di una singola colonia può rappresentare la qualità delle condizioni ambientali di una data posizione geografica nell’arco di una generazione, ma non essere significativa dell’andamento globale della specie.
Queste conclusioni sottolineano l’importanza di adottare un approccio che includa analisi genetiche e comportamentali nello studio delle popolazioni animali, per comprendere meglio come i cambiamenti climatici possano impattare sulla vulnerabilità di una specie a livello globale. Nel caso del pinguino imperatore, questa specie chiaramente non può sfuggire alle conseguenze del riscaldamento globale, poiché al mondo non esistono habitat simili al di fuori dell’Antartide. Tuttavia, gli alti tassi migratori fanno sì che il trend demografico e la vulnerabilità a lungo termine vadano rivalutati, probabilmente in positivo.
Riferimenti:
Cristofari, R. et al. Full circumpolar migration ensures evolutionary unity in the Emperor penguin. Nat. Commun. 7:11842 doi:10.1038/ncomms11842 (2016).
Immagine NSF/Josh Landis, employee 1999-2001 – U.S. Antarctic Program Photo Library via Archive.org
Solitamente, i modelli demografici si basano su indagini limitate dal punto di vista sia spaziale sia temporale, essendo spesso ristretti alla singola popolazione locale e all’arco di una generazione, assumendo che le conclusioni si possano estendere anche a popolazioni che si trovano in altre aree. Ma uno studio internazionale pubblicato su Nature Communications, a cui hanno partecipato anche ricercatori afferenti all’Università di Ferrara, ha evidenziato come non sempre le osservazioni effettuate su un’unica popolazione possano essere estese ad aree più grandi o differenti.
Tramite il sequenziamento del DNA di 110 individui appartenenti a 6 colonie diverse, distanti anche migliaia di chilometri tra loro e rappresentative della variabilità di tutta la specie, l’indagine ha mostrato come la migrazione e la dispersione dei pinguini imperatori tra le varie colonie, spesso attuata in risposta ai cambiamenti ambientali, sia una componente fondamentale di cui occorre tener conto nelle analisi demografiche. Proprio per questo motivo la totalità delle colonie mondiali si comportano come un’unica entità evolutiva. Infatti, nonostante la loro distribuzione geografica sia molto frammentata, il pinguino imperatore mostra un alto livello di omogeneità genetica sul continente antartico, compatibile con la presenza di flussi migratori regolari e consistenti che compensano gli effetti di deriva genetica.
I modelli permettono di stimare che ciascuna colonia, ad ogni generazione, riceva in media un contributo che va dall’1% al 10% della dimensione della propria popolazione da migrazioni di pinguini provenienti da altre colonie. Inoltre, le ricostruzioni su larga scala mostrano che, negli ultimi 100.000 anni, le dimensioni della popolazione totale di pinguini imperatori sul continente antartico sono rimaste piuttosto stabili (mostrando anzi un andamento in lieve crescita), a prescindere dalle dimensioni delle singole colonie che in alcuni casi sono variate anche molto.
Le diverse colonie di pinguini imperatori non sono, dunque, sistemi chiusi, ma interagiscono tra di loro in modo rilevante. Ciò permette una maggior flessibilità di adattamento ai mutamenti dell’ambiente polare e la possibilità di sfruttare diversi luoghi per la riproduzione. Una conseguenza che ci si aspetta è che la specie conservi un patrimonio genetico meno specializzato, adatto alla sopravvivenza in ecosistemi diversificati. In questo contesto, la demografia di una singola colonia può rappresentare la qualità delle condizioni ambientali di una data posizione geografica nell’arco di una generazione, ma non essere significativa dell’andamento globale della specie.
Queste conclusioni sottolineano l’importanza di adottare un approccio che includa analisi genetiche e comportamentali nello studio delle popolazioni animali, per comprendere meglio come i cambiamenti climatici possano impattare sulla vulnerabilità di una specie a livello globale. Nel caso del pinguino imperatore, questa specie chiaramente non può sfuggire alle conseguenze del riscaldamento globale, poiché al mondo non esistono habitat simili al di fuori dell’Antartide. Tuttavia, gli alti tassi migratori fanno sì che il trend demografico e la vulnerabilità a lungo termine vadano rivalutati, probabilmente in positivo.
Riferimenti:
Cristofari, R. et al. Full circumpolar migration ensures evolutionary unity in the Emperor penguin. Nat. Commun. 7:11842 doi:10.1038/ncomms11842 (2016).
Immagine NSF/Josh Landis, employee 1999-2001 – U.S. Antarctic Program Photo Library via Archive.org
