Comprendere quale sia il peso del “carattere” nel processo di adattamento degli animali a nuove condizioni ambientali rimane una sfida aperta per i biologi. É da lungo tempo infatti che i ricercatori cercano di comprendere come le differenze nel comportamento degli individui influenzano la loro fitness, e come le diversità su scala comportamentale possano stimolare o inibire l’adattamento su scala fenotipica e fisiologica (Pikaia ne ha parlato qui per esempio).

Per svelare il processo attraverso il quale il comportamento modella l’adattamento, bisogna infatti esaminare come opera la selezione naturale tra gli individui di una popolazione. Le nuove ricerche sulle variazioni interindividuali nel comportamento hanno permesso di stabilire che spesso all’interno di una popolazione i tratti comportamentali variano in modo coerente tra gli individui, stabilendo le basi per indagare sull’ipotesi che la selezione naturale, agendo sulla variazione interindividuale del comportamento, possa condurre a diverse traiettorie ecologiche ed evolutive per le popolazioni soggette a regimi selettivi distinti.

Ma testare un’ipotesi di questo tipo in condizioni naturali non è cosa da poco, misurare l’effetto della selezione naturale richiede esperimenti controllati, in ambienti caratterizzati da pressioni selettive contrastanti e ben identificabili, come la presenza o assenza di predatori o la disponibilità di cibo.

Un ambiente naturale che si è rivelato utile a questo scopo è stato quello fornito da un sistema piccole isole caraibiche che sono state usate da zoologi e biologi evoluzionisti di Harvard, come repliche sperimentali per testare direttamente se e come la selezione naturale operi su lucertole con comportamenti e morfologie differenti esposte a regimi selettivi diversi, in presenza ed assenza dei propri predatori. I risultati di questo studio sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Science.

Le lucertole scelte per questo esperimento, appartenenti alla specie Anolis sagrei, tendono a vivere nascoste su rami bassi o tra le rocce, ma per procacciarsi il cibo devono uscire allo scoperto ed esplorare ambienti esposti alla vista dei predatori. Quindi ciascun individuo, per ottimizzare le sue probabilità di sopravvivenza, deve scegliere tra un comportamento prudente, che lo spinge a trascorrere la maggior parte del suo tempo nascosto al sicuro dall’occhio dei predatori, e un atteggiamento più audace, che gli permette invece di passare più tempo in esplorazione alla ricerca di cibo.

La scelta tra un comportamento audace ed uno prudente varia molto tra gli individui della stessa specie, in un continuo compromesso costo/beneficio che dipende molto dalle condizioni naturali dell’habitat (presenza di predatori e disponibilità di cibo), dalle differenze nelle caratteristiche morfologiche tra individui maschi e femmine (dimorfismo sessuale che comporta una diversa lunghezza degli arti e nella massa corporea). Per testare questa ipotesi, i ricercatori hanno collocato 273 lucertole A. sagrei adulte (maschi e femmine) su otto isole dei Caraibi che avevano perso la loro popolazione di lucertole a causa di un recente uragano.

Tutte le isole erano equivalenti per caratteristiche dell’habitat, con una importante eccezione: su metà delle otto isole i ricercatori hanno introdotto anche un certo numero di esemplari di Leiocephalus carinatus, un rettile che naturalmente preda A. sagrei, mentre le restanti isole sono state lasciate prive di predatori.

Prima di essere trasferite nelle isole sperimentali, tutte le lucertole selezionate per l’esperimento sono state sottoposte ad un test per misurare il tempo impiegato da ciascuna lucertola per emergere da un rifugio sicuro ed iniziare a esplorare l’ambiente circostante, e la quantità di tempo trascorso a terra prima di salire al sicuro su un posatoio. Questo test è servito ai ricercatori per ottenere delle misure basali del tempo “medio” impiegato ciascun individuo per uscire dal rifugio e del tempo utilizzato per esplorare l’ambiente circostante.  Tutti gli individui sono stati misurati per valutare la lunghezza degli arti e la massa corporea e a tutti è sono state inserite tag sottocutanee per riconoscere ciascun esemplare individualmente.

Dopo quattro mesi i ricercatori sono tornati sulle isole per ricatturare le lucertole superstiti e i risultati hanno evidenziato, che in linea generale, sulle isole prive di predatori, gli individui, sia maschi che femmine, più audaci e veloci nell’esplorare un nuovo ambiente, erano quelli che erano sopravvissuti di più, forse perché erano maggiormente in grado di sfruttare il cibo disponibile sul terreno.   Al contrario, sulle isole in cui era presente la specie predatrice, ad essere avvantaggiate sono state le lucertole che mostravano un comportamento più prudente, passando meno tempo esposte a cercare cibo. Queste osservazioni hanno inoltre evidenziato che, ai fini della sopravvivenza, la scelta tra questa strategia comportamentale risulta essere più efficace per le femmine rispetto che per i maschi.

Per quanto riguarda le caratteristiche morfologiche, i risultati hanno anche evidenziato che gli individui con arti più lunghi sono stati avvantaggiati, forse perché in grado di correre più velocemente, caratteristica utile sia per cercare cibo che per sfuggire ai predatori.

In definitiva, questi risultati hanno dimostrano che la selezione favorisce comportamenti diversi di assunzione del rischio in diversi contesti e tra maschi e femmine: il comportamento esplorativo è favorito in assenza di predatori, mentre l’evitamento è favorito in loro presenza. Sulle isole con predatori, la selezione sul comportamento è più forte della selezione sulla morfologia (soprattutto per le femmine), mentre il contrario vale per le isole senza predatori.

Questo esperimento dimostra che la selezione può modellare i tratti comportamentali, aprendo la strada all’adattamento a vari contesti ambientali: la selezione sulla dimensione e la forma del corpo avviene simultaneamente con la selezione sui tratti comportamentali, e ciascun tratto può assumere un “peso adattativo” maggiore o minore in relazione con le caratteristiche esterne dell’ambiente e con il sesso degli individui.


Riferimenti:
Lapiedra et al. Predator-driven natural selection on risk-taking behavior in anole lizards. Science, 2018; 360 (6392): 1017 DOI:10.1126/science.aap9289

Immagine: ”Anolis sagrei” femelle en Floride, Credits: Ianare (Ianaré Sévi), via wiki commons licenza di uso pubblico (CC-BY-2.5)