Evoluzione: dimostrata in natura ‘effetto del fondatore’

L’evoluzione naturale è influenzata dall’effetto della selezione naturale, come ormai ampiamente dimostrato. Tuttavia, esistono altri effetti che influenzano le dinamiche evolutive delle popolazioni che possono influire sui caratteri delle specie viventi. Una di questi effetti è il cosidetto “effetto del fondatore”, e si verifica in popolazioni che originano da pochi esemplari.

Le differenze causate dall’effetto del fondatore, hanno scoperto recentemente i ricercatori, persistono quando le popolazioni si adattano a nuovi ambienti. Questo significa che tale effetto continua per qualche ragione ad influenzare l’evoluzione insieme alla selezione naturale.

Per capire questo, i biologi hanno rilasciato delle lucertole in piccole isole disabitate delle Bahamas e hanno scoperto una interazione raramente osservata tra i processi evolutivi.

Jason Kolbe, un biologo presso l’Università di Rhode Island (URI) – supportato da colleghi della Duke, della Harvard e la Università di California, Davis – ha rilevato che modifiche genetiche e morfologiche delle lucertole (forma e struttura) sono state determinate sia dalla selezione naturale che dal fenomeno chiamato ‘effetto del fondatore’. I risultati della ricerca sono pubblicati online sulla rivista Science.

L’effetto del fondatore è la perdita di variabilità genetica che si verifica quando una nuova popolazione si stabilisce da un numero molto piccolo di individui originari che provengono una popolazione più ampia. Esso si traduce spesso nel fatto che la nuova popolazione  diventa geneticamente o morfologicamente diversa dala popolazione originaria.

“Raramente si può osservare l’effetto del fondatore in natura, ma sappiamo che si verifica perché ad esempio le isole sono colonizzate da nuove specie nel corso del tempo”, ha detto Kolbe.

“Quello che non sapevamo era come questi meccanismi evolutivi [la selezione naturale e l’effetto del fondatore] interagiscono tra di loro.”

Gli scienziati hanno scoperto che le differenze causate dall’effetto del fondatore persistono anche quando le popolazioni si adattano a nuovi ambienti.

“I biologi evoluzionisti hanno discusso l’importanza dell’effetto del fondatore per più di 70 anni”, ha detto Sam Scheiner, direttore del programma nella divisione  di Biologia Ambientale della National Science Foundation (NSF) che ha finanziato la ricerca. “Questo studio è il primo a dimostrare definitivamente l’effetto per i tratti ecologicamente importanti.”

Kolbe e colleghi hanno raccolto in modo casuale lucertole anolis marroni da una grande isola vicino a Great Abaco nelle Bahamas, e poi hanno rilasciato una coppia su ognuna delle sette isole vicine, in cui la popolazione delle lucertole era stata distrutta da un uragano recente.

L’isola di origine è coperta da foreste, mentre le altre isole hanno una vegetazione bassa e discontinua.

Precedenti ricerche avevano scoperto che le lucertole anolis che vivono nelle foreste hanno gli arti posteriori più lunghi rispetto a quelle che si trovano in habitat a macchia.

Le lucertole con lunghi arti possono correre più velocemente sui rami delle foreste, mentre quelle a zampe corte sono più abili a camminare  nella vegetazione bassa.

Gli scienziati hanno rivisitato tutte le sette isole per i successivi quattro anni, per misurare la lunghezza degli arti delle lucertole e raccogliere campioni di tessuto per l’analisi genetica.

Tutte le nuove popolazioni sono sopravvissute e sono aumentate in media 13 volte nei primi due anni, prima di stabilizzarsi.

“Abbiamo notato un effetto del fondatore un anno dopo l’inizio dell’esperimento, che ha causato alcune differenze tra le lucertole sulle sette isole”, ha detto Kolbe.

“In alcune delle isole le lucertole avevano gli arti lunghi e in alcune arti brevi, ma questo era assolutamente casuale per quanto riguarda la vegetazione sulle nuove isole.”

Poiché la struttura della vegetazione sulle isole è diversa da quella dell’isola di origine, gli scienziati hanno previsto che la selezione naturale avrebbe portato le lucertole a sviluppare arti più corti.

“Nei successivi quattro anni, le lucertole su tutte le isole hanno avuto una diminuzione della lunghezza delle zampe, che è attribuibile alla selezione naturale”, ha spiegato Kolbe. “Ma gli esemplari in cui il cambiamento è avvenuto per ultimo, hanno continuato ad avere gli arti posteriori più lunghi rispetto agli altri esemplari nelle altre isole.”

Il fatto che le popolazioni hanno mantenuto l’ordine in cui le gambe si accorciavano durante tutta la durata dell’esperimento significa che sia l’effetto fondatore che la selezione naturale hanno contribuito alle loro attuali differenze.

Secondo Kolbe, l’effetto del fondatore si riscontra raramente in natura. Infatti, la maggior parte delle ricerche precedenti sono state condotte in laboratorio.

“Il nostro è il primo studio ad osservare questo processo sperimentalmente in un ambiente naturale, e siamo stati in grado di spiegare più meccanismi evolutivi nel tempo”, ha detto. “Abbiamo solo manipolato l’inizio del ripopolamento di queste isole con una specie già endemica, ma tutto il resto è stato lasciato alla natura.”

Il passo successivo della ricerca sarà quello di determinare per quanto tempo l’effetto del fondatore persiste prima di venire eliminato da altri fattori.