psicologia

Post N° 5

I primi effetti dei cambiamenti climatici sull’evoluzione.

La zanzara Wyeomyia smithii.

Gli studi di William E. Bradshaw e Christina M. Holzapfel sulla Wyeomyia smithii, un piccolo insetto che vive nella Sarracenia purpurea, una pianta tipica delle paludi e delle torbiere dalla Florida al Canada del nord, mostrano che i recenti cambiamenti climatici hanno già cominciato a produrre modificazione genetiche e a governare così l'evoluzione.

Gli studi sulla Wyeomyia smithii, un piccolo insetto che completa il suo sviluppo preadulto interamente all'interno della Sarracenia purpurea, una pianta che cresce nelle paludi e nelle torbiere dalla Florida al Canada del nord, hanno rivelato che non solo i cambiamenti climatici hanno modificato i comportamenti di molte specie animali, che, soprattutto, hanno cominciato a spostare più a nord le loro migrazioni o a riprodursi in anticipo nella stagione primaverile, ma che hanno cominciato a produrre anche modificazioni del patrimonio genetico e a governare così l'evoluzione.
Questa zanzara nordamericana si serve della durata delle ore di luce (fotoperiodo) per stabilire quando è il momento di arrestare la propria evoluzione ed entrare in una sorta di letargo invernale.
In primavera la femmina di W. smithii depone le uova, una per volta, in una diversa pianta di Sarracenia. Quando mosche e formiche affogano dentro la foglia della Sarracenia, che è una pianta carnivora, i loro resti forniscono nutrimento anche alle larve della zanzara che si vanno sviluppando.
La Sarracenia purpurea, infatti, non digerisce il proprio cibo, ma lascia questa incombenza ai batteri che non attaccano le zanzare. Quando le larve maturano in adulti, l'intero processo si ripete; in condizioni ambientali favorevoli, il ciclo può completarsi quattro o cinque volte nel corso di una singola estate.
Al sopraggiungere dell'autunno le zanzare adulte muoiono, ma le larve durante la metamorfosi, cioè durante il loro passaggio dallo stadio larvale a quello adulto, sopravvivono all'inverno in uno stato di quiescenza dello sviluppo chiamato diapausa, in cui il metabolismo respiratorio è rallentato e in cui cessano molte attività fisiologiche (nutrizione, escrezioni, accrescimento), allo scopo di superare periodi con condizioni climatiche sfavorevoli.
Un'ampia varietà di piante e di animali usa la lunghezza delle ore di luce giornaliere (fotoperiodo) come un segnale periodico per programmare il proprio schema stagionale di letargo, migrazione, sviluppo e riproduzione.
Il momento in cui la W. smithii entra nella diapausa larvale è scandito dall'inizio, dalla durata e dalla fine di un fotoperiodo critico (durata delle ore di luce), strettamente correlato con la latitudine e l'altitudine, ma non con la longitudine.
Nella W. smithii la durata del fotoperiodo critico è un tratto adattivo regolato geneticamente, molto ereditabile, che regola gli schemi stagionali del suo ciclo vitale.

Sarracenia Purpurea (dal web)

Due ricercatori, William E. Bradshaw, Professor Ph.D., e Christina M. Holzapfel, Research Associate dell'Università del Michigan hanno raccolto esemplari di W. smithii dalla Florida al Canada in quattro occasioni: 1972, 1988, 1993, 1996, per poter eseguire differenti esperimenti nel loro laboratorio all'interno del Centro per l'Ecologia e la Biologia Evolutiva dell'Università dell'Oregon.
L'analisi comparata di alcuni dati raccolti in questi esperimenti, eseguiti in periodi di tempo distanti tra loro, ha consentito ai ricercatori di trarre importanti conclusioni relativamente all'influenza del riscaldamento globale sull'evoluzione.
Tale analisi testimonia che i rapidi cambiamenti climatici che il nostro pianeta sta vivendo hanno già cominciato a produrre modificazioni genetiche e a governare così l'evoluzione.
All'interno di differenti esperimenti effettuati dal loro laboratorio negli ultimi trent'anni i ricercatori hanno valutato variazioni nella risposta fotoperiodica di differenti popolazioni di W. smithii, all'interno dell'area geografica rappresentata dall'est del Nord America.
Sia la W. smithii sia la S. purpurea sono state allevate in camere controllate dal punto di vista ambientale dove i ricercatori possono mimare le condizioni del campo comuni a tutte le popolazioni.
I ricercatori hanno misurato il fotoperiodo critico e quindi il momento in cui l'insetto entra in diapausa nelle diverse popolazioni nelle quattro decadi, utilizzando due metodi: una lunghezza delle ore di luce statica nel 1972 nel 1996 e il cambiamento di lunghezza delle ore di luce nel 1988 e nel 1993 correlati positivamente con la latitudine e l'altitudine dei luoghi di origine degli insetti.
In altri termini, non solo il fotoperiodo critico delle popolazioni più recenti si è accorciato, ma questo accorciamento è più pronunciato nelle popolazioni del nord rispetto a quelle del sud.
I ricercatori hanno osservato che tali differenze nel fotoperiodo critico nelle diverse popolazioni analizzate di W. smithii indicano la presenza di differenze genetiche tra le popolazioni stesse e che tali differenze rivelano una tendenza evolutiva verso un fotoperiodo più breve.
Poiché il clima è diventato più caldo le zanzare che sono rimaste attive fino ad autunno inoltrato (rispondendo quindi a un fotoperiodo più breve per l'entrata in diapausa), hanno goduto di un vantaggio selettivo, presumibilmente perché sono riuscite ad accumulare qualche riserva in più per l'inverno e hanno trasmesso questo vantaggio alla loro progenie e così via.