Questione di gobbe: perché i cammelli sì e gli alpaca no?

[22 ottobre 2014]

I cammelli della Battriana (Camelus bactrianus) con due gobbe, i dromedari (Camelus dromedarius) con una gobba, e gli alpaca (Vicugna pacos) sono animali economicamente importanti, ma se il cammello della Battriana e il dromedario sono grandi mammiferi adattatisi ad ambienti arido-desertici dell’Asia e dell’Africa, l’alpaca si è adattato agli altipiani andini del Sudamerica. Il che ha portato a una diversa evoluzione delle specie.

Nello studio “Camelid genomes reveal evolution and adaptation to desert environments”, pubblicato su Nature Communications, un team di ricercatori cinesi, sauditi e danesi presenta una sequenza genomica di alta qualità che rivela analisi rivela la storia demografica e “geologica” di queste tre specie e le complesse caratteristiche legate ad adattamenti che comprendono il metabolismo che consente la conservazione del grasso e un utilizzo efficiente della scarsa acqua, le risposte a stress come le alte temperature, l’aridità, l’intensa radiazione ultravioletta e le tempeste di sabbia.

Dallo studio viene fuori che «L’Analisi trascrittomica dei cammelli della Battriana rivela ulteriormente un’osmoregolazione unica, meccanismi di osmoprotezione e di compensazione per l’assunzione di acqua sostenuti da elevati livelli di glucosio nel sangue». Il team sino-saudita-danese ipotizza che «questi meccanismi fisiologici rappresentano adattamenti evolutivi renali all’ambiente desertico. Questo studio fa avanzare la nostra comprensione dell’evoluzione dei camelidi e sull’adattamento di cammelli agli ambienti arido-desertici».

Da più di 5.000 anni, da quando vennero addomesticati tra la Somalia e l’Arabia, i camelidi hanno fornito agli esseri umani latte,  carne e pellame e sono ancora un mezzo di trasporto che ha consentito guerre di conquista, commerci, esplorazioni, l’espansione dell’Islam e della civiltà araba. I cammelli e i dromedari possono tollerare temperature molto alte (ma il cammello della Battriana anche molto fredde come quelle dei deserti asiatici) per giorni e giorni e, mentre si spostano da una pozza all’altra nel deserto,  possono tranquillamente perdere fino al 25% del loro peso corporeo totale.  Per la maggior parte dei mammiferi perdere anche solo il 15% del peso corporeo può risultare fatale.

Lo studio pubblicato su Nature Communications cerca di risolvere il mistero di questi adattamenti estremi mettendo a confronto i cammelli ed i dromedari con l’alpaca, un camelide che non tollererebbe il caldo dei deserti africani ed asiatici, che non ha gobbe e conduce una vita certamente più rilassata nei freddi altipiani del Sud America.

La ricerca del team rivela internazionale rivela che cammelli ed alpaca condividono circa l’83% dei loro genomi con gli esseri umani e il bestiame domestico. I geni suggeriscono che l’antenato comune dei cammelli e degli alpaca molto probabilmente si staccò dai bovini intorno 42, 7 milioni di anni fa, l’epoca a cui risalgono i primi fossili di animali simili ai cammelli trovati in  Nord America. Circa 16,3 milioni di anni fa da quel camelide si divisero gli animali che hanno dato origine ai moderni cammelli/dromedari ed alpaca/lama/vigogna/guanaco. I cammelli e dromedari cominciarono a diversificare con piccole mutazioni accumulate dopo che il loro parente comune migrò dal Nord America all’Eurasia circa 4,4 milioni di anni fa.

I camelidi asiatici/africani e quelli sudamericani sono ancora strettamente legati dalla comune origine nordamericana e  ci sono poche differenze fondamentali nella loro architettura genetica. Ma dopo aver esaminato più di 20.000 geni in ciascuna delle tre specie, il team ha scoperto che i cammelli, in particolare, hanno mostrato eccezionalmente elevati tassi di cambiamento evolutivo in un periodo di tempo relativamente breve. E’ questo che avrebbe permesso ai cammelli/dromedari di adattarsi ad un ambiente desertico. Detto in parole povere, i cammelli per sopravvivere nel deserto hanno dovuto velocizzare il loro percorso evolutivo. Adattamenti che, oltre alle riserve di grasso ed alla capacità di resistere senza bere per lungo tempo, comportano una migliore protezione della vista con lunghe ciglia ed occhi in grado di resistere alla luce del sole e una maggiore resistenza alle malattie respiratorie per combattere la polvere del deserto. In particolare, i cammelli sembrano aver sviluppato funzioni renali speciali che consentono loro di utilizzare alti livelli di glucosio nel sangue, che agisce per regolare la pressione osmotica tra le cellule e l’ambiente ed a trattenere l’acqua. Questo spiegherebbe anche perché i cammelli sembrano essere costantemente in uno stato di iperglicemia

Anche le due gobbe dei cammelli e la gobba del dromedario sono il frutto di queste modifiche genetiche. Questi accumuli di grasso,  che possono pesare più di 35 Kg,  sono una riserva di energia per quando il cibo scarseggia e gli autori dello studio ritengono che il numero delle gobbe dei cammelli e dei dromedari corrisponda al diverso metabolismo dei grassi che hanno sviluppato durante l’evoluzione, «anche se sono necessarie ulteriori ricerche per dimostrare quel link».

Mentre i camelidi emigrati in Asia e poi in Africa stavano affrontando le durissime forche caudine dell’evoluzione nei deserti, l’alpaca ha dovuto vedersela solo con il  freddo arrivato con l’ultimo massimo glaciale, circa 44.000 anni fa. E’ così che questi delicati animali dal vello prezioso e dalle lunghe gambe sono rimasti confinati sulle Ande e non hanno colonizzato le calde del  Centro America e del Sud America, non avendo avuto quindi mai il bisogno di sviluppare qualcosa di così ingombrante e stravagante come una gobba. Così, mentre i cammelli/dromedari vengono apprezzati per la loro incredibile resistenza nel deserto, gli alpaca ed i loro parenti andini sono apprezzati per la loro lana.

Gli autori dello studio fanno notare che la loro ricerca, oltre ad aumentare la nostra comprensione su questi animali domesticati così importanti per intere civiltà umane, potrebbe « aiutare a prevedere come le altre specie potrebbero rispondere ad un mondo più caldo e più secco» il che potrebbe essere utili anche ai aiutare programmi di allevamento che cercano di realizzare un “supercamel” in grado di prosperare nelle condizioni sempre più dure che il cambiamento climatico potrebbe portare in medio Oriente, nel Sahara/Sahel e nei deserti asiatici.