I cambiamenti climatici influenzano la diversità genetica della marmotta
Come hanno fatto a sopravvivere in gran numero sulle Alpi?
[24 Maggio 2019]
Quali effetti ha il cambiamento climatico sulla diversità genetica degli organismi viventi? Lo studio “Ice-Age Climate Adaptations Trap the Alpine Marmot in a State of Low Genetic Diversity”, pubblicato su Current Biology da un team internazionale di ricercatori guidato da Charité – Universitätsmedizin Berlin e dal Francis Crick Institute, ha analizzato il genoma della marmotta alpina (Marmota marmota), un animale relitto dell’era glaciale che vive ancora numerosa nei prati alpini di alta quota. I ricercatori tedeschi dicono che «I risultati sono stati inaspettati: la specie è risultata essere la meno geneticamente diversa tra tutti i mammiferi selvatici studiati fino ad oggi. Una spiegazione è stata trovata nel passato genetico delle marmotte. La marmotta alpina ha perso la sua diversità genetica durante gli eventi climatici legati all’era glaciale e da allora non è stata in grado di recuperare la sua diversità». Markus Ralser, direttore dell’Instituts für Biochemie di Charité, conferma: «Siamo rimasti molto sorpresi da questo risultato. La bassa diversità genetica si trova principalmente nelle specie a rischio di estinzione come, per esempio, il gorilla di montagna. I numeri di popolazione per la marmotta alpina, tuttavia, sono di centinaia di migliaia, motivo per cui la specie non è considerata a rischio».
Dato che la bassa diversità genetica della marmotta alpina non può essere spiegata con le abitudini di vita e riproduttive degli animali, i ricercatori hanno utilizzato l’analisi computerizzata per ricostruire il passato genetico della marmotta. Dopo aver messo insieme i risultati delle analisi genetiche complete con i dati provenienti da documentazione fossile, sono giunti alla conclusione che «La marmotta alpina ha perso la sua diversità genetica a causa di molteplici adattamenti climatici durante l’ultima era glaciale. Uno di questi adattamenti si è verificato durante la colonizzazione animale della steppa del Pleistocene all’inizio dell’ultima era glaciale (tra 110.000 e 115.000 anni fa). Un secondo è avvenuto quando la steppa del Pleistocene scomparve di nuovo verso la fine dell’era glaciale (tra 10.000 e 15.000 anni fa). Da allora, le marmotte hanno popolato le praterie d’alta quota delle Alpi, dove le temperature sono simili a quelle dell’habitat della steppa del Pleistocene».
I ricercatori hanno trovato prove che suggeriscono che «L’adattamento della marmotta alle temperature più fredde della steppa del Pleistocene ha comportato un tempo di riproduzione più lungo e una diminuzione del tasso di mutazioni genetiche. Questi sviluppi hanno impedito agli animali di rigenerare efficacemente la loro diversità genetica. I risultati complessivi suggeriscono che nelle marmotte alpine il tasso di evoluzione del genoma è eccezionalmente basso. Questi sviluppi hanno impedito agli animali di rigenerare efficacemente la loro diversità genetica».
Commentando i risultati dello studio, Ralser ha sottolineato che «Il nostro studio dimostra che i cambiamenti climatici possono avere effetti a lungo termine sulla diversità genetica di una specie. Questo non era stato dimostrato in precedenza in modo così chiaro. Quando una specie mostra pochissime diversità genetiche, ciò può essere dovuto a eventi climatici verificatisi molte migliaia di anni fa. E’ straordinario che la marmotta alpina sia riuscita a sopravvivere per migliaia di anni nonostante la sua bassa diversità genetica. Dopotutto, una mancanza di variazione genetica può significare una ridotta capacità di adattamento ai cambiamenti, rendendo le specie colpite più suscettibili sia alle malattie sia alle condizioni ambientali alterate, inclusi i cambiamenti nel clima locale».
Riassumendo i risultati dello studio, Ralser conclude: «Dovremmo prendere sul serio i risultati dello studio, dato che possiamo vedere avvertimenti simili del passato. Nel XIX secolo, la colomba migratrice era una delle specie più abbondanti di uccelli terrestri nell’emisfero settentrionale, ma fu completamente spazzata via nel giro di pochi anni. E’ possibile che la bassa diversità genetica abbia avuto un ruolo in questo. Un passo importante sarebbe studiare più da vicino altri animali che, come la marmotta alpina, sono riusciti a sopravvivere all’era glaciale. Questi animali potrebbero essere intrappolati in uno stato simile di bassa diversità genetica. Attualmente, le stime relative al rischio di estinzione di una particolare specie sono basate principalmente sul numero di animali in grado di riprodursi. Dovremmo riconsiderare se questo dovrebbe essere l’unico criterio che usiamo».