Fringuelli di Darwin: ti becco dal becco (e lo confermo con la genetica)

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5 Maggio 2020

Che le specie non scambino geni per ibridazione non è più così certo. Nuove evidenze mostrano come il flusso genico tra due specie di fringuelli di Darwin abbia influenzato la loro morfologia del becco.

Nonostante l’opinione tradizionale secondo cui le specie non scambiano i geni per ibridazione, recenti studi dimostrano che il flusso genico tra specie strettamente correlate è più comune di quanto si pensasse in precedenza.

Un team di scienziati dell’Università di Uppsala e della Princeton University riporta come il flusso genico tra due specie di fringuelli di Darwin abbia influenzato la loro morfologia del becco.

I fringuelli di Darwin sulle isole Galápagos sono un esempio di una radiazione adattativa rapida in cui 18 specie si sono evolute da un antenato comune in un periodo di 1-2 milioni di anni. Alcune di queste specie sono state separate solo per alcune centinaia di migliaia di anni o meno.

Rosemary e Peter Grant dell’Università di Princeton, coautori del nuovo studio, hanno studiato popolazioni di fringuelli di Darwin sulla piccola isola di Daphne Major per 40 anni consecutivi e hanno osservato l’ibridazione occasionale tra due specie distinte, il fringuello terricolo dei cactus (Geospiza scandens) e il fringuello terricolo medio (Geospiza fortis).

 

Il fringuello terricolo dei cactus ha un becco appuntito adattato per nutrirsi di cactus mentre il fringuello terricolo media ha un becco smussato più adatto per schiacciare i semi. La loro discendenza ibrida ha una morfologia del becco intermedia.

 

Il fringuello terricolo dei cactus è leggermente più grande del fringuello terricolo medio, ha un becco più appuntito ed è specializzato per nutrirsi di cactus, mentre il secondo ha un becco smussato ed è specializzato per nutrirsi di semi.

Nel corso degli anni, abbiamo osservato un’ibridazione occasionale tra queste due specie e abbiamo notato una convergenza nella forma del becco. In particolare, il becco del fringuello terricolo dei cactus è diventato più smussato e più simile al becco del fringuello di terra media

affermano Rosemary e Peter Grant che continuano

Ci siamo chiesti se questo cambiamento evolutivo potesse essere spiegato dal flusso genico tra le due specie.

Per rispondere alla domanda sono stati fatti sequenziamenti genetici di gruppi di due specie di diversi periodi di tempo e con diversa morfologia del becco. Nel lavoro appena uscito su Nature si forniscono le prove di un flusso genico sostanziale, in particolare tra questi due tipi di fringuelli.

Una scoperta sorprendente è stata che il flusso genico osservato era sostanziale sulla maggior parte dei cromosomi autosomici ma trascurabile sul cromosoma Z, uno dei cromosomi sessuali

afferma Fan Han, Università di Uppsala, che ha analizzato questi dati nell’ambito della sua tesi di dottorato.

Negli uccelli, i cromosomi sessuali sono ZZ nei maschi e ZW nelle femmine, in contrasto con i mammiferi in cui i maschi sono XY e le femmine sono XX.

“Questo interessante risultato è di fatto in eccellente accordo con la nostra osservazione sul campo alle Galápagos”, hanno spiegato i Grant che aggiungono

Abbiamo notato che la maggior parte degli ibridi aveva come padre un fringuello terricolo dei cactus e una madre fringuello terricolo medio. Le femmine ibride si sono riprodotte con successo con maschi di fringuello dei cactus e quindi hanno trasferito i geni dal fringuello terricolo medio alla popolazione di fringuello dei cactus. Al contrario, i maschi ibridi erano più piccoli dei comuni maschi di fringuelli dei cactus e non sono riusciti a competere con successo per territori e per la riproduzione.

Questo modello di accoppiamento è spiegato anche dal fatto che i fringuelli di Darwin hanno un “imprinting” generato dal canto dei loro padri al punto che i figli cinguettano come loro e le figlie preferiscono accoppiarsi con maschi che producono lo stesso cinguettio.

Inoltre, le femmine ibride ricevono il cromosoma Z dal padre (fringuello dei cactus) e il cromosoma W dalla madre (fringuello terricolo medio). Questo spiega perché i geni sul cromosoma Z non possono fluire dal fringuello terricolo medio a quello dei cactus attraverso queste femmine ibride, mentre i geni in altre parti del genoma possono, dal momento che i genitori dell’ibrido contribuiscono in modo uguale.

I dati mostrano inoltre che l’idoneità degli ibridi tra le due specie dipende fortemente dalle condizioni ambientali che influiscono sull’abbondanza di cibo. Pertanto, il risultato a lungo termine dell’ibridazione in corso tra le due specie dipenderà da fattori ambientali e concorrenza, come è in ogni caso sensato ipotizzare secondo la teoria dell’evoluzione.

I possibili scenari sono o che le due specie si fondano in una combinando varianti genetiche delle due, oppure, forse più probabilmente, continueranno a comportarsi come due specie scambiandosi geni occasionalmente. Potrebbe poi svilupparsi un isolamento riproduttivo se gli ibridi a un certo punto mostreranno una forma fisica ridotta rispetto alle progenie originarie.

 

 

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martedì 5 maggio 2020 - 11:24
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