La Daphnia pulicaria del Gran Paradiso: dalle glaciazioni al DNA

I ricercatori del Parco Nazionale Gran Paradiso, in collaborazione con l’Università di Pavia e l’Università Milano Bicocca hanno recentemente pubblicato i risultati delle analisi genetiche di un singolare crostaceo che popola quattro laghi alpini del Parco (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/zoj.12151/abstract).

Presso i laghi Trebecchi, Nivolet e Lillet vive infatti una rara forma di Daphnia pulicaria, melanica (ovvero scura) e partenogenetica obbligatoria (ovvero… niente maschi! la popolazione è costituita da sole femmine, che per riprodursi si auto-clonano). Queste caratteristiche hanno per molti anni indotto gli scienziati a chiamare questo crostaceo con un altro impronunciabile nome: Daphnia middendorffiana. L’avvento delle analisi genetiche in campo ecologico ha permesso tuttavia di fare luce sulla storia evolutiva di questo crostaceo, di assegnargli il corretto nome scientifico (Daphnia pulicaria) e di raccontare come sia giunto fino al Gran Paradiso. Il risultato più sorprendente delle analisi molecolari è la scoperta che le popolazioni melaniche di Daphnia pulicaria del Gran Paradiso appartengono a due gruppi molto diversi dal punto di vista genetico. In particolare, le popolazioni dei laghi Trebecchi e Nivolet sono tra loro identiche, ma la popolazione rinvenuta nel lago Lillet è molto diversa. Come si spiega questo fatto? Bisogna tornare indietro di alcune migliaia di anni per comprenderlo, alla fine dell’ultima era glaciale, quando i laghi alpini si stavano formando, occupando le depressioni nel terreno lasciate libere dal ritiro dei ghiacciai. Questi nuovi ambienti acquatici erano pronti per essere lentamente colonizzati da diversi organismi animali e vegetali. La presenza di due gruppi geneticamente differenziati di Daphnia pulicaria è probabilmente il prodotto di due diversi eventi di colonizzazione. Le popolazioni dei tre laghi della Valsavarenche (Nivolet e Trebecchi) sono molto simili dal punto di vista genetico alle popolazioni circumpolari islandesi e delle Isole Svalbard, mentre la popolazione del lago Lillet, in valle Orco, appartiene a un gruppo più tipico delle Alpi. Questo gruppo alpino si è probabilmente evoluto in un rifugio glaciale prossimo all’arco alpino, cioè un “oasi calda” libera dai ghiacci; quando i ghiacci si sono ritirati, queste popolazioni sono lentamente salite di quota, alla ricerca di ambienti adatti per la loro sopravvivenza. Al contrario le popolazioni della Valsavarenche, affini alle popolazioni circum-artiche, sono state probabilmente spinte a sud dall’avanzamento della calotta polare nell’Europa settentrionale e centrale nel periodo glaciale; al termine delle glaciazioni alcune popolazioni, come quella del Lillet, sono rimaste a sud (relitti glaciali), mentre il grosso della popolazione ha seguito il ritiro dei ghiacciai e si è ristabilito nelle aree originarie. Un’ipotesi alternativa è che le popolazioni artiche siano arrivate più recentemente, magari in forma di uova attaccate alle zampe di uccelli acquatici migratori; è interessante constatare che l’area del Nivolet e dei Trebecchi è una rara area di sosta migratoria per il piviere tortolino, un piccolo uccello acquatico che nidifica proprio nel nord dell’Europa e che ogni anno migra verso i quartieri di svernamento africani, passando per il Gran Paradiso. Il caso della Daphnia pulicaria del Gran Paradiso ha suscitato l’attenzione di alcuni genetisti canadesi, che in questo momento stanno codificando in maggiore dettaglio il suo DNA per capire come e perché questi organismi abbiano “scelto” di rinunciare alla riproduzione sessuale. Perciò, la storia della Daphnia pulicaria del Gran Paradiso non è ancora finita. Questa è la storia di un viaggio lungo migliaia di chilometri e migliaia di anni, il cui risultato è la comparsa di popolazioni animali estremamente isolate, molto differenti dal resto delle popolazioni note. I laghi alpini sono infatti delle “isole d’acqua in un mare di terra” dove si può creare biodiversità, tramite i processi di differenziamento genetico e speciazione. Per questo ogni lago alpino potrebbe potenzialmente contenere organismi unici o rarissimi, e anche per questo i laghi alpini vanno conservati. Un modo molto rapido per distruggere la biodiversità di un lago alpino e potenzialmente di eliminare organismi unici al mondo è l’introduzione di pesci. La Daphnia pulicaria del Gran Paradiso è ad esempio assente dai laghi che contengono pesci. Le operazioni di eradicazione dei salmerini previste nel progetto LIFE+ BIOAQUAE potrebbero ripristinare questi ambiente acquatici e permettere il ritorno di organismi localmente estinti.

Foto al microscopio elettronico di una Daphia pulicaria del Gran Paradiso, che raggiunge qualche millimetro di dimensione, un gigante tra le specie componenti lo zooplancton.


Testo di Rocco Tiberti, collaboratore LIFE+BIOAQUAE

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