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Come il cambiamento climatico influenza l'evoluzione

I biologi che lavorano su un'iniziativa finanziata dall'UE hanno studiato come le popolazioni naturali si evolveranno di fronte alle minacce ambientali provocate dal cambiamento climatico.
Come il cambiamento climatico influenza l'evoluzione
Quanto velocemente la popolazione naturale può reagire alle pressioni di selezione indotte dagli esseri umani? Un aspetto importante della previsione di come le specie si evolvono in risposta a pressioni esterne è la comprensione dell'adattamento genetico, della capacità di un organismo di cambiare il suo fenotipo (conosciuto come plasticità fenotipica) e dei cambiamenti molecolari associati. Il fenotipo può essere definito come un composto dei tratti fisici osservabili in un organismo. Malgrado la plasticità fenotipica potrebbe giocare un ruolo importante nella modalità di evoluzione di una specie, l'evoluzione richiede sostanzialmente modifiche adattative nelle frequenze dei geni.

Il progetto GEBACC ("Genetic and epigenetic basis of adaptation to climate change") ha testato la capacità delle popolazioni selvatiche di reagire al cambiamento ambientale antropogenico. Le rane sono particolarmente sensibili alle fluttuazioni ambientali. Di conseguenza, il tratto ecologicamente importante della locomozione è stato studiato su alcune rane catturate dal loro ambiente naturale, della specie Xenopus tropicalis, usata comunemente come organismo modello per la biologia e la genetica dello sviluppo.

La distruzione dell'habitat ha causato una notevole riduzione di rane e altri anfibi, in particolare nelle foreste tropicali. Tali cambiamenti favoriranno queste rane capaci di muoversi verso nuovi habitat più adatti a loro. GEBACC ha ricreato questo evento di selezione in laboratorio allevando selettivamente le X. tropicalis per diverse generazioni per una maggiore resistenza in condizioni di temperatura diverse. I cambiamenti genetici, epigenetici, fisiologici, biochimici e morfologici in risposta alla selezione dovevano essere generati.

Sarà anche studiato l'impatto della selezione per un'altra caratteristica, l'immunità, dato che le popolazioni naturali sono sottoposte a numerose minacce contemporaneamente e gli anfibi nel mondo sono attualmente a rischio di contrarre una malattia infettiva nota come chitridiomicosi. Questo permetterà agli scienziati di determinare fino a che punto la risposta a una pressione di selezione influenzi la reazione a un'altra.

A causa delle difficoltà con la rana X. tropicalis, il sistema del modello è stato cambiato in quello della farfalla Pieris brassicae, che è stata fenotipizzata e allevata per la caratteristica di resistenza. Gli insetti sono stati esaminati per l'associazione tra i modelli di espressione dei geni associati e le differenze nel fenotipo, insieme all'ereditabilità della resistenza.

Il lavoro del progetto ha già dato vita a quattro pubblicazioni. L'approccio multidisciplinare e altamente integrativo di GEBACC è fondamentale per ottenere una visione più chiara sulla complessità delle reazioni molecolari e fenotipiche di popolazioni naturali alle perturbazioni ambientali. Il progetto aiuterà cosi gli scienziati a prevedere come le popolazioni naturali si adatteranno al cambiamento climatico.

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