La migrazione della «dama dipinta»
La migrazione e la distribuzione di molti insetti ha conseguenze economiche, quali l’impollinazione nei sistemi agricoli, i focolai di parassiti e la diffusione di malattie infettive. La farfalla V. cardui è un modello ideale per studiare le dinamiche di popolazione delle migrazioni degli insetti perché la specie è distribuita in tutto il mondo. Anche se la farfalla cosmopolita rappresenta quella che è potenzialmente la più ampia gamma di distribuzione di qualsiasi specie di farfalla, il suo comportamento migratorio è poco conosciuto. L’iniziativa MIGRATION, finanziata dall’UE, si è proposta di comprendere meglio le strategie migratorie della V. cardui. Il team ha studiato i fattori genetici, ecologici e di altro tipo che regolano il fenomeno della migrazione dell’insetto. MIGRATION ha scoperto che la specie migra dall’Europa all’Africa tropicale durante l’autunno, mentre questo movimento di massa si inverte in primavera. Ciò significa che le popolazioni di V. cardui attraversano il Sahara due volte l’anno e hanno bisogno di habitat sia temperati che tropicali per completare il proprio ciclo multigenerazionale. Un comportamento unico nella migrazione degli insetti, che si riscontra solo negli schemi degli uccelli migratori. «Usiamo la specie Vanessa cardui, dal momento che risulta essere la più cosmopolita delle farfalle e la specie migratrice terrestre con la più grande distribuzione conosciuta» spiega il dott. Gerard Talavera, membro del team di MIGRATION. «È un modello ideale per misurare il modo in cui la migrazione modella il flusso genico in tutto il mondo». Raccolta di campioni su scala mondiale Il team ha raccolto la sfida di raccogliere campioni che rappresentino l’intera gamma della specie in tutto il mondo. «Abbiamo dovuto lanciare ipotesi su dove e quando trovare le farfalle per condurre i sondaggi; abbiamo raccolto informazioni dai colleghi, da programmi di scienze civiche e modellando modelli climatici», racconta il dott. Talavera. Il team di MIGRATION ha adottato un approccio insolito in base al quale le spedizioni sul campo non si concentravano su determinati siti, ma piuttosto su interi paesi o interi continenti. Ciò significava che dovevano essere continuamente in movimento, alla ricerca di prove di progenie presenti o passate, o alla scoperta di farfalle adulte nel corso della migrazione. Hanno accumulato un archivio di oltre 3 000 campioni in tutto il mondo e scelto un sottocampione per il sequenziamento genomico e la genomica della popolazione a valle. La proposta iniziale consisteva nel sequenziare 600 esemplari, ma il team ha scelto di andare oltre i 1 200, in ragione del successo ottenuto nella campionatura. Hanno creato il più grande set di dati molecolari di popolazioni naturali di una specie cosmopolita mai campionato, se escludiamo gli umani. I ricercatori del progetto hanno utilizzato il metasequenziamento del polline come strumento per tracciare i percorsi migratori. Hanno dimostrato, come prova di concetto, che la tecnica consente di tracciare i percorsi migratori degli insetti, andando a cercare i diversi fiori che hanno visitato a migliaia di chilometri di distanza. Il team ha utilizzato altri indicatori per tracciare percorsi migratori, quali gli isotopi stabili all’idrogeno. Questa è stata la prima volta che un insetto è stato tracciato in tal modo su scala intercontinentale tra l’Africa e l’Europa. MIGRATION ha sequenziato diversi genomi completi, attualmente raccolti per la genomica comparativa e per identificare le regioni genomiche coinvolte nel comportamento migratorio. Il progetto non è stato privo di sfide, come spiega il dott. Talavera: la natura multidisciplinare di questa ricerca e la grande quantità di dati coinvolti ha reso il lavoro estremamente intenso. «Non abbiamo avuto il tempo di analizzare completamente tutti i dati molecolari generati nella fase di pubblicazione; ci stiamo ancora lavorando». Guardando avanti Secondo il dott. Talavera questo tipo di lavoro non finirà mai, poiché ci sono ancora molte nuove domande e opportunità di ricerca da esplorare. Il team ha tuttavia stabilito che la V. cardui è un sistema di modello emergente nella biologia evolutiva e nello studio della migrazione degli insetti. «Dal momento che ora comprendiamo meglio il sistema grazie a tutti i dati sul campo, oggi possiamo applicare questa conoscenza per analizzare le migrazioni di questa o di altre specie in altre parti del mondo», conclude il dott. Talavera.
Parole chiave
MIGRATION, farfalla, V. cardui, migrazione degli insetti, Vanessa cardui, specie cosmopolite, sequenziamento genomico, biologia evolutiva
