Uno dei nostri lettori Velisti per Caso, Pighin, ha tradotto per noi l'articolo "Origin of a Species" di Joe Eaton. Un utile approfondimento per capire meglio la teoria di Darwin, grazie!

Come può nascere una nuova specie? Nonostante tutta la sua ossessiva ricerca e le sue brillanti intuizioni, Darwin non trovò mai la soluzione di questo fenomeno. I biologi evoluzionisti che si sono susseguiti sono stati tuttavia capaci di completarne i dettagli, e fin dagli anni trenta era stato raggiunto un consenso operativo: la speciazione richiedeva separazione spaziale e temporale. Secondo Ernst Mayr, ora 96enne e attivo pubblicatore, nella maggior parte dei casi la speciazione è “allopatrica” (allo - “differente”, - patrica = da “patria”. Deve succedere qualcosa che separi fisicamente due popolazioni di un organismo. Un ristretto numero di pionieri è volato o è stato trasportato su un’isola o un arcipelago come la catena delle isole Hawaii o le Galapagos. Oppure cambiamenti nel clima o nella topografia hanno creato una barriera: un ghiacciaio, una catena montuosa, un canyon, un ponte continentale, una via d’acqua.

La selezione naturale conduce le due popolazioni verso percorsi evolutivi divergenti. Se mai un giorno dovessero incontrarsi nuovamente, esse potrebbero essere incapaci di ibridarsi a causa di tratti fisici o comportamentali che hanno sviluppato mentre erano reciprocamente isolate. Esse sono divenute specie nuove, nell’accezione con cui Mayr definisce questo concetto: "Popolazioni naturalmente ibridate che sono riproduttivamente isolate dagli altri gruppi similari."

La scoperta della vera età della Terra ha mostrato che c’è stato un ampio spazio di tempo affinché la speciazione potesse accadere, per mezzo di piccoli cambiamenti che sommati hanno dato origine a differenze sufficientemente marcate da creare organismi nuovi e distinti. L’antenato comune degli honeycreepers Hawaiani, o fringuelli “drepanine”, pare che abbia raggiunto Kauai o Oahu circa 3,5 milioni di anni fa: un tempo sufficiente per i discendenti di separarsi in 50 o più specie, adatte ad una pluralità di diverse nicchie ecologiche, e colonizzare le nuove isole che man mano sorgevano dal mare.

Ma il processo di speciazione richiede sempre un così vasto lasso di tempo? I biologi hanno cominciato a trovare evidenza che ciò potrebbe accadere molto più rapidamente. Oltre le sue varie piante e fauna endemica (specie che non si trovano in nessun altro luogo) le isole Hawaii hanno molte specie di falene i cui bruchi si nutrono solo di piante di banana. Ma le banane furono introdotte nelle isole dai colonizzatori Polinesiani non prima di 1700 anni fa. Attraverso quel periodo di tempo, una falena ancestrale ha proceduto all’adattamento alla nuova pianta ospite e dato origine ad una coppia di specie discendenti. Ci sono altri organismi, come i pesci “cichlid” dell’Africa Orientale, che hanno simili brevi storie evolutive.
Sebbene ci possa sembrare un periodo di tempo lungo, 1700 anni sono un mero batter di ciglia nelle ere geologiche. E che diciamo allora di 150 anni? Il botanico Mark Macnair ha descritto un evento di speciazione che pare sia occorso così velocemente. Se egli ha visto giusto, la nascita della nuova specie non è stata il risultato di una barriera fisica. E non è avvenuta in qualche isola esotica, ma nelle colline di Sierra presso la vecchia città mineraria di Copperopolis.

Il londinese Macnair, ora professore all’università di Exeter nel Regno Unito, arrivò in California negli anni 1980 per studiare la tolleranza ai metalli pesanti delle piante. Era una destinazione logica: c’erano molti suoli di derivazione serpentinica, ricchi di magnesio, nikel, ed altri elementi tossici per la maggior parte delle piante, dove un’intera colonia di specie endemiche si sono evolute. Oltre ai suoli di serpentino naturale, Macnair pose l’attenzione a vecchie località minerarie dove l’attività umana aveva introdotto metalli nel suolo. (Questo particolare aspetto del lavoro, potrebbe avere anche applicazioni pratiche. Alcune piante accumulano metalli nei loro tessuti e potrebbero essere usate per decontaminare siti.)

Suoli sterili di miniera sono un ambiente ostile per le piante: oltre il metallo contenuto, il suolo è secco e povero. Ma Macnair ha trovato, tuttavia, alcune poche specie nei siti di miniere di rame, incluso il mimolo comune o dorato, il “Mimulus guttatus” cioè chiazzato. Probabilmente le avete già viste, piante perenni con fiori gialli vistosi, lungo i torrenti od ovunque vi sia umidità in superficie. Alcune popolazioni, lo ha scoperto Macnair, hanno subito una mutazione - un cambiamento in un singolo gene - che ha permesso loro di crescere in mezzi agli scarti di rame delle miniere. Assai notevole, ma solo una parte della storia.

Due dei siti studiati da Macnair, la miniera “Star & Excelsior” e la miniera “McNulty”, avevano piante erbacee del tipo “Mimulus” che non apparivano come le tipiche maculate. La loro forma era più ramificata; i loro fiori erano più piccoli, avevano un maggior numero di petali punteggiati e avevano perso la rossiccia lentigginosità delle maculate. Ed il loro ciclo vitale era diverso. Contrariamente alle tipiche maculate, che erano impollinate dagli insetti, queste piante erano in grado di autofecondarsi. Esse, inoltre, fiorivano presto nell’arco dell’anno, producevano più semente delle maculate di pari dimensioni, e mai superavano l’inverno.

Macnair decise che la singolare “Mimulus” che cresceva presso queste due miniere, e apparentemente in nessun’altra parte del mondo, era, nei fatti, sufficientemente differente da poter essere considerata una specie separata: la “Mimulus cupriphilus”, la “Mimulus” che amava il rame. (Quando cercai quest’articolo nella rivista “Botanical Journal” della “Linnean Society”, rimasi affascinato quando trovai che parte della descrizione era in Latino botanico, iniziando con “Herba annua obligata”).

La “Mimulus” tollerante al rame tuttora presente presso le miniere è simile a quell’ancestrale, e il processo di speciazione appare essere del tipo simpatrico (“stessa patria”). 

Che cosa fa della pianta cupriphilus una “buona” specie, e non solo un’interessante variante locale? Essa sembra rispettare i criteri di Mayr per la “Definizione di Specie Biologica”. In quanto auto fecondantesi, fiorisce circa un mese prima, la “cupriphilus” è dal punto di vista riproduttivo isolata rispetto alla maculata non nello spazio, ma nel tempo. C’è una certa sovrapposizione nella stagione della fioritura, e si trovano degli ibridi, ma non abbastanza spesso da consentire che la nuova specie sia geneticamente dominata dalla specie originaria. Macnair sostiene che la “costellazione” unica di tratti della “Mimulus” amante del rame le dà una superiorità adattiva in quel terreno quasi desertico. Non dipende da insetti impollinatori, che sono rari nelle zone minerarie, e la sua superiore produzione di semenza le permette di mantenere una numericità sufficiente alla sopravvivenza.

Macnair afferma che, mentre i cambiamenti coinvolgono quattro diversi sistemi genetici, la mutazione chiave è quella della fioritura precoce. “Cupriphilus” appare inoltre una buona specie secondo la “Definizione di Specie Filogenetica” ipotizzata da Elridge (uno dei padri fondatori degli equilibri punteggiati) e da Joel Cracraft come una alternativa della definizione di Mayr. Essi caratterizzano una specie come la più piccola popolazione con “un’unica combinazione di caratteri” - tratti fisici o genetici non comuni ad altre popolazioni. Questo comprende organismi che non si scambiano geni, come le piante auto fertilizzanti, anemoni di mare o la macchia cespugliosa ricca di creosoto che fanno cloni di sé stessi, gli afidi che si riproducono per partenogenesi e i ramarri caudati. La definizione inoltre si applica a forme fossili, che noi non abbiamo mai avuto occasione di cogliere nell’atto della riproduzione. Se il “Mimulus” amante del rame è realmente una specie distinta, da quanto esiste? "L’evoluzione di questo “taxa” è probabilmente avvenuta negli ultimi 150 anni, e molto probabilmente negli ultimi 50," scrive Macnair. L’estrazione mineraria nell’area di Copperopolis inizia negli anni 1850; prima d’allora, "la contaminazione da rame poteva essere solo causata da affioramenti locali di rocce contenenti rame".

Le miniere “Star & Excelsior” e “McNulty” sono state attive fino agli anni 1950. Così è possibile che la nuova specie si sia formata non nel Pleistocene assieme all’Homo Sapiens, ma nell’era di Eisenhower. Se il “cupriphilus” si fosse evoluto prima, sulle fuoriuscite naturali di rame, ci si sarebbe aspettata una diffusione molto più ampia che non il presente micro ambito. (Per una quantità di ragioni, così rapide riorganizzazioni del genoma sembrano essere più comuni nelle piante che negli animali; la storia del “cupriphilus” è estrema, ma non unica.)

La storia del “Mimulus cupruphilus” sottolinea la natura dinamica dell’evoluzione. Non è qualcosa che è avvenuta milioni d’anni fa: sta accadendo proprio ora, tutto intorno a noi. E noi siamo diventati parte di ciò che la fa accadere, una forza selettiva indipendente, con risultati, come la nascita di patogeni resistenti agli antibiotici, molto meno benevoli della creazione di un attraente fiore giallo. Volutamente o no, possiamo trasformare i processi evolutivi - o conducendo delle specie all’estinzione, fermarli nei loro passi.

Pighin