Dal libro...... “Il becco del fringuello”

Dal libro...... “Il becco del fringuello” – Jonathan Weiner
Parla del gran lavoro compiuto da Peter e Rosemary Grant negli anni settanta, nella stazione di
ricerca delle Galapagos. Costituisce tuttora il più autorevole studio sul campo relativo
all’evoluzione che sia mai stato condotto.
Dal capitolo VI “Le forze di Darwin” .........
Esiste una lotta delle lotte, o una guerra delle guerre, che Darwin poteva solo immaginare, dove le
forze della selezione naturale, trascinando in giù e in su, di qua e di là, gli esseri viventi,nel
succedersi delle generazioni.
John Endler, l’autore di Natural Selection in the Wild, ha studiato questo conflitto per diversi anni,
http://books.google.it/books?id=MYk1XbelDssC&pg=PP3&ots=x0q7CzVBa8&dq=john+endler+n
atural+selection+in+the+wild&sig=-6Xm6iQikhj2E-LLvLBX-M_lfY0
traendone una tra le più eleganti e precise dimostrazioni dell’esistenza dell’evoluzione in tempo
reale.
I Grant stanno ai fringuelli di Darwin come Endler sta alla pecilia reticulata.
- Specie di pesce osseo, di acqua dolce, ciprinodontiforme di piccole dimensioni e vivacemente
colorato, comunemente chiamato guppy, dal nome del reverendo R.J.L. Guppy, che inviò per primo
alcuni esemplari di questa specie al British Museum of Natural History di Londra.
Questi pesci non sono quelli che si trovano solitamente nei negozi di animali, anzi Endler considera
tali specie ornamentali con grande disprezzo. I suoi Guppy vivono nella zona nordorientale del
Sudamerica, nei piccoli torrenti che scendono dalle montagne del Venezuela, dell’isola di
Margherita di Trinidad e Tobago.
I Guppy maschi hanno delle macchie bianche,blu, rosse, gialle, verdi e iridescenti, che variano per
forma, dimensione e tono di colore. Queste macchie, come i becchi dei fringuelli di Darwin, sono
ereditabili. Ciascun gruppo eredita la sua peculiare tavolozza di colori e anche la forma generale
dell’insieme dai genitori. Le macchie sono presenti solo nei maschi, ma possono apparire anche
sulle femmine, sottoponendole a trattamento con testosterone.
Negli anni settanta, mentre Peter e Rosemary Grant osservavano i fringuelli delle Galapagos, Endler
iniziò a studiare le pecilie della penisola Paria in Venezuela e della zona settentrionale di Trinidad.
Qui i torrenti scendono dalla montagna quasi paralleli. Le acque di questi piccoli torrenti sono
chiare, dolci e pulite; scorrono nell’ombra della fitta vegetazione sempreverde e sono
frequentemente interrotte da rapide. Il letto è composto da ghiaia luminosa, multicolore, abbastanza
simile al fondo delle vasche degli acquari che si vedono nei negozi.
Durante il giorno nuotano sul fondo ed osservare un banco di questi pesci sullo sfondo del greto
composto da sabbia e sassi colorati, diventa difficile, proprio perché le macchie sono un eccellente
espediente mimetico. Le pecilie hanno bisogno di questo camuffamento per sfuggire ai loro sette
nemici: sei pesci e un gambero d’acqua dolce.
Tutti e sette cacciano le pecilie all’alba e al tramonto. Il più pericoloso è il Crenicichla alta, un
ciclide, che mangia circa tre pecilie in un’ora; il meno pericoloso è il Rivulus hartii, che di solito si
accontenta di un guppy ogni cinque ore.
Endler trovò le pecilie e almeno un paio dei loro nemici in quasi tutti i tratti di ognuno dei torrenti,
dalle sorgenti vicine ai picchi delle montagne fino alle pianure e alle piantagioni a valle. Né i guppy
né i loro predatori sono in grado di risalire le cascate, e la popolazione di ogni sezione del corso
d’acqua tende a mantenersi stabile. Talvolta qualche pesce viene trascinato dalla corrente a valle,
ma nessuno riesce a tornare indietro.
A monte, vicino alle sorgenti dei corsi d’acqua, il solo nemico dei guppy è il Rivultus hartii, che è
relativamente meno esigente in fatto di quantità. Ma più si scende verso valle, sezione per sezione,
più numerosi sono i nemici mortali con cui la popolazione delle pecilie deve convivere, finché a
fondovalle si ritrovano tutti e sette i predatori. Dunque, se si rappresentassero con un grafico il
rischio e il pericolo delle pecilie, si mostrerebbe la correlazione inversa con la corrente dell’acqua.
Infatti, più forte è la corrente più basso è il rischio e viceversa. In ognuno dei diversi corsi d’acqua
che scendono da queste montagne la selezione naturale è graduata nello stesso modo: la pressione
sulle pecilie è leggera alla sorgente e violenta alla foce.
Endler capì che i vari torrenti avrebbero potuto rappresentare un meraviglioso laboratorio per lo
studio della selezione naturale. Sviluppò metodi standardizzati per misurare le macchie delle
pecilie, accurati e ritualizzati come quelli che i Grant usano per i fringuelli di Darwin. Imparò ad
anestetizzare e a fotografare i pesci che catturava. Come i fringuelli di Darwin, le pecilie hanno
incontrato ben pochi essersi umani, quindi sono facili da catturare. Dalle fotografie è possibile
rilevare il colore e la posizione di ciascuna macchia di ogni guppy maschio, dividendo ciascun
esemplare in vari settori per avere una mappa precisa e facilmente leggibile, oltre che comoda da
registrare e da inserire nel computer.
Quando Endler analizzò ciò che aveva raccolto, scoprì di trovarsi di fronte a delle regolarità
significative. Le macchie di ogni singolo guppy apparivano caotiche, ma le macchie dell’insieme
della popolazione delle pecilie di un corso d’acqua, globalmente, dalla sorgente al fondovalle,
seguivano un certo ordine. Le macchie di ciascuna popolazione di pecilie hanno una semplice
relazione con il numero di predatori che vive nella medesima zona del torrente, più sono numerosi i
nemici delle pecilie, più sono piccole e labili le macchie. Meno nemici uguale macchie più grandi e
più luminose. Il fortunato guppy che vive nelle acque sorgive indossa abiti sportivi dai colori
sgarcianti e con un disegno clownesco a pois. Molte macchie sono blu iridescenti, come certe
magliette fluorescenti indossate dai ciclisti; quando i pesci nuotano danno dei bagliori che possono
essere visti a grande distanza attraverso l’acqua trasparente. Invece le pecilie che vivono più in
basso tendono a indossare pois più austeri, neri e rossi. Le macchie sono così piccole che quasi non
si vedono; la maggioranza dei pesci non ha che un impercettibile sfumatura di blu in poche
macchie.
Endler, dopo aver analizzato una gran quantità di dati relativi a vari torrenti, dove la grandezza e il
numero delle macchie diminuivano invariabilmente man mano che si scendeva a valle, giunse alle
stesse conclusioni alle quali era arrivato Lack con i becchi dei fringuelli. Endler ritenne di poter
vedere la selezione al lavoro tra le pecilie. Maggiore è la pressione dei predatori, maggiore e’ il
mimetismo; minore la pressione, minore il mimetismo.
Naturalmente l’interpretazione non spiega perché questi pesci sono colorati; se sono sempre in
pericolo, anche alla sorgente, perché la selezione naturale non favorisce ovunque le pecilie meglio
mimetizzate?
La risposta è che un guppy maschio ha un compito ulteriore rispetto alla mera sopravvivenza: deve
riprodursi. Per sopravvivere deve confondersi con il greto del torrente e nascondersi tra i suoi
simili, ma per riprodursi deve farsi notare, staccandosi dal greto del fiume e dagli altri pesci. Deve
riuscire a ingannare gli occhi dei ciclidi e dei gamberi e a catturare lo sguardo del guppy femmina.
Più il maschio è vistoso, migliore è la sua vita sessuale; è più apprezzato dalle femmine e ha più
possibilità di trasmettere i sui geni della sua vistosità nel corso della vita. In un specchio d’acqua
tranquillo, vicino alla sorgente, la sua vita sarà lunga e felice, e probabilmente avrà innumerevoli
figli vistosi. Ma in un altro tratto del corso d’acqua non avrà nemmeno l’ opportunità di diventare
padre, perché finirà molto presto inghiottito da un ciclide.
Più i colori del maschio sono tenui, meno fortuna ha con i pesci dell’altro sesso. D’altra parte, avrà
più tempo a disposizione per corteggiare le femmine, perché meno si mette in mostra tra i suoi,
simili, meno viene notato dai suoi nemici.
Questo non è un problema che tocca solo le pecilie di Trinidad. Dove i maschi corteggiano le
femmine, o con segnali che sono un miscuglio cromatico sgargiante, come tra le pecilie o tra i
merli dalle ali rosse, oppure con richiami che risuonano nell’aria, come tra le rane o tra i grilli,
queste segnalazioni rischiano sempre di essere intercettate dal nemico. I colori accesi, i canti
risonanti possono richiamare un partner da un lato e un nemico dall’altro. Ogni rana gigante che
gracchia di sera si trova nella medesima situazione di Romeo che chiama la sua bella sotto il
balcone di casa Capuleti. Sono poche le specie che hanno escogitato sistemi più raffinati; tra i pesci
alcuni labri cambiano colore solo per qualche istante, in modo da mandare una specie di lampo
come segnale sessuale, quando si trovano in acque perigliose: l’equivalente di un sussurro tentatore.
Esaminando i dati relativi alle pecilie, Endler individuò una lotta tra due forze contrastanti. In tutti i
torrenti il pesce vistoso giovani vistosi – spingendo la generazione successiva ad avere colori
squillanti e a essere ben visibile da lontano – e allo stesso tempo il pesce più sobrio produce giovani
più sobri, spingendo la generazione successiva verso la modestia. Nelle relativamente tranquille
acque della sorgente i pesci vistosi vivono abbastanza a lungo da riuscire a conquistare molte
femmine prima di essere mangiati, e così la popolazione evolve nella direzione di una sempre più
accentuata vistosità, e quasi tutti i maschi indossano un abito dai molti colori. Ma nelle acque
pericolose di fondovalle le pecilie vistose vivono così poco che in fatto di riproduzione sono
superate da quelle più sobrie. Quindi la popolazione evolve nella direzione di una sempre maggiore
monotonia. I maschi corteggiano le femmine da una distanza che va dai due ai quattro centimetri, e
da questa distanza le macchie sono visibili, ma da distanze superiori i contorni dei maschi sfumano
nello sfondo della ghiaia. Confondendosi con lo sfondo grazie alle piccole macchie, riescono a
sfuggire agli occhi dei predatori, “pur restando visibili alle femmine, che vengono ugualmente
stimolate”, come dice Endler.
Quando Endler cominciò a studiare i torrenti abitati dalle pecilie, si trovò nella medesima posizione
di David Lack dopo le Galapagos. Poté scorgere i modelli che indicano in modo inequivocabile la
presenza della selezione al lavoro, ma in realtà, non vide la selezione produrre questi modelli;
quanto più osservava da vicino, tanto più era sicuro che a produrre i modelli era veramente la
selezione naturale. All’interno dei modelli più generali ne scoprì altri, curiosi. Per esempio, in
alcune delle sorgenti ci sono i gamberi, e in queste acque a monte le pecilie tendono ad avere
macchie rosse. Questo tendere al rosso ha un senso, perché, sebbene le pecilie e gli altri pesci
vedano più o meno gli stessi colori degli uomini, i gamberi e i gamberetti non vedono il rosso: non
riescono a vedere l’ultima striscia di colore dell’arcobaleno. Quindi, in queste acque particolari che
scorrono nel tratto iniziale del torrente, un guppy maschio può mettersi in mostra attraverso le
grandi macchie rosse dinanzi alle femmine, e, allo stesso tempo, non essere visto dai gamberi.
Tornando agli anni quaranta, Lack sostenne la sua tesi selezionista sui fringuelli di Darwin senza
cercare di valutarla sul campo per verificarne l’esattezza. Endler fece qualcosa di più:decise di
sottoporre a un test le previsioni della sua teoria al fine di registrare la presenza dell’azione di questi
processi. Costruì dieci vasche artificiali in un parco della Princeton University. Quattro di queste
vasche erano larghe, profonde e lunghe come gli specchi d’acqua del fondovalle dove vive la
Crenicichla alta, il peggior nemico delle pecilie. Le altre sei vasche avevano circa le dimensioni dei
torrenti alla sorgente e ospitavano il relativamente meno pericoloso Rivultus hartii. Endler fece in
modo di posare sul fondo delle vasche della ghiaia nera, bianca, verde, blu, rossa e gialla e di
pompare acqua così da simulare la corrente e riprodurre i torrenti naturali.
Disseminò le dieci vasche di pecilie catturate nei vari torrenti di Trinidad e del Venezuela. In alcuni
posti prese pecilie che vivevano soltanto con un predatore, in altri quelle che vivevano con due
predatori, e così via fino alle pecilie che convivevano con il massimo di sette predatori. Voleva
gruppi di pesci selvatici che si fossero evoluti nell’affrontare l’intera gamma di minacce che
gravano sulle pecilie, e che in natura avessero convissuto con tutti i livelli di pericolo. Allevò
ciascun gruppo in un acquario separato.
Quando i torrenti artificiali furono pronti, Endler prese cinque coppie a caso da ciascun gruppo e le
mise insieme in due delle vasche per lasciare che si adattassero, si mescolassero e si riproducessero
nel loro nuovo ambiente. Le pecilie sono pronte per la riproduzione all’età di cinque o sei settimane,
e un guppy femmina può dar vita a un gran numero di piccole pecilie; di conseguenza non molto
tempo dopo la popolazione raddoppiò. Trascorso un mese, prese alcune pecilie da queste due
vasche e le utilizzò per popolare altre due nuove vasche. Un mese dopo aveva abbastanza pecilie
per popolare tutte le dieci vasche con duecento pesci ciascuna.
In effetti, non si trattò che di mescolare e rimescolare il mazzo per avere, alla fine, un assortimento
altamente eterogeneo di pecilie. Questi pesci presentavano tutti i tipi di macchie possibili, e tali
macchie non avevano alcuna relazione con la ghiaia del fondo del loro habitat.
Endler lasciò che le pecilie si riproducessero nei loro nuovi torrenti artificiali per mesi. Poi aggiunse
dei loro nemici naturali, seguendo un piano molto accurato. L’esperimento evoluzionista aveva
avuto inizio.
Secondo le sue previsioni, a questo punto, le pecilie avrebbero dovuto evolvere molto rapidamente.
In ciascuna vasca si sarebbero avvicinate sempre più a quelle che vivono in natura con lo stesso tipo
di predatori, sarebbero diventate più simili alla ghiaia presente nel loro ambiente, e quelle che si
trovavano nelle vasche più rischiose avrebbero sviluppato, per confondersi con la ghiaia, un
mimetismo molto più spinto di quelle che vivevano nelle vasche più sicure.
Cinque mesi dopo, Endler fece il primo censimento. Da ogni vasca pescò con la rete le pecilie
maschio, contò ogni macchia, ne registrò la posizione, anestetizzò i pesci, li fotografò, esattamente
come aveva fatto nel loro ambiente naturale, quindi li ributtò nella corrente. Nove mesi più tardi
fece un secondo censimento. A quel punto si erano succedute nove o dieci generazioni di pecilie.
Gli individui che si trovavano al sicuro, senza nemici, erano già divenuti più vistosi nel tempo
intercorso tra la fondazione della colonia e il primo censimento, ma lo erano ancora di più quando
furono sottoposti al secondo censimento. I maschi svilupparono macchie sempre nuove e numerose,
sempre più grandi, e con colori sempre più sgargianti.
Invece le pecilie maschio che vivevano nelle vasche con i pericolosi ciclidi subirono una diversa
evoluzione, le loro macchie diventarono sempre più rade e più piccole; erano ancora visibili alle
femmine, ma diventarono sempre meno avvistabili da parte dei ciclidi che si trovavano a venti o
quaranta centimetri di distanza. La maggior parte di queste pecilie aveva rinunciato al blu e alle
macchie iridescenti, alle magliette fluorescenti, proprio come quelle che vivono con i ciclidi allo
stato di natura. Endler misurò queste differenze in modo molto meticoloso, come i Grant con i
becchi dei fringuelli. Nella sua relazione scrisse che “diametro della macchia, area della macchia,
area totale e area totale delle macchie in rapporto al corpo diminuivano significativamente in
proporzione al crescere dell’intensità di predazione”. I pesci cambiavano addirittura taglia: le
pecilie adulte delle vasche più pericolose erano più piccole, mentre quelle che vivevano nelle acque
più grosse: lo stesso fenomeno che era stato riscontrato anche in natura.
Ogni vasca aveva un fondo differente: diversi erano i colori della ghiaia e le dimensioni dei sassi.
Nelle prive di predatori le pecilie non cambiavano le macchie per accordarsi alla ghiaia; al
contrario, le macchie diventavano più piccole se la ghiaia era grossa e più grandi se questa era
piccola, in modo da rendere i maschi sempre più visibili, come camaleonti alla rovescia. Avevano
macchie più iridescenti e ogni esemplare aveva sviluppato una gamma di colori più ampia; ogni
nuova generazione appariva sempre meno simile a quelle che l’avevano preceduta, dimostrando che
questi pesci erano in competizione tra loro per ottenere maggiore attenzione. La selezione sessuale
stava operando per differenziare il più possibile i maschi dalla ghiaia del fondo.
Se fosse entrata solo una delle due forze, solo la selezione naturale o solo la selezione sessuale, le
pecilie non si sarebbero evolute in modo così distinto. Senza la selezione naturale tutti i pesci
sarebbero diventati più vistosi , ma quelli al sicuro divennero effettivamente molto più colorati, e in
particolare svilupparono macchie di colore blu. Probabilmente non è una coincidenza che la retina
delle pecilie sia estremamente sensibile al blu. Quasi tutti i maschi sfoggiavano qualcosa di blu,
anche nelle acque più pericolose: potrebbe trattarsi di una “conditio sine qua non” del
corteggiamento. I pesci si erano evoluti, nell’ambiente artificiale creato da Endler, fino a replicare i
modelli presenti allo stato di natura, e occorre aggiungere, vi erano riusciti in un periodo molto
breve. Endler aveva effettuato il suo esperimento in un ambiente artificiale e non aveva osservato
l’evoluzione allo stato di natura: uno scettico potrebbe ancora sostenere che i modelli evolutivi
scoperti da Endler non rispettassero quanto si verifica nello stato di natura. Per questo Endler
escogitò un sistema per condurre lo stesso tipo di esperimento evolutivo in natura.
Fin dall’inizio delle sue ricerche in questo campo, si era imbattuto in un corso d’acqua di Trinidad
che conteneva il Rivulus hartii, ma nemmeno un guppy. A due chilometri di distanza si trovava un
altro torrente in cui erano presenti sia le pecilie sia i predatori. Endler prese un campione casuale di
circa duecento pecilie dalle zone più pericolose del secondo torrente, misurò tutti i pesci uno per
uno, come faceva di solito e li trasferì nel tratto d’acqua più sicuro del primo torrente. Più di un
anno dopo, passate quindici generazioni, prese un campione dei discendenti di questi pesci. I
maschi che si trovavano nelle acque più sicure erano a questo punto più vistosi dei loro immediati
progenitori, i quali, ancora vivi nel torrente a fianco, avevano a che fare con molti nemici. I maschi
immigrati presentavano macchie più grosse e più numerose e sfoggiavano un più ampio
assortimento di colori. La selezione naturale aveva agito come era stato previsto: l’evoluzione si era
svolta con la medesima velocità sia allo stato naturale sia in cattività.
In ognuno di quei torrenti, ogni giorno e ogni ora, la selezione naturale passa in rassegna, attraverso
l’azione dei ciclidi e dei gamberi, non per metafora ma letteralmente, le pecilie maschio. Il risultato
della predazione, che si abbatte su ogni generazione, spinge i maschi ad assumere la colorazione del
greto del torrente. Allo stesso tempo, la selezione sessuale, che agisce attraverso le femmine, passa
nuovamente al setaccio gli stessi maschi; il risultato delle scelte delle pecilie femmine è che a ogni
generazione i maschi sono spinti a mettersi in evidenza.
A questo punto è chiaro perché esiste una gamma di variazioni, virtualmente infinita, nelle macchie
di ogni individuo maschio. Un certo numero di macchie che siano casualmente differenti sarà un
camuffamento egualmente efficace in ogni torrente, perché il greto dei corsi d’acqua è composto di
sassi anch’essi distribuiti casualmente. Non servirebbe a tutte le pecilie mostrare sempre gli stessi
caratteri anomali, anzi, sarebbero danneggiate sia nel contrastare la pressione della predazione sia
nella selezione sessuale. I loro nemici potrebbero sviluppare uno schema di ricerca, un modello di
riferimento. Andrebbero in cerca di quel modello come noi cerchiamo tra la folla i volto di un
amico i rari pesci con caratteristiche diverse ne trarrebbero un grande vantaggio, mentre le femmine
andrebbero in cerca dei maschi più insoliti, e questo spingerebbe a sviluppare modelli sempre più
distinti e rigidamente differenziati. Di conseguenza. Da questo punto di vista, la selezione naturale
e la selezione sessuale cessano di opporsi e spingono entrambe nella stessa direzione verso una
diversità quasi infinita.
Vediamo in questo caso un esempio di ciò che Darwin scoprì nel mondo naturale. Egli aveva capito
che questo semplice processo, da lui individuato, può portare alla diversificazione più sorprendente
e alla varietà più caotica, ma ciò che agisce è un principio semplice,ragionevole e chiaro: “Piccole
conseguenze di una legge generale conducono all’ evoluzione di tutti gli esseri organici, e cioè alla
moltiplicazione, alla variazione, alla sopravvivenza del più adatto e alla scomparsa del più debole”.
Gli esperimenti effettuati sulle pecilie suggeriscono a Endler ciò che, all’incirca negli stessi anni, i
fringuelli di Darwin suggeriscono a chi li studiava nelle Galapagos: la selezione naturale può essere
tanto veloce quanto certa. Il processo è in atto, ovunque ed è molto più veloce di quanto Darwin
avesse mai immaginato. Queste ricerche spinsero Endler a sondare sempre più in profondità queste
acque. Ora egli pensa di poter accertare che le macchie delle pecilie, i loro comportamenti
riproduttivi e la loro visione dei colori stiano evolvendosi simultaneamente attraverso dei
cambiamenti che, coinvolgendo uno di questi diversi fattori, inducono dei cambiamenti anche in
tutti gli altri. Per misurare le variazioni nelle retine delle pecilie, Endler collabora con dei fisiologi.
Questi scienziati, che provengono da un ramo tradizionale delle scienze “pesanti”, spesso gli
ricordano come la scienza dell’evoluzione sia considerata “leggera” dal mondo esterno, persino dai
biologi. < Qualche tempo fa stavo parlando con un fisiologo della percezione visiva >, dice Endler,
< e costui mi confessava di essere molto stupito che la materia fosse così rigorosa e che non credeva
si svolgessero dei veri esperimenti. Abbiamo dei seri problemi di pubbliche relazioni >, conclude
Endler, < la gente non comprende che si tratta di un sapere scientifico a tutti gli effetti>.
Agosto 2007 – by Alf