Il lago Tanganica, in Africa, è un vero e proprio generatore di diversità fra organismi. Circa 240 specie di pesci ciclidi si sono evolute in questo lago in meno di 10 milioni di anni. Un team di ricerca dell’Università di Basilea ha studiato questo fenomeno di speciazione esplosiva e offre nuovi approfondimenti sulle origini della biodiversità, pubblicati sulla rivista Nature.
Le interessanti origini e l’evoluzione della diversità fra organismi
La diversità della vita sulla Terra ha avuto origine da due processi antagonisti: alcune fasi di estinzione di massa ed alcuni episodi caratterizzati dalla rapida evoluzione di una moltitudine di nuove specie. Tali esplosioni di diversità biologica, note anche come radiazioni adattative, sono responsabili della nascita di gran parte delle specie biologiche del nostro pianeta. Per esempio, la maggior parte dei phyla animali esistenti oggi si è evoluta nel corso della radiazione cambriana, circa 540 milioni di anni fa. Che cosa abbia innescato queste massicce radiazioni adattative e come avvenga nel dettaglio il processo di speciazione esplosiva era in gran parte sconosciuto fino ad oggi.
I ciclidi dei grandi laghi africani Victoria, Malawi e Tanganica sono tra i più impressionanti esempi di radiazione adattativa. Utilizzando i ciclidi del lago Tanganica come sistema modello, un team di scienziati guidato dal professor Walter Salzburger dell’Università di Basilea ha studiato in dettaglio il fenomeno delle radiazioni adattative. Nel corso di ampie spedizioni sul campo in Burundi, Tanzania e Zambia, il gruppo ha raccolto esemplari di quasi tutte le circa 240 specie di ciclidi presenti nel lago Tanganica.
La chiave dell’intero processo è la morfologia
Sulla base di questo materiale, il team ha compilato un set di dati completo che contiene informazioni sulla morfologia, sull’ecologia e sulla genetica di questi pesci. Ad esempio, il team ha analizzato la forma del corpo e la morfologia della mandibola di tutte le specie utilizzando immagini a raggi X e la tomografia computerizzata ad alta risoluzione. Gli zoologi erano particolarmente interessati alla struttura tridimensionale della mascella faringea. Questa seconda serie di mascelle si trova nella faringe dei ciclidi che la utilizzano per masticare il cibo, potendo così specializzarsi in nicchie nutrizionali molto specifiche.
Poiché l’adattamento ai diversi ambienti è una componente centrale della radiazione adattativa, i ricercatori hanno quantificato la nicchia ecologica utilizzata da ogni specie. In collaborazione con l’Istituto Botanico dell’Università di Basilea, hanno misurato la composizione stabile degli isotopi di carbonio e azoto nel tessuto muscolare dei pesci. Queste misurazioni permettono di determinare in quale habitat i pesci vivevano e quali risorse alimentari utilizzavano. Inoltre, il team ha messo in sequenza due genomi completi per ogni singola specie di ciclidi del lago Tanganica. Sulla base di queste informazioni molecolari sono stati in grado di ricostruire la filogenesi completa dei ciclidi di quel lago e di dimostrare che l’evoluzione dei ciclidi nel lago Tanganica si è verificata in tre stadi distinti.
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