Il nucleo centrale dell’evoluzione è la nascita di nuove specie ovvero il processo di speciazione. Prima di parlare di speciazione, andiamo ad approfondire il concetto di specie, che ormai da decenni non identifichiamo solo in base all’ aspetto fisico.

La definizione più corretta di specie è quella che è stata data nel 1942 dallo scienziato Ernst Mayr: “le specie sono gruppi di popolazioni che riescono a incrociarsi tra di loro e creare una prole a sua volte fertile”. Possiamo prendere come esempio il collie e il cane lupo che, pur essendo fisicamente diversi, se si accoppiano, producono una prole fertile a differenza del cavallo e dell’asino che essendo fisicamente molto simili, se non uguali, se si accoppiano, producono una prole sterile.

La specie è quindi un gruppo riproduttivamente isolato dalle altre specie.

Per conservare l’identità di una specie nel tempo è fondamentale l’isolamento riproduttivo. I fattori che in natura operano per mantenere geneticamente isolate le specie sono detti barriere riproduttive e possono essere di due tipi: barriere prezigotiche e barriere postzigotiche.

Le barriere prezigotiche sono tutti i tipi di barriere che impediscono la fecondazione.

Esistono diversi meccanismi di isolamento prezigotico.

• Isolamento comportamentale: le specie utilizzano richiami sonori, segnali visivi, messaggi chimici e rituali di corteggiamento differenti. Tra i casi più studiati citiamo la danza del maschio dello spinarello, un pesce che esegue complessi rituali di corteggiamento riconosciuti solo dalle femmine della sua specie.
• Isolamento temporale: le specie hanno diversi periodi riproduttivi. Negli animali può essere diversa la stagione degli accoppiamenti. La deposizione e la fecondazione delle uova nei pesci di acqua dolce viene regolata dalla temperatura e le stagioni di deposizione di specie affini possono essere separate nel tempo per il loro adattamento a diverse temperature di deposizione. Nel caso dei vegetali, a avariare è invece il periodo di fioritura: il Pinus muricata convive nello stesso habitat dei Pinus radiata, ma il primo produce il polline in febbraio, il secondo in aprile.
• Isolamento ambientale: le specie occupano habitat diversi o nicchie ecologiche differenti. Lo si è osservato nelle zanzare del genere Anopheles, responsabili della trasmissione della malaria. Alcune vivono in acque salmastre altre in acque dolci.
• Isolamento meccanico/anatomico: le specie hanno differenze anatomiche negli organi riproduttivi che rendono difficoltoso o impossibile l’accoppiamento o l’impollinazione. Nelle piante il meccanismo di isolamento coinvolge gli insetti impollinatori: fiori di specie diverse vengono impollinati da insetti di specie differenti; in questo modo è impossibile l’impollinazione tra piante che non sono della stessa specie.
• Isolamento gametico: le specie riescono ad accoppiarsi ma la fecondazione non avviene.

I meccanismi di isolamento post zigotico agiscono dopo che la fecondazione è avvenuta. Sono anch’essi di diverso tipo.

• Non vitalità degli ibridi: l’uovo viene fecondato, ma lo zigote che ne deriva non inizia uno sviluppo regolare e pertanto abortisce precocemente come nel caso di fecondazione tra pecore e capre.
• Scarsa vitalità degli ibridi: in alcuni casi gli ibridi nascono ma sono poco vitali e non raggiungono la maturità sessuale.
• Sterilità degli ibridi: lo zigote produce un ibrido parzialmente o completamente sterile. È il caso dell’incrocio tra una cavalla e un asino, che produce il mulo, animale di sana e robusta costituzione ma completamente sterile. Stessa cosa per il bardotto che invece è prodotto da un’asina e un cavallo.

Sebbene il titolo del più importante libro di Darwin fosse L’origine delle specie, egli non riuscì a spiegare con chiarezza come si formasse una nuova specie. In realtà oggi sappiamo che esistono diversi meccanismi di speciazione:

• la speciazione allopatrica
• la speciazione parapatrica (per molti biologi fa parte del primo gruppo di speciazione)
• la speciazione simpatrica

Parliamo del primo gruppo di speciazione che è anche quello più diffuso.

Allopatrica significa “con patria differente” e si verifica quando popolazioni che vivono in territori limitrofi vengono separati da una barriera geografica. Questa speciazione è favorita da: l’interruzione del flusso genetico, in assenza del quale qualsiasi modificazione genetica che compare in una popolazione non passerà alla altre, da pressioni selettive che spingono in direzioni evolutive differenti e dalla deriva genetica che modificano “a caso” i pool genici. Quando il percorso evolutivo porta le due popolazioni ad essere abbastanza diverse dal punto di vista comportamentale o anatomico da non riuscire più a incrociarsi, sarà avvenuta la speciazione. L’esempio più lampante di speciazione allopatrica è quello avvenuta circa 150 milioni di anni fa, quando il supercontinente Panga si divise e diede origine ai continenti attuali alterando profondamente il corso dell’evoluzione in Australia, dove sono sopravvissuti all’estinzione i marsupiali e i monotremi.

La speciazione parapatrica ovvero “con patria accanto”. Non è necessaria la presenza di barriere fisiche perché si crei un impedimento parziale al flusso genico. Gli organismi che si trovano agi estremi opposti di un cline o che appartengono a due ecotipi differenti sono spesso soggetti a pressioni selettive diverse. Sebbene le popolazioni mantengano un certo contatto riproduttivo nelle zone di confine, il flusso genico complessivo è ridottto, soprattutto nel caso di specie sedentarie e quindi può avvenire la speciazione.

La speciazione simpatrica, “nella stessa patria”, si verifica quando due popolazioni non isolate geograficamente evolvono in specie distinte. Sono stati ipotizzati vari meccanismi in grado di produrre un isolamento riproduttivo in assenza di barriere geografiche. Un meccanismo di tipo ecologico si basa sull’adattamento di due sottopopolazioni a nicchie ecologiche diverse. Alcuni studi hanno infatti evidenziato che popolazioni di Drosophila alimentate in modo diverso tendono ad isolarsi riproduttivamente in modo sempre più marcato nel corso delle generazioni, probabilmente perché producono segnali olfattivi diversi. All’interno di popolazioni in cui vi è un forte polimorfismo si possono originare scelte prefenziali del partner e accoppiamenti non casuali che portano alla formazione di gruppi isolati riproduttivamente: è il caso dei pesci ciclidi del Lago Vittoria, in cui le femmine, scegliendo i maschi in base alla loro colorazione, hanno favorito la formazione di numerose specie ancora affini ma già estinte. Nei vegetali invece può avvenire la speciazione simpatrica istantanea, che avviene in tempi brevi e senza passaggi graduali grazie a due istinti fenomeni, l’ibridazione (l’incrocio tra individui di specie diverse) e la poliploidia (un assetto cromosomico superiore al corredo diploide 2n).

L’impatto umano sull’ecosistema non comporta solo l’estinzione di molte specie: può anche crearne di nuove, favorendo così una forma di evoluzione. Questa la conclusione di uno studio, pubblicato su Proceedings of the Royal Society B, condotto dai ricercatori del Center for Macroecology, Evolution and Climate dell’Università di Copenhagen. Lo studio mette in luce numerosi esempi di come l’attività umana abbia influenzato l’evoluzione tramite l’introduzione accidentale di nuove specie, la graduale e costante domesticazione di animali, le attività di caccia incontrollate e, con il costante sviluppo urbano, addirittura l’emergere di nuovi ecosistemi.

Prendiamo il caso delle zanzare della metropolitana di Londra, osservate per la prima volta durante la Seconda Guerra Mondiale, quando migliaia di cittadini londinesi cercavano riparo dai bombardamenti nei già allora numerosi tunnel per il trasposto pubblico della città. In un ambiente umido, con poca luce ma, al contempo, ricco di cibo, la zanzara sopravvisse per decenni, fino a sviluppare nuove abitudini e a differenziare il proprio DNA. A distanza di decenni la zanzara sotterranea, Culex pipiens molestus, non può più riprodursi con quella di superficie e rappresenta una specie del tutto nuova. Sono centinaia gli esempi che è possibile riportare per comprendere il fenomeno ma non è possibile determinare esattamente quante volte l’operato umano abbia favorito l’emergere di nuove specie.“In questo contesto, valutare lo stato di conservazione dell’ambiente in base al numero di specie presente diventa fuorviante. Considerare, invece, i fenomeni di speciazione assieme a quelli di estinzione, potrebbe essere fondamentale per comprendere al meglio il nostro impatto sulla biodiversità“, ha dichiarato in un comunicato Martine Maron, professoressa dell’Università del Queensland e co-autrice dello studio.

L’estinzione di una specie è un fenomeno biologico naturale e molto lento. Negli ultimi due secoli, dalla Rivoluzione industriale in poi, il contributo dell’essere umano alla scomparsa di molti organismi è chiara e accertata. L’emergere, più o meno casuale, di specie “artificiali”, cioè nate a causa dell’intervento umano, non è certo il modo di pareggiare i conti e potrebbe anzi rappresentare un evento preoccupante.

Sitografia: https://oggiscienza.it/2016/07/07/creare-nuove-specie-speciazione/

Bibliografia: Scienze Naturali ( A. Mondadori Scuola)