Un branco di cani selvatici attraversa un ruscello. Credito:Diego Torres/Napo Wildlife Center Ecolodge
Il Sud America ha più specie di canidi di qualsiasi altro luogo sulla Terra e una nuova sorprendente analisi genomica guidata dall'UCLA mostra che tutti questi animali simili a cani si sono evoluti da un'unica specie che è entrata nel continente solo da 3,5 milioni a 4 milioni di anni fa. Gli scienziati da tempo presumevano che queste diverse specie provenissero da più antenati.
Ancora più sorprendente? Le specie più alte e più corte sono le più strettamente imparentate.
Alcune delle principali mutazioni genetiche che hanno portato alla rapida comparsa di variazioni estreme nell'altezza, nelle dimensioni e nella dieta dei canidi sudamericani sono state introdotte artificialmente attraverso l'allevamento selettivo negli ultimi mille anni per produrre la sbalorditiva diversità vista in un canide più familiare :il cane domestico.
La ricerca, pubblicata in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , mostra la rapidità con cui nuove specie di carnivori possono evolversi e diffondersi in ambienti privi di concorrenza e offre una guida per la conservazione dei canidi sudamericani minacciati e in via di estinzione.
Dieci specie all'interno della famiglia di cani e lupi, conosciute come canidi, vivono oggi in Sud America. Sette sono volpi e tre sono più insoliti:il cane dalle orecchie corte, il cane selvatico e il lupo dalla criniera.
Per anni, gli scienziati hanno avuto una teoria su come il Sud America fosse diventato la patria di così tanti tipi di canidi. Il continente aveva pochissimi mammiferi placentari e nessun canide ancestrale, fino a quando la striscia di terra vulcanica nota come Istmo di Panama non salì sul livello del mare circa 3 milioni di anni fa, consentendo la libera circolazione degli animali tra i continenti. Questa è una breve finestra per l'evoluzione di così tante specie da un singolo antenato, quindi gli scienziati hanno ipotizzato che più specie di canidi fossero entrate attraverso l'istmo in momenti diversi, dando origine a specie esistenti e ora estinte.
Per sapere in che modo queste specie erano correlate e quanto tempo fa e in base a quali meccanismi genetici si discostassero, lo studente di dottorato dell'UCLA Daniel Chavez, ora ricercatore post-dottorato presso l'Arizona State University, e il professore di biologia evolutiva dell'UCLA Robert Wayne hanno sequenziato 31 genomi che comprendono tutti i 10 sudamericani esistenti specie canidi. Hanno tracciato le relazioni evolutive tra le specie studiando le posizioni, la quantità e i tipi di mutazioni genetiche tra di loro.
Sorprendentemente, i dati genetici indicavano una singola popolazione di canidi ancestrali che arrivò tra 3,5 milioni e 3,9 milioni di anni fa, prima che l'istmo si sollevasse completamente, e comprendeva circa 11.600 individui. I ricercatori hanno affermato che quegli antenati devono essersi diretti a sud attraverso il corridoio di Panama di recente sviluppo, quindi solo una stretta striscia di savana che generalmente non era navigabile da grandi popolazioni.
"Abbiamo scoperto che tutti i canidi esistenti provenivano da una singola invasione che è entrata in Sud America a est delle Ande", ha detto Chavez. "Entro 1 milione di anni fa esistevano già molte specie di canidi, ma non erano geneticamente molto distinte a causa del flusso genico, che si verifica quando le popolazioni possono incrociarsi facilmente."
Queste specie si diffusero presto in tutto il Sud America, compresa la sottile striscia di terra a ovest delle Ande, adattandosi a diversi ambienti e diventando geneticamente più distinte. Le 10 specie di oggi, hanno scoperto i ricercatori, sono emerse tutte tra 1 milione e 3 milioni di anni fa.
Hanno anche scoperto che il lupo dalla criniera, il canide più alto e con le gambe lunghe del Sud America e l'unico che mangia principalmente frutta, e il più basso, il cane selvatico, che dipende dalla carne ancor più dei lupi e dei licaoni africani, sono il più strettamente correlato. I cambiamenti nel gene che regola la lunghezza delle gambe sono responsabili della differenza di altezza.
"C'erano anche molte altre specie ormai estinte di ipercarnivori legati al cane selvatico", ha detto Chavez. "Forse erano di taglia più grande, quindi per competere, gli antenati del cane da caccia sono diventati più piccoli mentre il lupo dalla criniera è diventato più alto e alla fine ha smesso di competere per la carne."
Tale rapida ed estrema speciazione attraverso la selezione naturale ricorda la vasta differenziazione tra i cani domestici, avvenuta rapidamente attraverso la selezione artificiale da parte dell'uomo.
"I canidi sudamericani sono il cane domestico del regno animale selvatico in quanto variano enormemente nella lunghezza delle gambe e nella dieta, e questi cambiamenti sono avvenuti molto velocemente, nell'ordine di 1-2 milioni di anni", ha detto Wayne. "È un parallelo naturale con quello che abbiamo fatto ai cani. Tutto questo è successo perché il Sud America era privo di questo tipo di carnivoro. C'erano molte prede e nessun carnivoro di taglia grande o media con cui competere. In questa nicchia vuota, la natura ha permesso radiazioni così veloci."
I risultati hanno anche chiarito le relazioni tra le specie e identificato geni che possono aiutare gli sforzi per salvare le specie minacciate dalla perdita di habitat e dal cambiamento climatico.
"La volpe di Darwin, che attualmente sopravvive solo su un'isola al largo della costa del Cile e in regioni molto piccole della terraferma, è un buon esempio della necessità di conservazione", ha detto Wayne. "Abbiamo dimostrato a livello del genoma grandi differenze nella variazione tra le specie, con le più minacciate che hanno livelli di variazione molto bassi e geni che possono essere dannosi. Possiamo salvare piccole popolazioni attraverso programmi di riproduzione in cattività ponderati". + Esplora ulteriormente
