Una minuscola pianta fornisce grandi indizi su come lo sviluppo umano stia guidando l'evoluzione degli organismi viventi. Una nuova ricerca dell'Università di Toronto Mississauga rivela la prima prova che il trifoglio bianco comune cambia geneticamente per adattarsi agli ambienti urbani.

Lo studio, dai ricercatori Ken Thompson e Marc Johnson, rivela anche nuove sorprendenti informazioni sull'effetto che le temperature della città possono avere nel processo. Marie Renaudin, di AgroSup Digione, è coautore del documento, che appare sul giornale Atti della Royal Society B .

"Gli uomini costruiscono città e vi abitano, ma anche molti altri organismi vivono nelle nostre città. Volevamo vedere se le popolazioni naturali si stanno adattando all'urbanizzazione. Volevamo anche capire le caratteristiche ecologiche delle città che potrebbero essere alla base di tali adattamenti, ", afferma l'autore principale Ken Thompson, uno studente di dottorato UBC che ha condotto la ricerca durante il completamento di un master presso il Dipartimento di Ecologia e Biologia Evoluzionistica presso UTM.

I ricercatori hanno studiato il trifoglio bianco, che si trova comunemente in ambienti urbani e rurali. I tratti consolidati della pianta includono la cianogenesi, un velenoso sistema di difesa chimica che protegge il trifoglio dagli erbivori. Quando schiacciato, le sostanze chimiche nelle foglie si combinano per creare acido cianidrico, che scoraggia lumache e altre creature dal mangiare la pianta. Ma la protezione chimica ha un costo:se il trifoglio si congela, quegli stessi composti danneggiano la pianta. Di conseguenza, il trifoglio si è evoluto per avere meno probabilità di mostrare tratti cianogeni nei climi freddi, e più probabilità di mostrare tratti cianogeni nei climi caldi.

"Abbiamo visto questo come il sistema modello ideale per testare se gli organismi si adattano alle città, " Johnson dice. "Sappiamo che il trifoglio si adatta alle variazioni di temperatura su scala continentale, e sappiamo che ci sono cambiamenti di temperatura simili in città come Toronto, New York, Montreal e Boston".

Il team di ricerca ha campionato migliaia di piante da popolazioni di trifoglio lungo percorsi di 50 chilometri tra il centro urbano di Toronto, Canada e zone rurali fuori città, alla ricerca di prove di cambiamenti evolutivi nei tratti cianogeni.

Le temperature dell'aria nelle città sono spesso di qualche grado più alte rispetto alle zone rurali circostanti a causa della scarsa chioma degli alberi e degli acri di asfalto e cemento che assorbono e riflettono il calore del sole. A causa di questo "effetto isola di calore urbana, " i ricercatori si aspettavano di trovare prove di tratti cianogeni nel trifoglio urbano. "Ci aspettavamo che le piante urbane avessero più cianuro in città perché le temperature più calde avrebbero comportato meno congelamento, "Dice Thompson. "Ma abbiamo scoperto l'esatto opposto:le popolazioni stanno evolvendo livelli ridotti di cianuro verso il centro urbano." Lo stesso schema è stato ripetuto nei campioni di trifoglio di Boston e New York City.

"I dati ci dicono che la temperatura dell'aria è più calda nel centro della città, " Dice Thompson. "Avevamo bisogno di dati sulla temperatura dal punto di vista dell'impianto". Il team ha monitorato i sensori di temperatura a livello del suolo durante l'inverno. I sensori hanno rivelato una sorpresa:nonostante le temperature dell'aria urbana più calde durante il giorno, fa molto più freddo a livello del suolo nel centro della città di notte che in campagna. L'abbiamo chiamato "effetto isola fredda urbana"."

Analizzando le immagini satellitari, i ricercatori hanno concluso che la copertura nevosa ha svolto un ruolo cruciale nel processo. "La neve è un ottimo isolante del suolo, quindi le piante sepolte sotto la neve sono molto più calde delle piante che non lo sono, " dice Thompson. "Le popolazioni rurali sono più isolate dalla neve, ma abbiamo riscontrato una diminuzione del manto nevoso nelle popolazioni urbane, lasciando le piante esposte al freddo. Questo sembra causare la selezione naturale per le piante che mancano di tratti cianogeni nelle città." L'unico valore anomalo nello studio era Montreal, che sperimenta più copertura nevosa urbana rispetto alle altre città dello studio. "Non c'è possibilità che l'"effetto isola fredda urbana" uccida le piante che trasportano i geni del cianuro, "dice Thompson.

"Stiamo imparando che gli organismi si stanno adattando rapidamente alle condizioni ambientali uniche associate all'urbanizzazione, " Dice Thompson. "Sappiamo molto sui climi delle città, ma questa ricerca mostra che le città stanno avendo effetti sorprendenti sugli organismi viventi. Abbiamo bisogno di più dati su come sta avvenendo l'evoluzione per comprendere l'effetto dell'urbanizzazione sugli organismi viventi".