Insetti stecco: la dimostrazione che l’evoluzione è ripetibile e complessa

Un nuovo studio sugli insetti stecco ha indicato che l’evoluzione a volte può ripetersi in modo prevedibile, il che potrebbe aiutare la nostra comprensione di come gli organismi possono cambiare in risposta alle pressioni selettive.

Insetti stecco: la ripetizione è una parte fondamentale dell’evoluzione di questi esemplari

L’evoluzione è spesso pensata come un processo casuale che agisce su un assortimento di tratti che appaiono casualmente attraverso la variazione genetica, tanto che, se dovessimo riportare indietro l’orologio dell’evoluzione e “riascoltare il nastro della vita“, ha detto paleontologo Stephen Jay Gould, dubita che “qualcosa come l’Homo sapiens si evolverebbe mai di nuovo“.

Patrik Nosil, un biologo evoluzionista del Centro nazionale francese per la ricerca scientifica, e colleghi hanno studiato i modelli di mimetizzazione degli insetti stecco o Timema cristinae. Con 30 anni di dati di studio sul campo provenienti da 10 località separate, hanno scoperto che la ripetizione è una parte fondamentale dell’evoluzione di questi esemplari.

Dagli anni ’90, Nosil e colleghi hanno catturato gli insetti incapaci di volare lungo i bordi delle strade nelle montagne vicino a Santa Barbara, in California.

Lo studio

Tre varietà distinte di T. cristinae si mimetizzano, con strisce bianche o con un semplice colore verde per abbinarsi alle loro piante ospiti preferite, o con una tonalità più rara e più scura. Gli insetti stecco depongono le uova solo una volta all’anno, quindi ogni anno nello studio rappresentava una nuova generazione, senza sovrapposizioni.

Con più di 32.000 insetti catturati e catalogati, il team è riuscito a distinguere le tendenze, scoprendo che in tutte e 10 le popolazioni geograficamente separate, la frequenza degli insetti stecco verdi e striati variava di anno in anno in modo prevedibile. Se le strisce diventavano meno comuni un anno, aumentavano quello successivo e viceversa.

La percentuale di insetti stecco più rari, dai toni scuri, che si confondono con il suolo della foresta, è rimasta piuttosto bassa e stabile nel tempo: “I nostri risultati implicano che l’evoluzione è ripetibile e complessa per lo stesso tratto“, scrivono Nosil e colleghi nel loro articolo pubblicato.

I risultati ricordano studi passati che cercavano di capire perché l’evoluzione continua a creare e disfare i granchi , con i loro corpi che si muovono lateralmente, i gusci resistenti e gli artigli fuori misura. La ricerca ha anche dimostrato che altri organismi, come il pesce spinarello, hanno una tendenza simile ad evolvere gli stessi tratti ripetutamente.

La maggior parte di questi risultati provengono da studi su una o poche popolazioni o da brevi esperimenti di laboratorio che non sono abbastanza approfonditi per catturare l’emergere di mutazioni genetiche che potrebbero dare origine a tratti utili.

Questo nuovo studio si rifà a questioni vecchie di decenni sul determinismo e il caso nella storia della vita, ma potrebbe avere anche implicazioni future. Gli scienziati non coinvolti nel lavoro ritengono che comprendere che l’evoluzione a volte funziona in modi prevedibili potrebbe aiutare i ricercatori a prevedere come cambiano gli organismi e quindi a gestire le popolazioni.

Poiché Nosil e colleghi hanno esaminato solo gli insetti stecco e i suoi parenti, possono solo speculare su come i risultati possano differire in altri taxa o se l’evoluzione sia altrettanto prevedibile anche in altre parti del regno animale e del mondo vegetale.

Conclusioni

Sembra che ci siano certamente una serie di esempi ora, dalle falene e farfalle ai pesci, fringuelli, pecore e cervi, di specie che seguono percorsi evolutivi prevedibili, ritornando a tratti testati che le aiutano a sopravvivere.

Infine, gli studiosi hanno dimostrato che l’origine di nuove forme criptiche è associata a molteplici varianti genomiche strutturali in modo tale che le mutazioni che si verificano influenzano l’evoluzione su scale temporali più ampie.

Pertanto, l’evoluzione dalla variazione esistente è prevedibile e ripetibile, ma la mutazione aggiunge complessità anche per i tratti che si evolvono in modo deterministico sotto la selezione naturale.

Lo studio è stato pubblicato su Science Advances.