Immagine Header

Il compleanno delle falene


Vi ricordate a scuola, nelle ore di “Scienze”, il racconto sulle falene inglesi che  nel corso dell’Ottocento da bianche sono diventate nere?

 Era un caso preso ad esempio per far vedere come opera la selezione naturale in seguito al cambiamento della pressione selettiva.

In breve la  storia è questa:
In Inghilterra ci sono queste falene, le Biston Betularia, dette anche “sale e pepe”, che sono chiare con macchioline scure. Questi insetti notturni, di giorno si riposano sui tronchi degli alberi. Ed è proprio in quel momento che sono più vulnerabili: infatti uccelli predatori approfittano della loro siesta per far caccia grossa. Gli uccelli usano per lo più la vista per trovare le prede, quindi il modo migliore che hanno le falene per scamparla è mimetizzarsi con l’ambiente.
Nell’Inghilterra di inizio Ottocento gli alberi  erano spesso coperti da licheni che permettevano alle falene ”sale e pepe” di mimetizzarsi egregiamente.
E’ poi successa una cosa: con la Rivoluzione industriale dell’Ottocento camini e ciminiere sputavano fuori i fumi del carbone e hanno prodotto un cambiamento dell’ambiente.  Infatti, fuliggine e smog aleggiavano nell’aria e, depositandosi, ricoprivano e scurivano ogni cosa, tronchi degli alberi compresi.
E le falene? Chiare com’erano spiccavano nettamente sugli alberi anneriti e divennero prede facili per i loro predatori.
Fu a metà dell’Ottocento che si cominciò ad assistere alla comparsa e all’affermarsi delle falene carbonarie, scure. Queste ultime erano in grado di mimetizzarsi nel nuovo ambiente e a sfuggire ai predatori. Nell’arco di qualche generazione (per le falene una generazione è un anno!) si assistette ad un cambiamento in frequenza nella popolazione complessiva: da una prevalenza di falene chiare della prima metà dell’Ottocento ad un ribaltamento della situazione, con un maggior numero di falene scure a fine Ottocento.
La situazione è rimasta tale fino a che le norme sull’inquinamento e il passaggio da carbone a metano, a partire dalla metà del Novecento in poi, hanno ristabilito l’ambiente naturale, con i tronchi puliti di nuovo ricoperti da licheni. Così si è verificato un’altra inversione di tendenza e le falene chiare sono tornate ad essere la maggioranza.

 

Come si spiegano questi fatti?
Be’, oggi sappiamo che la teoria dell’evoluzione ne rende conto tramite ambiente, pressione selettiva, mutazione casuale, adattamento.

 - Alcune ipotesi poi scartate:
Ma nel periodo in cui sono comparse e poi affermate le falene scure la teoria era agli inizi e doveva ancora essere verificata.  E’ quindi interessante ricordare anche alcune delle ipotesi che furono proposte per spiegare tali osservazioni:

A) In un primo tempo la causa del fenomeno fu attribuita a un'azione diretta dell'ambiente sull'organismo. Secondo questa ipotesi l'inquinamento dell'aria avrebbe modificato alcuni processi fisiologici della farfalla in modo da provocare una produzione anomala di melanina, il pigmento che determina la colorazione nerastra della forma carbonaria.
Quando questa spiegazione risultò falsa e fu dimostrato che la forma melanica di Biston betularia era il risultato di una mutazione genica.

B) Si allora suppose che alcune sostanze contenute nella fuliggine, depositata sulle foglie di cui le larve di questa specie si nutrono, aumentassero il tasso di mutazione e che da ciò derivasse un numero molto elevato di forme geneticamente nere. Ma anche questa ipotesi, che prevedeva una forzante esterna alla specie, non resisté al vaglio di un'accurata analisi sperimentale.


- L’ipotesi riconosciuta e corretta:
J. B. S. Haldane, R. A. Fisher ed E. B. Ford sostennero un'ipotesi del tutto diversa, che cioè individui melanici, originatisi in seguito a mutazione casuale, fossero favoriti dalla selezione naturale.
La dimostrazione che gl'individui della forma tipica e quelli della forma melanica sono soggetti a predazione differenziale (la predazione differisce per prede differenti di una stessa specie), dipendente dal grado d'inquinamento atmosferico della regione in cui vivono, fu poi ottenuta da H. B. D. Kettlewell.
In particolare egli dimostrò che le farfalle poste su fondo omocromo sono molto meno soggette alla predazione da parte degli uccelli insettivori di quelle poste su fondo eterocromo.

Quindi una mutazione  avvenuta per caso porta a qualcosa di nuovo, che, sempre per caso, risulta più adatto all’ambiente e in grado di resistere meglio alle pressioni selettive in azione.

Obiezione creazionista: c’è poi ancora oggi chi dice che” ok, la pressione selettiva favorisce un tipo piuttosto che l’altro, ma nulla di nuovo è stato creato”; per costoro le falene chiare e quelle scure esistono da sempre. Le prime osservazioni di quelle  scure risalgono però solo a inizio Ottocento…

- La mutazione:
E nel mese di giugno 2016, in un articolo su Nature, Ilik Saccheri, evoluzionista dell'Università di Liverpool, e il suo team dimostrano di aver identificato la mutazione responsabile del melanismo (cioè del colore scuro) delle falene.
Si trova sul gene cortex, un gene già noto anche per altri motivi distinti dalla pigmentazione.

Ma la cosa ancor più interessante e importante è che hanno anche calcolato una finestra temporale larga (appena) dieci anni e centrata su un anno in particolare che indica il periodo in cui si è verificata tale mutazione: l’anno su cui è centrata la finestra è il 1819, e coincide quindi con gli anni in cui si è effettivamente cominciato a osservare le falene scure.

Il metodo usato per risalire alla data in cui è avvenuta la mutazione è statistico e si basa sul fenomeno della ricombinazione: in genetica, con tale termine si intende il processo di rottura e ricongiunzione di segmenti di DNA che porta a un nuovo arrangiamento del materiale genetico e fa sì che la discendenza possieda un corredo di geni diverso da quello dei genitori.
Si tratta di prendere un campione di cromosomi nella popolazione attuale, identificare tutte le variazione attorno alla mutazione che si sta studiando e fare un po’ di statistica ... si trova così il numero di generazioni che dovrebbe essere necessario per ottenere un tale numero di variazioni nella regione adiacente alla mutazione.

Un altro pezzetto che va al suo posto nel puzzle dell’evoluzione…
Shake your mind!


PER APPROFONDIRE:
Mimetismo -EnciclopediaTreccani:
http://www.treccani.it/enciclopedia/mimetismo_(Enciclopedia-Italiana)/
Famous peppered moth's dark secret revealed- BBC
http://www.bbc.com/news/science-environment-36424768