Aiutare l'evoluzione: fino a che punto dovremmo spingerci per aiutare le specie ad adattarsi?

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"Ho passato 15 anni a rimuovere i gatti dalle riserve recintate e dai parchi nazionali", stava dicendo Katherine Moseby. "E poi, all'improvviso, le ho rimesse dentro. Mi è sembrato molto strano farlo."

Era una giornata calda e intensamente azzurra nell'entroterra australiano, a circa 350 miglia a nord di Adelaide. Stavo taggando insieme a Moseby mentre controllava le batterie delle telecamere sensibili al movimento che punteggiano Arid Recovery, un progetto di ripristino dell'ecosistema che lei e suo marito hanno lanciato nel 1997. Il progetto si estende su 47 miglia quadrate di terra rossa e macchia. È interamente circondato da un recinto alto sei piedi, progettato per tenere lontani gatti e volpi selvatici.

All'interno della recinzione principale c'è una serie di paddock recintati più piccoli. Diversi anni fa, Moseby decise di iniziare ad aggiungere gatti in alcuni di questi. Il suo ragionamento era semplice e, a suo modo, radicale. L'ecosistema dell'outback era stato così radicalmente cambiato che, se gli animali nativi dovessero sopravvivere, dovrebbero cambiare anche loro. Forse potrebbero essere addestrati a evitare i gatti, che furono introdotti nel paese dai coloni britannici e ora possono essere trovati praticamente ovunque in Australia, inclusa la maggior parte delle isole.

"Molta attenzione si è concentrata sul tentativo di trovare metodi per uccidere meglio i gatti", ha detto Moseby, che ha conseguito un dottorato in biologia della reintroduzione. “E abbiamo iniziato a guardarlo dalla prospettiva della preda, tipo, e se rendessimo le prede migliori? Questo aiuterà? Perché alla fine stiamo cercando di arrivare alla coesistenza. Non ci sbarazzeremo mai di tutti i gatti in tutta l'Australia ". Si stima che ci siano fino a 6 milioni di gatti selvatici nel paese e che uccidano circa 800 milioni di animali nativi all'anno. (Le volpi, anch'esse introdotte dagli inglesi, sono quasi altrettanto diffuse; sono un po 'più facili da controllare, però, perché mangeranno più facilmente esche avvelenate.)

L'idea è di esercitare una pressione sufficiente sui marsupiali per produrre cambiamenti comportamentali o, meglio ancora, evolutivi.

Negli ultimi anni, Moseby ei suoi colleghi di Arid Recovery hanno sperimentato due specie marsupiali minacciate: il bilby maggiore, che sembra un piccolo coniglio dal naso lungo, e il bettong scavatore, noto anche come boodie, che ha un faccia da scoiattolo, zampe posteriori magre e coda lunga. Hanno aggiunto un piccolo numero di gatti ad alcuni dei paddock e poi hanno registrato meticolosamente i risultati. L'idea è di esercitare una pressione sufficiente sui marsupiali per produrre cambiamenti comportamentali o, meglio ancora, evolutivi, ma non così tanta da far morire tutti gli animali.

"Ci sono molte prove per dimostrare che l'evoluzione può avvenire in periodi di tempo molto brevi, in particolare quando c'è una forte selezione", ha osservato Moseby.

Un gatto selvatico con un bettong scavatore in bocca presso la struttura di ricerca Arid Recovery.
Per gentile concessione di Katherine Moseby

Naturalmente, i gatti e le volpi stanno già esercitando una forte pressione selettiva sulle specie autoctone dell'Australia, così forte che molti non sono più in giro. Tra i mammiferi, il tasso di estinzione del paese è il più alto del mondo. Il bilby minore, il cugino del bilby maggiore, è scomparso a metà del XX secolo. Il wallaby dalla coda a mezzaluna, il bandicoot del deserto e il wallaby lepre del lago Mackay svanirono nello stesso periodo. Si ritiene che tutto sia stato fatto da predatori introdotti. Il bilby maggiore, da parte sua, un tempo era abbondante in gran parte dell'Australia; oggi la popolazione totale è stimata in meno di 10.000. Il bettong scavatore era uno degli animali più comuni nel paese; ora è limitato a isole e riserve come Arid Recovery.

Uno dei motivi per cui i gatti e le volpi sono stati così mortali è che sono stati incoraggiati dalle prede introdotte. I conigli europei furono importati in Australia nel 1859; si moltiplicarono e si diffusero così rapidamente che nel giro di pochi decenni la popolazione raggiunse le centinaia di milioni. Non solo i conigli competevano con i mammiferi nativi, ma consentivano anche al numero di gatti e volpi di esplodere in modo simile. I predatori potrebbero cacciare i mammiferi nativi fino all'estinzione e continuare a cavarsela bene.

Il fattore paura: come il pericolo dei predatori può trasformare un paesaggio. Leggi di più.

"Normalmente, se hai una relazione predatore-preda, la preda non si estingue perché dipende l'una dall'altra", ha osservato Moseby. Così com'era, "i gatti e le volpi sono aumentati in iper-abbondanza". Creature come il bilby minore e il bandicoot del deserto "non hanno avuto la possibilità di evolversi perché è successo tutto molto rapidamente".

I risultati del lavoro di Arid Recovery finora hanno offerto qualche incoraggiamento, ma si sono anche rivelati di difficile interpretazione.

La speranza che motiva il lavoro di Moseby è che data una possibilità, vale a dire più tempo, le specie potrebbero essere in grado di adattarsi ai predatori introdotti. I risultati fino ad ora hanno offerto qualche incoraggiamento, ma si sono anche rivelati di difficile interpretazione.

In un esperimento, Moseby ei suoi colleghi hanno rilasciato cinque gatti in un recinto recintato con alcune centinaia di bilby più grandi e li hanno lasciati lì per due anni. Hanno poi catturato alcuni dei bilby sopravvissuti e così come alcuni bilby da un paddock "privo di predatori" e hanno attaccato trasmettitori radio alle loro code. I due gruppi di bilby radiomarcati sono stati trasferiti in un altro paddock con più gatti. Dopo 40 giorni, solo un quarto dei bilby "ingenui" era ancora vivo. In confronto, due terzi dei bilbies "esposti ai predatori" erano riusciti a evitare la predazione. Ciò ha dimostrato che i bilbies che erano stati esposti ai gatti avevano migliori capacità di sopravvivenza. Ma se queste abilità fossero state apprese o coinvolgessero la selezione per i bilbies con geni più esperti di gatto era – e rimane – poco chiaro.

Nel frattempo, i bettong che sono stati esposti ai gatti per 18 mesi hanno mostrato cambiamenti nel comportamento che suggerivano che sarebbero diventati più diffidenti nei confronti dei predatori; per esempio, si avvicinavano più lentamente al cibo che era stato loro lasciato fuori. Ancora una volta, però, era difficile sapere cosa indicavano questi cambiamenti.

"I meccanismi ci sono, ma c'è la domanda: quanto velocemente può accadere?" Moseby ha detto. "La gente mi dice: 'Oh, questo potrebbe richiedere cento anni.' E io dico: 'Sì, potrebbero volerci cento anni. Cos'altro stai facendo? "Potrei non essere vivo per vederlo, ma questo non significa che non valga la pena farlo."

Il progetto Arid Recovery copre 47 miglia quadrate dell'outback australiano, circondato da una recinzione alta 6 piedi progettata per tenere lontani gatti e volpi selvatici.
Per gentile concessione di Arid Recovery

Moseby "è lo scienziato conservazionista più innovativo al mondo, per quanto mi riguarda", ha detto Daniel Blumstein, professore di ecologia e biologia evolutiva presso l'Università della California, Los Angeles, che ha lavorato con lei su diversi documenti di ricerca. me. "È così creativa."

Moseby's è uno di un numero crescente di progetti di conservazione che partono dalla premessa che non è più sufficiente per proteggere le specie dal cambiamento. Gli esseri umani dovranno intervenire per aiutare il cambiamento delle specie.

A più di 1.000 miglia a nord est di Arid Recovery, presso il National Sea Simulator dell'Australian Institute of Marine Science, vicino alla città di Townsville, i ricercatori stanno lavorando per produrre coralli in grado di sopravvivere a temperature più calde. Lo sforzo prevede l'attraversamento dei coralli dalla parte centrale della Grande Barriera Corallina, dove l'acqua è più fresca, con i coralli dalla parte settentrionale della barriera corallina, dove è più calda. La prole di queste croci viene quindi sottoposta a stress termico nei laboratori del Sea Simulator. La speranza è che alcuni di loro si dimostrino in grado di resistere meglio a temperature più elevate rispetto a uno dei loro genitori. Come parte di questo sforzo, i ricercatori stanno anche sottoponendo generazioni di simbionti di corallo a stress da calore, nel tentativo di selezionare varietà più resistenti. (I simbionti – minuscole alghe del genere Symbiodinium – forniscono ai coralli gran parte del cibo di cui hanno bisogno per costruire le barriere coralline.) L'approccio è stato soprannominato "evoluzione assistita".

Un ricercatore esamina la deposizione delle uova di corallo presso il National Sea Simulator dell'Australian Institute of Marine Science.
OBIETTIVI / Marie Roman

Quando ho visitato il SeaSim, come viene chiamato, era la stagione della deposizione delle uova dei coralli e una dottoressa di nome Kate Quigley era incaricata delle croci. "Stiamo davvero cercando il meglio del meglio", mi ha detto.

Come con i bilbies e i bettong, i coralli sono già sottoposti a una forte pressione selettiva. Mentre gli oceani si riscaldano, quelli che non sopportano il caldo muoiono, mentre quelli che possono persistere. (Secondo un recente rapporto dell'ARC Centre of Excellence for Coral Reef Studies australiano, negli ultimi 30 anni, la Grande Barriera Corallina ha perso metà delle sue popolazioni di coralli, principalmente a causa dei cambiamenti climatici.) Molti scienziati sono scettici sul fatto che gli esseri umani possano davvero "Assistere" i coralli nel processo di evoluzione. Notano che durante la deposizione delle uova annuale, i coralli stessi eseguono milioni su milioni di croci; se alcuni dei prodotti di queste unioni sono particolarmente resistenti, continueranno a produrre più coralli e si evolveranno da soli.

Nel frattempo, se il processo ha successo, non preserverà la diversità della barriera corallina, ma potrebbe produrre il contrario: barriere coralline dominate da poche specie insolitamente adattabili. "Una delle mie principali obiezioni è che è più probabile che faccia più male che bene", ha affermato Andrew Baird, ecologo alla James Cook University.

Poi c'è la questione della scala. Alcuni coralli che possono resistere a temperature più elevate non ripopoleranno la Grande Barriera Corallina, che è grande quanto l'Italia. Per superare questo ostacolo sarebbero necessarie forme di intervento ancora più radicali. Con l'avvento della tecnologia di editing genetico CRISPR, anche questi sono ora concepibili. Se, ad esempio, si potessero identificare geni associati a una migliore tolleranza al calore, i coralli potrebbero, almeno in teoria, essere modificati geneticamente per trasportarli. Utilizzando quello che è noto come "gene drive", potrebbero anche, potenzialmente, essere modificati per trasmettere quel tratto alla loro prole. (Il gene drive è una forma di modifica genetica che ignora le normali regole dell'ereditarietà.)

Poiché il confine tra le sfumature naturali e quelle prodotte dall'uomo, l'editing genetico degli animali per proteggerli può diventare sempre più attraente.

Diversi gruppi stanno già esaminando la possibilità di sfruttare il gene drive per la conservazione. Genetic Biocontrol of Invasive Rodents, o GBIRd, sta studiando l'uso del gene drive per liberare isole remote di ratti e topi. (Il gruppo è un consorzio di organizzazioni che include la North Carolina State University, l'Organizzazione per la ricerca scientifica e industriale del Commonwealth in Australia, e il patrimonio biologico della Nuova Zelanda). Scienziati in Nuova Zelanda stanno studiando l'uso del gene drive per sradicare le vespe invasive e gli scienziati della Michigan State University stanno studiando la possibilità di utilizzare il gene drive per controllare le lamprede marine invasive nei Grandi Laghi. In Australia, è stato proposto che il gene drive possa essere utilizzato per ridurre o addirittura eliminare i gatti selvatici. Sebbene tutti questi progetti di gene-drive per la conservazione siano ora nelle fasi iniziali, sembra probabile che, nei prossimi anni, almeno alcuni di essi si dimostreranno realizzabili.

L'idea di utilizzare l'editing genetico per preservare i sistemi naturali sembra, da un certo punto di vista, folle. Cosa potrebbe esserci di meno naturale di una creatura creata in un laboratorio? E i pericoli legati al rilascio di organismi modificati geneticamente, in particolare quelli dotati di gene drive, sono chiaramente enormi.

Gli scienziati raccolgono campioni di castagne geneticamente modificati in un sito di ricerca a Syracuse, New York nel 2019.
AP Photo / Adrian Kraus

Ma in un momento in cui il confine tra il naturale e il artificiale, il selvaggio e il sintetico, sta diventando sempre più sfocato, l'editing genetico degli animali per proteggerli – o per proteggere altre specie da essi – potrebbe diventare sempre più attraente. I ricercatori del SUNY College of Environmental Science and Forestry di Syracuse, New York, hanno già prodotto un castagno americano geneticamente modificato resistente alla peronospora, l'agente patogeno fungino che, nei primi decenni del XX secolo, ha ucciso quasi tutti castagno in Nord America. (L'albero modificato contiene un gene chiave preso in prestito dal grano.) L'albero è stato sottoposto per l'approvazione federale e una decisione è prevista per il prossimo anno circa.

Per quanto riguarda l '"evoluzione assistita", tali sforzi, si potrebbe sostenere, erano già in corso molto prima che il termine fosse inventato. La American Chestnut Foundation, ad esempio, lavora da decenni per creare un castagno resistente alla peronospora tramite metodi di riproduzione convenzionali. Questi alberi sarebbero ibridi – castagne americane incrociate con castagne cinesi – e quindi anch'esse conterrebbero geni di due specie diverse, anche se strettamente correlate.

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Come Kent Redford, consulente per la conservazione, e Bill Adams, professore di conservazione e sviluppo a Cambridge, hanno affermato nel loro prossimo libro, Strange Natures: "L'idea che la conservazione debba proteggere ciò che è" naturale "è comprensibile". Tuttavia, "la distinzione tra ciò che è naturale e ciò che è artificiale non fornisce più una valida guida per pensare alle persone e alla vita non umana".

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