Il Fiore della Scimmia Scarlatto Affronta le Sfide del Cambiamento Climatico

Il cambiamento climatico sta creando seri problemi per molte specie di piante aumentando la frequenza e la gravità di eventi meteorologici estremi, come le Siccità. Questa situazione può portare a un calo delle popolazioni vegetali. Un modo per potenzialmente invertire questi cali è attraverso ciò che gli scienziati chiamano "Salvataggio Evolutivo." Questo processo permette alle piante di adattarsi rapidamente alle condizioni che cambiano, aiutando i loro numeri a riprendersi.

Anche se ci sono teorie e esperimenti in laboratorio che mostrano che il salvataggio evolutivo può avvenire, è stato difficile osservarlo nelle piante selvatiche che affrontano il cambiamento climatico reale. Esistono alcune prove in altri casi, come piante che sviluppano resistenza agli erbicidi o animali che si adattano alle malattie. Tuttavia, questi esempi spesso coinvolgono una risposta forte a una singola nuova sfida e potrebbero non essere direttamente correlati agli alti e bassi complicati causati dal cambiamento climatico.

Per vedere se il salvataggio evolutivo sta avvenendo in un contesto naturale, i ricercatori cercano tre segnali: (1) il calo di una popolazione a causa di stress ambientale, (2) cambiamenti rapidi nella genetica durante quel calo, e (3) segni di Recupero nella popolazione che possono essere collegati a questi cambiamenti genetici.

#Il Ruolo della Siccità

In questo studio, i ricercatori si sono concentrati sul fiori di scarlatto, una pianta trovata in California. Questa pianta è stata significativamente colpita da un lungo periodo di siccità, spesso chiamato megasiccità, che è durato 22 anni. Il peggior periodo di questa siccità si è verificato tra il 2012 e il 2015, rendendolo uno dei periodi più duri per la pianta in oltre 10.000 anni. Gli esperti credono che questi eventi di siccità estrema si verificheranno più spesso a causa del cambiamento climatico, esercitando ulteriore pressione sugli ecosistemi in California e oltre.

Il fiori di scarlatto cresce in vari climi, dalle terre basse alle montagne, e diverse popolazioni mostrano abilità diverse nell'adattarsi a condizioni secche. Questo rende il fiori di scarlatto una scelta eccellente per studiare come le piante si adattano alla siccità nel tempo.

Per capire come la siccità ha influenzato queste piante, i ricercatori hanno raccolto dati sulla loro sopravvivenza, crescita e riproduzione da 19 diverse popolazioni nel corso di diversi anni. Hanno scoperto che la maggior parte delle popolazioni era prevista in diminuzione durante la siccità, in particolare quelle esposte a precipitazioni invernali più basse. Questo evidenzia la siccità come una causa principale dei cali osservati nelle popolazioni.

#Cambiamenti Genetici Durante la Siccità

I ricercatori hanno poi esaminato come la genetica delle piante potesse cambiare in risposta a questi stress ambientali. Hanno cercato specifici marcatori genetici, conosciuti come Polimorfismi a Singolo Nucleotide (SNPS), che sono legati a fattori climatici storici. Confrontando questi marcatori genetici da campioni pre-siccità con campioni presi durante e dopo, potevano tracciare come le piante stavano evolvendo.

All'inizio, hanno identificato SNPs da 55 popolazioni pre-siccità per vedere come questi marcatori si relazionavano a temperatura e pioggia negli ultimi 30 anni. Poi hanno tracciato questi SNP in un gruppo più piccolo di 11 popolazioni dal 2010 al 2016. Volevano vedere se la frequenza di questi marcatori genetici cambiasse in un modo che suggerisse adattamento a condizioni di siccità.

L'analisi ha rivelato che molti dei SNP mostrano segni di selezione positiva durante la siccità. Questo significa che certi tratti genetici che hanno aiutato le piante a sopravvivere stavano diventando più comuni nella popolazione. Nella maggior parte dei casi, le abilità delle popolazioni di adattarsi variavano, con alcune che mostrano forti aumenti in tratti resistenti alla siccità mentre altre no.

#Recupero Dopo la Siccità

Dopo che la siccità è finita, i ricercatori hanno cercato di capire se le popolazioni di piante si erano riprese e se questo recupero era dovuto ai cambiamenti genetici che avevano osservato. Continuando i loro studi demografici dal 2015 al 2018, hanno raccolto più informazioni sui tassi di sopravvivenza e crescita durante il periodo di recupero.

Hanno scoperto che molte popolazioni si sono riprese, con la maggior parte che mostrava tassi di crescita superiori a quelli necessari per sostenere i loro numeri. Tuttavia, il recupero non è stato uniforme; alcune popolazioni sono rimbalzate fortemente, mentre altre hanno faticato o addirittura hanno affrontato l'estinzione locale.

I ricercatori hanno scoperto che le popolazioni che avevano mostrato un'evoluzione genetica più rapida durante la siccità erano anche più propense a mostrare un recupero maggiore dopo. Questa connessione suggerisce che la capacità di queste piante di adattarsi rapidamente agli stress che affrontavano era cruciale per aiutarle a riprendersi.

#Fattori Ecologici vs. Salvataggio Evolutivo

Anche se la fine della siccità ha giocato un ruolo nel recupero di queste popolazioni vegetali, i ricercatori hanno anche testato se fattori ambientali, come cambiamenti nelle precipitazioni e nella temperatura, influenzassero la crescita delle popolazioni. Non hanno trovato una forte correlazione tra i tassi di recupero e queste condizioni climatiche post-siccità, suggerendo che avere semplicemente un clima migliore non garantiva un ritorno di successo.

Inoltre, hanno escluso l'idea che le popolazioni che erano calate di più si sarebbero riprese naturalmente più velocemente. Questo significa che il recupero era probabilmente più legato all'adattabilità genetica delle popolazioni piuttosto che a semplici fattori ecologici.

#Conclusione

In conclusione, la ricerca ha illustrato tutti gli elementi necessari per il salvataggio evolutivo nelle popolazioni di fiori di scarlatto. Le piante sono diminuite durante la grave siccità, hanno mostrato segni di rapida evoluzione genetica, e quella evoluzione è stata cruciale per il loro recupero. Le popolazioni con maggiore diversità genetica in SNP legati alla siccità prima della siccità erano meglio in grado di recuperarsi dopo che il periodo secco è finito.

Questo studio sottolinea il ruolo della variazione genetica nell'aiutare le popolazioni vegetali a sopravvivere agli effetti del cambiamento climatico. Con i fattori stressanti climatici che stanno diventando più comuni, capire come le specie possono adattarsi attraverso l'evoluzione rapida è essenziale per gli sforzi di conservazione. La ricerca futura sarà fondamentale per determinare come processi simili potrebbero avvenire in altre piante e animali, in particolare quelli già a rischio e con una minore diversità genetica. I risultati suggeriscono che il salvataggio evolutivo potrebbe aiutare le popolazioni ad adattarsi a futuri estremi climatici, contribuendo così alla loro sopravvivenza a lungo termine.