Nuove scoperte sulla diversità genetica dei bonobo

I bonobo sono un tipo di grande scimmia, strettamente imparentati con gli esseri umani, e attualmente sono classificati come specie in pericolo, con meno di 20.000 esemplari rimasti in natura. Questi animali si trovano principalmente nelle foreste della Repubblica Democratica del Congo (RDC). La ricerca sui bonobo è limitata a causa di problemi sociali nella regione che hanno ostacolato studi approfonditi nel corso degli anni. Nonostante ciò, i bonobo sono creature affascinanti perché vivono in strutture sociali che includono sia maschi che femmine e partecipano a vari comportamenti sociali non direttamente legati alla riproduzione.

#Diversità genetica tra i bonobo

Storicamente, si pensava che i bonobo fossero un gruppo geneticamente uniforme. Tuttavia, studi recenti hanno indicato il contrario. La ricerca ha esaminato il DNA mitocondriale (mtDNA) di bonobo provenienti da diverse comunità, rivelando che ci sono diversi gruppi genetici. Sono stati identificati sei principali cluster genetici, o haplogruppi, ciascuno associato a specifiche aree geografiche in Africa. Questo suggerisce che ci sia più diversità genetica tra i bonobo di quanto si pensasse in precedenza.

Uno sguardo più da vicino a 20 bonobo che vivono in un santuario ha mostrato che possono essere classificati in tre gruppi distinti basati sui loro esomi, che sono parti del loro DNA che codificano per proteine. Questa classificazione è stata sostenuta da diversi metodi di analisi genetica, tra cui l'Analisi delle Componenti Principali (PCA), che visualizza le differenze genetiche, e un metodo chiamato ADMIXTURE, che determina la composizione di questi gruppi genetici. La presenza di questi tre gruppi suggerisce che i bonobo non condividono un'unica eredità genetica, come si pensava un tempo.

#Comprendere la struttura della Popolazione

Per misurare quanto siano diversi questi gruppi, gli scienziati hanno utilizzato una statistica chiamata FST, che mostra la differenziazione genetica tra le popolazioni. La massima differenziazione è stata trovata tra due dei gruppi, il che suggerisce che sono abbastanza distinti l'uno dall'altro. Confrontando questi valori con altre specie, come gli esseri umani e gli scimpanzé, si collocano i bonobo in un contesto che mostra che hanno una significativa diversità genetica tra le loro popolazioni.

Nonostante questa conoscenza, individuare le esatte località geografiche dei membri del gruppo nel santuario rimane una sfida. Tuttavia, i ricercatori sono riusciti a collegare alcuni dei loro campioni a haplotipi mtDNA conosciuti da popolazioni di bonobo selvatici, fornendo indizi sulle origini geografiche dei bonobo del santuario.

#Le origini geografiche dei gruppi di bonobo

Analizzando il mtDNA di varie popolazioni di bonobo selvatici, gli scienziati sono stati in grado di fare ipotesi educative su dove potrebbero provenire i tre gruppi. Anche se ci sono tratti genetici sovrapposti tra alcune popolazioni, le sequenze di mtDNA dei bonobo del santuario si allineano bene con quelle di specifiche regioni geografiche. I loro risultati suggerivano che due dei gruppi di bonobo provengono probabilmente dalla parte occidentale della RDC, mentre il terzo gruppo è associato alla regione centrale.

Un albero filogenetico, che rappresenta visivamente le relazioni genetiche, supporta anche questi risultati, mostrando come i gruppi si raggruppano in base a tratti genetici simili. I ricercatori hanno nominato i gruppi in base alle loro presunte origini geografiche: le popolazioni "Far-West", "West" e "Central".

#Stimare i tempi di separazione tra le popolazioni di bonobo

Capire quando questi gruppi si sono separati l'uno dall'altro aggiunge un ulteriore livello alla loro storia evolutiva. Per stimare il tempo di divergenza tra i gruppi, i ricercatori hanno utilizzato dati sul genoma intero di altri bonobo, cercando schemi nelle sequenze genetiche. La loro analisi indicava che i bonobo Centrali e Occidentali si sono separati circa 145.000 anni fa, mentre le popolazioni West e Far-West si sono divise circa 60.000 anni fa.

Il confronto con gli scimpanzé fornisce anche un contesto, con l'antenato comune di bonobo e scimpanzé stimato risalente a circa 1,29 milioni di anni fa. Queste stime evidenziano che le distinzioni genetiche tra le popolazioni di bonobo sono profonde e riflettono storie complesse.

#Differenze nella diversità genetica e nella dimensione della popolazione

Ci sono differenze evidenti nella diversità genetica tra le popolazioni di bonobo studiate. I bonobo Centrali mostrano i livelli più alti di diversità genetica, mentre i bonobo Far-West mostrano i più bassi. Questa variazione è probabilmente radicata nelle loro diverse storie demografiche.

Le stime della dimensione efficace della popolazione (Ne) riflettono anche queste differenze, con la popolazione Far-West che ha il Ne più piccolo, suggerendo che hanno subito maggiore isolamento e meno scambio Genetico con altri gruppi di bonobo. Questo basso Ne è preoccupante, poiché implica un rischio maggiore di Consanguineità e altri problemi genetici che possono derivare da un pool genetico limitato.

#Indagare sulla consanguineità

La consanguineità, l'accoppiamento di individui strettamente imparentati, può portare a un aumento di tratti genetici dannosi a causa della mancanza di diversità genetica. In questo studio, i ricercatori hanno esaminato le run di omozigosi (ROH), che sono segmenti di DNA in cui due copie sono identiche perché sono state ereditate da un comune antenato recente. I bonobo nella regione Far-West mostrano ROH significativamente più lunghi rispetto a quelli degli altri gruppi, indicando livelli più elevati di consanguineità.

Inoltre, l'analisi di identità per discendenza (IBD) ha rivelato che i bonobo Far-West condividono più somiglianze genetiche tra loro rispetto agli individui degli altri gruppi. Questa maggiore parentela suggerisce una maggiore consanguineità all'interno della loro popolazione, una tendenza che può avere seri effetti sulla loro sopravvivenza a lungo termine.

#Segni di selezione positiva

Date le differenze genetiche tra le popolazioni di bonobo, è possibile che si siano adattati nel tempo ai loro specifici ambienti. I ricercatori hanno cercato evidenze di selezione positiva-cambiamenti genetici che hanno dato vantaggi alle popolazioni nei loro ambienti. Hanno identificato specifici geni che mostrano cambiamenti significativi nelle frequenze alleliche tra le popolazioni, indicando potenziali adattamenti alle condizioni locali.

Ad esempio, un gene collegato alla regolazione del sodio ha mostrato cambiamenti notevoli, insieme ad altri geni associati a varie funzioni. Questi risultati suggeriscono che le diverse popolazioni di bonobo potrebbero adattarsi alle sfide distinte dei loro rispettivi ambienti, anche se sono necessarie ulteriori ricerche con campioni più ampi per confermare questi adattamenti.

#Implicazioni per la conservazione

La scoperta di popolazioni di bonobo geneticamente distinte con storie e livelli di diversità genetica differenti porta a importanti implicazioni per gli sforzi di conservazione. Poiché questi gruppi sembrano aver sperimentato diversi livelli di isolamento e consanguineità, strategie di conservazione mirate che considerano queste differenze sono essenziali.

I dati genetici suggeriscono che i bonobo Far-West, in particolare, potrebbero essere a rischio a causa del loro basso Ne e del potenziale per problemi genetici derivanti dalla consanguineità. I programmi di conservazione dovrebbero concentrarsi sul mantenimento della diversità genetica e affrontare le sfide uniche che ciascun gruppo deve affrontare per garantire la sopravvivenza di questa specie in pericolo.

#Conclusione

In sintesi, questa ricerca rivela che i bonobo non sono un gruppo omogeneo, ma piuttosto consistono in tre popolazioni distinte con le proprie identità genetiche e storie evolutive. Mentre la minaccia di estinzione incombe sui bonobo, comprendere la loro struttura genetica e diversità è vitale per sviluppare strategie di conservazione efficaci. Futuri studi genomici attraverso l'intera gamma geografica potrebbero fornire approfondimenti più profondi sulla biologia e l'ecologia di questa specie affascinante, aiutando alla fine a garantire il loro futuro in natura.