Specie aliene invasive che si adattano rapidamente in ambienti diversi Una ricerca finanziata dall’UE ha rivelato alcuni dei fattori che determinano i cambiamenti molecolari e fisiologici in un gambero di fiume invasivo, generando importanti indizi per la valutazione e la gestione del rischio e la biodiversità globale. Cambiamento climatico e Ambiente Alimenti e Risorse naturali © nsc_photography/stock.adobe.com Le specie esotiche invasive sono una delle maggiori minacce globali alla biodiversità. Introdotte accidentalmente o deliberatamente in un ambiente in cui non sono normalmente presenti, esse causano conseguenze negative all’interno dello stesso. L’adattamento e l’evoluzione che mettono in atto rapidamente in risposta a fattori di stress ambientale possono comportare cambiamenti significativi nelle loro capacità invasive; tuttavia, le ricerche sinora svolte in tal ambito sono carenti. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), il progetto EvoTox, coordinato da Jehan-Hervé Lignot, ricercatore presso il Centro nazionale per la ricerca scientifica (CNRS) francese, ha approfondito questo fenomeno. L’équipe di ricerca ha studiato tre popolazioni di gamberi rossi della Louisiana (Procambarus clarkii) in ambienti diversi e in laboratorio al fine di valutare l’impatto dei fattori di stress sui loro fenotipi e genotipi. Il gambero di fiume come sistema modello dell’adattamento evolutivo rapido I processi evolutivi e l’adattamento rapido sono stati associati all’aumento della capacità invasiva di cui sono dotate le specie aliene invasive; i meccanismi alla loro base, tuttavia, non sono stati sino ad ora analizzati adeguatamente. Il gambero rosso della Louisiana, vettore della malattia nota come peste dei gamberi, è inoltre responsabile della scomparsa su larga scala dei gamberi di fiume europei autoctoni. «Abbiamo studiato tre diverse popolazioni di P. clarkii: mentre due di queste vivono sulla costa e si trovano dinanzi a variazioni di salinità analoghe e vari livelli di inquinamento, soprattutto causato da erbicidi, una è presente in ambienti d’acqua dolce e non ha mai dovuto affrontare tali problematiche. Abbiamo cercato di identificare e raffrontare gli specifici meccanismi molecolari e fisiologici dei principali adattamenti rapidi locali», spiega Lignot. Cambiamenti dipendenti dall’ambiente nei gamberi di fiume Diana Martínez Alarcón, borsista MSCA, ha esaminato le differenze molecolari e fisiologiche presenti tra diversi individui raccolti in questi diversi ambienti isolati, successivamente sottoposti a vari test in condizioni di laboratorio. Tra le prove messe in atto figuravano inquinamento acuto subletale (innescato mediante l’impiego di un erbicida e di un pesticida), brusche variazioni di salinità e stress determinato dall’esposizione ad acqua dolce inquinata seguita da un aumento di salinità. Dati fisiologici riguardanti i tassi di consumo dell’ossigeno, il comportamento, l’equilibrio acido-basico e l’equilibrio idrominerale hanno dimostrato una bassa variabilità individuale nel consumo di ossigeno e una bassa diversità genetica della popolazione costiera presente nella Camarga. Al contrario, la popolazione d’acqua dolce e l’altra popolazione costiera hanno messo in evidenza un’elevata variabilità interindividuale, il che suggerisce un adattamento locale specifico nel consumo di ossigeno e nel genoma. Inoltre, «la popolazione d’acqua dolce è l’unica a mettere in mostra un’alterazione dell’equilibrio idro-osmotico e una variazione dell’attività delle proteasi nella ghiandola digestiva (epatopancreas) a causa dell’esposizione agli agenti inquinanti». Questi risultati hanno rivelato risposte fenotipiche diverse, indicando la presenza di adattamenti locali a diversi ambienti a livello di popolazione. Per di più, gli individui raccolti dall’ambiente costiero inquinato in misura maggiore della Camarga hanno evidenziato una notevole sottoregolazione dei geni, in particolare nelle branchie, come sottolineato da un’analisi trascrittomica dell’epatopancreas e delle branchie di tutti i gruppi presi in esame», spiega Martínez. L’evoluzione rapida delle specie esotiche invasive EvoTox ha concentrato l’attenzione sull’evoluzione rapida delle specie esotiche invasive, ovvero il verificarsi di un cambiamento genetico in modo sufficientemente veloce da indurre un impatto misurabile su un tratto ecologico. In queste specie, infatti, è nota la possibilità che accadano tali modifiche. «Studiando una specie aliena invasiva in ambienti diversi con diversi fattori di stress, sia in natura che in laboratorio, EvoTox ha iniziato a svelare i fattori in grado di determinare l’evoluzione rapida, nonché i suoi effetti, e ha inoltre dimostrato che la stessa specie può generare risposte fisiologiche e strutture genetiche diverse in ambienti diversi.» Le conoscenze acquisite forniranno informazioni utili per lo svolgimento dei futuri studi sui processi evolutivi rapidi delle specie esotiche invasive, con l’obiettivo di migliorare la valutazione e la gestione del rischio e proteggere la biodiversità globale in modo migliore. Parole chiave EvoTox, gambero di fiume, specie aliene invasive, biodiversità, evoluzione rapida, fattori di stress, inquinamento, adattamento rapido, genetico, epatopancreas, P. clarkii
