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07.10.2022 | Eawag | News WSL
Gran parte delle specie endemiche delle Alpi sono antiche. Gli endemismi - specie presenti solo in un'area limitata - si sono evoluti durante i cicli di ere glaciali e interglaciali degli ultimi milioni di anni o addirittura prima dell'inizio di questi cicli. I pesci invece rappresentano un'eccezione: la maggior parte delle specie ittiche endemiche si è evoluta solo dopo la fine dell'ultima era glaciale, circa 15.000 anni fa.
Le Alpi sono l'habitat di numerose piante e animali, un hotspot di biodiversità sul continente europeo. Nell'ambito dell'iniziativa di ricerca Blue-Green Biodiversity degli istituti di ricerca Eawag e WSL, un gruppo di ricercatori ha ora studiato come e quando si è formata questa diversità, sia sulla terraferma che nell'acqua. Hanno analizzato 497 specie alpine e perialpine di cinque gruppi principali: 121 pesci, 39 anfipodi, 31 anfibi, 158 farfalle e 148 piante da fiore.
Le analisi mostrano che le ultime ere glaciali hanno plasmato in modo significativo l'attuale biodiversità alpina. Dal cosiddetto Pleistocene, iniziato circa 2,6 milioni di anni fa e terminato circa 12.000 anni fa, si sono alternati diversi periodi caldi e freddi. Durante i periodi freddi, i ghiacciai avanzarono nelle valli e cambiarono gli habitat della flora e della fauna. Solo piccole aree libere dai ghiacci, lontane l'una dall'altra, sulle cime delle montagne o in pianura, offrivano opportunità di ritiro per gli animali e le piante sfollati. A causa della separazione spaziale delle popolazioni, le specie si sono evolute in modo diverso, dando origine a molte nuove specie.
Di particolare interesse per i ricercatori sono state le specie endemiche, cioè quelle presenti solo in un'area geografica molto ristretta. Luiz Jardim de Queiroz, ricercatore presso l'Eawag Water Research Institute e l'Università di Berna e autore principale dello studio, pubblicato di recente sulla rivista Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, afferma: "Mentre le specie endemiche di psillidi, anfibi, farfalle e piante da fiore sono per lo più molto antiche e sono emerse durante o addirittura prima del Pleistocene, la maggior parte delle specie ittiche endemiche sono sorprendentemente giovani. La maggior parte di essi è comparsa solo dopo la fine dell'ultima era glaciale, circa 15.000 anni fa".
Poiché molte, se non tutte, le acque alpine e perialpine sono state coperte da uno spesso strato di ghiaccio durante le glaciazioni del Pleistocene, le specie ittiche locali non hanno più trovato habitat adatti e molto probabilmente si sono estinte sulle Alpi. Solo dopo la fine dell'ultima era glaciale furono in grado di migrare nuovamente, probabilmente dai tratti fluviali più bassi dei grandi fiumi come il Danubio, il Reno o il Rodano. "Nei laghi prealpini, alcune delle specie ittiche immigrate si sono poi specializzate in breve tempo, adattandosi a nicchie ecologiche diverse e formando così nuove specie, tutte endemiche", spiega Luiz Jardim de Queiroz.
Gli anfipodi esaminati in questo studio non hanno subito lo stesso destino dei pesci. Poiché non dipendono da grandi acque aperte come i pesci, sono stati in grado di sopravvivere alle ere glaciali in piccoli scarichi o sotto i ghiacciai in grotte e falde acquifere. Pertanto, la maggior parte delle specie di gamberi endemici delle Alpi è molto vecchia. Alcune risalgono addirittura a prima del Pleistocene. Gli anfibi, invece, hanno bisogno di acque aperte per la riproduzione solo in primavera e in estate e trascorrono il resto della loro vita sulla terraferma. Così, hanno trovato rifugio nelle Alpi anche durante le ere glaciali. Per quanto riguarda le specie terrestri, molte specie di farfalle e piante hanno trovato rifugio per sopravvivere alle ere glaciali.
I ricercatori sospettano che la differenza nel ritmo di speciazione tra i pesci e gli altri gruppi sia dovuta alla rapidità con cui sono stati in grado di colonizzare i nuovi habitat che si sono aperti dopo l'ultima era glaciale. Le specie terrestri hanno probabilmente colonizzato queste aree in tempi relativamente brevi, perché possono diffondersi in tutte le direzioni. Le farfalle, ad esempio, volano da un luogo all'altro senza grandi ostacoli. I semi di molte piante, invece, possono essere trasportati su lunghe distanze dal vento o con l'aiuto degli uccelli.
Le specie ittiche, invece, hanno dovuto prima attraversare fiumi molto ramificati per colonizzare i laghi ecologicamente molto isolati che si sono formati nel corso superiore dei fiumi dopo il ritiro dei ghiacciai. Ciò ha richiesto tempo, soprattutto per le specie migrate da rifugi più lontani con acque più calde. Anche la maggior parte dei pesci di fiume trovava poco attraenti i laghi profondi e freddi. "Pertanto, solo alcuni nuovi arrivati adattati all'acqua fredda, come il coregone e il salmerino, che probabilmente sono arrivati precocemente da zone di pianura relativamente vicine, sono stati in grado di occupare l'habitat e di diversificarsi", aggiunge Ole Seehausen, capo dipartimento dell'Eawag, professore all'Università di Berna e autore principale dello studio.
Questa diversa velocità di dispersione influenza il ritmo della speciazione. Se i nuovi habitat vengono colonizzati rapidamente da molti nuovi arrivati diversi, tutte le nicchie disponibili vengono occupate in breve tempo. Questo era probabilmente il caso dell'habitat alpino terrestre. Pertanto, le piante e gli animali hanno avuto meno opportunità di specializzarsi e di formare nuove specie. Tuttavia, le prime specie di pesci d'acqua fredda che migrarono nuovamente verso i laghi alpini trovarono habitat diversi e inutilizzati e furono in grado di diversificarsi rapidamente. I ricercatori ritengono che questa sia una delle ragioni principali della sorprendente rapidità di speciazione di alcuni pesci dopo la fine dell'ultima era glaciale.
I ricercatori sperano che le nuove scoperte possano contribuire a proteggere la biodiversità alpina. "Se comprendiamo come la biodiversità si è evoluta in passato, possiamo prevedere meglio come le specie reagiranno ai futuri cambiamenti climatici e possiamo sviluppare strategie per conservarle", afferma Luiz Jardim de Queiroz.
Il progetto di ricerca «Biodiversity assembly in blue and green ecosystems: speciation versus immigration» contribuisce all'iniziativa di ricerca Blue-Green Biodiversity, una collaborazione Eawag-WSL che si occupa della biodiversità all'interfaccia tra ecosistemi acquatici e terrestri. L'iniziativa è finanziata dal Consiglio dei PF.
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