Migrazioni degli uccelli: clock è il gene che le regola

Stiaccino - foto di Stefano LaurentiIl ciclo della migrazione primaverile trans-Sahariana di molte specie di uccelli è regolato dal gene Clock la cui scarsa variabilità potrebbe spiegare le difficoltà di adattamento di questi uccelli migratori ai cambiamenti climatici che rappresentano una delle cause del decremento demografico avvenuto negli ultimi decenni.

Lo studio, pubblicato su Molecular Ecology, condotto da Nicola Saino, Luca Gianfranceschi e Diego Rubolini dell’Università degli Studi di Milano, mette in luce una associazione fra variabilità individuale nei tempi della migrazione – i tempi di migrazione di individui di specie di uccelli migratori trans-Sahariani (l’usignolo – Luscinia megarhynchos – e lo stiaccino – Saxicola rubetra) e variabilità genetica – il loro genotipo Clock.

Clock è un gene altamente conservato ed implicato nella regolazione delle risposte fotoperiodiche in molti organismi.

Le fasi della migrazione, la scansione temporale degli eventi riproduttivi degli uccelli e la muta del piumaggio sono sotto controllo fotoperiodico – dipendano dalla durata relativa del giorno e della notte.

Il gene Clock contiene una serie di triplette CAG che codificano per l’aminoacido glutammina. I ricercatori hanno dimostrato che gli individui con varianti alleliche caratterizzate da un maggior numero di triplette CAG hanno migrazione più tardiva rispetto a quelli con un numero minore, indipendentemente dal sesso e dall’età.

Le specie studiate (Luscinia megarhynchos, Ficedula hypoleuca, Anthus trivialis, Saxicola rubetra) hanno mostrato un basso polimorfismo genetico, questo porta a pensare ad una selezione stabilizzante nel corso della storia evolutiva.

Proprio a causa della scarsa variabilità del gene Clock, le popolazioni di questi uccelli migratori difficilmente potranno adattarsi in modo sufficientemente rapido ai cambiamenti climatici per modificare in modo opportuno i tempi della loro migrazione primaverile.

Ogni anno, circa 2 miliardi di uccelli di centinaia di specie migrano fra le regioni boreali e temperate dell’Eurasia e le regioni tropicali africane.
La migrazione è una fase fondamentale del ciclo di vita di queste specie: la dinamica delle loro popolazioni infatti dipende in grande misura dalla capacità degli individui di modulare in modo adattativo la scelta dei tempi della migrazione e dell’arrivo nelle aree settentrionali di riproduzione.
Molte specie di uccelli che migrano su distanze inter-continentali hanno subìto un preoccupante decremento demografico negli ultimi decenni, al quale hanno probabilmente concorso i cambiamenti climatici e le conseguenti alterazioni dei cicli stagionali.

La ricerca è di grande rilievo per gli studi evolutivi sulla migrazione poiché pone le basi per la comprensione dei meccanismi che governano le fasi, i tempi e le caratteristiche della migrazione degli uccelli e di come alcuni geni determinino una ridotta capacità di evoluzione delle popolazioni di uccelli a fronte dei rapidi cambiamenti climatici in atto. Questa ridotta capacità di evoluzione può essere causa di declino demografico ed estinzioni locali.

 

La ricerca è stata condotta in collaborazione con l’Istituto Superiore per la Protezione e Ricerca Ambientale, l’Università degli Studi di Milano-Bicocca e con il concorso di volontari agli studi sulla migrazione degli uccelli.

Fonte

Ufficio Stampa Università degli Studi di Milano

Saino, N., Bazzi, G., Gatti, E., Caprioli, M., Cecere, J. G., Possenti, C. D., Galimberti, A., Orioli, V., Bani, L., Rubolini, D., Gianfranceschi, L. and Spina, F. (2015), Polymorphism at the Clock gene predicts phenology of long-distance migration in birds. Molecular Ecology, 24: 1758–1773. doi: 10.1111/mec.13159