Su una minuscola isola australiana i serpenti si stanno evolvendo in tempi rapidissimi

Quando pensiamo all'evoluzione di piante e animali immaginiamo solitamente cambiamenti su scale temporali lunghissime, nell'ordine di milioni di anni. E in effetti tutto ciò è vero, le specie viventi mutano, si adattano e si diversificano con tempi piuttosto lunghi. Tuttavia, in alcuni casi particolari l'evoluzione può letteralmente avvenire sotto ai nostri occhi e in tempi decisamente più rapidi. È stato già dimostrato, per esempio, che alcune popolazioni di uccelli e mammiferi si stanno evolvendo molto più velocemente di quanto creduto fino a oggi e un nuovo studio, recentemente pubblicato su Evolutionary Biology, ha aggiunto un importante tassello in questa stessa direzione.

Un gruppo di ricercatori australiani ha infatti dimostrato che i serpenti tigre che da meno di un secolo vivono sulla piccola isola di Carnac, al largo dell'Australia occidentale, stanno evolvendo teste e mandibole più grandi per potere inghiottire meglio i piccoli degli uccelli marini, l'unica fonte di cibo disponibile sull'isola ma che non rientra solitamente nella dieta di questa specie. Evoluzione e adattamento in piena regola, proprio sotto ai nostri occhi, ma in che modo sta avvenendo?

Il serpente tigre (Notechis scutatus) è una grossa specie, tra l'altro molto velenosa, piuttosto comune nell'Australia meridionale e occidentale. Questo rettile non era però naturalmente presente sulla piccola Carnac Island, al largo della costa di di Perth, dove è comparso intorno agli anni 30 del secolo scorso, probabilmente in seguito all'introduzione di una quarantina di individui abbandonati da un artista itinerante di nome Rocky Vane che, in seguito alla morte della moglie causata dal morso di uno dei suoi serpenti, li ha scaricati sull'isola per evitare guai con la legge.

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Normalmente, i serpenti tigre predano animali molto piccoli, soprattutto rane e altri anfibi. A Carnac, però, non ci sono questi animali ma nonostante ciò, complice anche l'assenza di predatori, i serpenti hanno iniziato a riprodursi e a proliferare rapidamente, colonizzando tutta l'isola. Come hanno fatto a sopravvivere senza prede? Sorprendentemente, questi serpenti hanno imparato piuttosto rapidamente a catturare e a mangiare l'unica fonte di cibo disponibile: i pulli dei gabbiani che nidificano sull'isola.

Per poter però inghiottire per intero un piccolo di gabbiano, decisamente molto più grosso di una rana, i serpenti avevano bisogno di teste e mandibole molto più grandi dei cugini  che vivono sulla terraferma, caratteristiche che la popolazione di Carnac Island ha sviluppato piuttosto rapidamente, ma come? I segreto sta soprattutto nella plasticità fenotipica, ossia la capacità di un organismo di poter cambiare comportamento, morfologia e fisiologia in risposta all'ambiente esterno, anche partendo dallo stesso genotipo.

In altre parole, alcuni organismi, utilizzando la stessa ricetta e gli stessi ingredienti (il DNA), possono sviluppare forme, dimensioni o caratteristiche fisiche diverse (fenotipi) a seconda dell'ambiente in cui si sviluppano, in modo da adattarsi più facilmente. I serpenti tigre sono, tra l'altro, piuttosto noti per la loro capacità di sviluppare forme, colorazioni e caratteristiche differenti a seconda dell'habitat o della regione in cui vivono. Per poter però capire meglio questo fenomeno, i ricercatori hanno allevato e confrontato sia serpenti provenienti dall'isola di Carnac che alcuni originari delle popolazioni più vicine sulla terraferma.

I serpenti sono stati però suddivisi ulteriormente in due gruppi, quelli che venivano nutriti con topi di piccoli dimensioni e altri che invece mangiavano esclusivamente roditori di grosse dimensioni. Una volta che i serpenti sono diventati adulti, sono stati quindi confrontati tra loro attraverso una TAC, per misurare così la crescita e le dimensioni delle ossa del cranio nelle due differenti popolazioni, anche in base alla dieta seguita. E com'è andata?

Dai risultati dell'analisi è emerso che i serpenti provenienti dalla terraferma non avevano sviluppato caratteristiche differenti nella testa, indipendentemente dal fatto che fossero stati nutriti con prede piccole o grandi. Al contrario, i serpenti originari dell'isola di Carnac, hanno invece risposto come ipotizzato: quelli nutriti con prede di grandi dimensioni hanno sviluppato un morso molto più ampio, con ossa delle mascelle molto più lunghe, in particolare nella mascella inferiore e nel palato.

Studi precedenti avevano già approfondito le dimensioni della testa e l'adattamento rapido di questi serpenti, ora però i ricercatori sono riusciti a capire meglio quali sono le ossa del cranio coinvolte e in che modo si sviluppano. Secondo gli studiosi, questi serpenti possiedono un tasso più elevato di plasticità fenotipica rispetto a quelli sulla terraferma e cioè sono maggiormente predisposti a cambiare e sviluppare rapidamente forme diverse in base agli stimoli esterni, ma c'è di più: l'evoluzione e l'adattamento dei serpenti tigre non si ferma qui.

Avere testa e mascelle più grandi è un vantaggio in termini adattativi enorme ed è quindi un carattere soggetto a una forte pressione selettiva. Col passare del tempo, di generazione in generazione, può quindi capitare che nascano anche serpenti dotati, per mutazione, già di mandibole più grandi. Se un serpente nasce già con questa caratteristica è sicuramente più avvantagiato degli altri ed è molto probabile che si riproduca anche di più, contribuendo così a diffondere ulteriormente questa caratteristiche nella popolazione.

Ed è proprio quello che sta accadendo sull'isola: dalle misurazioni effettuate dai ricercatori, è infatti emerso che le mascelle dei serpenti, oltre a essere del 5% più lunghe per via della dieta, erano anche di un ulteriore 5% più grandi sin dalla nascita, per effetto di una mutazione genetica. Ciò che sta avvenendo Carnac, quindi, è un fenomeno chiamato in biologia assimilazione genetica. In sostanza, una caratteristica vantaggiosa che si sviluppa inizialmente a causa di stimoli ambientali esterni, diventa col passare del tempo una caratteristica permanente scritta nel DNA.

Questo studio dimostra quindi, in maniera definitiva, che in pochissime generazioni e in meno di un secolo, i serpenti tigre di Carnac hanno imboccato una strada evolutiva verso una bocca più grande che gli permette di mangiare più facilmente i piccoli di gabbiano. E lo hanno fatto alla perfezione, in pochissimo tempo, sia per via di una certa predisposizione alla plasticità fenotipica ma anche grazie a una rapida evoluzione per selezione naturale verso quella stessa identica direzione. È questo il grande segreto del successo dei serpenti tigre sella minuscola Carnac Island.