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Cline ed ecotipo

Che cosa sono cline ed ecotipo?

Cline ed ecotipo sono due concetti che definiscono il risultato di determinati fattori ambientali, geografici e talvolta sociali (nelle specie dal comportamento sociale più complesso) nella determinazione di differenze significative all’interno di una specie. I concetti di ecotipo e cline sono fondamentali per capire il funzionamento di processi articolati come la speciazione e contribuiscono a delineare le vie attraverso cui si dipana il complicato meccanismo dell’evoluzione.

Ecotipo: definizione e significato ecologico

Un ecotipo, in ambito ecologico e biologico, è definito come una popolazione di una particolare specie che si differenzia dalle altre per adattamenti specifici all’ambiente o alla nicchia ecologica che occupa.

Una definizione di questo tipo può portare ad errate interpretazioni; un ecotipo non è una sorta di “enclave” all’interno di una specie, ma piuttosto è vero che, in caso di fenomeni di divergenza evolutiva, la specie può diversificarsi in due o più ecotipi.

Un esempio è dato dal delfino Tursiops truncatus, il più comune e conosciuto, che presenta due ecotipi: un ecotipo costiero, che e un ecotipo pelagico. La differenziazione di una specie in più ecotipi è il primo passo verso i fenomeni di speciazione.

Ecotipi di Mugil cephalus

Figura 1: Ecotipi di Mugil cephalus in mediterraneo. Il primo ecotipo vive e si riproduce nell'estuario dei fiumi; il secondo si riproduce nei fiume e vive da adulto in mare; il terzo si riproduce in estuario e vive da adulto in mare; il quarto si riproduce e vive tutta la vita in mare.

Ecotipo e speciazione

La speciazione è quel processo che porta alla formazione di due specie a partire dalla medesima specie progenitrice ed è il risultato dell’accumulo di progressive differenze tra gli individui appartenenti alle due popolazioni della stessa specie, fino a produrre l’incompatibilità riproduttiva tra i membri delle diverse popolazioni. La speciazione è il frutto, innanzitutto, della comparsa di isolamento riproduttivo tra le due popolazioni, e di pressioni selettive differenti che portano i membri dei due gruppi a modificarsi gradualmente.

L’isolamento può determinarsi sia per la comparsa di barriere geografiche che per l’adattamento degli individui a nicchie ecologiche differenti all’interno dello stesso areale di distribuzione. In questo secondo caso, che porta alla così detta “speciazione simpatrica”, il primo passo è, appunto la formazione dell’ecotipo.

Un esempio ci viene da una particolare specie di insetto stecco che si è suddivisa in ecotipi differenti adattatisi a vivere su diverse specie di piante. L’adattamento del fenotipo di questi animali alla diversa nicchia che occupano si verifica attraverso l’espressione di colorazioni corporee differenti, adatte a mimetizzarsi alle diverse piante su cui l’insetto dimora.

Per gli scienziati si tratta di una ottima occasione per verificare sul campo le teorie dell’evoluzione: ad oggi i diversi ecotipi fanno ancora parte di una medesima specie, essendo ancora interfecondi gli uni con gli altri.

Secondo le teorie evolutive però, è solo questione di tempo prima si compia il processo di speciazione. L’isolamento riproduttivo tra gli individui di questi ecotipi è determinato dalla selezione naturale che tende a favorire gli estremi e sfavorire gli ibridi. Questi ultimi, infatti, avendo una colorazione del corpo intermedia tra le due linee parentali, non sono in grado di mimetizzarsi su nessuna pianta, venendo per questo predati prima di potersi riprodurre, impedendo che il flusso genico tra i due ecotipi si compia del tutto. Col passare del tempo, le due popolazioni accumuleranno differenze genetiche tali da non essere più interfecondi. La speciazione, a quel punto, sarà ultimata.

Ecotipi sociali

In alcune specie particolarmente evolute dal punto di vista del comportamento sociale, nelle quali sono stati osservati esempi di quella che viene in effetti definita “cultura” (bagaglio di nozioni e comportamenti appresi dal gruppo sociale di appartenenza che differiscono tra gruppo e gruppo), le differenze di questo tipo possono determinare una divergenza anche dal punto di vista fenotipico, cioè possono tradursi in nella comparsa di differenze morfologiche o metaboliche.

Tra le orche ad esempio, che sono note per essere una delle specie dal comportamento sociale più evoluto e raffinato, si sono differenziati due ecotipi basati sulle strategie di caccia differenti; un primo ecotipo base la propria alimentazione sul consumo di pesce, l’altro sul consumo di uccelli e mammiferi marini.

Dato il differente contenuto di metionina nella carne di questi due gruppi di prede (più abbondante nei mammiferi rispetto ai pesci) la selezione naturale sta favorendo un cambiamento del DNA, selezionando positivamente gli individui il cui codice genetico prevede la sostituzione della metionina, nelle sequenze di amminoacidi delle proteine, al posto di amminoacidi simili. Il DNA e le proteine prodotte nelle cellule degli esemplari dei due ecotipi sta quindi lentamente divergendo, con conseguenze che per ora non possiamo ancora ipotizzare.

Cline: definizione ed esempi

Al contrario dell’ecotipo, il cline è un gradiente lungo cui uno specifico carattere morfologico si modifica in risposta ad una modificazione graduale dell’ambiente. Poiché il cline si riferisce ad un singolo aspetto morfologico, una specie può presentare più clini, relativamente a diversi aspetti della morfologia della specie, che variano in maniera differente tra i gruppi geograficamente contigui.

Un esempio di cline è dato dalla variazione del colore in risposta all’ irradiazione solare e all’umidità: al crescere di questi due fattori, in molte specie aumenta anche la pigmentazione della pelle, come descritto dalla legge di Gloger.

Variazione del colore del piumaggio lungo un cline

Figura 2: Variazione del colore del piumaggio lungo un cline. I due estremi del cline sono separati da ibridi il cui colore varia lungo un preciso gradiente.

Altre leggi che descrivano l’andamento di alcuni clini sono la legge di Allan, che definisce come, nelle specie omeoterme, le appendici (naso, orecchie, arti…) diminuiscano di dimensione al crescere della latitudine (e della rigidità del clima).

All’esatto opposto, la legge di Bergman descrive le dimensioni del corpo negli omeotermi come inversamente proporzionali alle temperature medie annuali, con corpi più piccoli nei climi caldi (per favorire la dispersione del calore) e più grandi nei climi freddi (per favorirne la conservazione).

Caso particolare di cline

Figura 3: Un caso particolare di cline: i Gabbiani del genere Larus sono distribuiti in tutto il circolo polare artico. Lungo il proprio areale di distribuzione accumulano variazioni secondo gradienti clinali tali che le due popolazioni agli estremi dell'anello (1 e 7) risultano non più interfeconde tra loro. Si parla di "Specie Anello".

Cline ed evoluzione

In un certo senso, la formazione del cline si oppone alla differenziazione in ecotipi ed è il risultato di due forze divergenti: da un lato la selezione naturale tende a creare differenze tra le popolazioni di una specie in base alle differenze ambientali in cui gli individui vivono, dall’altro il mantenimento di un costante flusso genico impedisce l’insorgere di processi di speciazione.

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