Evolvere da orso bruno ad orso polare equivale a mutare per sopravvivere in condizioni estreme

La "trasformazione" da orso bruno a orso polare è il risultato di una pressione selettiva. O per usare termini semplici, è il risultato dell'accumulo di mutazioni in grado di conferire all'animale che vive nelle zone artiche un vantaggio selettivo rispetto ai consimili.

Orso polare (©wikipedia)

La capacità di adattarsi alle variate condizioni ambientali è uno dei meccanismi base dell'evoluzione. Lo si riscontra ad ogni livello evolutivo; dalla coltura batterica quando viene esposta a condizioni parzialmente non permissive per la crescita, all'essere umano in cui sono ben evidenti le caratteristiche genetiche selezionate nelle diverse popolazioni per favorirne la sopravvivenza nei diversi ambienti colonizzati. Rimanendo in ambito umano gli esempi sono innumerevoli, ad esempio la particolare distribuzione delle ghiandole sudoripare negli inuit, gli indigeni che abitavano le aree tra Canada e Groenlandia. In queste popolazioni che vivono da millenni nell'artico, la selezione naturale ha favorito individui in cui le cui ghiandole sudoripare sono praticamente assenti nel corpo tranne che sul volto. Un adattamento fondamentale per vivere alle temperature polari dove il sudore corporeo anche sotto gli indumenti congelerebbe (madre natura non aveva previsto che gli umani inventassero i moderni indumenti tecnici basati sul Goretex per dissipare il vapore acqueo).

Rimaniamo nell'artico e troviamo un altro essere vivente fortemente legato al mondo degli inuit, cioè l'orso bianco. Chi sia il cacciatore e chi la preda sarebbe stato fino a pochi decenni fa impossibile da definire dato che condividendo la stessa nicchia ecologica (spazi e prede in comune) il ruolo di concorrente e preda erano termini intercambiabili.
Tra i due il primo arrivato, l'orso, ha avuto più tempo per adattarsi e ha fatto valere per secoli tale vantaggio adattativo. L'essere umano ha risposto con la capacità unica di cercare soluzioni che la genetica non gli aveva, ancora, fornito. Un equilibrio perfetto fino a che l'innovazione tecnologica non ha rimesso tutto in discussione. Ma questa è un'altra storia.

Quello che mi interessa oggi portare all'attenzione degli interessati è un articolo da poco comparso sulla prestigiosa rivista Cell, in cui si descrivono gli ultimi risultati derivanti dal sequenziamento del genoma dell'orso polare e le informazioni da esso ricavabili riguardo la transizione evolutiva da orso bruno ad orso polare.

Nota. Tecnicamente parlando gli orsi bruni e gli orsi bianchi non appartengono a specie diverse in quanto la definizione di specie biologica implica un isolamento riproduttivo tale che ogni incrocio tra specie diverse può, nel migliore dei casi, dare luogo a progenie sterile. Questo il motivo per cui i cani seppure molto diversi tra loro appartengono alla stessa specie mentre asino e cavallo no (il risultato della loro unione genera il mulo che è sterile). Meglio allora parlare di questi orsi come "rami" diversi della stessa specie che hanno il pregio scientifico di essere molto interessanti da studiare in quanto forniscono informazioni su quali siano state le varianti geniche selezionate che, sedimentate, hanno permesso ad un orso polare di vivere "agevolmente" in un ambiente estremo.

Cominiciamo con il dire che per trovare l'antenato comune alle due popolazioni di orsi bisogna risalire a circa 400 mila anni fa.

credit: polarbearscience.com

 In questo intervallo di tempo gli orsi "pre-polari" si sono trovati loro malgrado a vivere in un ambiente ben diverso da quello boschivo del nord America; una situazione che ha favorito la selezione di orsi "modificati", dotati cioe' di una serie di cambiamenti fisiologici adatti ai climi artici e alla dieta iperlipidica che le loro prede obbligate, i "grassi" mammiferi e pesci marini artici, imponevano.
Una dieta ben diversa da quella variegata (e ricca di vegetali) dei cugini "bruni".

Il lavoro condotto da una equipe internazionale, consistito nella analisi comparativa di 89 genomi completi di orso polare e di orso bruno, ha permesso di identificare i geni (o meglio le varianti geniche) selezionate negli orsi polari.
Particolare curioso, i geni chiave di questo processo adattativo sono gli stessi di quelli che nell'essere umano sono associati alle cardiomiopatie e alle malattie vascolari in generale. Oltre ovviamente a quelli determinanti l'assente pigmentazione del pelo.
Una evidenza questa che mostra come l'apparato cardiovascolare sia il sistema che ha dovuto subire il maggiore rimaneggiamento per consentire l'adattamento al nuovo ambiente. Tra i geni identificati cito solo APOB, che codifica la componente proteica maggioritaria del ben noto colesterolo LDL; le mutazioni in questo gene spiegano perché gli orsi polari convivavno per tutta la vita con alti livelli di LDL senza per questo essere a rischio di malattie cardiache.

Conoscere le variazioni fisiologiche alla base dell'adattamento ambientale è non solo importante da un punto di vista scientifico ma, prospettivamente, potrebbe fornire un nuovo strumento per disegnare strategie terapeutiche specifiche, ad esempio, per la ipercolesterolemia

Fonte

- Population Genomics Reveal Recent Speciation and Rapid Evolutionary Adaptation in Polar Bears

 Shiping Liu et al Cell (2014) 157 (4) 785