Nel regno animale, pochi esseri possono competere con la varietà cromatica degli uccelli. Ma come si sono evolute tutte queste specie dai colori sgargianti?
La maggior parte degli uccelli che sfoggiano piumaggi e becchi rossi, arancioni o gialli deve i loro colori a pigmenti chiamati carotenoidi. Tuttavia, non essendo in grado di produrre carotenoidi autonomamente, gli uccelli devono acquisirli attraverso la dieta, nutrendosi di piante che li contengono.
Un’eccezione affascinante: i pappagalli
I pappagalli sono un’eccezione affascinante a questa regola. Essi hanno sviluppato un metodo unico per produrre pigmenti chiamati psittacofulvine, indipendenti dai carotenoidi della dieta.
Mentre gli scienziati conoscono da tempo questi diversi pigmenti, le basi biochimiche e genetiche di come gli uccelli utilizzano questi pigmenti per variare di colore sono rimaste in parte misteriose. Tuttavia, due recenti studi sui pappagalli e sui fringuelli hanno svelato nuove informazioni cruciali.
Studi innovativi: un salto nella comprensione
Uno studio, pubblicato su Current Biology e condotto da Daniel Hooper, e un altro condotto dal biologo portoghese Roberto Abore e pubblicato su Science, hanno aperto nuovi orizzonti nella comprensione dei meccanismi genetici alla base dei colori degli uccelli.
Un solo enzima: ALDH3A2
Entrambi gli studi hanno utilizzato avanzamenti nel sequenziamento genetico per identificare le regioni del genoma responsabili della variazione di colore dal giallo al rosso nei pappagalli e nei fringuelli. In modo sorprendente, nonostante l’uso di pigmenti diversi, i due gruppi di uccelli hanno mostrato evoluzioni cromatiche simili.
Lo studio di Arbore ha esaminato il lori bruno (Pseudeos fuscata), un pappagallo della Nuova Guinea con piume variabili tra il giallo, l’arancione e il rosso. La ricerca ha rivelato che la differenza tra le piume gialle e rosse è legata a un enzima chiamato ALDH3A2. Questo enzima converte i pigmenti rossi in pigmenti gialli nei pappagalli: piume con alte concentrazioni di ALDH3A2 risultano gialle, mentre quelle con meno enzima sono rosse.
Due geni speciali nei fringuelli
Il fringuello dalla coda lunga (Poephila acuticauda), originario dell’Australia settentrionale, presenta due sottospecie con becchi di colori diversi: una con il becco giallo e l’altra con il becco rosso. La maggior parte dei carotenoidi presenti nella dieta degli uccelli sono gialli o arancioni, quindi l’organismo degli uccelli deve modificarne la chimica per produrre il rosso.
Lo studio di Hooper ha analizzato questa variazione nei fringuelli, scoprendo che il colore del becco è determinato principalmente da due geni, CYP2J19 e TTC39B. Questi geni trasformano i carotenoidi gialli della dieta in carotenoidi rossi. Nei fringuelli dalla coda lunga, la colorazione gialla deriva da mutazioni che disattivano questi geni nel becco, mantenendoli attivi in altre parti del corpo come gli occhi.
Il dimmer genetico
Questi studi dimostrano come i colori si evolvono nelle popolazioni naturali. Sia nei pappagalli che nei fringuelli, le mutazioni che influenzano il colore non modificano la funzione degli enzimi, ma regolano dove e quando essi sono attivi. È come installare un dimmer su una lampadina esistente piuttosto che sostituire l’intero apparecchio.
Gli scienziati hanno mostrato che le mutazioni in pochi geni possono alterare profondamente la struttura chimica dei pigmenti, determinando la differenza tra il rosso e il giallo. Nei pappagalli, un singolo enzima aggiunge un atomo di ossigeno al pigmento, trasformando il rosso in giallo; nei fringuelli, il processo è inverso.
L’incredibile evoluzione della natura
La colorazione negli uccelli è stata studiata sin dai tempi di Charles Darwin, che ha usato gli uccelli per formulare la sua teoria dell’evoluzione per selezione naturale. La differenza più evidente tra specie di uccelli strettamente correlate è spesso il loro colore. Questi studi recenti hanno dimostrato come pochi geni e un singolo atomo di ossigeno possano guidare l’evoluzione, creando forme nuove e diversificate.
Proteggere la complessità genetica delle specie è fondamentale per la loro conservazione. Ogni individuo di una popolazione ha un genoma unico, frutto di milioni di anni di evoluzione. Questa variabilità genetica potrebbe essere la chiave per la nascita di nuove specie in futuro.
Questi studi ci ricordano la meraviglia della natura e l’importanza della diversità genetica. La scoperta di come gli uccelli producono i loro colori ci offre una finestra sull’evoluzione in azione, sottolineando l’importanza di proteggere la complessità genetica delle specie per garantire la loro sopravvivenza e continua evoluzione.
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