La marmotta alpina: un genoma poco variabile
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La diversità biologica degli esseri viventi sta rapidamente diminuendo a causa delle conseguenze dirette e indirette delle attività umane, quali la distruzione e la frammentazione degli habitat, il sovra-sfruttamento e l’inquinamento dell’ambiente, che partecipano a determinare il cambiamento climatico.
La marmotta alpina ha un ruolo di rilievo per l’ecosistema delle Alpi, poiché è un utile bio-indicatore di un ambiente particolarmente esposto agli effetti dei cambiamenti ambientali e climatici. Questa specie offre inoltre un ottimo modello per lo studio delle dinamiche comportamentali ed ecologiche, che caratterizzano animali sociali ed ibernanti, ossia soggetti ad un periodo di rallentamento delle funzioni vitali in inverno.
Per comprendere meglio la biodiversità è utile studiare il genoma degli organismi viventi, ovvero tutto il loro DNA, comunemente detto materiale genetico. Nei mammiferi quasi ogni cellula del corpo contiene una copia completa del genoma, che a sua volta contiene tutte le informazioni necessarie affinché un organismo si sviluppi e cresca.
La studio del DNA ci racconta la diversità genetica di popolazioni appartenenti alla stessa specie e fornisce utili informazioni sul loro stato di conservazione: popolazioni in cui gli individui sono maggiormente diversi da un punto di vista genetico e godono, indicativamente, di una salute migliore.
La diversità genetica a livello molecolare si traduce in modifiche nel DNA di un individuo rispetto ad un altro. Ai nostri occhi si esplicita nelle differenti caratteristiche individuali (forme, colori, dimensioni ecc), si eredita, è influenzata dalla riproduzione, si può misurare analizzando il DNA totale o parti di esso e nel tempo può aumentare, ma anche diminuire.
Una diminuzione della diversità genetica può condurre all’estinzione di una specie ed è determinata da: eventi casuali (deriva genetica), dall’accoppiamento tra consanguinei e dall’effetto collo di bottiglia (contrazione multifattoriale e numerica degli individui di una popolazione, comunemente associata ad una condizione negativa, in cui gli organismi si adattano con difficoltà ai mutamenti ambientali, spesso causati dall’uomo).
Per contro, un aumento della diversità genetica nelle popolazioni di una specie è solitamente associata ad una qualità positiva, in cui gli individui si adattano meglio alle condizioni ambientali che cambiano.
Studi scientifici mostrano come la marmotta alpina rappresenti un’eccezione: ha una bassa diversità genetica, ma è ben equipaggiata per rispondere ai cambiamenti ambientali, tanto che è persistita per migliaia di anni in ampie popolazioni. Secondo l’International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, lo stato attuale di conservazione della specie è fonte di minima preoccupazione (Least Concern – IUCN, 2008).
In base al contributo del 2020 Marmota marmota, pubblicato sull’autorevole rivista di genetica Trends in Genetics (Gosmann e Ralser, 2020), la marmotta che abita le praterie d’alta quota delle Alpi europee è una specie dal genoma con caratteristiche sorprendenti e in controtendenza, ha una bassa evoluzione, una tra le minori variabilità genetiche del regno animale e ha un’alta conservazione a livello molecolare. Questi aspetti sono generalmente associati a popolazioni in declino, ne sono un esempio i gorilla di montagna, la lince iberica e l’orso polare.
I risultati sul genoma e sulla bassa diversità genetica della marmotta alpina (Gosmann et al., 2019), pubblicati sulla rivista scientifica Current Biology, conducono ad ipotizzare che la marmotta che oggi abita le Alpi (Marmota marmota) sia molto simile a livello genetico e morfologico alla Marmotta del Lyskamm dell’Olocene.
Risalendo alle origini della specie uno studio filogenetico ha evidenziato come le marmotte comparse nel Pleistocene, epoca geologica precedente l’Olocene, fossero grandi scoiattoli terrestri che si diversificarono rapidamente quando il clima sul Pianeta si modificò in più secco, più freddo e altamente stagionale (Mills K. et al., 2023).
Attualmente la marmotta alpina non ha minacce specifiche ed è una specie tutelata: compare nell’appendice IV della Direttiva Habitat (92/43/CEE), nell’allegato III della Convenzione di Berna, ed è una specie non cacciabile secondo la legge italiana (157/92), oltre ad essere diffusa in numerose aree protette del territorio (iucn.it).
In base ai recenti studi condotti su una popolazione delle Alpi francesi è tuttavia prevedibile che a lungo termine il cambiamento climatico, ed in particolare la siccità estiva, influisca in maniera negativa sulla distribuzione complessiva delle popolazioni di marmotta alpina (Glad A. et al., 2022).
Saranno necessari ulteriori monitoraggi e approfondimenti scientifici per valutare l’influenza del clima sulla specie e continuare ad osservarne la tutela.
Bibliografia
Glad A., Mallard F. 2022. Alpine marmot (Marmota marmota) distribution evolution under climate change: The use of species distribution models at a local scale in the western Pyrenees massif (France). Ecological Informatics, Volume 69, 101646.
Gossmann T.I. and Ralser M. 2020. Marmota Marmota. Trends in Genetics.
Gossmann T.I., Achchuthan Shanmugasundram, Börno S., Duvaux L., Lemaire C., Kuhl H., Klages S., Roberts L.D., Schade S., Gostner J. M., Hildebrand F., Vowinckel J., Bichet C., Mülleder M., Calvani E., Zelezniak A., Griffin J.L., Bork P., Allaine D., Cohas A., Welch J.J., Timmermann B., Ralser M. 2019. Ice-Age Climate Adaptations Trap the Alpine Marmot in a State of Low Genetic Diversity, Current Biology, Volume 29, Issue 10, Pages 1712-1720.
https://www.iucn.it/scheda.php?id=1956302166
IUCN. 2008. European Mammal Assessment.
Mills K. K., Everson K. M. Hildebrandt K. B. P, Brandler OV, Steppan SJ, Olson LE. 2023. Ultraconserved elements improve resolution of marmot phylogeny and offer insights into biogeographic history. Mol Phylogenet Evol. 184:107785.
Pasquaretta C., Ferrari C., Labriola M. C., Dumont f., Von Hardenberg A. 2008. Progetto di studio a lungo termine su life-hystory individuale e dinamiche di popolazione in esemplari di marmotta alpina (Marmota Marmota) all’interno del Parco Nazionale del Gran Paradiso (Aosta). Hystrix, Italian Journal of Mammalogy.
Foto di copertina: Sangharsh Lohakare – DNA – Unsplash. Infografiche: falzonestudio.eu.
Velca Botti Biologa ricercatrice - Museo Scienze naturali Efisio Noussan
Ricercatrice del Museo di Scienze naturali dal 2013, è laureata in Biotecnologie mediche, farmaceutiche e veterinarie presso l’Università degli Studi di Pavia. Nell’ambito dell’Unità di Ricerca VDNA Barcoding ha allestito il primo lab di biotech in Valle d’Aosta dotato di sequenziatore per il DNA. Si occupa di eseguire analisi genetiche negli ambiti natura e biodiversità, agrifood e conservazione dei beni culturali, di progettazione, di divulgazione scientifica ed è autrice di pubblicazioni.
