L’autore è un borsista post-dottorato in genomica della conservazione presso l’Université Laval.

Di fronte all’attuale crisi della biodiversità, è più che mai cruciale trasformare il rapporto della società con la natura, al fine di preservare e sostenere ecosistemi resilienti. Questa trasformazione richiede un monitoraggio permanente che comprenda misurazioni dei progressi pertinenti e affidabili, per tutti i livelli di biodiversità. Quali sono questi livelli?

In biologia ne vengono generalmente riconosciuti tre: la diversità genetica, la diversità delle specie e la diversità degli ecosistemi. Dal 1992, la Convenzione delle Nazioni Unite sulla diversità biologica (CBD) – un trattato internazionale il cui obiettivo generale è incoraggiare l’azione che porti a un futuro sostenibile – ha lo scopo di preservarli.

Mentre il CBD lavora per proteggere le specie dall’estinzione e preservare gli ecosistemi terrestri e acquatici, mancano ancora obiettivi ambiziosi e quantitativi per la diversità genetica. Tuttavia, un’erosione senza precedenti di questi ultimi è attualmente osservata in specie rare come nelle più comuni.

Questa perdita è grave; la diversità genetica è necessaria affinché le specie si adattino all’intensità e al tasso attuali dei cambiamenti ambientali, compresi i cambiamenti climatici e le malattie emergenti.

Ho oltre 10 anni di esperienza nella ricerca applicata nell’area delle specie a rischio conservazione e gestione delle specie sfruttate. Negli ultimi anni ho scritto raccomandazioni e consigli di esperti sulla gestione della popolazione per monitorare e proteggere la diversità genetica.

Farfalla bianca, farfalla nera

Quando si parla di diversità genetica, che cos’è esattamente? La variazione tra gli individui di una specie in termini di geni – codificati nel DNA – che si trasmette da una generazione all’altra. Il DNA è un codice unico per ogni essere vivente sulla Terra. Il DNA è organizzato in geni, che contengono le istruzioni per far funzionare l’organismo, allo stesso modo in cui diverse lettere sono assemblate per formare parole che raccontano una storia.

Pertanto, piccole differenze nel DNA (mutazioni) possono essere responsabili del cambiamento del colore degli occhi di un individuo, proprio come una lettera può cambiare il significato di una parola. Le differenze di DNA tra tutti gli individui di una specie costituiscono la diversità genetica di quella specie.

Pertanto, nelle specie con elevata diversità genetica, ci sono molte modificazioni del DNA degli individui, che sono responsabili di notevoli differenze in alcuni tratti importanti che non sono necessariamente visibili. Queste specie sono più in grado di far fronte ai cambiamenti ambientali. Questo si chiama adattamento.

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Il caso della farfalla del peperone ne è un esempio perfetto: la diversità genetica naturale nelle farfalle del peperone produce ali di vari colori, dal bianco al nero. Prima della rivoluzione industriale, le farfalle dalle ali chiare erano le più comuni, data la loro migliore mimetizzazione sulla corteccia di betulla rispetto a quella delle farfalle dalle ali scure. La rivoluzione industriale ha creato un forte inquinamento atmosferico, arrivando a coprire i tronchi degli alberi e ad offuscarli. Il camuffamento delle farfalle dalle ali pallide divenne così complicato e divennero rapidamente facili prede per gli uccelli. D’altra parte, le farfalle dalle ali scure hanno potuto iniziare a nascondersi facilmente su questi tronchi neri, il che ha permesso loro di essere sempre più in grado di vivere abbastanza a lungo da riprodursi.

Chi dice bassa diversità dice bassa sopravvivenza

Al contrario, in una specie con bassa diversità genetica, c’è una varietà limitata di alleli (diversi stati di un gene), quindi si osserva poca differenza tra gli individui. Si traduce semplicemente in una minore capacità di adattamento ai cambiamenti ambientali. Nell’esempio della farfalla pepata, si può immaginare che se nella specie non fossero stati presenti gli alleli responsabili della codificazione delle ali nere (a causa della minore diversità genetica), essa avrebbe probabilmente ceduto alla Rivoluzione industriale.

Popolazioni piccole e isolate alla fine perdono la diversità genetica, poiché pochi individui sopravvivono, si riproducono e trasmettono i loro geni. In queste popolazioni si riduce anche la scelta dei partner sessuali, che costringe gli individui a riprodursi con individui imparentati; parliamo poi di consanguineità. I consanguinei sono più deboli e hanno tassi di mortalità dal 30% al 40% superiori rispetto agli individui derivanti da incroci di individui non imparentati. Se la diversità genetica è troppo bassa, le specie sono destinate all’estinzione e potrebbero essere perse per sempre.

È in questo senso che da decenni la ricerca sia teorica che empirica concorda sul fatto che la conservazione della diversità genetica migliora nettamente la vitalità delle specie. La diversità genetica costituisce quindi la base della resilienza in natura, in particolare per la sopravvivenza a temperature estreme ed eventi climatici.

Siamo responsabili dell’estinzione delle specie

Tuttavia, a tutte queste conoscenze si aggiunge una triste osservazione: le attività umane sono responsabili della perdita della diversità genetica, e questo a un ritmo schiacciante. La composizione genetica di una specie è infatti molto chiaramente influenzata dalla frammentazione dell’habitat, che è fortemente associata all’urbanizzazione e all’uso dei terreni agricoli. Una recente meta-analisi rivela in particolare una perdita del 6% della diversità genetica nelle popolazioni selvatiche di un centinaio di specie dalla rivoluzione industriale.

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Le conseguenze dello sfruttamento delle popolazioni selvatiche sono altrettanto spaventose: la diversità genetica dei pesci sfruttati è del 12% inferiore a quella dei loro omologhi non sfruttati. Se non viene intrapresa alcuna azione protettiva, è previsto un calo del 68% delle dimensioni delle popolazioni di vertebrati, che si tradurrebbe in una perdita di diversità genetica di oltre il 50% per molte specie.

Monitorare e proteggere la diversità genetica

Finora, la protezione della diversità genetica non è stata una priorità, in parte a causa di (i) lacune di conoscenze in settori chiave, compresa l’importanza della diversità genetica, (ii) la scarsa disponibilità di dati genetici, (iii) nonché il inaccessibilità di concetti e informazioni rilevanti per i decisori. Tuttavia, molti progressi stanno ora aprendo la strada a una migliore integrazione della diversità genetica negli strumenti politici e negli sforzi di conservazione.

Ad esempio, l’ascesa delle nuove tecnologie genetiche ha permesso di far esplodere la diversità delle fonti di campionamento che possono fornire il DNA. Pertanto, il DNA di fossili, oggetti museali, erbari o esemplari archiviati può essere utilizzato per documentare i livelli di riferimento della diversità genetica nel tempo.

La variazione del DNA ora può anche essere caratterizzata da capelli, feci e altre fonti non invasive, compresi i metodi di campionamento del DNA ambientale. Tutto ciò rende possibile il monitoraggio genetico, di routine e conveniente, anche per specie rare, pericolose o sfuggenti. È quindi possibile attuare azioni basate su politiche per migliorare lo stato della diversità genetica.

Un barlume di speranza

Infine, nuove iniziative stanno collegando i responsabili delle decisioni con esperti, il che promuove l’applicazione dei dati genetici. Reti come il Group on Earth Observations dell’Unione internazionale per la conservazione della natura (IUCN) contribuiscono al monitoraggio della diversità genetica. Queste organizzazioni hanno prodotto documenti politici, relazioni tecniche ed esercitazioni su concetti chiave di conservazione e tecnologie genetiche. Un articolo recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Bioscienza riassume questi progressi ed esorta le nazioni a stabilire forti programmi di monitoraggio della diversità genetica e ad assumere impegni formali prima che sia troppo tardi.

La diversità genetica deve essere conservata con la stessa urgenza della diversità delle specie, per sostenere la sicurezza alimentare, il benessere, la cultura e l’adattamento.

Ricercatori e professionisti della conservazione devono lavorare con i decisori per un futuro resiliente.

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