La convergenza evolutiva nel mondo aviano

Ciao a tutti! Come da titolo, oggi parleremo di un tema molto affascinante quanto complesso: la convergenza evolutiva.

Si definisce convergenza evolutiva il fenomeno per cui specie diverse che vivono nello stesso tipo di ambiente, o in nicchie ecologiche simili, sulla spinta delle stesse pressioni ambientali, si evolvono sviluppando per selezione naturale determinate strutture o adattamenti che li portano ad assomigliarsi parecchio. Tali specie sono dette appunto convergenti. Numerosi casi di convergenza evolutiva si possono osservare sia tra forme di vita presenti contemporaneamente in diverse aree del pianeta, sia comparando resti fossili appartenenti a diverse ere geologiche. Fonte

Uno degli esempi più eclatanti di evoluzione convergente è il volo. Questa abilità si è infatti evoluta ben 4 volte indipendentemente, ovvero negli insetti, nei rettili (pterosauri), nei dinosauri aviani (tra cui gli uccelli), e infine nei mammiferi (ornitotteri).

E i pesci ci sono quasi, dal momento che i pesci volanti, con le loro pinne pettorali allungate, possono librarsi nell’aria per almeno 45 secondi.

Non solo! Negli uccelli anche la perdita del volo è una caratteristica soggetta ad evoluzione convergente, com’è ad esempio il caso dell’atterismo insulare.

Tutti gli uccelli atteri (ovvero incapaci di volare), e che non hanno sfruttato altri vantaggi evolutivi, sono endemici di isole relativamente piccole o comunque di luoghi estremamente isolati, come alcuni laghi andini d’alta quota. Questi luoghi isolati e inaccessibili sono sempre caratterizzati dalla totale assenza di predatori terrestri di dimensioni significative. Inoltre, di solito in posti del genere le risorse alimentari sono limitate ma costanti per tutto l’anno, e questo è un altro fattore chiave per l’atterismo perché qui entra in gioco il caro buon vecchio Charles Darwin. Siccome mantenere la muscolatura alare e far crescere le grosse penne remiganti è molto impegnativo e richiede un apporto calorico e proteico importante, lentamente la selezione naturale ha fatto il suo corso, favorendo gli esemplari che avevano muscoli più piccoli e quindi un fabbisogno alimentare e un metabolismo inferiori.

Esattamente l’opposto di quello che accadrebbe in un habitat con molti predatori terresti e molto cibo a disposizione. Ed è impressionante la velocità con cui questo processo può avvenire. Da studi fossili, infatti, si pensa che una specie possa perdere la capacità di volare in meno di 100.000 anni, se messa nelle opportune condizioni ambientali. Per approfondire in tema di atterismo, visitate questo mio articolo.

E l’atterismo insulare si è manifestato in specie aviane anche assolutamente non imparentate tra loro, come ad esempio nei ralli, nelle anatre, nei cormorani, negli svassi, e perfino nei pappagalli. E va sempre più o meno nello stesso modo. In condizioni opportune, i muscoli alari cominciano ad atrofizzarsi, generazione dopo generazione, e spesso anche le penne alari si accorciano (costano molte proteine!) e cominciano a diventare simmetriche e inadatte al volo. Talvolta anche la loro stessa struttura si impoverisce, e le barbule perdono l’estremità uncinata, assumendo un aspetto sfilacciato e perdendo qualunque funzione aerodinamica. I kiwi neozelandesi sono un esempio estremo di questo processo. Le loro ali ormai sono infatti vestigiali (ovvero un residuo evolutivo ormai inutile) e minuscole, e il loro piumaggio sembra quasi la pelliccia di un mammifero.

L’atterismo insulare è anche stato soggetto a evoluzione iterativa, un processo che ricrea una stessa specie estinta in presenza delle medesime condizioni ecologiche, a partire dalla stessa specie progenitrice ancora esistente. Per approfondire questo tema, ecco il link.

Quindi, condizioni ambientali simili selezionano simili caratteristiche fisiche e comportamentali, e questa è una delle prove più schiaccianti a sostegno della teoria evolutiva Darwiniana, che molto semplificata potrebbe essere tradotta come “la sopravvivenza del più adatto” (e non “del più forte”!!!). In pratica, le mutazioni casuali del DNA possono generare un essere vivente leggermente più adatto oppure leggermente meno adatto al suo habitat. La selezione naturale agisce proprio qui, dal momento che una mutazione favorevole produce un essere con maggiori probabilità di sopravvivere e quindi anche di riprodursi. Ecco che quindi le mutazioni favorevoli vengono portate avanti ed amplificate nel tempo, generazione dopo generazione, mentre quelle sfavorevoli vengono perse. In questo modo il DNA di ogni specie vivente viene costantemente plasmato dalla nicchia ecologica in cui prospera, mettendo in moto il processo chiamato evoluzione.

Nota: tuttavia, noi esseri umani siamo talmente (terribilmente) bravi a plasmare il nostro habitat, che in pratica ci creiamo la nostra personale e artificiale selezione naturale.

Definizione di “nicchia ecologica”: locuzione che indica il ruolo di una specie (o di una popolazione) all’interno di un ecosistema, ossia l’insieme di: modo di vivere, strategie di sopravvivenza, esigenze alimentari, territoriali e tutte le condizioni fisiche, chimiche e biologiche che ne permettono l’esistenza in quel particolare ambiente. Per definizione una nicchia ecologica esiste solo se esiste una specie che la occupa. Fonte

E ora vediamo finalmente qualche esempio di convergenza evolutiva negli uccelli moderni.

1) Avvoltoi del Nuovo Mondo (Americhe) e del Vecchio Mondo (Eurasia e Oceania).

Nonostante vengano tutti chiamati “avvoltoi”, in realtà gli avvoltoi del Vecchio Mondo non sono strettamente imparentati con quelli del Nuovo Mondo. I primi appartengono alla famiglia delle Accipitridae, i secondi alla famiglia Cathartidae, due famiglie distinte dell’ordine degli Accipitriformi.

Entrambe le famiglie hanno occupato la stessa nicchia ecologica, ovvero quella degli “spazzini” di cadaveri. A seguito di ciò, entrambe hanno sviluppato una testa glabra, in modo da ridurre il rischio di infezioni che deriverebbero da un folto piumaggio costantemente sporco di sangue e interiora putrefatte.

Guarda caso l’unico avvoltoio che non si ciba di carne e interiora ma solo di ossa, ovvero il gipeto, non ha la testa glabra! Credete sia solo una coincidenza? Io no.

Se volete scoprire tutti i segreti del gipeto, andate qui.

2) Rondini e rondoni

Nonostante le somiglianze, rondini e rondoni non sono legati da alcuna parentela stretta. Tra di loro (entrambi uccelli) potrebbe esserci la stessa parentela che c’è tra noi umani e i topiragno (entrambi mammiferi).

Le rondini appartengono all’ordine dei Passeriformi, i rondoni a quello degli Apodiformi. Entrambi occupano una nicchia ecologica molto simile, ovvero quella dei predatori aerei di insetti volanti. Nonostante non siano imparentati, la loro evoluzione li ha portati a sviluppare caratteristiche molto simili, sia fisiche che comportamentali. Entrambi hanno infatti ali lunghe, zampe corte, e una bocca molto larga, per poter catturare gli insetti più facilmente. Sono simili a tal punto che molti li confondono, quindi se volete scoprire le loro differenze e come distinguerli, andate qui.

3) Petrelli tuffatori e uriette/alche minori

Questi uccelli, ancora una volta, non sono parenti stretti, ma la loro somiglianza è incredibile! Entrambe le famiglie comprendono uccelli che passano quasi tutta la loro vita in mare aperto, e che hanno sacrificato le capacità di camminare e volare in favore delle capacità subacquee.

Entrambi hanno quindi sviluppato le medesime caratteristiche: zampe corte, deboli, e piuttosto arretrate, ali corte, appuntite, e forti, perfette per essere usate come pinne, ma che comportano un maggiore sforzo nel volo, una notevole capacità di trattenere il respiro a lungo, e infine una colorazione scura sul dorso e chiara sul ventre, per potersi mimetizzare meglio ai predatori aerei e subacquei, rispettivamente.

4) I pinguini e l’estinta alca impenne

I pinguini e le alche, soprattutto l’estinta alca impenne, non sono parenti stretti, eppure la loro nicchia ecologica era molto simile. I primi hanno colonizzato l’emisfero australe, le seconde quello boreale. In pratica, l’alca impenne era quasi diventata un pinguino, tant’è che il nome “pinguino” deriva proprio dal nome scientifico dell’alca impenne, ovvero Pinguinus impennis. Assurdo ma vero!

La loro nicchia ecologica simile, ovvero quella di uccelli marini nuotatori abitanti di climi freddi, ha portato entrambi a perdere la capacità di volare in favore della capacità di nuotare, a causa di ali inadatte al volo e più simili a pinne pettorali, ad assumere una postura eretta per via delle zampe arretrate, e ad aumentare la massa corporea per resistere meglio alle gelide acque marine. Senza dimenticare la tipica colorazione bianco-nero, a scopo mimetico.

5) Strolaghe e svassi/tuffetti

Anche in questo caso si tratta di uccelli acquatici incredibilmente simili, ma che non sono strettamente imparentati. Questa volta sono uccelli d’acqua dolce, e la nicchia ecologica simile li ha portati ad una convergenza evolutiva a dir poco incredibile!

Tra le caratteristiche in comune troviamo: zampe corte e arretrate, adatte a nuotare ma molto poco a camminare, fisicità che facilita l’immersione (entrambe galleggiano mezze immerse!) e un becco lungo e appuntito, perfetto per “infilzare” i pesci e i molluschi di cui si nutrono. Anche se i loro piumaggi hanno colori molto diversi, queste due famiglie (Gaviiformi per le strolaghe, Podicipediformi per gli svassi/tuffetti) sono estremamente simili per abitudini e struttura fisica.

Se volete approfondire sulle strolaghe, andate qui.

6) Colibrì e nettarinie

Colibrì e nettarinie non sono imparentati. I primi appartengono all’ordine degli Apodiformi (come i rondoni!), i secondi all’ordine dei Passeriformi. Inoltre, i colibrì vivono nelle Americhe, mentre le nettarinie in Africa, Asia, e Australasia.

Queste due famiglie di uccelli si sono entrambe specializzate nel consumo di nettare dei fiori, e hanno sviluppato dei becchi molto lunghi e ricurvi (ma non sempre nei colobrì) per poter raggiungere il nettare più agevolmente. Nonostante i colibrì siano i maestri assoluti del volo stazionario, anche le nettarinie mostrano una forte propensione a farlo, come si vede in questo video:

Incredibilmente, sia colibrì che nettarinie hanno un piumaggio iridescente molto sgargiante, ma questo è molto più difficile da spiegare.

7) Quaglie euroasiatiche e quaglie tridattile

Infine non potevo non citare l’incredibile somiglianza tra queste due famiglie di uccelli evolutivamente molto lontane. Le quaglie euroasiatiche sono infatti dei Galliformi (stesso ordine di galline, fagiani, pernici, pavoni, ecc), mentre le quaglie tridattile sono dei Charadriiformi (stesso ordine di gabbiani, sterne, e le stesse alche di prima). Quindi, due famiglie che non c’entrano praticamente nulla! Eppure…

Entrambe le famiglie comprendono uccelli di piccole dimensioni, con coda cortissima, incapaci di percare, con zampe robuste adatte a razzolare e correre, e con piumaggio particolarmente mimetico, per provare a nascondersi dalla vista dei predatori ed evitare di volare. Anche se sono uccelli tendenzialmente migratori, normalmente evitano di volare a qualunque costo, e lo fanno solo se messi davvero alle strette. Anche se hanno una strategia riproduttiva opposta (nelle quaglie europee cova la femmina, nelle tridattile il maschio), i pulcini di entrambe nascono altamente precoci e in grado di alimentarsi da soli e seguire il genitore fin da subito. Per approfondire sulle differenze e somiglianze tra queste quaglie, ecco il link.

Concludendo, la convergenza evolutiva e l’evoluzione iterativa sono soltanto due delle prove più straordinarie e inconfutabili della teoria dell’evoluzione, che ormai, nel 2022, dovrebbe essere già stata accettata e compresa all’unanimità da un bel pezzo (qualche secolo). Purtroppo però non è così, e lo vediamo tutti i giorni, specialmente su internet. Quindi, aiutatemi anche voi, se vi va, a sconfiggere l’ignoranza e l’ottusità che dilagano nel mondo. Grazie!!!

A presto e grazie della lettura!