Le pulci d’acqua secolari del Minnesota

Un gruppo di ricercatori dell’Università dell’Oklahoma (Stati Uniti) ha riportato in vita alcuni piccoli animali acquatici simili ai gamberetti, le cui uova erano state deposte nel Lago Centrale Meridionale (Minnesota) circa 700 anni fa, prima dell’avvio della colonizzazione degli Stati Uniti da parte degli europei. E grazie allo studio è stato possibile scoprire indizi che fanno ipotizzare che l’attività dell’uomo abbia influito sulla loro recente evoluzione.

La tecnica per “resuscitare” questi piccoli animali, che fanno parte del genere Daphnia e sono comunemente chiamati “pulci d’acqua”, è nota da tempo e ha avuto tra i suoi principali sviluppatori il ricercatore Lawrence J. Weider, tra gli autori del nuovo studio pubblicato sulla rivista scientifica Ecology Letters. A metà degli anni Novanta Weider scoprì il modo per indurre uova vecchie di decine di anni a schiudersi. Eseguì con successo i primi test con campioni raccolti in un lago in Germania, scoprendo che alcuni esemplari nati da uova deposte decenni prima erano non solo vitali, ma anche in grado di riprodursi.

Le pulci d’acqua sono più piccole di un grano di pepe e popolano i laghi con miliardi di esemplari, il cui ciclo di vita è relativamente breve e dura meno di un anno. Alla fine dell’estate, questi animali depongono le loro uova, protette da un membrana molto resistente, che le fa sprofondare sul fondale, dove restano fino alla primavera successiva quando iniziano a schiudersi. Nei mesi che passano tra la deposizione delle uova e la loro apertura succede però di tutto, c’è un lungo inverno di mezzo, e capita spesso che le uova restino intrappolate dai sedimenti del fondale, cosa che impedisce loro di schiudersi con l’arrivo della stagione più calda.

Nel 2009 Weider insieme con un gruppo di ricercatori si è recato nel Minnesota per raccogliere alcuni campioni dai fondali di diversi laghi. La procedura consiste nell’affondare nel fondale un tubo per circa un metro raccogliendo i sedimenti. Una volta recuperato, il campione cilindrico è costituito dai sedimenti più recenti nella sua parte superiore e da quelli più antichi in quella inferiore, strato dopo strato. Di solito questo sistema consente di recuperare uova di pulci d’acqua vecchie di alcune decine di anni, ma Weider ha avuto un’inattesa sorpresa.

Il ricercatore ha raccontato a Carl Zimmer del New York Times che un campione dei sedimenti era stato inviato a un altro centro di ricerca per effettuarne una datazione, mentre lui con i suoi colleghi stava provvedendo a far dischiudere le uova che vi aveva trovato all’interno. Con sua grande sorpresa, a Weider è stato comunicato che i sedimenti più antichi, quindi nella parte bassa del cilindro, risalivano a 1.600 anni fa e che lo strato da cui erano state estratte le uova risaliva a circa 700 anni fa. Altri test eseguiti successivamente suggeriscono gli stessi risultati, seppure ancora provvisori, sull’età dei campioni analizzati.

Studiando il DNA di queste pulci d’acqua secolari, Weider e colleghi hanno potuto trovare indizi sulle condizioni di vita nel lago Centrale Meridionale di secoli fa, in un periodo in cui non erano ancora arrivati gli europei e l’ambiente nella zona era sostanzialmente incontaminato. Studiando la composizione chimica dello strato di sedimenti di 700 anni fa, i ricercatori hanno notato la presenza di scarse quantità di fosforo, un elemento chimico importante per la vita.

Per secoli nel lago del Minnesota ci sono state quantità molto basse di fosforo. Le cose sono poi cambiate verso la fine dell’Ottocento, quando la concentrazione è aumentata notevolmente a causa della presenza di numerose fattorie nella zona per via dell’utilizzo intensivo di fertilizzanti, ricchi di fosforo.

Il cambiamento, dicono i ricercatori, ha coinciso con una modifica marcata nel genotipo, cioè l’insieme dei geni che compongono il DNA, in questo caso della popolazione delle pulci d’acqua. Secoli fa il gruppo dominante di questi animali aveva la capacità di trattenere e ottimizzare il consumo di fosforo, che era molto scarso. Questo gruppo fu soppiantato nel XIX secolo da un altro, un tempo minoritario, che utilizzava più fosforo con una minore ottimizzazione del suo consumo. Complice l’attività dell’uomo, del resto, il fosforo era diventato una risorsa abbondante nel lago.

Secondo i suoi autori, lo studio sulle pulci d’acqua suggerisce che l’attività umana possa avere una sensibile influenza sui processi evolutivi delle specie. Questa tesi è discussa da tempo e sono stati pubblicati già in passato studi che la espongono e che la riconducono all’osservazione dell’evoluzione di altre specie.