Panthera, ecco il ritratto di famiglia

Evolutivamente, gatti domestici e grandi felini si sono separati circa 12 milioni di anni fa, ma la divisione del genere Panthera nelle cinque specie oggi esistenti (leopardo, leone, tigre, giaguaro e leopardo delle nevi) è iniziata in un’epoca molto più recente: solo 5 milioni di anni fa. Una separazione molto rapida, determinata da epoche di declino delle popolazioni e da incroci tra specie diverse che hanno favorito il mescolamento di materiale genetico e consentito l’adattamento evolutivo dei grandi felini ai loro habitat. È questa solo una parte della storia evolutiva dei grandi felini appena ricostruita dai biologi evoluzionisti e pubblicata su Science Advances.

Per ricostruire l’albero filogenetico del genere Panthera, occorreva prima ottenere il genoma di tutte le cinque specie: gli scienziati hanno dapprima sequenziato il genoma delle specie mancanti, giaguaro e leopardo. I dati sono stati utilizzati per ricostruire la storia demografica delle specie, caratterizzata da due drastici crolli di popolazione, il primo tra cento e trecentomila anni fa e il secondo tra diecimila e ventimila anni fa, successivo all’ultimo massimo glaciale. Verosimilmente, il declino delle popolazioni ha determinato la perdita di diversità genetica in tutte le specie.

Allineando i genomi di leopardo, leone, tigre, giaguaro e leopardo delle nevi e quello del gatto domestico, gli scienziati hanno stimato le epoche nelle quali la separazione delle specie sarebbe avvenuta. La prima speciazione, in due diversi lignaggi, risale a circa 4.6 milioni di anni fa, seguita, circa un milione di anni dopo, dalla separazioni tra leopardo delle nevi e tigre, lungo una discendenza, e da quella tra giaguaro e l’antenato comune di leoni e leopardi, lungo un’altra. Infine, si sono separati leoni e leopardi, un milione di anni più tardi.

Due i fattori che avrebbero influito sulla rapida diversificazione (o radiazione adattativa) dei grandi felini e l’emergenza di tratti caratteristici come la criniera dei leoni maschi o le strisce delle tigri. Da un lato, l’introgressione determinata da incroci ricorrenti tra due diverse specie, che, permettendo il flusso di geni da una specie all’altra, ha contribuito a riarricchire il genoma delle specie, impoverito dal declino delle popolazioni. Dall’altro, la spinta della selezione direzionale ovvero la “forza” evolutiva che permette una variazione positiva di fissarsi nella discendenza. Tracce dell’azione di questi due fattori sono risultate evidenti dall’analisi comparata del genoma di 30 giaguari sudamericani, in particolare nei due geni DOCK3 e COL4A5, entrambi legati allo sviluppo del nervo ottico. Anche i geni coinvolti nello sviluppo cranio-facciale e degli arti, nel metabolismo delle proteine, nell’ipossia che caratterizza tutti i felini, nella pigmentazione, mostrano segni evidenti dell’effetto della selezione naturale.

Lo studio, dunque, svela nuovi aspetti sulla storia dei grandi felini e mostra come fattori demografici, come la diminuzione delle popolazioni e gli incroci tra specie diverse, in combinazione con le leggi della selezione naturale possano determinare il successo evolutivo e la nascita nuove specie.

Riferimenti: Science Advances