Fitness evolutivo degli scoiattoli

Studiate da decenni diverse strategie di vita in una popolazione di scoiattoli rossi monitorata nel nord-ovest del Canada

In natura, le fluttuazioni ambientali sono comuni e alcuni anni sono positive e altri sono negative per le specie che cercano di sopravvivere e riprodursi. Alcuni animali scommettono su come potrebbe essere l'ambiente imminente e diverse strategie possono influenzare la forma fisica generale. In un nuovo studio, condotto dall'University of Michigan, pubblicato su Science (1) i ricercatori hanno studiato diverse strategie in una popolazione di scoiattoli rossi monitorata da decenni. Hanno scoperto che le madri scoiattolo che scommettevano su un buon ambiente e producevano più prole avevano una forma fisica complessiva più elevata rispetto alle madri che scommettevano che l'ambiente sarebbe stato povero. Questo era il caso anche quando le madri ottimiste si sbagliavano.

«La selezione naturale favorisce le femmine di scoiattolo che hanno grandi cucciolate negli anni in cui il cibo è abbondante perché contribuiscono con molti cuccioli al pool genetico», ha affermato la dottoressa Lauren Petrullo (2), autrice principale e ricercatrice post-dottorato in biopsicologia della National Science Foundation presso l'University of Michigan.

«Ci ha sorpreso scoprire che alcune femmine hanno grandi cucciolate negli anni in cui non ci sarà abbastanza cibo per i loro piccoli per sopravvivere all'inverno», ha detto. «Poiché è biologicamente costoso produrre prole, volevamo sapere perché queste femmine commettono quello che sembra essere un errore nella loro strategia riproduttiva».

Gli scoiattoli rossi studiati vivono nello Yukon canadese e sperimentano un “mast year”, o boom nella loro principale fonte di cibo - i semi dei coni degli alberi di abete bianco - una volta ogni quattro o sette anni. Gli scoiattoli prevedono il grande raccolto di cibo prima che si verifichi e aumentano le dimensioni della cucciolata nei mesi precedenti, garantendo una migliore sopravvivenza futura per i loro piccoli e una migliore forma fisica per se stessi.

«C'è un costante tiro alla fune tra gli alberi e gli scoiattoli nel nostro sito di studio», ha detto la Petrullo, «con ogni giocatore che cerca di ingannare l'altro per il proprio guadagno di forma fisica».

La dottoressa Petrullo e il dottor Ben Dantzer (3), professore associato di psicologia e di ecologia e biologia evolutiva di UM, hanno utilizzato i dati raccolti dal Kluane Red Squirrel Project, uno studio collaborativo sul campo durato 34 anni che ha coinvolto l'University of Michigan, l'Università del Colorado, l'Università di Alberta e l'Università del Saskatchewan.

«Ogni anno, raccogliamo dati su quanti piccoli scoiattoli producono e quanti coni di abete rosso mangiano gli scoiattoli», ha detto Dantzer.

Gli scienziati hanno quantificato la riproduzione delle femmine di scoiattolo durante sia i boom che i bust alimentari, scoprendo differenze nella loro forma fisica indipendentemente dal fatto che giocassero o meno con la loro strategia riproduttiva. Mentre alcuni scoiattoli andavano sul sicuro mantenendo piccole dimensioni della cucciolata ogni anno, quelli che adottavano un approccio “torta nel cielo” avendo grandi cucciolate anche quando il cibo scarseggiava godevano di una maggiore forma fisica per tutta la vita se riuscivano a vivere un 'anno d'albero'.

Tuttavia, non è garantito che alla fine gli scoiattoli ottengano dei risultati soddisfacenti.

«In un certo senso, questa strategia di gioco d'azzardo con le dimensioni dei rifiuti è come giocare con il fuoco», ha detto Petrullo. «Poiché la durata media della vita degli scoiattoli è di 3,5 anni e gli alberi si verificano solo ogni quattro o sette anni, una femmina potrebbe potenzialmente sabotare la sua forma fisica avendo troppe cucciolate negli anni a basso contenuto di cibo, sperando in un albero quando potrebbe morire prima che ci riesca. Sperimentare un albero potrebbe essere piuttosto costoso».

In alternativa, per gli scoiattoli, il costo di non giocare affatto nel gioco della riproduzione può essere insormontabile se finiscono per perdere la possibilità di vincere il jackpot.

«È essenzialmente impossibile per una femmina recuperare i costi di fitness di non aumentare la riproduzione in un anno di albero, quindi la posta in gioco è estremamente alta. Le femmine che hanno aumentato le dimensioni della cucciolata negli anni a basso contenuto di cibo hanno subito un colpo a breve termine per la loro forma fisica. Ma era più probabile che aumentassero le dimensioni della cucciolata se e quando avessero sperimentato un albero, portando a casa il premio finale di un maggiore successo riproduttivo a vita», ha detto Lauren Petrullo.

La migliore scommessa degli scoiattoli, secondo i ricercatori, è correre il rischio e sostenere i costi della sfida a breve termine per evitare il costo impareggiabile di perdere completamente il raggiungimento degli obiettivi.

«Determinare i costi relativi dei diversi tipi di errori è la chiave per capire perché gli animali fanno quelli che a noi sembrano errori«, ha detto la Petrullo.

Gli scienziati non sono ancora sicuri di come gli scoiattoli siano in grado di prevedere la futura produzione alimentare. Gli animali potrebbero mangiare parti degli abeti rossi che influenzano la loro fisiologia e alterano il numero di cuccioli che producono, ha detto il dottor Dantzer.

«Questo è entusiasmante perché suggerisce che gli scoiattoli stiano origliando sugli alberi, ma abbiamo ancora molto da fare per risolvere questo enigma«, ha detto.

Poiché molti animali usano segnali su cose come il cibo nel loro ambiente per prendere decisioni riproduttive e l'affidabilità di questi segnali sta diminuendo a causa del cambiamento climatico globale, gli scienziati si chiedono anche come i costi di questi tipi di errori cambieranno e qual'è la migliore strategia riproduttiva.

«Se la prevedibilità di un boom alimentare si riduce e gli scoiattoli non possono più ipotecare il futuro, ciò potrebbe avere un impatto sul numero di scoiattoli là fuori nella foresta boreale», ha detto Dantzer. «Questo potrebbe essere problematico dato che gli scoiattoli rappresentano una preda per molti predatori».

La ricerca, che appare su Science, è stata finanziata in parte dalla National Science Foundation e dal Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.

I coautori dello studio sono Stan Boutin, Università di Alberta; Andrew McAdam, Università del Colorado; Jeff Lane, Università di Saskatchewan.

Riferimenti:

(1) Phenotype–environment mismatch errors enhance lifetime fitness in wild red squirrels

(2) Lauren Petrullo

(3) Ben Dantzer

Descrizione foto: Scoiattolo immortalato in Alaska canadese nello Yukon, nel Nord-ovest del Canada. - Credit: Ben Dantzer.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Squirrels that gamble win big when it comes to evolutionary fitness