Il 38% degli spinarelli campionati nel 2012 a Otsuchi, nella prefettura di Iwate, era costituito da ibridi di due specie messe in contatto dallo tsunami del marzo 2011 in Giappone. Il maremoto aveva riunito nello stesso bacino pesci provenienti dal mare e dalle acque dolci. Il successivo monitoraggio ha documentato una progressiva diminuzione del patrimonio genetico della specie marina, fino alla sua quasi completa scomparsa nel 2020.
A quindici anni dalla catastrofe, uno studio pubblicato su Nature Ecology & Evolution da ricercatori di nove istituzioni giapponesi descrive gli effetti del maremoto sull’evoluzione di alcune popolazioni animali. Otsuchi è stata una delle località più duramente colpite: le onde hanno superato i dieci metri di altezza.
Il nuovo bacino e l’incontro tra gli spinarelli
Lo tsunami del 2011 ha modificato profondamente gli habitat costieri. Insieme all’abbassamento del terreno, ha contribuito alla formazione di nuovi bacini d’acqua dolce nell’area urbana. Uno di questi è diventato il punto d’incontro tra due popolazioni che, prima della catastrofe, occupavano ambienti differenti.
Il maremoto ha trasportato dal mare alcuni esemplari di Gasterosteus nipponicus. Il riflusso dell’acqua ha invece portato da monte individui di Gasterosteus aculeatus, una specie affine che vive nelle acque dolci. Una volta nello stesso bacino, i pesci hanno iniziato a incrociarsi: gli ibridi individuati nel campionamento del 2012 possedevano materiale genetico di entrambe le specie.
La separazione genetica in una decina di generazioni
Gli scienziati hanno seguito la popolazione per nove anni, osservando i cambiamenti del patrimonio genetico generazione dopo generazione. Le porzioni di genoma della specie marina sono diminuite progressivamente. Nel 2020 il patrimonio genetico dei pesci era quasi interamente riconducibile allo spinarello d’acqua dolce. Poiché questi animali hanno un tempo di generazione di circa un anno, il processo si è compiuto in appena una decina di generazioni.
A favorire la selezione sarebbero state diverse barriere riproduttive, comprese regioni genetiche associate all’adattamento all’acqua dolce, alla migrazione verso il mare, alla scelta del partner e alla sterilità dei maschi ibridi. Le simulazioni indicano inoltre che potrebbero aver contribuito numerose incompatibilità genetiche più deboli, distribuite in diverse parti del genoma.
«Ci sono state due grandi sorprese in questo studio», hanno spiegato i ricercatori Takuya Hosoki e Jun Kitano. La prima riguarda la rapida eliminazione delle regioni genomiche associate alle principali barriere riproduttive; la seconda è la continua scomparsa di gran parte del patrimonio genetico estraneo anche nelle generazioni successive.
Questo esperimento evolutivo naturale ha permesso di osservare quasi in tempo reale i meccanismi della separazione genetica tra specie strettamente imparentate. La forte mescolanza iniziale non ha cancellato la distinzione tra le due specie.