Cambiamenti nelle dimensioni e nella forma del rondone maggiore

Effetti del cambiamento climatico sulle dimensioni corporee in età adulta: verso un approccio integrato per comprenderne i meccanismi, le conseguenze lungo l’arco della vita e per migliorare la nostra capacità predittiva

Finanziamento: Questo progetto ha ricevuto finanziamenti dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea nell’ambito della Marie Skłodowska-Curie grant agreement n. 101025938, nome progetto CLIMGROWTH. Pagina ufficiale del progetto.

Contesto

I cambiamenti nelle dimensioni del corpo in età adulta sono diventati una risposta-bandiera al cambiamento climatico. In organismi con crescita finita, come mammiferi e uccelli (vertebrati superiori), si pensa che derivino soprattutto da cambiamenti delle traiettorie di crescita indotti dal clima (plasticità) piuttosto che da variazioni nella frequenza degli alleli che codificano per le dimensioni corporee (microevoluzione). Essendo un tratto ecologico chiave, le dimensioni del corpo sono anche un importante motore delle storie di vita individuali: le condizioni di crescita di un individuo determineranno, in ultima analisi, maturazione, riproduzione e invecchiamento. Tuttavia, ad oggi nessuno studio sui vertebrati superiori ha indagato formalmente il contributo della plasticità di sviluppo rispetto alla microevoluzione nello spiegare i cambiamenti nelle dimensioni adulte in risposta al cambiamento climatico e, soprattutto, nessuno studio ha testato gli effetti lungo tutta la vita dei cambiamenti indotti dal clima nella crescita e nelle dimensioni sulle storie di vita individuali, all’interno e tra le generazioni.

Metodi e obiettivi

Nel mio progetto mi concentrerò sul rondone maggiore (Tachymarptis melba), una specie dalle caratteristiche morfologiche e metaboliche straordinarie (voli ininterrotti fino a 200 giorni), per la quale risultati preliminari mostrano un aumento significativo delle dimensioni corporee. In particolare, utilizzerò un database a lungo termine senza precedenti (>4000 individui, >20 anni, raccolto dal Dr. Pierre Bize) e combinerò approcci statistici complessi e all’avanguardia per colmare queste lacune attraverso:

• la verifica, per la prima volta in un vertebrato superiore, del contributo della plasticità di sviluppo e della microevoluzione nei cambiamenti delle dimensioni corporee, utilizzando modelli di genetica quantitativa basati sui pedigree;
• la produzione di risultati a lungo attesi sulle conseguenze, lungo tutta la vita, delle condizioni climatiche vissute alla nascita sulle storie di vita individuali;
• la verifica dei loro effetti transgenerazionali sulle storie di vita della prole;
• contribuire al dibattito tra genetisti quantitativi e demografi su come generare previsioni affidabili delle risposte al cambiamento climatico, applicando i diversi approcci nello stesso sistema di studio.

Risultati

Trait-specific sensitive developmental windows: Wing growth best integrates weather conditions encountered throughout the development of nestling Alpine swifts

LINK: https://doi.org/10.1002/ece3.11491

di Giulia Masoero, Michela N. Dumas, Julien G. A. Martin, Pierre Bize

Utilizzando misure di 3 tratti morfologici (lunghezza dell’ala, lunghezza dello sterno, massa corporea) in pulli di rondone maggiore, abbiamo trovato che:

• Le finestre sensibili dello sviluppo per la lunghezza di ala e sterno corrispondevano ai periodi di picco di crescita specifici del tratto, che coprono quasi tutto il periodo di sviluppo per le ali e la prima metà per lo sterno.
• Condizioni meteorologiche avverse durante questi periodi rallentavano la crescita e riducevano le dimensioni.
• Sebbene la massa corporea dei pulli a 50 giorni mostrasse la maggiore variazione interindividuale, questa era spiegata dalle condizioni meteorologiche dei due giorni precedenti la misurazione piuttosto che durante il picco di crescita. È interessante notare che la relazione tra temperatura e massa corporea non era lineare: l’aumento iniziale e marcato della massa corporea con l’aumentare della temperatura era seguito da un moderato calo nei giorni più caldi, probabilmente legato allo stress termico.
• I pulli che subivano condizioni meteorologiche avverse durante la crescita dell’ala avevano tassi di sopravvivenza più bassi fino all’involo e si involavano più tardi, presumibilmente per compensare la crescita più lenta dell’ala.

Nel complesso, i nostri risultati suggeriscono che le misure della crescita delle piume e, in parte, della crescita scheletrica catturano meglio le conseguenze delle condizioni meteorologiche avverse durante tutto lo sviluppo della prole, mentre la massa corporea riflette meglio gli effetti brevi e istantanei del meteo sulle riserve corporee (cioè consumo di energia in condizioni sfavorevoli vs. accumulo in condizioni favorevoli).

Alcune foto dal campo

Un video di una delle nostre colonie a Soletta

Collaboratori

Dr. Pierre Bize, Istituto Ornitologico Svizzero, Svizzera

Prof. Julien Martin, Università di Ottawa, Canada. Sito del gruppo di ricerca.

Michela Dumas, Università di Ottawa, Canada