Ripensando le regole dell'estinzione e della sopravvivenza: gli scienziati potrebbero aver risolto il "processo di invecchiamento" nelle specie

Uno studio dell'Università del Kansas propone che la teoria neutrale della biodiversità, che suggerisce che l'estinzione delle specie è in gran parte casuale, fornisce una spiegazione più accurata rispetto alla tradizionale teoria della Regina Rossa. Questa intuizione ha profonde implicazioni per la conservazione della biodiversità, evidenziando l'imprevedibilità dell'estinzione delle specie e il potenziale per comprendere i modelli a livello di comunità. Credit: SciTechDaily.com

Un nuovo studio condotto dall'Università del Kansas potrebbe risolvere un mistero nel "processo di invecchiamento" delle specie - ovvero come cambia il rischio di estinzione di una specie dopo che quella specie è apparsa sulla scena.

Per anni, gli evoluzionisti credevano che le specie più vecchie non avessero alcun vantaggio reale rispetto a quelle più giovani nel evitare l'estinzione - un'idea conosciuta come teoria della "Regina Rossa" tra i ricercatori.

“La teoria della Regina Rossa sostiene che le specie devono continuare a correre solo per rimanere nello stesso posto, come il personaggio nel libro di Lewis Carroll ‘Attraverso lo Specchio’”, ha detto l'autore principale James Saulsbury, un ricercatore postdottorato nel Dipartimento di Ecologia ed Evoluzione Biologica alla KU. “Questa idea è stata trasformata in una sorta di teoria ecologica negli anni '70 nel tentativo di spiegare un'osservazione secondo cui il rischio di estinzione sembrava non cambiare durante la vita delle specie.”

Eppure gli anni non sono stati gentili con questa teoria.

“Nelle prime indagini su questo fenomeno, sembrava che specie di tutte le età si estinguessero a circa la stessa velocità, forse solo a causa della relativa rudimentalità delle prove disponibili all'epoca”, ha detto Saulsbury. “Questo aveva senso sotto questo modello di Regina Rossa, dove le specie competono costantemente con altre specie che si stanno anche adattando insieme a loro.”

Ma man mano che venivano raccolti più dati e analizzati in modi più sofisticati, gli scienziati hanno sempre più trovato confutazioni della teoria della Regina Rossa.

Le specie più giovani sono generalmente a maggior rischio di estinzione. Un nuovo modello dell'Università del Kansas mostra questa nuova scoperta dell'estinzione dipendente dall'età sottolineando allo stesso tempo l'importanza della competizione a somma zero nel spiegare l'estinzione, come nella vecchia teoria della Regina Rossa. Credit: Saulsbury et al

“Gli scienziati continuavano a trovare casi in cui le specie giovani sono particolarmente a rischio di estinzione”, ha detto Saulsbury. “Così ci siamo trovati di fronte a un vuoto teorico - una serie di osservazioni anomale e nessun modo unificato di comprenderle.”

Ma ora, Saulsbury ha guidato una ricerca pubblicata nelle Proceedings of the National Academy of Sciences che potrebbe risolvere questo mistero. Saulsbury e i suoi co-autori hanno dimostrato che la relazione tra l'età di una specie e il rischio di estinzione può essere accuratamente predetta da un modello ecologico chiamato "teoria neutrale della biodiversità".

La teoria neutrale è un modello semplice di specie ecologicamente simili che competono per risorse limitate, dove l'esito per ogni specie è più o meno casuale.

Nella teoria, “Le specie vanno o si estinguono o si espandono da una piccola dimensione iniziale della popolazione per diventare meno vulnerabili all'estinzione, ma sono sempre suscettibili di essere sostituite dai loro concorrenti,” secondo un riassunto divulgativo dell'articolo del PNAS. Estendendo questa teoria per fare previsioni per il record fossile, Saulsbury e colleghi hanno scoperto che la teoria neutrale “prevede la sopravvivenza tra i zooplancton fossili con sorprendente precisione e tiene conto delle deviazioni empiriche dalle previsioni della Regina Rossa in modo più generale.”

I co-autori di Saulsbury erano C. Tomomi Parins-Fukuchi dell'Università di Toronto, Connor Wilson dell'Università di Oxford e dell'Università dell'Arizona, e Trond Reitan e Lee Hsiang Liow dell'Università di Oslo.

Anche se la teoria neutrale potrebbe sembrare la fine della teoria della Regina Rossa, il ricercatore della KU ha detto che la Regina Rossa ha comunque valore. Principalmente, propone l'idea ancora valida che le specie competono in un gioco a somma zero l'una contro l'altra per risorse finite, combattendo sempre per una fetta più grande della torta della natura.

“La teoria della Regina Rossa è stata un'idea affascinante e importante nella comunità biologica evolutiva, ma i dati dal record fossile sembrano non supportare più quella teoria,” ha detto Saulsbury. “Ma non penso che il nostro articolo refuti davvero questa idea perché, effettivamente, la teoria della Regina Rossa e la teoria neutrale sono, in un modo profondo, piuttosto simili. Entrambe presentano un quadro dell'estinzione che avviene a seguito della competizione tra le specie per le risorse e del costante ricambio nelle comunità risulta dalle interazioni biologiche.”

In definitiva, i risultati non solo aiutano a dare un senso alle forze che plasmano il mondo naturale, ma possono essere rilevanti per gli sforzi di conservazione poiché le specie affrontano minacce sempre maggiori legate al cambiamento climatico e alla perdita di habitat in tutto il mondo.

“What makes a species vulnerable to extinction?” Saulsbury asked. “People are interested in learning from the fossil record whether it can tell us anything to help conserve species. The pessimistic side of our study is that there are ecological situations where there isn’t a whole lot of predictability in the fates of species; there’s some limit to how much we can predict extinction. To some extent, extinction will be decided by seemingly random forces — accidents of history. There’s some support for this in paleobiological studies.”

He said there has been effort to understand predictors of extinction in the fossil record, but not many generalities have emerged so far.

“There’s no trait that makes you immortal or not susceptible to extinction,” Saulsbury said. “But the optimistic side of our study is that entire communities can have patterns of extinction that are quite predictable and understandable. We can get a pretty good grasp on features of the biota, like how the extinction risk of species changes as they age. Even if the fate of a single species can be hard to predict, the fate of a whole community can be quite understandable.”

Saulsbury added a caveat: It remains to be seen how broadly the neutral explanation for extinction succeeds across different parts of the tree of life.

“Our study is also working on the geological timescale in millions of years,” he said. “Things may look very different on the timescale of our own lifetimes.”

Reference: “Age-dependent extinction and the neutral theory of biodiversity” by James G. Saulsbury, C. Tomomi Parins-Fukuchi, Connor J. Wilson, Trond Reitan and Lee Hsiang Liow, 27 December 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2307629121