Spiegazione: perché le 'tigri nere' suonano come un avvertimento

Si trovano solo a Simlipal. Uno studio scopre cosa dà loro il motivo a strisce più scure: come questo sia il risultato della consanguineità all'interno della piccola e isolata popolazione di tigri di Simlipal.

Una tigre pseudo-melanistica in cattività e il suo fratello normale al Nandankanan Biological Park. (Foto: Rajesh Kumar Mohapatra)

Un team di scienziati ha risolto il mistero genetico delle cosiddette tigri nere di Simlipal. Condotto da Uma Ramakrishnan e dal suo studente Vinay Sagar del National Center for Biological Sciences (NCBS), Bangalore, lo studio ha scoperto che una singola mutazione genetica in queste tigri ha causato l'allargamento o la diffusione delle strisce nere sullo sfondo fulvo.

Le tigri hanno un caratteristico motivo a strisce scure su uno sfondo chiaro di bianco o dorato. Una rara variante del motivo, caratterizzata da strisce che si allargano e si fondono tra loro, si osserva anche nelle popolazioni selvatiche e in cattività. Questo è noto come pseudo-melanismo, che è diverso dal vero melanismo, una condizione caratterizzata da una deposizione insolitamente elevata di melanina, un pigmento scuro.

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Mentre le tigri veramente melaniche devono ancora essere registrate, quelle pseudo-melaniche sono state intrappolate ripetutamente e solo a Simlipal, una riserva di tigri di 2.750 km nell'Odisha, dal 2007. Avviato nel 2017, lo studio è stato il primo tentativo di indagare le basi genetiche di questo insolito fenotipo (aspetto). Attraverso i dati dell'intero genoma e le analisi di associazione basate sul pedigree delle tigri dello zoo, lo studio ha scoperto che lo pseudo-melanismo è legato a una singola mutazione nella transmembrana aminopeptidasi Q (Taqpep), un gene responsabile di tratti simili in altre specie di gatti.

Perché le tigri nere sono rare

I mutanti sono variazioni genetiche che possono verificarsi spontaneamente, ma non frequentemente, in natura. Gli avvistamenti di tigri nere sono stati rivendicati sporadicamente almeno dal 1773, quando l'artista James Forbes dipinse un acquerello di uno scatto in Kerala. Affermazioni simili sono state fatte dal Myanmar (1913) e dalla Cina (anni '50). Nel 1993, una pelle di tigre nera confiscata di origine sconosciuta è stata esposta al Museo Nazionale di Storia Naturale di Delhi.

Sfortunatamente, gli individui dall'aspetto insolito sono stati ricercati come novità dai cacciatori di trofei fino a poco tempo, e probabilmente pochi sono sopravvissuti abbastanza a lungo da stabilire linee di sangue.

Una tigre pseudo-melanistica in cattività al Nandankanan Biological Park, Bhubaneswar. (Foto: Rajesh Kumar Mohapatra/NBP)

Inoltre, lo pseudo-melanismo è causato da un gene recessivo (nascosto). Un cucciolo riceve due copie di ciascun gene da entrambi i genitori e un gene recessivo può manifestarsi solo in assenza di quello dominante. Quindi, due tigri normali portatrici del gene recessivo pseudo-melanismo dovranno riprodursi insieme per una probabilità su quattro di dare alla luce un cucciolo nero.

Ma i geni recessivi sono rari ed è improbabile che due tigri non imparentate portino lo stesso e lo trasmettano insieme a un cucciolo. In un mondo di tigri ideale, in cui gli individui di vasta portata non sono mai a corto di scelte per i partner, ciò rende la successione di tigri nere una rarità.

In circostanze eccezionali, una tigre nera può avere successo come parte di una popolazione fondatrice molto piccola (diciamo fino a cinque individui) che è costretta a riprodursi in isolamento per generazioni, offrendo al gene recessivo frequenti possibilità di manifestarsi. Come si è scoperto, questo è quello che è successo a Simlipal.

Una rappresentazione che mostra come la consanguineità (a sinistra nel grafico) esprima tratti recessivi, a differenza dell'allevamento con un individuo non imparentato (a destra).

I mutanti Simlipal

Molto prima che tre tigri nere venissero catturate da una telecamera nel 2007, Simlipal fornì il primo record confermato del mutante nel 1993, quando un giovane tribale uccise una tigre pseudo-melanista per legittima difesa. Nel 2018, tre delle otto tigri di Simlipal sono diventate nere.

Le tigri pseudo-melaniche sono presenti anche in tre zoo in India - Nandankanan (Bhubaneswar), Arignar Anna Zoological Park (Chennai) e Bhagwan Birsa Biological Park (Ranchi) - dove sono nate in cattività. Tutti hanno legami ancestrali con un individuo di Simlipal.

La popolazione di tigri nidificanti più vicina a Simlipal si trova a circa 800 km di distanza, una distanza molto più lunga dell'areale medio delle tigri del Bengala (20-110 km) e della loro distanza media di dispersione (78-124 km). Sono state documentate dispersioni più lunghe di 500 km, osserva lo studio, ma sono molto rare.

Mentre studi precedenti hanno rilevato tre principali gruppi genetici all'interno delle tigri indiane - India centrale, India meridionale e India nordoccidentale - il presente ha scoperto che le tigri di Simlipal sono geneticamente distinte dalle altre popolazioni dell'India centrale e disconnesse a una soglia di dispersione di 200 km.

Una famiglia di tigri al Nandankanan Biological Park, Bhubaneswar, comprende (da sinistra a destra) la madre (tigre bianca), il figlio pseudomelanistico bianco, il figlio pseudomelanistico arancione, il padre normale arancione (nella parte posteriore) e la figlia normale arancione. (Foto: Rajesh Kumar Mohapatra/NBP)

La conclusione: la piccola e isolata popolazione di tigri di Simlipal ha portato alla consanguineità e al fenotipo anomalo caratterizzato da strisce larghe e unite. La perdita della diversità genetica è evidente dalla bassa eterozigosi - possibilità di ereditare forme diverse di un particolare gene da ciascun genitore - a Simlipal (28%) rispetto all'India centrale (36%). Di conseguenza, la parentela media tra gli individui Simlipal (38%) è superiore a quelli dell'India centrale (9%) o meridionale (13%).

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E la selezione naturale?

La selezione naturale elimina i più deboli da un pool genetico e i tratti di chi ha più successo vengono trasmessi. La modellazione di nicchia, afferma lo studio, mostra una maggiore frequenza di leopardi melanici nelle foreste tropicali e subtropicali più scure rispetto agli habitat aperti più asciutti. Allo stesso modo, i manti più scuri possono conferire un vantaggio selettivo sia nella caccia che nell'evitare i cacciatori nella foresta tropicale umida decidua e semi-sempreverde di Simlipal, con un sottobosco relativamente più scuro.

Sebbene il presente studio non disponesse di dati sufficienti per verificare l'ipotesi, ha osservato che la scomparsa delle tigri nere da tutta l'India, dove le popolazioni possono essere più grandi e quindi la selezione più efficace, ha sostenuto i possibili effetti deleteri della mutazione.

Una tigre pseudo-melanistica intrappolata a Simlipal nel gennaio 2019. (Foto: NTCA/WII)

L'asporto

Simlipal non è l'unico esempio di intensi colli di bottiglia alla fondazione nelle popolazioni di tigri in via di estinzione a causa della frammentazione dell'habitat indotta dall'uomo. Mentre i pericoli di questa popolazione isolata e in via di esaurimento si manifestano drammaticamente nell'evoluzione fenotipica, bombe a orologeria invisibili potrebbero ticchettare in altre riserve dell'isola.

Mentre le tigri si sono riprese in alcune parti dell'India, diverse popolazioni rimangono piccole e isolate. Prevediamo che tali popolazioni saranno soggette a deriva genetica (eventi casuali), consanguineità e depressione da consanguineità (diminuzione della sopravvivenza). Nel complesso, tali popolazioni hanno un'alta probabilità di estinzione. È stato un viaggio affascinante per comprendere lo pseudo-melanismo in Simlipal. Si spera che tali studi e le intuizioni che forniscono aiuteranno a salvaguardare il futuro delle specie in via di estinzione, ha affermato Ramakrishnan di NCBS.

Fortunatamente, l'introduzione di geni freschi in un pool isolato, a seconda del numero di migranti, della frequenza dell'afflusso e della dimensione della popolazione, può invertire il danno nel tempo. Mentre il trasporto aereo delle tigri sembra essere la soluzione più comoda in questi giorni, non c'è alternativa al ripristino o al mantenimento della connettività naturale tra le foreste di tigri a lungo termine.

Nel frattempo, la popolazione di tigri nord-occidentali dell'India mostra una maggiore parentela media tra gli individui (46%) e una minore eterozigosi (22%) rispetto anche a Simlipal (38% e 28%). Mentre Ranthambhore è stata un'isola genetica per decenni, i fratelli tigre sono stati selezionati con cura da questa popolazione consanguinea per ripopolare Sariska. Questo è un altro studio in vista.

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