Studio pionieristico sulle Alpi e l’Etna dimostra l’adattamento differenziale di due specie di Duvalius
Una ricerca scientifica condotta da un team di studiosi guidato da Giuseppe Nicolosi dell’Università di Torino, insieme a Elena Piano, Marco Tolve, Pier Mauro Giachino, Paolo Magrini e Marco Isaia, ha fornito nuove evidenze sui fattori che determinano la variabilità morfologica nei coleotteri troglobi.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Ecological Entomology, ha esaminato due specie congeneri del genere Duvalius che abitano sistemi sotterranei con caratteristiche geologiche contrastanti.[1]
Lo studio ha analizzato il Duvalius carantii nelle Alpi sud-occidentali e il Duvalius hartigi nelle grotte vulcaniche dell’Etna, dimostrando come l’architettura geologica del substrato roccioso influenzi non solo l’abbondanza delle popolazioni, ma anche l’espressione dei tratti troglobi e la loro variabilità intraspecifica.
I ricercatori hanno documentato che l’abbondanza delle specie aumenta con la profondità delle cavità in entrambi i sistemi, con picchi più pronunciati nel sistema vulcanico.[1]
Adattamenti Morfologici e Profondità delle Cavità
I tratti troglobi rappresentano convergenze evolutive tipiche dei coleotteri che vivono esclusivamente negli ambienti sotterranei.
Tra questi adattamenti si distinguono la riduzione o assenza completa di occhi e pigmentazione, l’allungamento delle appendici e lo sviluppo di sistemi sensoriali specializzati.
La ricerca ha dimostrato che l’intensificazione di questi caratteri con la profondità si verifica esclusivamente nel Duvalius carantii del sistema alpino, suggerendo pressioni selettive più intense nell’ambiente isolato delle montagne calcaree.[2][3][4][1]
Il sistema alpino, caratterizzato da maggior isolamento e profondità, ha mostrato una riduzione della variabilità morfologica nelle popolazioni di D. carantii.
Al contrario, il D. hartigi nelle grotte vulcaniche dell’Etna presenta marcate differenze morfologiche tra le diverse stazioni di campionamento, evidenziando l’effetto della maggiore connettività subterranea nel favorire il flusso genico e la variabilità intraspecifica.[1]
Connettività Subterranea e Flusso Genico nei Sistemi Vulcanici
Le reti sotterranee vulcaniche dell’Etna offrono un ambiente di connettività superiore rispetto ai sistemi alpini isolati.
Questa configurazione geologica permette un maggiore scambio genetico tra le popolazioni di D. hartigi, risultando in una variabilità morfologica più elevata e differenziata geograficamente.
I ricercatori hanno osservato che la struttura delle reti sotterranee influenza direttamente i pattern di distribuzione e l’evoluzione adattiva delle specie troglobie.[1]
Il contrasto tra i due sistemi geologici ha permesso di identificare il duplice ruolo dei gradienti ecologici, come la profondità, e della connettività degli habitat nel determinare l’evoluzione dei tratti troglobi.
Mentre le pressioni selettive legate alla profondità agiscono principalmente nel sistema alpino isolato, la connettività del sistema vulcanico promuove la diversificazione morfologica attraverso processi di flusso genico.[1]
Implicazioni per la Comprensione dell’Evoluzione Troglobia
La ricerca fornisce un quadro esplicativo robusto per la diversità di forme osservate nei coleotteri troglobi attraverso diversi contesti geologici, dai massicci calcarei alpini alle formazioni vulcaniche.
I risultati dimostrano che la variabilità intraspecifica nei tratti troglobi è influenzata non solo dalle pressioni ambientali locali, ma anche dai vincoli geologici e dalla configurazione strutturale delle reti sotterranee.[1]
Marco Isaia, docente dell’Università di Torino e noto biospeleologo, ha contribuito significativamente alla comprensione dell’ecologia degli ambienti sotterranei attraverso numerose ricerche su aracnidi e insetti troglobi.
La sua collaborazione con Giuseppe Nicolosi ha portato a importanti scoperte nella biospeleologia alpina, inclusa la descrizione di nuove specie di ragni sotterranei nelle Prealpi Bergamasche.[5][6][7]
Metodologie Innovative nella Ricerca Biospeleologica
Il team di ricerca ha utilizzato approcci multidisciplinari combinando analisi morfometriche, campionamenti sistematici lungo gradienti di profondità e valutazioni della connettività degli habitat.
Le metodologie applicate rappresentano un avanzamento significativo negli studi di ecologia evolutiva degli organismi cavernicoli, permettendo di distinguere gli effetti della selezione naturale da quelli del flusso genico nella determinazione della variabilità morfologica.[1]
Pier Mauro Giachino, coautore dello studio e specialista in coleotteri endogei, ha contribuito con la sua expertise nella sistematica del genere Duvalius.
I suoi studi precedenti hanno documentato la ricca biodiversità degli ambienti ipogei delle Alpi occidentali, evidenziando l’importanza conservazionistica di questi ecosistemi sotterranei.[3]
Conseguenze per la Conservazione della Biodiversità Sotterranea
I risultati dello studio hanno implicazioni dirette per la conservazione della fauna troglobia, evidenziando come la struttura geologica degli habitat sotterranei influenzi i pattern evolutivi.
La comprensione di questi meccanismi è cruciale per sviluppare strategie di protezione efficaci per gli organismi cavernicoli, spesso caratterizzati da distribuzioni micro-endemiche e elevata vulnerabilità ai cambiamenti ambientali.[4][2][3][1]
La ricerca dimostra che la diversità morfologica nei coleotteri troglobi riflette una complessa interazione tra fattori ecologici e geologici, suggerendo la necessità di considerare la connettività degli habitat negli approcci di conservazione.
Elena Piano, ricercatrice coinvolta nello studio, ha contribuito all’analisi statistica dei dati morfometrici, permettendo di quantificare con precisione le relazioni tra variabili ambientali e caratteri morfologici.[1]
Fonti
[1] Cave depth and subterranean connectivity are drivers of intraspecific trait variability in two subterranean congeneric beetles https://resjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/een.70019
[2] Adattamenti degli organismi alla vita sotterranea https://www.scintilena.com/adattamenti-degli-organismi-alla-vita-sotterranea/03/17/
[3] Fauna Hypogaea Pedemontana: il patrimonio sotterraneo … https://www.scintilena.com/fauna-hypogaea-pedemontana-il-patrimonio-sotterraneo-delle-alpi-occidentali-in-1-044-pagine/09/05/
[4] Biospeleologia al Circolo Speleologico Romano https://www.scintilena.com/biospeleologia-al-circolo-speleologico-romano-tommaso-lisa-presenta-insetti-delle-tenebre/10/03/
[5] Una nuova specie di ragno sotterraneo scoperto nelle … https://www.scintilena.com/una-nuova-specie-di-ragno-sotterraneo-scoperto-nelle-prealpi-bergamasche/01/05/
[6] Come valorizzare il patrimonio carsico sardo: lezioni dal … https://www.scintilena.com/come-valorizzare-il-patrimonio-carsico-sardo-lezioni-dal-progetto-showcave/12/15/
[7] Yavnella Laventa l’unica formica troglobia a Scintilena & … https://www.scintilena.com/yavnella-laventa-lunica-formica-troglobia-a-scintilena-friends/01/28/
[8] Morphological and Micromorphological Description of the Larvae of Two Endemic Species of Duvalius (Coleoptera, Carabidae, Trechini) https://www.mdpi.com/2079-7737/10/7/627/pdf
[9] Morphological and Micromorphological Description of the Larvae of Two Endemic Species of Duvalius (Coleoptera, Carabidae, Trechini) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8301078/
[10] A new species of the genus Duvalius sg. Neoduvalius from Montenegro with taxonomical remarks on the genus Duvalius (Coleoptera, Carabidae, Trechini) https://zookeys.pensoft.net/article/3744/download/pdf/
[11] A new subspecies of the genus Duvalius Delarouzée, 1859 (Coleoptera, Carabidae, Trechini) from western Serbia, with a key and an annotated catalogue of Serbian Biharotrechus and Duvalius s. str. taxa https://subtbiol.pensoft.net/article/76049/download/pdf/
[12] Duvalius (Duvalius) lencinai Mateu & Ortuño, 2006 (Coleoptera, Carabidae, Trechini) una especie hipogea del sur de la península ibérica. Morfología, reubicación taxonómica, sistemática y biología http://abc.museucienciesjournals.cat/files/ABC_36-2_2013_pp_141-152.pdf
[13] Comportamiento gregario aparente de dinosaurios condicionado por una deformación sinsedimentaria. (Igea, La Rioja. España) https://estudiosgeol.revistas.csic.es/index.php/estudiosgeol/article/download/255/256/256
[14] Subfossil and periphytic diatoms from the upper Paraná river, Brazil: last ~1000 years of a transition period http://www.scielo.br/pdf/hoehnea/v45n3/2236-8906-hoehnea-89-2017.pdf
[15] Superfamilia Scarabaeoidea (Insecta: Coleoptera) como elemento bioindicador de perturbación antropogénica en un parque nacional amazónico https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/download/11219/10577
[16] Fossil vertebrates of the early-middle Miocene Cerro Boleadoras Formation, northwestern Santa Cruz Province, Patagonia, Argentina http://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/download/V49n3-3425/pdf
[17] Ecologia e história natural das serpentes de uma área de Caatinga no nordeste brasileiro https://www.scielo.br/j/paz/a/6rNnwvh9fjfwVZzmMWn4VgQ/?format=pdf&lang=pt
[18] Levantamento da fauna de Coleoptera que habita a carcaça de Sus scrofa L., em Curitiba, Paraná https://www.scielo.br/j/rbent/a/944YkT8GdyMmH48Bx3KG8KN/?format=pdf&lang=pt
[19] Ditteri che vivono in grotta: il caso della Limonia nubeculosa https://www.scintilena.com/ditteri-che-vivono-in-grotta-il-caso-della-limonia-nubeculosa/06/28/
[20] Scoperta una nuova specie di grillo cavernicolo in Australia https://www.scintilena.com/scoperta-una-nuova-specie-di-grillo-cavernicolo-in-australia/11/14/
[21] Creature delle tenebre: gli abitanti segreti delle grotte e … https://www.scintilena.com/creature-delle-tenebre-il-regno-nascosto-delle-grotte-italiane/08/12/
[22] The geology of Naples megacity in the framework of the new geological survey of Naples sheet (CAR.G. project) https://www.semanticscholar.org/paper/41296231a6856bd253ace619af4531e734f0ea0f
[23] Coarse-grained molecular dynamics and continuum models for the transport of protein molecules https://books.fupress.com/isbn/9788866556947
[24] Chronometric data and stratigraphic evidence support discontinuity between Neanderthals and early Homo sapiens in the Italian Peninsula https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11399134/
[25] Archeologia dell’edilizia storica e costruzione del documento archeologico. Problemi di popolamento mediterraneo. I. Un’archeologia del costruito per la storia del territorio medievale https://www.openaccessrepository.it/record/61640/files/fulltext.pdf
[26] A first checklist of the alien-dominated vegetation in Italy https://plantsociology.arphahub.com/article/50483/download/pdf/
[27] Taxonomy, Phylogeny, and Functional Morphology of the Foraminiferal Genus Involutina https://www.app.pan.pl/article/item/article/item/app20120056.html?pdf=39
[28] New Data on Native and Alien Vascular Flora of Sicily (Italy): New Findings and Updates https://www.mdpi.com/2223-7747/12/9/1743/pdf?version=1682297854
[29] Phytosociological research on temporary ponds in Apulia (southern Italy) https://revistas.ucm.es/index.php/MBOT/article/download/63617/4564456553050
[30] Parametri biogeografici della Biodiversita’. Struttura e rapporti del popolamento siculo a Scarabeidi degradatori (Coleoptera, Scarabaeoidea) https://cloudfront.escholarship.org/dist/prd/content/qt9qp9r9r5/qt9qp9r9r5.pdf?t=op39yr
[31] Regulatory Noncoding and Predicted Pathogenic Coding Variants of CCR5 Predispose to Severe COVID-19 https://www.mdpi.com/1422-0067/22/10/5372/pdf
[32] Spatial Metagenomics of Three Geothermal Sites in Pisciarelli Hot Spring Focusing on the Biochemical Resources of the Microbial Consortia https://www.mdpi.com/1420-3049/25/17/4023/pdf
[33] Towards the new Checklist of the Italian Fauna https://escholarship.org/content/qt0jv6h904/qt0jv6h904.pdf?t=rderzc
[34] hATTR Pathology: Nerve Biopsy Results from Italian Referral Centers https://www.mdpi.com/2076-3425/10/11/780/pdf
[35] The TNFRSF13C H159Y Variant Is Associated with Severe COVID-19: A Retrospective Study of 500 Patients from Southern Italy https://www.mdpi.com/2073-4425/12/6/881/pdf
[36] Minor Imbalance of the Lowermost Italian Glacier from 2006 to 2019 https://www.mdpi.com/2073-4441/12/9/2503/pdf
[37] The diversity of terrestrial isopods in the natural reserve “Saline di Trapani e Paceco” (Crustacea, Isopoda, Oniscidea) in northwestern Sicily https://zookeys.pensoft.net/lib/ajax_srv/article_elements_srv.php?action=download_pdf&item_id=2510
[38] New Alien Plant Taxa for Italy and Europe: An Update https://www.mdpi.com/2223-7747/13/5/620/pdf?version=1708931258
[39] New Data on Native and Alien Vascular Flora of Sicily (Italy): New Findings and Updates https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10181230/
[40] An Innovative IMTA System: Polychaetes, Sponges and Macroalgae Co-Cultured in a Southern Italian In-Shore Mariculture Plant (Ionian Sea) https://www.mdpi.com/2077-1312/8/10/733/pdf
[41] Interdomain Communication in Hepatitis C Virus Polymerase Abolished by Small Molecule Inhibitors Bound to a Novel Allosteric Site* http://www.jbc.org/content/280/33/29765.full.pdf
[42] Catalogue of Saga pedo (Pallas, 1771) (Orthoptera, Tettigoniidae) deposited in the State Museum of Natural History NASU, Lviv, Ukraine http://dc.smnh.org/catalogue/issue5/Rizun_02.html
[43] Distribution and bioclimatic suitability of Duvalius hartigi,subterranean beetle from the lava caves of Mount Etna (Coleoptera: Carabidae, Trechinae) https://www.semanticscholar.org/paper/f16ce7f246c826e80cd05795a8cb2eb9050213a3
[44] Abstracts of the Immature Beetles Meeting 2017 October 5?6, Prague, Czech Republic https://www.aemnp.eu/acta-entomologica/volume-57-2/1709/abstracts-of-the-immature-beetles-meeting-2017-october-5-6-prague-czech-republic.html
[45] New finds of rare ground beetle species (Coleoptera, Carabidae) in western regions of Ukraine http://nzdpm.smnh.org/en/tom/38/245-256.php
[46] Parallel and convergent genomic changes underlie independent subterranean colonization across beetles https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10310748/
[47] Editorial: Diversity of beetles and associated microorganisms https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2023.1252736/pdf
[48] From fossils to genomes: decoding the insect world https://academic.oup.com/nsr/article/doi/10.1093/nsr/nwaf055/8030527
[49] Grand challenges in entomology: Priorities for action in the coming decades https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1111/icad.12637
[50] Cave-adapted beetles from continental Portugal https://bdj.pensoft.net/article/67426/download/pdf/
[51] Evolution underground: shedding light on the diversification of subterranean insects https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2871511/
[52] Lack of evolutionary adjustment to ambient temperature in highly specialized cave beetles https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4324670/
[53] Cave-adapted beetles from continental Portugal https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8397697/
[54] Species Composition and Structure of Beetle Associations in Caves of the Cz?stochowa Upland, Poland https://www.mdpi.com/1424-2818/15/3/345/pdf?version=1677644889
[55] Dung?visiting beetle diversity is mainly affected by land use, while community specialization is driven by climate https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1002/ece3.9386
[56] Ancient origin of a Western Mediterranean radiation of subterranean beetles https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2834687/
[57] Multilevel Analysis of Ground Beetle Responses to Forest Management: Integrating Species Composition, Morphological Traits and Developmental Instability https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.70793
[58] The gut microbiome mediates adaptation to scarce food in Coleoptera https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10644639/
[59] Intermittent and temporally variable bioturbation by some terrestrial invertebrates: implications for ichnology https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9992032/
[60] A trait?based framework for dung beetle functional ecology https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10099951/
[61] tomografia elettrica 3D per decifrare i segreti dei sinkhole https://www.scintilena.com/rivoluzione-nella-speleologia-italiana-tomografia-elettrica-3d-per-decifrare-i-segreti-dei-sinkhole/08/19/
[62] Monitoraggio delle grotte con geomatica e geofisica https://www.scintilena.com/monitoraggio-delle-grotte-sotterranee-con-geomatica-e-geofisica-il-caso-bossea-mostra-la-risposta-sismica-a-temperatura-e-pioggia-12/09/01/
[63] Nuova “Finestra Sotterranea” per Studiare i Terremoti https://www.scintilena.com/nuova-finestra-sotterranea-per-studiare-i-terremoti-in-svizzera-il-progetto-fear/08/31/
[64] La Memoria Radioattiva Nascosta nelle Grotte di Ghiaccio https://www.scintilena.com/le-grotte-glaciali-come-archivi-di-radioattivita-ambientale-pre-moderna/07/25/
[65] Ecology and sampling techniques of an understudied subterranean habitat: the Milieu Souterrain Superficiel (MSS) http://link.springer.com/10.1007/s00114-016-1413-9
[66] Notulae to the Italian alien vascular flora: 13 https://italianbotanist.pensoft.net/article/85863/download/pdf/
[67] Detection of Emerging and Re-Emerging Pathogens in Surface Waters Close to an Urban Area https://www.mdpi.com/1660-4601/12/5/5505/pdf
[68] New records of non-native Coleoptera in Italy https://bdj.pensoft.net/article/111487/download/pdf/
[69] Entomological Surveillance in Former Malaria-endemic Areas of Southern Italy https://www.mdpi.com/2076-0817/10/11/1521/pdf
[70] Babesiosis in the immunocompromised population: Results from a multicentric cohort study conducted in Italy https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11347065/
[71] Genera of phytopathogenic fungi: GOPHY 1 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5486355/
[72] Notulae to the Italian native vascular flora: 11 https://italianbotanist.pensoft.net/article/68048/download/pdf/
[73] Parasitological transitions: selected outcomes from the XXXII Congress of the Italian Society for Parasitology https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10801369/
[74] Detection of Salmonella Reservoirs in Birds of Prey Hosted in an Italian Wildlife Centre: Molecular and Antimicrobial Resistance Characterisation https://www.mdpi.com/2076-2607/12/6/1169/pdf?version=1717842896
[75] Notulae to the Italian alien vascular flora: 8 https://italianbotanist.pensoft.net/article/48621/download/pdf/
[76] Notulae to the Italian native vascular flora: 10 https://italianbotanist.pensoft.net/article/60743/download/pdf/
[77] Multi-omics approach to COVID-19: a domain-based literature review https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8649311/
[78] Notulae to the Italian native vascular flora: 6 https://italianbotanist.pensoft.net/article/48626/download/pdf/
[79] Molecular Epidemiology of mcr-Encoded Colistin Resistance in Enterobacteriaceae From Food-Producing Animals in Italy Revealed Through the EU Harmonized Antimicrobial Resistance Monitoring https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fmicb.2018.01217/full
[80] Raccolta Luglio 2023 https://www.scintilena.com/wp-content/uploads/2023/08/2023_07_Raccolta_Scintilena_Luglio.pdf