I maschi di rane freccia portano i loro girini in stagni lontani

E le rane freccia più velenose coesistono con quelle meno tossiche

[6 Settembre 2019]

I genitori possono influenzare la dispersione della prole attraverso la selezione del sito di riproduzione, la competizione o spostandola direttamente durante le cure genitoriali. Molti animali spostano il loro cuccioli, ma il potenziale ruolo nella dispersione delle specie di questo comportamento è stato raramente studiato. E’ quello che ha fatto lo studio “How far do tadpoles travel in the rainforest? Parent-assisted dispersal in poison frogs” pubblicato su Evolutionary Ecology da Andrius Pašukonis (Stanford UniversityStanford  e  Universität Wien), Matthias-Claudio Loretto (Universität Wien) e Bibiana Rojas (Jyväskylän yliopisto) con le rane velenose neotropicali (Dendrobatidae) che sono note per spostare i loro girini dal suolo della foresta all’acqua.

Infatti, dopo la schiusa tra le foglie che ricoprono il suolo della foresta pluviale amazzonica. I girini di rana freccia salgono sul dorso dei loro padri che aspettano pazientemente e che li trasportano sull’acqua. Lo studio ha scoperto che i maschi adulti carichi di girini spesso non vanno negli stagni più vicini ma in quelli più lontani, spendendo così energia preziosa e rischiando molto. Alcuni esemplari studiati hanno compiuto spostamenti anche di 400 metri e Pašukonis fa notare che per anfibi così piccoli e territoriali si tratta di un bel viaggio.

Pašukonis, Loretto e Rojas hanno applicato piccoli radiotrasmettitori simili a pannolini sul posteriore di 7 rane velenose a tre strisce (Ameerega trivittata) in Perù e di 11 Okopipi (Dendrobates tinctorius) nella Guyana francese e poi hanno seguito i segnali radio per tracciare i percorsi delle rane in 23 spostamenti separati, rilevando ogni volta se i padri con i girini oltrepassavano uno stagno o se ci depositavano i loro piccoli.

Le rane velenose a tre strisce si sono spostate più lontano, camminando in media per circa 215 metri, mentre lo stagno più vicino disponibile era in media a soli 52 metri dal loro territorio di origine. Le rane di dardo Okopipi si sono spostate in media su un tragitto lungo 39 metri, ma anche loro hanno ignorato stagni che erano solo in media a 19 metri dal luogo di nascita dei girini. Due rane freccia hanno addirittura lasciato la foresta per depositare i girini in dei pascoli allagati.

Pašukonis  sottolinea che «Nonostante i costi energetici e il rischio più elevato di incontrare i predatori, far cadere i giovani girini in stagni lontani può offrire vantaggi evolutivi come un ridotto rischio di consanguineità e una minore concorrenza per le risorse».  Ma la neurobiologa Sabrina Burmeister dell’Università North Carolina –  Chapel Hill, che non è stata coinvolta nella ricerca ma che studia le abilità cognitive delle rane freccia, ha detto a Jennifer Leman di Scientific American che è difficile determinare cosa ha portato i maschi di rana freccia ad assumere questo comportamento, ma anche che «I risultati potrebbero aiutare a proteggere gli anfibi minacciati dalla perdita di habitat. Conoscere i loro areali, i tipi di habitat che utilizzano e perché, sarebbe molto importante per qualsiasi tipo di lavoro per la loro conservazione».

E queste minuscole e velenose rane hanno riservato anche un’altra sorpresa:  la Rojas ha guidato un altro team internazionale di biologi evoluzionisti che ha appena pubblicato su PNAS  lo studio “Weak warning signals can persist in the absence of gene flow” che ha rivelato come coesistono due tipi di rane velenose quando dovrebbe essercene solo una. I ricercatori di Jyväskylän yliopisto, Università della California – Irvine Mississippi University, Centre national de la recherche scientifique (Cnrs) e  John Carroll University sottolineano che «Si tratta di uno studio innovativo che rivela le condizioni in cui la diversità fiorisce contro ogni probabilità e offre nuove prospettive sulla difesa chimica»

Molte creature esibiscono colori di avvertimento che segnalano loro tossicità, come le bande gialle delle vespe. Anche le rane freccia Okopipi della Guyana francese hanno  strisce gialle per tenere lontani i predatori, ma alcuni individui hanno strisce bianche. Gli scienziati spiegano che «Questa è un’anomalia dell’evoluzione perché i predatori imparano a evitare i colori di avvertimento attraverso una brutta esperienza e i colori di avvertimento rari sono più difficili da imparare.

Il team guidato dalla Rojas e da JP Lawrence dell’Università della California – Irvine dice che questi rari segnali di pericolo potrebbero essere spiegati con l’evoluzione: «Primo, , i segnali rari o deboli possono persistere sotto la protezione di segnali più forti». I ricercatori hanno dimostrato che i predatori che imparano a evitare le rane gialle più velenose estendono questo evitamento alle rane bianche e aggiungono che «Sebbene le difese più forti delle rane gialle dovrebbero consentire loro di prevalere nel tempo sulle bianche, l’analisi genomica ha rivelato che la popolazione di rane bianche è geneticamente separata dalle gialle. Pertanto, la diversità può esistere all’interno di una singola popolazione (grazie all’apprendimento generalizzato) e tra popolazioni diverse (grazie all’isolamento genetico)».

I test iniziali avevano dato risultati abbastanza modesti ma strani, che hanno ispirato i ricercatori a sviluppare nuovi metodi. La Rojas spiega: «Abbiamo dovuto affrontare la difficoltà di non avere un metodo consolidato per quantificare la reazione dei predatori alle difese chimiche. Tuttavia, tale difficoltà si è trasformata in uno dei maggiori vantaggi del nostro studio, poiché alla fine siamo riusciti a sviluppare un metodo. Il nuovo metodo migliora la rilevanza ecologica e la precisione della misurazione delle interazioni predatore-preda».

Studi precedenti avevano ipotizzato che la tossicità fosse il fattore unico dominante e la misuravano iniettando ai topi le sostanze chimiche difensive delle frane freccia. Ma la sopravvivenza e l’evoluzione delle prede dipende dal fatto che vengano mangiate o sputate, non dalla chimica del sangue dei loro predatori. Per questo i ricercatori hanno utilizzato estratti di pelle delle rane freccia mescolati con avena per ottenere una mistura più gradevole dimostrando così che la tossicità e il disgusto possono essere valutati meglio separatamente.

La Rojas conclude: «La più grande sorpresa è venuta dal fatto che le rane con una maggiore quantità di tossine nella loro pelle non sono necessariamente quelle che gli uccelli trovano più sgradevoli. Questa scoperta mette in discussione i presupposti precedenti che più sono tossiche più sono sgradevoli».