La filogeografia, lo studio genetico delle popolazioni all’interno di una stessa specie, è una branca della biologia abbastanza recente, fiorita all’inizio del nuovo millennio perché si serve del sequenziamento del DNA di un gran numero di individui per mappare le somiglianze tra popolazioni a livello continentale, permettendo così non solo di identificare quali siano i gruppi genetici di una determinata specie e dove vivano ma anche di ricostruire i cambiamenti di distribuzione che una specie ha dovuto compiere per adattarsi ai numerosi cambiamenti ambientali avvenuti negli ultimi milioni di anni, soprattutto in seguito alle oscillazioni climatiche.

Circa 115 mila anni fa, il mondo era ricoperto di ghiaccio, come era accaduto periodicamente negli ultimi 2,6 milioni di anni. I mari si ritirarono e la vegetazione scomparve in gran parte dell'Europa, così i suoi abitanti dovettero fuggire in zone più calde per sopravvivere. Gli animali che conosciamo oggi sono i discendenti di coloro che ci riuscirono e la storia dei loro antenati rimase nascosta nei loro geni.

Lo studio “The genetic legacy of the Quaternary ice ages for West Palearctic butterflies”, pubblicato su Science Advances da un team di ricercatori dell’università di Firenze, dell’Institut de Biologia Evolutiva (IBE CSIC-Universitat Pompeu Fabra) e Institut Botànic di Barcellona e delle università di finlandese di Oulu e canadese di  Guelph, ha individuato oggettivamente refugia glaciali, vie di colonizzazione e barriere di dispersione.  All’IBE ricordano che «Studi precedenti avevano individuato l'Europa meridionale come rifugio climatico durante l'era glaciale. Questa ricerca illumina la storia di questo viaggio durante il Quaternario con la più ampia analisi genetica condotta su un gruppo animale fino ad oggi. Per 17 anni, il team ha raccolto campioni da diverse popolazioni di 494 specie di farfalle provenienti dall'Europa centrale e settentrionale e ha analizzato 31.000 sequenze di DNA mitocondriale. L'analisi è stata condotta utilizzando tecniche di barcoding, che consentono l'identificazione di specie con una porzione minima di DNA».

Analisi genetiche e filogeografiche hanno rivelato che durante l'era glaciale le farfalle si rifugiarono principalmente nel Mediterraneo, indicando le penisole, alcune isole e il Maghreb come loro rifugi climatici. Secondo l'analisi genetica delle farfalle attuali, il Mediterraneo era una barriera al movimento di questi insetti quando finì l'era glaciale. Tuttavia, la ricerca ha identificato il Maghreb, nell'Africa settentrionale, come il rifugio climatico più a sud. Roger Vila, ricercatore principale del gruppo Butterfly Diversity and Evolution dell'IBE che ha guidato lo studio,  sottolinea che «Non ci aspettavamo di trovare un rifugio climatico nel Maghreb perché si trova dall'altra parte del Mediterraneo. Forse le farfalle hanno viaggiato lì attraverso lo Stretto di Gibilterra e dalla Sicilia alla Tunisia, ma sono rimaste "intrappolate" dal mare, che ha aumentato il suo livello con lo scioglimento, e perché le zone costiere sono diventate troppo calde per molte specie. Questo spiega perché ora c'è una grande endemicità nel Maghreb, un'area che richiede urgenti misure di conservazione».

Durante il disgelo, le farfalle si diffusero di nuovo in tutta Europa, ma il territorio era cambiato. Secondo studi precedenti, le Alpi fungevano da barriera alla ricolonizzazione di altri gruppi di animali, che erano rimasti intrappolati nella penisola italiana. Tuttavia, il team ha scoperto che «Le farfalle erano in grado di attraversare le Alpi per ricolonizzare l'Europa settentrionale. Infatti, l'Italia si distingue come la regione più importante di dispersione postglaciale.

Mattia Menchetti, ricercatore post-dottorato presso l’IBE e coautore dello studio, evidenzia che «Le montagne presentano un doppio gioco: nell’era glaciale erano una barriera perché erano ghiacciate, ma nei periodi interglaciali forniscono un rifugio con sufficiente umidità e senza temperature estive estreme. Oggi, la massima diversità di farfalle si trova in questi ecosistemi»

L’autore principale dello studio, Leonardo Dapporto, a capo del Numerical and Experimental Zoology Lboratory (ZEN Lab) del Dipartimento di biologia dell’università di Firenze, trae da questo e da un precedente lavoro alcune conclusioni sorprendenti: «Le nazioni sono gruppi di persone che condividono un'identità comune, spesso basata su fattori culturali, storici, linguistici o etnici che per questo generalmente rivendicano autonomia, indipendenza o integrazione in uno Stato esistente. In questo modo attraverso i millenni si sono formati i confini tra gli stati che conosciamo sin dai nostri primi anni dalle lezioni di geografia. Ma se le nazioni sono il risultato di persone, popolazioni e culture che si propagano attraverso vie di comunicazione o che si incontrano senza troppo mescolarsi lungo barriere geografiche come bracci di mare e montagne, perché non possiamo pensare che questi stessi fenomeni possano determinare differenze nelle popolazioni di altri esseri viventi?»

Le Risposte sono nelle mappe genetiche di tutte le farfalle europee che i ricercatori hanno confrontato tra loro per creare una sola mappa riassuntiva che disegna le nazioni genetiche delle farfalle europee e Dapporto sottolinea che «Meraviglia osservare quanto questa sia simile alla mappa politica della nostra specie, si nota una Spagna che comprende tutti i Pirenei, una Francia che comprende parte della Gran Bretagna, la Corsica, la Sardegna e la Sicilia, un’Italia che comprende tutte le Alpi e parte della Germania,  una nazione centro-orientale che comprende Grecia, Albania, Macedonia e Bulgaria e due altre grandi nazioni che comprendono la prima tutti gli stati Europei a est di Trieste, a sud della Lituania e a Nord dell’Albania e la seconda che comprende la Scandinavia, le repubbliche baltiche, parte della Russia e della Gran Bretagna. Il Nord Africa rappresenta un’altra grande nazione, mentre la regione Turca e Medio-Orientale appaiono simili alla regione greca ma probabilmente a causa di un sotto-campionemento. Questi confini si sono formati negli ultimi 2-3 milioni di anni per una serie di contrazioni e un forte isolamento delle popolazioni nelle regioni più calde durante i lunghi periodi glaciali, seguite da periodi di espansione verso nord nei periodi caldi come quello che stiamo vivendo da circa 11,000 anni, periodi che hanno portato moltissime specie a rifugiarsi in aree fresche montane e molte altre a migrare verso il nord Europe incontrandosi con linee genetiche di altre nazioni».

Lo studio rivela anche che nelle loro nazioni meridionali le farfalle mostrano una più alta diversità genetica, accumulata in milioni di anni di evoluzione e Dapporto è convinto che «Questa diversità genetica delle regioni meridionali (Italia, Iberia, Balcani) potrebbe essere una delle chiavi di volta per salvare le farfalle dai cambiamenti climatici che la nostra specie sta producendo. Difatti, all’interno di una popolazione con una maggior variabilità genetica, potrebbero già esistere degli individui particolarmente resistenti alle nuove condizioni di aridità, e se lasciamo a queste varianti la possibilità di disperdersi e di colonizzare l’intero continente, forse potremo godere ancora dello spettacolo delle farfalle e dei servizi agli ecosistemi che esse sostengono».

Quindi, la storia delle farfalle fornisce le chiavi per la loro conservazione: «Di fronte all'aumento delle temperature dovuto al cambiamento climatico, le farfalle hanno bisogno di spazi naturali per riposare, nutrirsi e riprodursi durante il loro spostamento verso l'Europa settentrionale – fa notare lo studio - Pertanto, il mantenimento e la protezione di grandi corridoi naturali che collegano il Mediterraneo e le montagne dell'Europa meridionale con l'Europa centrale e settentrionale sono fondamentali per la loro conservazione».

Menchetti aggiunge: «La frammentazione dell’habitat che l’uomo ha prodotto con l’edilizia e l’agricoltura intensiva è un problema serio anche per le specie che volano, come le farfalle. La creazione di grandi corridoi naturali, greenways per gli animali, che colleghino il Mediterraneo con la Scandinavia aiuterebbe a evitare la perdita di diversità genetica dovuta ai cambiamenti climatici».

Inoltre, la tecnologia sviluppata in questo studio potrebbe facilitare la mappatura genetica di animali e piante in tutto il mondo, contribuendo a preservare la biodiversità globale. Vila conclude: «Finora, gli studi raccoglievano informazioni genetiche su una specie di farfalla e le collegavano alla sua posizione geografica. Il nuovo modello utilizza la filogeografia comparativa per integrare tutte le informazioni di un gruppo di animali diversi in una regione e costruire la mappa dei suoi movimenti storici, endemicità e punti di elevata varietà genetica in modo oggettivo e preciso».