SCIENZA E RICERCA

Anche una lucertola californiana gioca a sasso-carta-forbice

Sasso, carta, forbice. Pugno chiuso, mano aperta, due dita a “V”. Il gioco si pensa sia nato nell’antica Cina e nel corso del tempo si è diffuso in moltissime culture, assumendo diverse varianti e diversi nomi. Non siamo però noi l’unica specie a giocarci: anche una lucertola della California gioca a morra cinese, ma a differenza di quelle umane una loro partita non dura pochi minuti: non finisce mai, si ripete a ogni generazione e guida l’intera evoluzione della specie.

Un nuovo studio su Science, condotto da ricercatori dell’università della California, Berkeley, ora ha anche trovato che le strategie di questo gioco evolutivo non sono solo stabilite dal corredo genetico della lucertola (Uta stansburiana), ma sono determinate anche dall’ambiente.

Le regole del gioco

Un po’ come noi umani possiamo avere capelli rossi, biondi o castani, i maschi di questa specie, che vive sulla costa pacifica degli Stati Uniti ed è nota anche come lucertola a macchie laterali (Side-blotched lizard), durante la stagione riproduttiva possono avere per l’appunto macchie di colore diverso sulla gola: alcuni individui ce le hanno di colore arancione, altri blu, altri ancora di colore giallo. A ciascuna colorazione è associata una diversa strategia riproduttiva e comportamentale.

Il fatto che i maschi sviluppino tratti ornamentali per vincere la cosiddetta scelta femminile è una dinamica frequente in molte specie animali: è un tratto maschile ad esempio la famosa coda del pavone, così come le bizzarre danze che alcuni uccelli esibiscono per conquistare la femmina.

Tornando alla lucertola californiana, i maschi arancioni sono più territoriali e si accoppiano con molte femmine, quelli blu si accoppiano solo con una o due femmine e cooperano per difendersi dagli arancioni, mentre quelli gialli sono più opportunisti: si insinuano nel territorio degli altri.

I blu che controllano un territorio più piccolo riescono a controllarlo e a cacciare gli invasori, mentre gli arancioni che controllano un territorio più vasto non ci riescono. Il risultato di questa dinamica è che arancione batte blu, blu batte giallo e giallo batte arancione, proprio come sasso batte forbice, forbice batte carta e carta batte sasso. Nel caso delle lucertole la vittoria comporta il successo riproduttivo e la possibilità di trasmettere i propri geni alla generazione successiva.

Quando gli individui arancioni prevalgono sui blu, aumentano il loro numero nella popolazione, ma così facendo forniscono ai gialli più opportunità, che inizieranno sfruttare. I gialli avranno allora successo, fino a quando si troveranno a invadere solo il territorio dei blu, che inizieranno a respingerli. In questo modo il successo sarà dei blu, che però confrontandosi con gli arancioni perderanno territorio. Torneranno allora a prevalere gli arancioni e il ciclo ricomincerà.

Per quanto possa sembrare strano, e faticoso, questo polimorfismo cromatico si è rivelato essere una strategia evolutivamente stabile per la sopravvivenza della specie.

Geni, proteine e ambiente

La teoria dei giochi evolutivi è un campo di studi fiorente e quello giocato dalla lucertola californiana è noto sin dagli anni ‘90. Finora si era sempre pensato che alle tre colorazioni corrispondessero tre corredi genetici diversi. Gli autori dello studio appena pubblicato su Science hanno impiegato metodi di sequenziamento che non erano disponibili pochi decenni fa e hanno scoperto che le cose sono più complicate di come si pensava: hanno scoperto che le lucertole arancioni sono leggermente diverse da quelle blu e gialle, mentre queste ultime due sono geneticamente identiche tra loro.

Il fatto che blu e gialle sviluppino colorazioni diverse, nonostante gli stessi tratti genetici alla base, dipende dal fatto che rispondono in maniera diversa al contesto ambientale: il meccanismo è noto come plasticità fenotipica e negli ultimi anni la biologia ha scoperto che gioca un ruolo evolutivo più importante di quanto si pensava un tempo, soprattutto per quanto riguarda la produzione di variabilità. Lo studio appena pubblicato è una conferma del fatto che l'evoluzione non è guidata solo dalle mutazioni dei geni, ma anche da come l’organismo risponde a cambiamenti nel contesto ambientale.

Ma perché c’è una corrispondenza tra colorazione e strategia comportamentale? La ragione, hanno scoperto gli autori dello studio, risiede in una proteina (SPR) che ha un ruolo sia nella formazione dei pigmenti sia come neurotrasmettitore nel cervello. Diverse modulazioni di espressione di questa proteina determinano diverse colorazioni e diversi comportamenti. Tali differenti livelli di espressione però sono determinati non solo da differenze genetiche, ma anche dal modo in cui lo stesso corredo genetico dell’organismo risponde in modo diverso all’ambiente in cui si trova.

Mettendo insieme tutti i pezzi del puzzle, gli autori dello studio ipotizzano anche una storia evolutiva delle tre varietà di lucertola californiana. Un tempo forse esistevano solo due colori, il giallo e il blu. Gli individui che riuscivano a conquistarsi un piccolo territorio (ecco il cambiamento ambientale), iniziavano a esibire il loro segnale di successo e la colorazione della loro la macchia sulla gola passava dal giallo al blu.

Poi però potrebbe essere emersa nella popolazione di lucertole una mutazione genetica che ha fatto emergere un nuovo tipo di maschi, quelli arancioni, più aggressivi, più territoriali, in grado di battere i blu, ma non in grado di controllare le rapide invasioni dei galli, più miti, non particolarmente interessati a mantenersi un loro territorio, cionondimeno determinati a riprodursi. 

Le liti coniugali e tra vicini non mancano, ma in questo gioco a tre la sopravvivenza di una varietà dipende dalla presenza dell’altra e sebbene ciascuna interpreti in modo diverso il proprio essere lucertola, insieme hanno trovato il loro modo, originale, di stare al mondo.

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