USA/Regno Unito

Peter e Rosemary Grant

Premio Balzan 2005 per la biologia delle popolazioni

Peter e Rosemary Grant si sono distinti per i loro importanti studi grazie ai quali hanno dimostrato l’evoluzione in atto dei fringuelli delle Galápagos. Hanno mostrato come rapidi mutamenti nella dimensione del corpo e del becco in risposta alla mutata disponibilità di cibo siano guidati dalla selezione naturale. Essi hanno inoltre chiarito i meccanismi tramite i quali nascono nuove specie e come la diversità genetica viene mantenuta nelle popolazioni naturali. L’opera dei coniugi Grant ha avuto un’influenza fondamentale sui campi della biologia delle popolazioni, dell’evoluzione e dell’ecologia.

Le 14 specie di fringuelli che vivono nelle isole Galápagos sono state tra i motivi ispiratori fondamentali che hanno condotto Charles Darwin a chiarire il meccanismo, oggi universalmente accettato, del mutamento evoluzionistico: la selezione naturale. Durante il suo viaggio a bordo della nave inglese HMS Beagle, Darwin visitò l’arcipelago delle Galápagos e dedusse che le specie di fringuelli che aveva osservato avevano affinità con le specie provenienti dal continente sudamericano. Ipotizzò che le diverse specie con becchi diversi erano nate dall’adattamento alle condizioni ecologiche locali sulle varie isole come risultato della selezione naturale. Le prove raccolte su altre specie suggerirono che la separazione geografica di ogni popolazione insulare fosse un requisito importantissimo per la loro divergenza. Questo processo di mutamento evolutivo nella formazione di nuove specie divenne la tesi centrale del libro di Darwin del 1859 On the Origin of Species (L’origine delle specie).
I coniugi Grant hanno portato l’opera di Darwin nel XXI secolo grazie a uno straordinario studio a lungo termine che ha combinato gli strumenti di indagine e le basi teoriche dell’ecologia, del comportamento, della genetica e dell’evoluzione. Le loro scoperte hanno essenzialmente confermato e ampliato l’ipotesi di Darwin, ma l’hanno anche tradotta in un linguaggio contemporaneo, analizzando i meccanismi che ne sono i fondamenti.

Prima di tutto, i Grant hanno mostrato quanto rapida possa essere l’azione della selezione naturale. Essi hanno scoperto che se la disponibilità di cibo per gli uccelli muta di anno in anno, come conseguenza delle variazioni climatiche legate a El Niño, si ha una forte selezione naturale che porta a cambiamenti nella dimensione e nella forma del becco e del corpo. Nelle annate in cui il seme è più duro, gli uccelli con un becco più grande e forte hanno un vantaggio selettivo, mentre nelle altre annate è vero il contrario. Due aspetti notevoli delle loro scoperte sono: a) la quantità consistente di variazioni genetiche per questi tratti ecologicamente importanti (forma del becco e del corpo) nelle popolazioni naturali, e b) la grande rapidità con cui le caratteristiche di queste popolazioni possono mutare. Entrambe queste scoperte sono giunte veramente inattese per i biologi evoluzionisti di quell’epoca.
Secondariamente, i coniugi Grant hanno rivelato il meccanismo tramite il quale le diverse popolazioni di fringuelli delle Galápagos possono col tempo risultare isolate dal punto di vista riproduttivo e, quindi, evolversi in nuove specie.I due ricercatori hanno scoperto che, nella scelta di un compagno, le femmine di fringuello delle Galápagos attuano una discriminazione tra i maschi in base al loro canto. Sia il canto in sé, che la preferenza per un canto particolare, vengono tramandati dai genitori ai piccoli attraverso l’apprendimento. I canti vengono trasmessi come patrimonio culturale dal padre al figlio. Questo processo assicura che la femmina si accoppi solo con maschi con un background simile al suo, stabilendo così un isolamento riproduttivo tra gruppi: una precondizione essenziale per la formazione di una specie. L’isolamento riproduttivo tra le specie di fringuelli delle Galápagos non è tuttavia completo. Ci sono occasionalmente degli ibridi e questi sono a volte, ma non sempre, svantaggiati a livello di selezione. Quando essi si sviluppano con successo, aiutano a trasmettere i geni tra le specie, mantenendo così, se non addirittura aumentando, la diversità genetica tra le popolazioni.

Come terzo punto, i coniugi Grant hanno utilizzato la variazione del DNA mitocondriale e le regioni microsatellitari del DNA nucleare per dimostrare che le 14 specie di fringuelli si sono evolute esattamente dallo stesso antenato comune che è giunto alle Galápagos 2-3 milioni di anni fa. Sono stati anche in grado di identificare un gene Bmp4 che influenza lo sviluppo della forma del becco e che, quindi, potrebbe aver giocato un ruolo importante nelle divergenze evolutive dei fringuelli delle Galápagos .
Il lavoro dei Grant sui fringuelli delle Galápagos è universalmente riconosciuto tra i più significativi studi sperimentali sull’evoluzione degli ultimi decenni. Viene citato in tutti i maggiori libri di testo sull’evoluzione ed è stato il soggetto di un popolare libro divulgativo, The Beak of the Finch: A Story of Evolution in Our Time di Jonathan Weiner (1994, Alfred Knopf, New York; Il becco del fringuello. Giorno per giorno l’evoluzione delle specie, 1994, Arnoldo Mondadori Editore, Milano).
I coniugi Grant sono due eminenti scienziati nel loro campo e meritano a pieno titolo di ricevere il Premio Balzan per la biologia delle popolazioni.