Morphological and genetic variability of Vitellaria paradoxa C.F. Gaertn populations across a climate gradient in Benin (West Africa)

Nelle vaste e soleggiate pianure dell'Africa occidentale, una singola specie arborea occupa un posto di profonda importanza sia per la terra che per le persone che vi vivono. L'albero di karité, noto scientificamente come Vitellaria paradoxa, è un gigante longevo che può sopravvivere per più di due secoli, fornendo cibo, olio e reddito a milioni di persone. Per i conservazionisti ed gli ecologisti, comprendere come una specie così diffusa sopravviva in ambienti diversi è un enigma centrale. Essi sono particolarmente interessati a come l'aspetto fisico di un albero — la dimensione delle foglie, l'altezza, il peso del suo legno — si relazioni con la sua costituzione genetica. Questa relazione è cruciale perché rivela se un albero stia semplicemente reagendo al proprio ambiente immediato o se abbia ereditato tratti specifici che lo aiutano a prosperare in un particolare clima. Mentre il clima cambia e l'attività umana altera la terra, sapere se questi alberi possano adattarsi o se la loro diversità genetica stia diminuendo diventa una questione di urgente importanza per il futuro delle foreste della regione e delle comunità che dipendono da esse.

Un team di ricercatori del Benin e della Svizzera si è recentemente messo in viaggio per risolvere questo enigma per l'albero di karité in tutto il suo areale all'interno della Repubblica del Benin. Si sono spostati dal nord arido e secco al sud umido e forestale, coprendo l'intero spettro dei climi in cui cresce l'albero. Il loro obiettivo era esaminare in modo completo 188 esemplari individuali, misurando le loro caratteristiche fisiche e analizzando il loro DNA per vedere come i due siano collegati. Combinando misurazioni dettagliate sul campo con test genetici moderni, miravano a capire se gli alberi del nord siano fondamentalmente diversi da quelli del sud, o se facciano tutti parte di una grande, interconnessa famiglia che appare semplicemente diversa solo a causa del luogo in cui vive.

I ricercatori hanno iniziato selezionando alberi maturi da tre zone climatiche distinte: la zona secca Sudaniana a nord, la zona di transizione Sudano-Guineana nel mezzo, e la zona umida Guineana a sud. Per ogni albero, hanno registrato l'altezza e la larghezza del tronco, e hanno raccolto con cura le foglie per misurarne la lunghezza, la larghezza e la lunghezza del picciolo che le attacca al ramo. Hanno inoltre pesato le foglie essiccate e calcolato il peso totale delle parti aeree dell'albero, una misura nota come biomassa. Per comprendere l'aspetto genetico della storia, hanno prelevato campioni di foglie dagli stessi alberi e li hanno inviati a un laboratorio in Kenya. Lì, gli scienziati hanno utilizzato un metodo tecnologicamente avanzato chiamato DArTseq per scansionare il DNA degli alberi alla ricerca di migliaia di piccole variazioni, note come polimorfismi a singolo nucleotide, che agiscono come impronte digitali genetiche uniche. Ciò ha permesso loro di confrontare il codice genetico di ogni albero dello studio con un'incredibile precisiono.

I risultati hanno dipinto il ritratto di una specie fisicamente flessibile ma geneticamente sorprendentemente uniforme. I ricercatori hanno scoperto che gli alberi cambiano il loro aspetto muovendosi attraverso il gradiente climatico. Gli alberi nella zona umida del sud tendevano ad avere foglie più lunghe e piccioli più lunghi rispetto a quelli del nord secco. Anche il peso delle foglie variava, essendo leggermente più pesante nella zona centrale prima di diminuire a sud. Tuttavia, la quantità di legno prodotta da un albero raccontava una storia diversa. Gli alberi nella zona secca del nord erano i più massicci, con un peso medio sopra il suolo di 709,27 chilogrammi per albero, mentre quelli nelle zone centrale e meridionale erano significativamente più leggeri, pesando rispettivamente 355,42 chili e 253,99 chili. Ciò suggerisce che le condizioni secche del nord possano in realtà incoraggiare gli alberi a crescere più grandi, forse come modo per immagazzinare acqua o competere per la luce in una savana aperta.

Quando i ricercatori hanno esaminato il DNA, hanno scoperto che, nonostante queste differenze fisiche, il panorama genetico del karité è sorprendentemente piatto. Hanno identificato tre distinti gruppi genetici attraverso il paese, ma le differenze tra questi gruppi erano estremamente piccole. Infatti, oltre il 98 percento della variazione genetica esisteva all'interno delle popolazioni locali stesse, piuttosto che tra le diverse regioni. Questo significa che un albero nel nord è geneticamente molto simile a un albero nel sud. Lo studio ha anche riscontrato un eccesso di mescolanza genetica, con più variazione all'interno degli alberi di quanto ci si aspetterebbe se si stessero riproducendo solo con i propri vicini più stretti. Ciò indica che il polline e i semi viaggiano per lunghe distanze, trasportati da insetti, animali e umani, mantenendo il pool genetico ben miscelato in tutto il paese.

Il ritrovamento più sorprendente è stato il disallineamento tra l'aspetto degli alberi e ciò che i loro geni dicevano. Sebbene gli alberi in diverse zone avessero tratti fisici distinti, questi tratti non si allineavano perfettamente con i tre gruppi genetici individuati dai ricercatori. Un albero con la costituzione genetica del gruppo "settentrionale" poteva essere trovato al sud, e viceversa. Ciò suggerisce che le differenze fisiche osservate siano ampiamente dovute alla plasticità fenotipica — la capacità di un singolo progetto genetico di produrre diverse forme fisiche a seconda dell'ambiente. Gli alberi non si stanno necessariamente evolvendo in specie diverse per ogni clima; piuttosto, stanno adattando la loro crescita e forma alle condizioni locali di calore, pioggia e suolo.

Queste scoperte hanno implicazioni significative per come l'albero di karité debba essere protetto. Poiché la diversità genetica è distribuita in tutto il paesaggio piuttosto che concentrata in specifici nuclei, gli sforzi di conservazione non possono concentrarsi solo su pochi isolati boschetti. Inveve, i ricercatori suggeriscono che proteggere la specie richieda il mantenimento della connettività del paesaggio affinché il polline e i semi possano continuare a viaggiare liberamente. Lo studio evidenzia che la capacità degli alberi di cambiare la propria forma fisica è una strategia di sopravvivenza chiave, ma avverte anche che questa flessibilità ha dei limiti. Mentre il cambiamento climatico accelera e l'uso del suolo muta, preservare la rigenerazione naturale di questi alberi nelle loro attuali posizioni è essenziale. Lo studio conclude che il modo migliore per salvaguardare il futuro dell'albero di karité è proteggere le popolazioni diversificate in tutte le zone climatiche, garantendo che la specie mantenga la sua capacità di adattarsi a un mondo che cambia.