XXVIII Campagna Antartica del Programma Nazionale delle Ricerche in Antartide (PNRA)
Progetto: Cambiamenti climatici ed evoluzione
Partecipanti: Carlo Baroni (professore ordinario di Geomorfologia e di Geoarcheologia) e Maria Cristina Salvatore (professoressa associata di Geografia fisica e di Fotointerpretazione e principi di telerilevamento) - dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Pisa
Date: 4 dicembre 2012 – 14 gennaio 2013
I professori Carlo Baroni e Maria Cristina Salvatore, ospitati a Scott Base dall'Antarctic New Zealand, hanno svolto ricerche nella Terra Vittoria Meridionale, tra l'Isola di Ross e la Scott Coast, nell'ambito di un programma di collaborazione internazionale AntNZ-PNRA dal titolo: "Does climate change drive evolution? Genomic indicators of climate change" (Dr. Craig Millar, School of Biological Sciences, Auckland University).
Le attività, frutto anche di una collaborazione internazionale tra l'Università di Pisa, la Griffith University (Australia) e l'Environment Protection Training and Research Institute (India), s'inseriscono in una più ampia tematica di ricerca rivolta alla ricostruzione della storia del sistema glaciale antartico e alle conseguenti variazioni del livello del mare, una storia iniziata oltre 30 milioni di anni di anni fa. I due docenti fanno parte di un più ampio gruppo di ricerca nazionale e internazionale che si occupa della storia glaciale e paleoclimatica delle aree polari. Gli studi condotti nelle zone costiere affrontano temi chiave per la definizione dei cambiamenti climatici e ambientali pleistocenici e olocenici e forniscono rilevanti informazioni per la comprensione dell'impatto dei cambiamenti climatici sull'ambiente naturale e antropico (Climatic e Global Change). I nuovi dati contribuiranno anche alla costruzione di nuovi scenari per la comprensione dei meccanismi che guidano le variazioni climatico-ambientali in atto.
Durante questa spedizione, attraverso rilevamenti geomorfologici di terreno e survey da elicottero, sono state individuate nuove colonie relitte di pinguini di Adelia (Pygoscelis adeliae), oltre a siti abbandonati al margine di colonie attualmente occupate. Con un approccio tipicamente "archeologico" sono stati eseguiti scavi stratigrafici in numerosi suoli ornitogenici di età olocenica e pleistocenica (sono state individuate colonie relitte di oltre 40.000 anni fa, precedenti all'ultima grande glaciazione pleistocenica). Grazie all'esecuzione di date radiocarboniche dei campioni raccolti durante la spedizione, sarà possibile ricostruire la storia della colonizzazione delle aree costiere di questo settore antartico.
Il materiale sub-fossile dai suoli ornitogenici campionato durante diverse campagne antartiche, ha rappresentato anche la base di partenza per ricerche multidisciplinari sulla genetica dei pinguini di Adelia (DNA). Infatti, l'eccellente grado di conservazione dei resti di pinguino ha suscitato estremo interesse nell'ambito della biologia evolutiva, oltre a consentire di sviluppare programmi di ricerca rivolti alla ricostruzione completa del genoma di questa specie. Inoltre, attraverso l'analisi del DNA antico dei pinguini di Adelia estratto dai campioni raccolti, viene studiata in termini filogenetici la risposta di questi uccelli marini alle passate modificazioni ecologiche del loro habitat naturale. Proprio in quanto raccolti in un contesto ambientale conservatosi pressoché indisturbato e inalterato nel tempo, i resti dei pinguini di Adelia hanno permesso di individuare trend evolutivi ed eventi di vicarianza genetica come risultato di cambiamenti ambientali a scala regionale e globale, quali ad esempio il raffreddamento pleistocenico e il successivo riscaldamento olocenico dell'Antartide.
Considerata la loro elevata sensibilità ambientale, i pinguini di Adelia (Pygoscelis adeliae) rappresentano una delle specie antartiche più studiate al mondo e un modello ideale per studiarne i trend evolutivi intesi come risposte adattative a cambiamenti ambientali e climatici. Dopo l'ultimo periodo di massima espansione glaciale (25-18.000 anni fa) il continente antartico è stato interessato da un graduale aumento della temperatura. Impossibilitati a migrare verso luoghi più freddi, i pinguini di Adelia sono stati in grado di sopravvivere ai cambiamenti climatici in atto semplicemente adattandosi alle nuove condizioni di vita. In quanto tali, i pinguini di Adelia rappresentano una specie chiave ideale per studiare i meccanismi evolutivi che regolano la biologia adattativa delle specie.
L'Antartide, cuore bianco della Terra, è un eccezionale "teatro ecologico" dove si sta svolgendo un "dramma evolutivo" nel quale i pinguini di Adelia sono i principali interpreti. Poiché la scenografia cambia a ogni era glaciale o, come nel nostro caso, a ogni periodo di riscaldamento interglaciale, sta cambiando anche il copione. Ma sarà sempre così? Se iI pianeta continuerà a riscaldarsi, i pinguini di Adelia rischiano di non avere più un clima freddo dove rifugiarsi. Dovranno quindi adattarsi o morire. Lo studio delle variazioni alleliche del DNA aiuterà i ricercatori a interpretare il futuro comportamento dei pinguini in risposta alle variazioni climatiche.