Ranuncoli Acquatici: Svelati i Segreti Evolutivi nel Cuore della Loro Diversità Europea

Ciao a tutti gli appassionati di natura e misteri botanici! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo sommerso, o quasi, di alcune piantine acquatiche tanto comuni quanto enigmatiche: i ranuncoli del sottogenere Batrachium. Avete presente quei graziosi fiorellini bianchi che spesso punteggiano stagni, fossi e fiumi? Ecco, proprio loro. Ma non lasciatevi ingannare dall’apparenza delicata, perché nascondono una storia evolutiva incredibilmente complessa!

Un Mondo Sommerso di Complessità

Generalmente, si pensa che le piante acquatiche abbiano vita facile nel diffondersi: l’acqua è un ottimo veicolo e gli ambienti acquatici, su larga scala, si assomigliano più di quelli terrestri. Questo dovrebbe portare a specie con areali vastissimi e poca tendenza a formare endemismi locali. Sembra logico, no? Eppure, quando si scende nel dettaglio, specialmente in gruppi tassonomicamente “difficili”, le cose si complicano. E i nostri Batrachium sono maestri in questo!

Queste piante sono note per la loro incredibile plasticità fenotipica: la stessa specie può apparire molto diversa a seconda dell’ambiente in cui cresce. Aggiungete a questo la tendenza a formare ibridi tra specie diverse, la frequente comparsa di organismi poliploidi (con più set di cromosomi del normale) e la capacità di diffondersi per via vegetativa (clonazione), e capirete perché distinguerli è un vero rompicapo anche per i botanici più esperti.

La Missione: Indagare nel Centro della Diversità

Ci siamo concentrati su un’area geografica chiave: l’Europa sud-occidentale (Penisola Iberica e Francia meridionale). Quest’area non è solo un “hotspot” di biodiversità generale, ma è considerata il centro di diversità proprio per i Batrachium. Inoltre, essendo stata un rifugio glaciale, poteva nascondere storie evolutive uniche. In particolare, gli ambienti acquatici temporanei, tipici del Mediterraneo, potrebbero aver favorito l’isolamento e l’evoluzione di popolazioni locali, magari spingendo anche verso la poliploidia come risposta allo stress idrico.

La domanda era: quanta diversità reale si nasconde in quest’area, al di là di quello che le classificazioni attuali ci dicono? E come sono imparentate tra loro queste forme? Per rispondere, abbiamo messo in campo un arsenale di tecniche moderne:

• Citometria a flusso: per misurare la quantità di DNA per nucleo (genome size), un ottimo indicatore del livello di ploidia.
• Conteggio cromosomico: il metodo classico per confermare la ploidia.
• Sequenziamento del DNA: abbiamo analizzato sia regioni del DNA nucleare (ITS) che del DNA plastidiale (ereditato per via materna), per ricostruire le relazioni evolutive e individuare eventuali eventi di ibridazione passati.

Abbiamo raccolto ben 587 campioni da 117 località diverse, cercando di coprire la più ampia gamma possibile di habitat e forme morfologiche. Un lavoro immenso, ma necessario per affrontare una tale complessità!

Risultati Sorprendenti: Un Universo Nascosto

Quello che abbiamo trovato è stato, in una parola, sbalorditivo. Abbiamo identificato ben 36 citotipi diversi, distribuiti su sette livelli di ploidia! Pensate, abbiamo scoperto ploidie mai viste prima in tutto il sottogenere, come 7x, 10x e persino 12x (dodecaploidi!).

Ma non è tutto. Tra questi citotipi si nascondevano:

• Sette specie criptiche: entità geneticamente distinte ma morfologicamente molto simili a specie già note (come diverse varianti di R. peltatus e R. trichophyllus).
• Due biotipi non classificabili trovati in singole località.
• Nove ibridi diversi, alcuni probabilmente di prima generazione (F1), altri forse risultato di reincroci o generazioni successive.

È emerso chiaramente che la poliploidia è una forza trainante nell’evoluzione di questo gruppo: ben due terzi dei taxa identificati sono poliploidi, e molti di questi sembrano avere un’origine allopoliploide, cioè derivano dall’ibridazione tra specie diverse seguita dalla duplicazione del genoma.

Il Caso Affascinante di R. peltatus e R. fluitans

Una delle scoperte più intriganti riguarda la strettissima relazione genetica tra un citotipo locale molto comune, simile a R. peltatus (che abbiamo chiamato provvisoriamente R. peltatus B), e una specie morfologicamente ben distinta, diffusa ed ecologicamente specializzata: R. fluitans, il ranuncolo fluttuante tipico dei fiumi. Nonostante le differenze evidenti (uno con foglie galleggianti, l’altro con solo foglie capillari sommerse), geneticamente sono quasi indistinguibili!

La nostra ipotesi è che R. fluitans possa essersi evoluto rapidamente da popolazioni ancestrali simili a R. peltatus B, adattandosi alla vita nei fiumi che si sono ricolonizzati nel primo periodo post-glaciale. Le forme intermedie che abbiamo trovato, spesso classificate come R. penicillatus, potrebbero rappresentare proprio questi “anelli mancanti” evolutivi, o magari ibridi attuali tra i due ecotipi. È affascinante pensare a come l’adattamento a un nuovo ambiente possa plasmare così drasticamente la forma di una pianta, pur lasciando tracce genetiche della sua origine.

Un Intrico di Relazioni: DNA Nucleare vs Plastidiale

Confrontare i dati del DNA nucleare (ITS, ereditato da entrambi i genitori) con quelli del DNA plastidiale (ereditato solo dalla madre) è stato come cercare di districare un’intricatissima matassa. Abbiamo trovato numerose incongruenze: taxa con lo stesso DNA nucleare ma DNA plastidiale diverso, o viceversa, e molti casi di sequenze ITS “additive”, che mostrano chiaramente la combinazione dei segnali genetici di due specie parentali diverse.

Questo fenomeno, noto come evoluzione reticolata, è la prova lampante di quanto l’ibridazione sia stata (e sia tuttora) frequente e importante nel plasmare la diversità di questi ranuncoli. Abbiamo potuto ipotizzare le parentele di molti poliploidi: ad esempio, R. aquatilis B sembra derivare da un incrocio tra R. trichophyllus B e la nuova specie criptica R. trichophyllus C. Altri, come R. omiophyllus, sembrano essere allotetraploidi derivati da R. hederaceus e R. ololeucos.

È interessante notare che anche specie presenti sia nell’area studiata che in Europa Centrale (studiate da noi in precedenza con metodi simili) mostrano differenze genetiche notevoli. Ad esempio, R. baudotii sembra derivare dagli stessi parentali (R. peltatus B × R. trichophyllus B) in entrambe le aree, ma il suo DNA nucleare si è “omogeneizzato” in modo diverso: verso R. peltatus B nel sud-ovest, verso R. trichophyllus B in Europa Centrale. Questo suggerisce origini multiple e indipendenti per la stessa “specie” poliploidie. Lo stesso vale per R. aquatilis.

Cosa Abbiamo Imparato (e Cosa Resta da Fare)

Questo studio ci ha aperto gli occhi sulla straordinaria, e in gran parte nascosta, diversità dei ranuncoli acquatici Batrachium nel loro centro di origine europeo. La realtà è molto più complessa e sfumata di quanto le attuali classificazioni tassonomiche lascino intendere.

Abbiamo dimostrato che combinare approcci diversi – morfologia, citometria, conteggio cromosomico e analisi molecolari multi-locus – è fondamentale per iniziare a dipanare la matassa evolutiva di gruppi così complessi. Abbiamo identificato nuove entità che meritano ulteriori studi e, forse, un riconoscimento formale come specie o sottospecie, anche se prima sarà necessario un lavoro certosino per chiarire la nomenclatura esistente (ci sono vecchi nomi che potrebbero applicarsi a queste nuove scoperte).

Una cosa è certa: la storia evolutiva dei Batrachium è un incredibile esempio di come poliploidia, ibridazione e adattamento ecologico possano interagire generando una ricchezza di forme e linee genetiche. Ed è anche un monito: affidarsi a un singolo marcatore genetico (come nel DNA barcoding classico) per identificare queste specie può essere fuorviante, data la loro storia evolutiva così “reticolata”.

Il viaggio alla scoperta dei segreti dei ranuncoli acquatici è appena iniziato, e chissà quante altre sorprese ci riserva questo affascinante gruppo di piante!

Fonte: Springer