La consanguineità minaccia l’unico serpente a sonagli del Michigan: cosa significa per la conservazione

Se incontri un serpente a sonagli nel Michigan, è un massasauga orientale (Sistro incatenato), l’unico serpente velenoso dello stato. Sono relativamente piccoli per essere dei serpenti a sonagli, con una lunghezza media di due o tre piedi da adulti. Sareste fortunati a individuarne uno, dal momento che i Massasauga orientali trascorrono la maggior parte del loro tempo nascosti sotto i tronchi o sotto i cespugli vicino agli habitat delle zone umide e tendono a fuggire quando disturbati. Quindi, sebbene i massasauga abbiano un morso velenoso, le persone vengono morse raramente.

Sebbene abbiano una distribuzione geograficamente ampia in diversi stati degli Stati Uniti, dal Michigan al Missouri, le popolazioni dei Massasauga orientali sono diminuite precipitosamente dalla metà degli anni ’70, secondo il monitoraggio del Fish and Wildlife Service degli Stati Uniti. Sono stati elencati come minacciati dall’Endangered Species Act nel 2016, e le cause del loro declino sono state la raccolta illegale e la frammentazione dei loro habitat negli ultimi 200 anni.

Con il procedere dello sviluppo delle strade e degli insediamenti umani, i Massasauga orientali sono rimasti confinati in zone di habitat sempre più piccole. In un recente articolo, i biologi ambientalisti hanno scoperto che la frammentazione dell’habitat sta rendendo difficile la riproduzione dei massasaugas con successo e, quindi, riducendo le loro possibilità di sopravvivenza in futuro.

I biologi della Michigan State University hanno utilizzato la genetica per tracciare le storie familiari dei serpenti in due popolazioni. Collaborando con progetti di monitoraggio a lungo termine gestiti dalla Grand Valley State University, dalla West Virginia University e dall’Association of Zoos and Aquariums, i ricercatori sono stati in grado di ottenere campioni di DNA da più di 1.000 singoli serpenti che erano stati catturati e rilasciati in un progetto finanziato dal Fish and Wildlife Service degli Stati Uniti.

Ogni serpente catturato è stato pesato, misurato, valutato per sesso e stato riproduttivo, campionato per il sangue e quindi rilasciato con un tag PIT unico per il riconoscimento individuale. Il DNA del campione di sangue è servito a costruire alberi genealogici per le popolazioni, mostrando la parentela tra gli individui. Nel corso di 15 anni, le visite alle due popolazioni hanno prodotto stime sulle nascite e sulle morti di serpenti.

“Questo monitoraggio sul campo a lungo termine è la spina dorsale dello studio”, ha affermato l’autore principale, allora studentessa laureata, Meaghan Clark, in un comunicato stampa. “Avere persone fuori ogni stagione per catturare questi serpenti ha reso tutto questo possibile.”

L’analisi dei dati ha mostrato che la consanguineità massasauga in queste due popolazioni sta causando problemi riproduttivi. Accoppiandosi in modo non casuale con serpenti più strettamente imparentati, questi massasauga riducevano le loro possibilità di produrre prole vitale. La consanguineità riduce la forma fisica amplificando l’espressione di combinazioni dannose di geni. I massasauga più consanguinei avevano il 3,5% in meno di probabilità di avere figli sopravvissuti e avevano essi stessi un tasso di sopravvivenza annuale inferiore dell’11,6%. Ma perché questi Massasauga orientali dovrebbero scegliere di accoppiarsi con i loro parenti?

“La perdita e la frammentazione dell’habitat impediscono la migrazione occasionale tra le popolazioni orientali del Massasauga, che nel tempo aumenta la parentela all’interno di ciascuna popolazione”, spiega l’autore principale Clark via e-mail. Inoltre, i massasauga tendono naturalmente a disperdersi a breve distanza dai loro genitori, limitando il flusso genico lontano dalle loro popolazioni natali. “Nel nostro set di dati, abbiamo scoperto che la distanza tra i serpenti e i loro genitori era inferiore alla distanza tra coppie di individui non imparentati”, aggiunge Clark.

Quindi, i massasauga del Michigan, già animali domestici, vengono ulteriormente spinti in prossimità dei loro parenti dall’alterazione e dalla perdita dell’habitat. La parentela genetica dei genitori causa la “depressione da consanguineità”, ovvero una nota diminuzione della forma fisica e della sopravvivenza. Nel corso del tempo, ci si aspetterebbe che la depressione da consanguineità riduca le dimensioni della popolazione massasauga del Michigan, portando a un maggiore allevamento con parenti stretti in un circolo vizioso.

Altre popolazioni di massasauga orientali sono spesso ancora più piccole e i loro movimenti sono similmente limitati da strade, fattorie e altre barriere. Questo è stato il primo studio a quantificare direttamente l’impatto della consanguineità, derivante dalla frammentazione dell’habitat, sull’idoneità dei Massasaugas orientali.

“Si tratta di popolazioni abbastanza grandi e stabili del Massasaugas orientale”, ha affermato l’autrice senior Sarah Fitzpatrick in un comunicato stampa. “Il fatto che stiamo rilevando problemi derivanti dalla consanguineità in queste popolazioni è preoccupante, dato che molte altre popolazioni in tutto il Midwest sono molto più piccole e ancora più frammentate”.

Una volta che una popolazione di organismi diventa piccola e isolata, la sua possibilità di estinguersi localmente aumenta drammaticamente. Un singolo evento naturale potrebbe spazzare via queste popolazioni di massasauga, che non hanno il cuscinetto di una vicina popolazione nutrice per ricostituire sia la diversità genetica che gli individui.

Clark afferma: “Il modo per contrastare questo declino è aumentare le dimensioni della popolazione e facilitare il flusso genetico con altre popolazioni (di massasaugas). Attualmente sono in corso ricerche su come farlo al meglio”. Salvare la diversità genetica per limitare le combinazioni genetiche deleterie potrebbe essere fondamentale per proteggere le popolazioni del Massachusetts orientale del Michigan e potrebbe persino giustificare lo spostamento di serpenti da altre popolazioni.

Gli autori dello studio raccomandano inoltre il monitoraggio a lungo termine di altre popolazioni di serpenti per capire se riescono a mantenere con successo i loro pool genetici nonostante i cambiamenti ambientali che limitano la connettività degli habitat. L’implementazione di cambiamenti come la costruzione di sottopassi per consentire ai serpenti di attraversare le strade o la creazione di aperture nelle recinzioni potrebbe migliorare la connettività e, quindi, aumentare il flusso genetico tra le popolazioni.