Niche Construction: ambiente e organismi evolvono insieme

Secondo il grande genetista Richard Lewontin uno dei più gravi errori del pensiero evoluzionistico dominante nel XX secolo è stato quello di concentrarsi esclusivamente sullo studio dei geni, considerati l’unica unità su cui agisce la selezione naturale, e sul cambiamento delle frequenze geniche nelle popolazioni. Questo approccio ha ridotto gli organismi a meri oggetti dell’evoluzione, ignorando il ruolo cruciale delle loro attività metaboliche e comportamentali. Al contrario, per poter spiegare biologicamente tutte le proprietà degli esseri viventi, Lewontin sostiene che gli organismi dovrebbero essere considerati come soggetti attivi della propria evoluzione, analizzati in un contesto ambientale non astratto e preesistente, ma che muta insieme a loro. Secondo l’autore la metafora più corretta per descrivere la vita non è infatti l’adattamento, ma la costruzione.

Nei primi anni duemila, la Niche Construction Theory ha ereditato e ampliato questa metafora dell’evoluzione come costruzione. Nel testo “Niche Construction: The Neglected Process in Evolution (2003)” – considerato il punto di riferimento principale per la definizione della teoria di costruzione di nicchia – Marcus Feldman, John Odling-Smee e Kevin Lala affermano che, mentre il primo ruolo evolutivo degli organismi, cioè essere dei “trasportatori” di geni, è stato ampiamente discusso negli studi evoluzionistici, ora è necessario concentrarsi sul loro secondo ruolo evolutivo. La Niche Construction Theory ha il compito di farlo: gli esseri viventi infatti prendono energia e risorse dall’ambiente, costruiscono artefatti, emettono detriti, muoiono in esso e, compiendo queste attività, modificano le pressioni selettive presenti nel proprio ambiente e in quello di altre specie, rappresentando un fattore causale nell’evoluzione dei viventi.

Tutte le attività comportamentali e metaboliche di una popolazione biologica (ad es. costruire un termitaio) hanno un importantissimo ruolo nell’evoluzione: esse cambiano le nicchie ecologiche, influenzando sia le risorse ambientali che le pressioni selettive, le quali a loro volta retroagiscono sugli organismi stessi, influenzando la loro evoluzione e quella degli altri abitanti delle nicchie. Gli organismi mutano attivamente il proprio ambiente e gli ambienti modificano selettivamente gli organismi. Secondo la Niche Construction Theory, inoltre, gli organismi non solo erediterebbero un corredo genetico, ma anche una nicchia ecologica modificata, dove essi nascono, vivono e attraverso cui agiscono le pressioni selettive. È proprio grazie al concetto di eredità ecologica che questa a teoria assume un valore evoluzionistico oltre che ecologico.

Un esempio classico di costruzione della nicchia è fornito dai castori. Questi animali non solo abitano gli ambienti acquatici, ma li trasformano attivamente costruendo delle dighe. Queste strutture alterano i corsi d'acqua, creano nuovi habitat e influenzano la biodiversità locale. Le dighe dei castori possono portare alla formazione di stagni che ospitano una varietà di piante, pesci e altri animali che altrimenti non troverebbero un habitat adeguato. In questo modo, i castori non solo creano un ambiente più favorevole per sé stessi, ma influenzano l'intero ecosistema. Un altro esempio affascinante riguarda i lombrichi. Questi invertebrati, attraverso la loro attività di scavo e decomposizione, modificano la struttura del suolo, migliorando la sua fertilità. Questo non solo facilita la crescita di piante specifiche, ma anche la disponibilità di nutrienti per altre specie, dimostrando come la costruzione della nicchia possa avere effetti a cascata su interi ecosistemi.

La modifica diretta dell’ambiente non è l’unico modo attraverso cui agisce la teoria di costruzione di nicchia. Si possono infatti distinguere le “nicchie perturbative” da quelle “rilocalizzate”. Nel primo caso gli organismi modificano uno o più fattori del loro ambiente fisico, mentre nel secondo gli abitanti si spostano dal luogo in cui vivono, esponendosi così a nuovi fattori ambientali. In diversi episodi, la costruzione della nicchia può essere sia perturbativa che rilocalizzata. Inoltre, possono esser analizzati due contesti diversi in cui si verifica l’attività degli organismi: uno “di partenza” e uno “di contrasto”. Si ha un contesto “di partenza” quando l’organismo avvia un cambiamento di uno o più fattori dell’ambiente in cui vive, mentre si assiste a una situazione “di contrasto” quando l’organismo reagisce ai cambiamenti dell'ambiente esterno. Infine, non sempre la costruzione di nicchia genera effetti positivi: a volte può essere dannosa per la fitness degli organismi.

Uno degli aspetti più interessanti introdotto dalla Niche Construction Theory è il concetto di causalità reciproca in biologia. Come abbiamo visto, quando gli organismi modificano il loro ambiente queste modifiche possono creare nuove pressioni selettive che influenzano la stessa evoluzione dei suoi abitanti. Questi cicli di feedback sono comune in natura e può portare a una coevoluzione tra le specie e il loro ambiente, dove le modifiche ambientali create dagli organismi spingono nuovi adattamenti evolutivi. In questo contesto, l'evoluzione diventa un processo bidirezionale, in cui gli organismi e gli ambienti si influenzano reciprocamente in un continuo dinamismo.

La Niche Construction Theory ci invita a vedere l'evoluzione come un'interazione dinamica tra organismi e ambiente. Riconoscere gli organismi come agenti attivi nella costruzione delle loro nicchie apre nuove strade per la ricerca scientifica e offre strumenti preziosi per affrontare le sfide ambientali del nostro tempo. Comprendere come le specie modificano i loro ambienti può infatti aiutare a prevedere le risposte degli ecosistemi ai cambiamenti ambientali, come quelli indotti dal riscaldamento globale o dalla deforestazione. Riconoscere il complesso intreccio tra organismi e ambiente mostrato dalla teoria di costruzione di nicchia offre agli scienziati nuovi strumenti per sviluppare strategie più efficaci di conservazione ambientale. Ad esempio, il ripristino di ecosistemi degradati potrebbe beneficiare dell'introduzione di alcune specie che, attraverso la costruzione della nicchia, possono ricreare le condizioni necessarie per la rinascita dell'ecosistema.

Secondo lo studio “Niche Perspectives on Plant–Pollinator Interactions”, è infatti necessario integrare il poco sfruttato concetto di nicchia per studiare il ruolo degli impollinatori nell’evoluzione e nella riproduzione delle piante. È risaputo infatti che impollinatori e piante sono coinvolti in importanti fenomeni di coevoluzione e feedback evolutivo. Tuttavia, le attività umane, come l'agricoltura intensiva, la perdita di habitat e l'uso di pesticidi, possono perturbare queste relazioni coevolutive e danneggiare le nicchie di impollinazione, creando degli effetti negativi sulla salute di questi animali e sulla sopravvivenza delle piante dipendenti dalla loro impollinazione. Di conseguenza, comprendere questi fenomeni attraverso la prospettiva della Niche Construction Theory e proteggere le interazioni di nicchia tra piante, impollinatori ed ambiente è essenziale per la conservazione della biodiversità e per garantire la produttività degli ecosistemi.