La genotipizzazione di oltre 168.000 loci sparsi nel genoma ha accertato un livello di introgressione con la coturnice orientale (Alectoris chukar) inaspettatamente ridotto e spazialmente discontinuo attraverso l’intero areale della specie, attribuendo alla popolazione dell’Elba il maggior grado di integrità genetica per la pernice rossa in Italia. Ulteriori studi sono in corso di svolgimento all’Università di Pisa.

La pernice rossa (Alectoris rufa) è un galliforme distribuito nell’Europa sud-occidentale dal Portogallo attraverso la Spagna e la Francia centro-meridionale fino a una ristretta porzione dell’Italia nord-occidentale, incluse le Baleari, la Corsica e le isole dell’Arcipelago Toscano. Specie cacciabile, è listata come Quasi Minacciata dall’International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources, ed inserita nella Direttiva Habitat e nella Convenzione di Berna.

A partire dalla metà del XX secolo la pernice rossa ha sofferto l’ibridizzazione mediata dall’uomo con l’esotica coturnice orientale (Alectoris chukar), specie affine distribuita dalla Grecia alla Cina attraverso il Paleartico orientale. Questa pratica è invalsa per molte decadi allo scopo di abbattere il costo dei ripopolamenti grazie all’impiego di animali in grado di adattarsi meglio alla cattività rispetto ai soggetti puri. Sebbene le pernici rosse ibride in natura mostrino un minor tasso di sopravvivenza, queste sono, per contro, in grado di deporre un numero di uova maggiore rispetto agli individui puri. Nel corso del tempo, massicce operazioni di ripopolamento per bilanciare l’aumentata pressione venatoria sono state condotte impiegando soggetti ibridi e/o di origine geografica ignota, determinando così una grave minaccia alla sopravvivenza della specie (perdita di adattamenti locali). Nel corso delle ultime due decadi, le conseguenze genetiche di tale caos faunistico hanno trovato corrispondenza in diversi studi molecolari che, tramite l’uso di singoli marcatori del DNA mitocondriale (mtDNA), di una manciata di loci del DNA microsatellitare (STR), di polimorfismi a singolo nucleotide (SNPs) e di quelli del DNA amplificato a caso (RAPDs), hanno accertato la presenza di linee materne e/o loci A. chukar un po’ ovunque attraverso l’areale della specie, incluse le popolazioni introdotte nel Regno Unito nel XVIII secolo. Tuttavia, prima di oggi, nessun studio genomico è stato mai condotto.

Il presente lavoro di ricerca, appena pubblicato sulla rivista Proceedings of the Royal Society Series B, ha evidenziato che il grado di introgressione da parte della coturnice orientale è in realtà assai più limitato di quanto atteso e che tale fenomeno varia notevolmente a livello spaziale. Nella porzione orientale dell’areale della specie, le popolazioni A. r. rufa della Corsica sono risultate essere geneticamente del tutto integre, mentre verso occidente A. r. hispanica (ad es., nelle Asturie) appare come la sottospecie più preservata in assoluto. È presumibile che le precedenti stime del livello di introgressione A. chukar siano risultate “gonfiate” a causa del posizionamento in isole genetiche alloctone dei relativamente pochi loci investigati, il cui peso si è invece diluito quando è stata studiata una porzione considerevolmente più estesa del genoma della pernice rossa. Questa specie, caratterizzata da una ridotta capacità di dispersione, mostra inoltre di possedere ancora una spiccata struttura genetica contrariamente a quanto attestato dalla maggior parte degli studi condotti finora.

Per quanto attiene il nostro Paese, lo status genetico della popolazione elbana è risultato sorprendentemente diverso rispetto a quanto emerso a seguito degli studi condotti dall’Università di Pisa negli ultimi 15 anni (letteratura in calce). Sebbene sia stato possibile indagare solo quattro soggetti di Monte Maolo e Vallebuia (campioni biologici di qualità, ad esempio sangue, sono indispensabili per questo tipo di indagine mentre le feci non possono essere utilizzate), il genoma nucleare delle pernici elbane è risultato solo minimamente contaminato da parte della coturnice orientale, esattamente l’opposto di quanto riscontrato per la popolazione ormai eradicata nella vicina isola di Pianosa, che si stima albergare un numero di loci con ancestralità A. chukar fino a quattro volte superiore quello riscontrato nella popolazione elbana. Mentre il DNA mitocondriale, un sistema genetico con un potenziale di ricombinazione comparativamente assai ristretto, aveva svelato il recente contributo di geni di origine iberica nella popolazione dell’Elba, evidenza comprovata da documenti attestanti le importazioni di soggetti alloctoni, i marcatori del genoma nucleare hanno escluso tale commistione, accertando solo la parziale (40%, in media) presenza di componenti tipiche di popolazioni di allevamento.

Mentre è stato già ultimato il sequenziamento dell’intero genoma di un soggetto elbano (Monte Maolo, pubblicazione under review), un nuovo progetto è iniziato a fine 2020 all’Università di Pisa con il supporto finanziario anche della Fondazione Isola d’Elba (https://www.fondazioneisoladelba.it/). La ricerca è volta a determinare la struttura genetica spaziale della specie sull’isola (flusso genico tra la porzione occidentale e quella orientale della popolazione, tasso di inincrocio, etc.) e il microbioma batterico intestinale, ovvero l’identificazione dei procarioti ospitati dalle pernici elbane. In particolare, la caratterizzazione genetica del microbioma è strettamente legata alla qualità dell’ambiente ed ha importanti ripercussioni sulla capacità di adattamento e sul tasso di riproduzione; pertanto, la sua conoscenza è di notevole importanza per la gestione della specie.

Nel contesto del marcato depauperamento demografico della pernice rossa in Italia, la popolazione elbana è quella di maggior pregio per la sua ininterrotta storia naturale (possibile presenza sin dall’ultima glaciazione del Pleistocene sebbene documentata “solo” dal 1782), capacità di auto-sostentamento ed assenza di ripopolamenti negli ultimi venticinque anni. A differenza di quanto ritenuto finora, la sua integrità genetica non pare essere affatto pregiudicata. Pertanto, l’Isola d’Elba (e non un qualsivoglia allevamento) si candida come sorgente di elezione per riportare la specie nella vicina Pianosa tramite cattura e traslocazione di un ristretto novero di soggetti geneticamente selezionati. Tale operazione, oltre a ripristinare le interazioni ecologiche presenti a Pianosa fino al 2018, permetterebbe di realizzare un vero e proprio back-up della popolazione elbana in attesa di mitigare le minacce alla sua sopravvivenza sulla principale isola dell’Arcipelago.

Giovanni Forcina
CIBIO/InBIO, Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos, Universidade do Porto, Portogallo

Filippo Barbanera
Dipartimento di Biologia, Università di Pisa

Principale letteratura di riferimento per la genetica della pernice rossa elbana

- Forcina, Q. Tang, E. Cros, M. Guerrini, F.E. Rheindt, F. Barbanera (2021, in stampa). Genome-wide markers redeem the lost identity of a heavily managed gamebird. Proceedings of the Royal Society Series B, doi: 10.1098/rspb.2021.0285

- Forcina, M. Guerrini, F. Barbanera (2020). Non-native and hybrid in a changing environment: conservation perspectives for the last Italian red-legged partridge (Alectoris rufa) population with long natural history. Zoology, 138: 125740 doi: 10.1016/j.zool.2019.125740

- Barbanera (2014). Metodi molecolari al servizio della conservazione nel genere Alectoris. In: Status e conservazione della Coturnice (Alectoris graeca) Meisner, 1804, pp. 22-33, M. Lo Valvo, G.R. Loria, P. Miosi (eds.). Assessorato Regionale dell’Agricoltura dello Sviluppo Rurale e della Pesca Mediterranea, Palermo

- Barbanera, O.R.W. Pergams, M. Guerrini, G. Forcina, P. Panayides, F. Dini (2010). Genetic consequences of intensive management in game birds. Biological Conservation, 143: 1259-1268, doi: 10.1016/j.biocon.2010.02.035

- Guerrini, F. Barbanera (2009). Non-invasive genotyping of the red-legged partridge (Alectoris rufa, Phasianidae): semi-nested PCR of mitochondrial DNA from feces. Biochemical Genetics, 47: 873-883, doi: 10.1007/s10528-009-9288-5

- Barbanera, M. Guerrini, A.A. Khan, P. Panayides, P. Hadjigerou, C. Sokos, S. Gombobaatar, S. Samadi, B.Y. Khan, S. Tofanelli, G. Paoli, F. Dini (2009). Human-mediated introgression of exotic chukar (Alectoris chukar, Galliformes) genes from East Asia into native Mediterranean partridges. Biological Invasions, 11: 333-334, doi: 10.1007/s10530-008-9251-0