Non capita tutti i giorni che gli scienziati scoprano una nuova specie umana.
Ma è proprio quello che è successo nel 2004, quando gli archeologi hanno scoperto alcuni resti fossili molto ben conservati nella grotta Liang Bua sull’isola di Flores, in Indonesia. Le dimensioni ridotte di questa nuova specie umana, Homo floresiensis, le valsero il soprannome di “Hobbit”.
Sorprendentemente, i ricercatori credevano che fosse sopravvissuto fino alla fine dell’ultima era glaciale, circa 18.000 anni fa. Questo fu molto più tardi di quanto vissero i Neanderthal, più tardi di qualsiasi altra specie umana oltre alla nostra.
Quasi immediatamente, le interpretazioni di questo scheletro Hobbit incontrarono critiche feroci sia da parte degli antropologi che dei biologi evolutivi. Il povero Hobbit fu accusato di essere un esempio non di una nuova piccola specie umana, ma di un Homo sapiens anormale, portatore di una varietà di condizioni di crescita e ormonali. Lo Hobbit, decisero molti scienziati, non aveva posto tra i giganti del record evolutivo umano.
Anche lei – sì, lo Hobbit è stato poi scoperto essere una femmina – ha avuto la sua vendetta. Questa creatura minuta e dal cervello piccolo era alta poco più di un metro e mezzo e aveva un cervello grande come quello di uno scimpanzé. Ma il suo posto nella linea ancestrale umana è stato cementato quando i ricercatori hanno scoperto un altro piccolo individuo a Flores. Questa seconda scoperta, molto più antica, ha sfatato l’idea che l’Hobbit fosse un unico, anormale Homo sapiens.
Dopo 15 anni di intense ricerche, gli antropologi ora datano con sicurezza l’individuo Liang Bua per essere vissuto tra 60.000 e 90.000 anni fa. I suoi cugini di Flores, molto più vecchi, sono vissuti 700.000 anni fa. Questo lungo regno testimonia il successo di questa minuscola specie umana, per quanto piccola di statura e di cervello.
E quest’anno gli antropologi hanno trovato una nuova specie umana nana, battezzata Homo luzonensis, nelle Filippine. Per noi biogeografi e biologi evolutivi, la risposta era proprio di fronte a noi: la regola dell’isola.
Vita sulle isole e dimensioni del corpo
Lo zoologo J. Bristol Foster propose originariamente la regola dell’isola nel 1964.
Ha notato che quando una specie dal corpo grande si stabilisce su un’isola, tenderà ad evolversi fino a ridursi di dimensioni – fino al punto di lasciare discendenti nani. Allo stesso tempo, accadrà il contrario. Le specie di piccola taglia si evolveranno per diventare più grandi, producendo specie figlie gigantesche.
Ci sono casi spettacolari di questa regola dell’isola in azione in tutto il mondo. Pensate agli elefanti pigmei e ai mammut delle isole del Mediterraneo e della Baja California, agli ippopotami che supererebbero a malapena un asino a Cipro, ai cervi alti come un cane domestico a Creta, ai ratti grandi come una mucca nei Caraibi e agli insetti lunghi come una mano umana in Nuova Zelanda.
I biologi hanno proposto vari meccanismi che potrebbero essere responsabili di questa tendenza evolutiva. Un buon motivo potrebbe essere l’assenza di predatori naturali sulle isole. Un certo numero di specie, in particolare elefanti e ippopotami, respingono i predatori in virtù delle loro dimensioni, una strategia costosa quando nessun assassino è in agguato nel buio. Inoltre, sulle isole la scarsità di risorse potrebbe favorire le dimensioni ridotte del corpo perché gli individui più piccoli possono vivere con meno.
O potrebbe essere che gli individui più piccoli senza predatori producano semplicemente più prole, il che implica che le femmine iniziano a partorire prima e a dimensioni ridotte, investendo meno nella crescita e più nella riproduzione. Questa possibilità è una probabile spiegazione di come si sono evoluti i pigmei umani contemporanei.
Tutte queste opzioni alla fine porteranno a cambiamenti nell’architettura genetica che sta alla base della variazione delle dimensioni del corpo.
Così, ci siamo chiesti, la regola dell’isola potrebbe essere una spiegazione per le piccole dimensioni di Homo floresiensis e Homo luzonensis? Abbiamo pensato che probabilmente sì.
Modellando le generazioni sull’isola
L’antenato più probabile dello Hobbit è l’Homo erectus, una specie grande più del doppio in termini di cervello e massa complessiva. Sulla base della storia geologica di Flores e dei più antichi fossili conosciuti di Homo floresiensis, sembra che l’evoluzione della nuova specie debba essere avvenuta in meno di circa 300.000 anni.
Come biologi evolutivi, conosciamo l’idea che l’evoluzione darwiniana sia un processo lento e graduale che si svolge in tempi molto lunghi. Un cambiamento così drastico nelle dimensioni del corpo potrebbe avvenire così velocemente?
Così il nostro team di ricerca interdisciplinare ha sviluppato un modello informatico per cercare di rispondere a questa domanda fondamentale. È come un gioco per computer che simula l’evoluzione delle dimensioni del corpo in scenari biologicamente ed ecologicamente realistici.
Nel nostro modello, gli individui colonizzano l’isola, crescono fino alle dimensioni del corpo adulto in base alla quantità di cibo disponibile, danno alla luce un certo numero di piccoli e muoiono. La regola di base del gioco è che gli individui che sono più vicini alla dimensione corporea “ottimale” per l’isola in quel momento lasceranno più discendenti. La prole eredita i geni per le dimensioni grandi o piccole del corpo.
Generazione dopo generazione, nuove mutazioni possono apparire nella popolazione e spostare le dimensioni del corpo verso valori più alti o più bassi. Occasionalmente, nuovi individui possono anche invadere l’isola e mescolarsi con i residenti. Un’altra regola fondamentale è che la piccola popolazione iniziale non può crescere oltre il numero che le risorse dell’isola potrebbero sostenere.
I nostri colleghi, gli scienziati dei sistemi terrestri Neil Edwards e Phil Holden, hanno usato dati paleoclimatici per modificare il nostro modello. Tempi più caldi e più umidi possono sostenere più persone sull’isola, e influenzerebbero la dimensione ottimale del corpo in qualsiasi momento.
Abbiamo iniziato le nostre simulazioni assumendo che l’Homo erectus di grande corporatura sia arrivato sull’isola e poi si sia evoluto in una specie più piccola. Poiché non conosciamo i numeri esatti che il nostro modello dovrebbe far girare, ci siamo basati sulle stime ottenute dalle attuali popolazioni umane.
A causa di questa incertezza, abbiamo eseguito il nostro modello migliaia di volte, ogni volta usando una combinazione casuale di tutti i parametri. Alla fine siamo stati in grado di costruire una distribuzione statistica di quanto tempo ci sia voluto perché l’Homo erectus diventasse piccolo come l’Homo floresiensis.
Una nuova specie, in un batter d’occhio evolutivo
Dopo aver eseguito 10.000 simulazioni, siamo stati sorpresi di scoprire che in meno di 350 generazioni, il processo era completo. Pensando in termini di anni, supponendo che una giovane femmina partorisca il primo figlio all’età media di 15 anni, questo si traduce in circa 10.000 anni.
Questo può sembrare lungo per voi e per me. Ma da una prospettiva evolutiva, è un battito di ciglia – poco più di un millesimo della storia evolutiva di Homo.
Naturalmente non ci aspettiamo che tutte le caratteristiche che rendono Homo floresiensis così unico si siano evolute così velocemente e allo stesso tempo. Eppure, la nostra simulazione mostra ancora che 300.000 anni sono un tempo più che sufficiente per la nascita di una nuova specie umana.
Il nostro lavoro supporta l’idea che l’evoluzione veloce è abbastanza plausibile sotto un insieme realistico di parametri ecologici, e che la selezione naturale può essere una forza potente che influenza le dimensioni del corpo sulle isole. E se l’Homo floresiensis è davvero un prodotto della regola dell’isola, dimostra – ancora una volta – che noi umani tendiamo a obbedire alle stesse regole generali che guidano l’evoluzione in molti altri mammiferi.