Divergence among species can start as a subtle variation of phenotypic traits among populations of the same species, triggered by different ecological conditions. From this point of view, more and more attention is focused on the particular eco-evolutionary conditions of peripheral populations, found at the margin of species range. These populations are supposed to live in low suitable environments, under a strong selective regime. So that, we can talk for many of these cases of a "natural experiment", which can be used to better understand how the species react to extreme environments, close to their adaptive potential limit. Unfortunately, a clear methodological and theoretical framework to study this phenomenon is still lacking. The main problem is that the definition of "center" and "margin" of a population is not uniform across the scientific literature and often just reflects a geographic gradient. However, geographically peripheral habitats are not always unsuitable areas and, at the same time, central populations could not live in optimal ecological conditions. Alternatively to a pure spatial definition of central and marginal population, Species Distribution Models (SDM) can be a useful tool to face this question from an ecological perspective. These models provide a good proxy of the realized ecological niche and, as a consequence, of the environmental suitability of a specific area for the species. In my PhD project I'm investigating the existence of a "marginal effect" on Podarcis siculus pheripheral populations phenotype (head shape and size), using both a spatial (from the geographical center to the margin) and an environmental (from high to low suitable areas, as defined by the SDM model) gradient.
Le popolazioni che vivono ai margine dell¿areale sono spesso sottoposte a pressioni selettive estreme, ai limiti della loro nicchia ecologica. Questa particolare condizione le rende un ottimo caso studio, da sfruttare per capire meglio come funzionano i fenomeni evolutivi intraspecifici. Nonostante ciò, manca ancora un quadro teorico solido e un metodo d'indagine uniforme. Il problema principale è la difforme definizione del concetto di "centro e di "margine". Spesso è usato un gradiente puramente geografico, cioè dal centro geometrico dell'areale fino alle zone più distanti della distribuzione. Ma un ambiente geograficamente centrale non è necessariamente idoneo per la specie, così come uno periferico può non essere così sfavorito. Inoltre, risulta difficile distinguere un evento di tipo adattativo in relazione a condizioni ambientali particolari, da altri più legati alla storia evolutiva e filogeografica della specie. Il margine dell¿areale è spesso una zona di ricolonizzazione, distante dall'areale originario della specie. Quindi non sono rari fenomeni come l'effetto del fondatore, il drift genetico e l'ibridazione interspecifica, i quali determinerebbero comunque una divergenza delle popolazioni periferiche, ma non di natura adattativa.
L¿innovatività del progetto di ricerca qui proposto, consiste nella ridefinizione del "margine" dell'areale, inteso non solo come periferia della distribuzione geografica della specie, ma anche come tutte quelle zone a bassa idoneità ambientale identificate dal modello SDM. In questo modo sarà possibile effettuare un confronto multiplo di diversi tipi di "effetto margine", così da poter meglio interpretare i risultati ottenuti. Inoltre, per ottenere delle evidenze solide e che permettano di generalizzare il fenomeno osservato, verrà analizzato un campione distribuito omegeneamente su tutto l'areale, con repliche rappresentative di tutte i filogruppi che costituiscono la variabilità genetica della specie. Il nostro piano di campionamento e l'estrazione dell'informazione filogeografica contenuta nel citocromo b permetterà di raggiungere questo obiettivo.
Lo studio qui presentato, vuole mettere a punto un metodo efficace e replicabile nello studio dei processi evolutivi che avvengono ai margini dell'areale, per contribuire a migliorare le conoscenze su questo fenomeno. Sarà testata l'efficacia dello strumento degli SDM in questo tipo di studi e, contemporaneamente, verrà messo a punto un protocollo di indagine potenzialmente estendibile a specie e contesti eco-evolutivi differenti. Un metodo efficace nello studio dell'evoluzione ai margini dell'areale è, come descritto nella prima sezione, una necessità non solo per la biologia evolutiva, ma anche per l'ecologia animale/vegetale e per la biologia della conservazione.