Il caso delle rane scomparse

David Green, allora borsista post-dottorato, in un sito nella vicina Sierra Nevada che Wake sapeva essere abbondante nella Rana muscosa, una rana gialla e marrone screziata che Green stava studiando a causa dei suoi schemi di distribuzione insolitamente rotti. Ma quando Green raggiunse la posizione designata, non riuscì a trovare un solo esemplare.

Perplesso dal racconto di Green, Wake decise di accompagnarlo al sito, supponendo che l'avesse semplicemente perso la prima volta. Ma quando arrivarono, anche Wake fu sorpreso di scoprire che tutti gli adulti erano scomparsi e che erano rimasti solo un paio di girini.

Questa storia faceva parte del nostro numero di maggio 1997

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Wake e gli altri suoi studenti iniziarono presto a notare sparizioni simili in altre famose località di rane nella California centrale e settentrionale. Wake si chiese se si fosse imbattuto in un enigma più grande: questo declino delle popolazioni di anfibi si stava verificando solo in California o faceva parte di uno schema più ampio?

Per coincidenza, il primo congresso mondiale di erpetologia doveva svolgersi nello stesso anno a Canterbury, in Inghilterra. Così Wake colse l'occasione per discutere le sue osservazioni inquietanti con altri erpetologi. Quello che scoprì, con suo sgomento, fu che molti dei partecipanti avevano assistito allo stesso fenomeno in aree sparse in tutto il mondo.

Wake ha portato i loro rapporti e il suo alla successiva riunione del National Academy of Sciences Board of Biology, a cui apparteneva, e ha convinto i suoi membri a riunire un gruppo di importanti esperti internazionali di anfibi per valutare le prove. Il gruppo, che si riunì nel febbraio 1990 a Irvine, in California, concluse rapidamente che sebbene la maggior parte delle prove del declino degli anfibi fosse aneddotica, l'enorme numero di rapporti informali ampiamente dispersi indicava che la situazione poteva essere un'emergenza ambientale e che un gruppo di lavoro dovrebbe condurre un'indagine scientifica completa.

Entro la fine dell'anno, dopo aver contattato diversi potenziali sponsor, Wake ha creato la Declining Amphibian Populations Task Force (DAPTF) sotto l'egida della Species Survival Commission della World Conservation Union, un'organizzazione internazionale che comprende più di 500 gruppi ambientalisti tra cui gli Stati Uniti Fish and Wildlife Service e il National Park Service degli Stati Uniti. Con sede presso la Open University di Milton Keynes, in Inghilterra, la task force ha reclutato più di 1.200 scienziati per determinare se le popolazioni di anfibi in declino si riprenderanno semplicemente come parte di un ciclo normale o se stanno davvero scomparendo dalla faccia della terra.

Perché ci preoccupiamo per le vittime?

Uno dei motivi per cui così tanti biologi anfibi erano desiderosi di unirsi alla task force era semplicemente perché erano preoccupati di poter perdere i loro oggetti di studio. Ma erano ancora più preoccupati per altri motivi che tutti possono apprezzare. La prima è la considerazione etica che gli anfibi hanno il diritto di esistere. Se le persone sono responsabili delle sparizioni di anfibi, allora le persone hanno l'obbligo morale di prevenirle. La maggior parte delle tradizioni religiose attribuisce valore a tutti gli organismi viventi. Anche il giudeo-cristianesimo, che sostiene che gli esseri umani sono una creazione speciale di Dio e hanno il dominio sul resto degli organismi viventi sulla terra, insegna che questa relazione dovrebbe essere una gestione, non un massacro.

In secondo luogo, gli anfibi sono organismi affascinanti che interagiscono in modi complessi tra loro e con i loro ambienti. Considera la storia della vita della rana velenosa della fragola centroamericana Dendrobates pumilio. All'inizio del loro ciclo riproduttivo, i maschi chiamano le femmine dai posatoi sul suolo della foresta tropicale. Dopo l'accoppiamento, la femmina depone le uova nella lettiera della foresta. Il padre quindi rivisita le uova e le mantiene umide con l'acqua della vescica. Quando le uova si schiudono in girini, la madre le porta sulla schiena e le deposita ciascuna in una minuscola pozza d'acqua, spesso rugiada che si raccoglie alla base delle foglie di bromelia. Poiché in queste pozze raramente c'è cibo a sufficienza anche per un solo girino, la madre li rivisita ogni pochi giorni e depone un uovo non fecondato da far mangiare alla sua prole. Man mano che le rane maturano, sintetizzano tossine velenose nella loro pelle dai colori vivaci dai composti trovati negli artropodi nativi di cui si nutrono. Se tali specie di rane scompaiono, perdiamo preziose informazioni sulla vita sulla terra.

Terzo, gli anfibi possono fornire benefici diretti agli esseri umani. Un esempio è la rana da cova gastrica, Rheobatrachus silus, del Queensland, in Australia. Dopo che le uova della femmina sono state fecondate, le ingoia e usa il suo stomaco come una sacca per la covata, spegnendo in qualche modo i suoi enzimi digestivi durante il periodo di incubazione. La conoscenza di un tale meccanismo di soppressione enzimatica potrebbe essersi dimostrata utile
a persone che soffrono di ulcere gastriche. Sfortunatamente, mentre venivano studiati questi e altri aspetti biologici di R. silus, la specie scomparve dal suo ambiente naturale e tutti gli esemplari in laboratorio morirono. Per avere un'idea approssimativa di cosa ci mancherebbe se molte di queste specie scomparissero, prendi in considerazione alcuni benefici che sono già stati realizzati, tra cui un antidolorifico recentemente derivato dalle tossine della rana velenosa e una crema vaginale non irritante a base di pelle di rana che previene la gravidanza e protegge dalle malattie sessualmente trasmissibili ( vedi Tutta la protezione naturale contro l'AIDS? TR agosto/settembre 1996 ).

Il quarto e principale motivo per cui è stata istituita la task force è che gli anfibi sono indicatori importanti della salute ambientale generale. Poiché la maggior parte degli anfibi ha un ciclo di vita bifasico - trascorrono le prime fasi nell'acqua e la vita adulta sulla terra - e hanno una pelle estremamente sottile e permeabile, qualsiasi cambiamento nell'ambiente acquatico o terrestre può influenzare significativamente queste creature. Pertanto, gli anfibi possono fornire avvertimenti precoci di ambienti in deterioramento che sembrano inalterati alla percezione umana.

Raccolta di prove

Uno sforzo concertato da parte degli scienziati arruolati ci ha fornito una documentazione molto più ampia del declino degli anfibi rispetto a quella che avevamo nel 1990, quando è stata costituita la task force. Un sospetto che i ricercatori hanno confermato è che la maggior parte dei declini e delle sparizioni degli anfibi sia direttamente correlata alla modifica dell'habitat. Inoltre, quando il cambiamento dell'habitat è drammatico, lo sono anche gli effetti. Ad esempio, nel Regno Unito, dove negli ultimi 50 anni sono stati riempiti molti, in alcune aree l'80%, degli stagni riproduttivi, tutte e sei le specie autoctone di anfibi hanno subito un drastico calo della popolazione. Altrove, lungo un'area ben studiata sul Volcan Tajumulco, la montagna più alta del Guatemala, solo 1 delle 8 specie di salamandre è riuscita a sopravvivere dopo che gli allevatori di bestiame hanno convertito la zona superiore della foresta pluviale in pascoli. Gli erpetologi hanno anche scoperto che anche cambiamenti apparentemente modesti negli habitat possono avere effetti profondi. Ad esempio, all'osservatore casuale, sembrerebbe che il rospo arroyo (Bufo microscaphus californicus), il cui habitat ora esiste interamente all'interno dei parchi disabitati della California, sia ben protetto. Ma i principali corsi d'acqua che alimentavano i migliori siti di riproduzione sono stati arginati e ciò che rimane delle pianure del letto del torrente è ora invaso da veicoli sportivi fuoristrada. Poiché le larve non possono vivere nelle condizioni limose che risultano da queste modifiche, le popolazioni di rospi sono diminuite in modo allarmante.

Forse la scoperta più inquietante, tuttavia, è che il declino degli anfibi si sta verificando in diverse località in habitat relativamente indisturbati. Considera i seguenti casi:

In Australia, gli erpetologi sapevano dalla fine degli anni '70 che le popolazioni di R. silus, la rana gastrica, stavano diminuendo nei siti incontaminati. Dopo aver appreso al Primo Congresso Mondiale di Erpetologia che il declino potrebbe essere sintomatico di un problema mondiale, gli australiani hanno lanciato una campagna per inventariare tutte le località note di anfibi nelle loro foreste pluviali e per avviare programmi di monitoraggio a lungo termine in alcune aree chiave. Da allora i ricercatori avevano contato 14 specie di rane provenienti da habitat remoti le cui popolazioni un tempo abbondanti erano completamente scomparse o si erano ridotte a poche rane.

In California, i biologi Charles Drost e Gary Fellers, entrambi ora con l'U.S.Geological Survey, hanno ideato un approccio intelligente per valutare lo stato delle popolazioni di anfibi nello Yosemite National Park. Utilizzando ampie note sul campo dei biologi Joseph Grinnell e Tracy Storer, che hanno registrato descrizioni dettagliate dei siti di riproduzione degli anfibi della zona tra il 1915 e il 1919, Drost e Fellers sono stati in grado di rivalutare le popolazioni di anfibi negli stessi siti. Il fatto che i ricercatori siano stati in grado di riposizionare ogni sito ha dimostrato che nessun cambiamento evidente si era verificato nell'habitat durante i 75 anni trascorsi. Purtroppo, hanno anche scoperto che la maggior parte degli anfibi era sparita: mentre Grinnell e Storer contavano 7 diverse specie di anfibi in 70 località, Drost e Fellers ora potevano trovarne solo 4 in 26 siti.

Le foreste di elfi sulla cresta di Monteverde, in Costa Rica, hanno forse assistito alla scomparsa più famigerata di una popolazione di anfibi da un habitat indisturbato: quello di Bufo periglenes, il rospo dorato. Tra gli anfibi più colorati del mondo, i brillanti maschi dorati differiscono notevolmente dalle altrettanto sgargianti femmine nere, rosse e gialle. In gran parte a causa della loro spettacolare bellezza, i rospi dorati, noti alla scienza solo dagli anni '60 (sebbene i quaccheri che colonizzarono l'area di Monteverde fossero consapevoli della loro esistenza prima di allora), sono serviti come fulcro degli sforzi concertati per conservare l'habitat locale. Infatti, sullo stesso cartello è raffigurato un rospo dorato con un panda per segnare l'ingresso a una riserva di 328 ettari istituita nel 1972 dal Tropical Science Center of Costa Rica e dal World Wildlife Fund for Nature. Gli sforzi successivi di altri gruppi di conservazione hanno triplicato le dimensioni della riserva a 10.500 ettari e infine l'hanno più che raddoppiata di nuovo unendola alla foresta pluviale internazionale dei bambini di 16.000 ettari.

Nonostante questi sforzi di conservazione, la popolazione del rospo dorato si è schiantata nel 1988. Durante aprile e maggio 1987, più di 1.500 rospi si sono riuniti per accoppiarsi in pozze temporanee a Brillante, il principale sito di riproduzione noto, riferiscono i biologi Martha Crump e Alan Pounds, nel Numero di marzo 1994 di Conservation Biology. Ma nel 1988 e di nuovo nel 1989, a Brillante è apparso un solo rospo, e pochi altri si sono raccolti da 4 a 5 chilometri [a sud-est]. Durante il periodo dal 1990 al 1992, i ricercatori osservano, nonostante le nostre intense indagini, non sono stati trovati rospi dorati. Né se ne sono visti da allora.

A Porto Rico, i ricercatori hanno scoperto che due specie, tra cui Eleutherodactylus jasperi, una delle poche specie di rane vivipare al mondo (che, come i mammiferi, producono piccoli vivi invece di uova), si sono apparentemente estinte anche se il loro habitat sembra ancora adatto.

In Ecuador e Venezuela, otto specie sono state segnalate come assenti dalle foreste pluviali delle Ande. Un genere in particolare, l'Atelopus, un tempo era incredibilmente abbondante (i ricercatori potevano raccoglierne centinaia in un'ora). Ma nel 1990, Enrique LaMarca, un biologo dell'Università delle Ande in Venezuela, dopo aver trascorso più di 300 ore durante 34 diverse escursioni sul campo alla ricerca delle rane, riferì di aver trovato solo un esemplare di A. mucabajiensis e due di A. soriani. Un'altra specie del genere, A. oxyxrhynchus, che LaMarca ha riferito di aver osservato camminare a dozzine sul suolo della foresta, non si vedeva dal 1978.

Nelle foreste atlantiche del sud-est del Brasile, in particolare in un sito ben studiato a Boraceia, So Paulo, sette specie di anfibi comuni sono scomparse nel 1979. Da allora il sito è stato rivisitato numerose volte da diversi erpetologi tra cui Jaime Bertolucci, studente di dottorato presso l'Università di So Paulo, che ha condotto uno studio intensivo di un anno sull'ecologia dei girini. Ma nessuna delle specie scomparse nel 1979 è mai stata ritrovata.

Allo stesso modo, studi ben documentati hanno trovato sparizioni o declini di anfibi da habitat relativamente indisturbati altrove in queste e in altre regioni, comprese le Montagne Rocciose degli Stati Uniti e la catena montuosa delle Cascade a Washington, Oregon e California.

Possibili sospetti

Sebbene sia necessario lavorare di più per colmare le lacune nella nostra conoscenza del declino degli anfibi, questi studi ci consentono di trarre un'importante conclusione: le popolazioni di anfibi, in luoghi remoti, stanno effettivamente scomparendo anche in ambienti apparentemente vergini. La sfida, quindi, non è più solo quella di preservare l'habitat, sebbene questo sia ancora un compito vitale. Dobbiamo anche scoprire e affrontare le ragioni meno ovvie della scomparsa di queste creature, nonché determinare quale destino potrebbero riservare ad altre specie, inclusi noi stessi.

Tra i sospetti ritenuti responsabili del declino delle popolazioni di anfibi, almeno in località specifiche, spiccano i prodotti chimici agricoli e i pesticidi. In molte parti del mondo, alcune specie di anfibi hanno prosperato nelle aree agricole, sfruttando i corpi idrici artificiali utilizzati per l'irrigazione e l'abbeveraggio del bestiame. Ma le sostanze chimiche trovate nei siti di riproduzione dei terreni agricoli interferiscono con il normale sviluppo degli anfibi. Michael Tyler, biologo dell'Università di Adelaide in Australia e membro del consiglio di amministrazione della Declining Amphibian Populations Task Force, spiega che il problema con alcuni erbicidi non è il principio attivo in sé, ad esempio il glifosato, ma piuttosto un additivo detergente che agisce come un agente disperdente o bagnante. Il detergente abbatte la tensione superficiale sulla superficie della foglia per consentire alle gocce di spruzzo di coprire completamente la foglia. Tuttavia, l'agente interferisce anche con la respirazione delle rane attraverso la pelle e ancora di più con la respirazione dei girini attraverso le branchie. Michael Lannoo, un biologo della Ball State University, sottolinea anche che alcuni pesticidi come il metoprene (usato per il controllo delle zanzare) si scompongono in un composto simile all'acido retinico, che in laboratorio ha dimostrato di produrre gravi deformità degli arti degli anfibi che renderebbero individui incapaci di sfuggire ai predatori.

Altri inquinanti oggetto di indagine sono stati accusati di ulteriori cali di anfibi regionali. Tra i principali colpevoli di queste perdite potrebbero esserci le piogge acide. In effetti, i ricercatori hanno scoperto che quasi tutte le uova o le larve di anfibi testate finora non possono sopravvivere in acqua con un pH inferiore a 4,5. Eppure le piogge acide, comunemente nell'intervallo 3,5, possono abbassare il pH di stagni e corsi d'acqua da una media normale di circa 7,0 a livelli letali. In effetti, le piogge acide sono state identificate come causa del declino degli anfibi nei laghi e negli stagni in Canada, Scandinavia ed Europa orientale.

Il principale tra i candidati che potrebbero essere responsabili del declino degli anfibi su una base ancora più ampia, forse globale, è l'esaurimento dell'ozono. Recenti studi in Oregon hanno dimostrato che l'aumento dei livelli di radiazioni ultraviolette-B (UV-B) derivanti dall'esaurimento dello strato di ozono terrestre ha minato il successo della schiusa delle uova in alcune specie di anfibi autoctone. I ricercatori suggeriscono che altri anfibi con maggiori probabilità di essere colpiti dall'aumento delle radiazioni UV-B - che, a livelli elevati, scompongono la molecola del DNA - sono quelli che vivono a quote più fredde e più elevate e a latitudini estreme, dove lo strato di ozono è più sottile ma dove gli anfibi devono crogiolarsi al sole per regolare la temperatura corporea.

Gli estrogeni ambientali possono anche essere responsabili del declino globale. I ricercatori ritengono che questi inquinanti, che derivano dalla degradazione chimica di pesticidi come il DDT, possano influenzare gravemente la biologia riproduttiva degli anfibi, come hanno dimostrato di fare in altri organismi acquatici, come pesci e alligatori. Infatti, in studi di laboratorio, Tyrone Hayes, un endocrinologo dell'Università della California, Berkeley, ha scoperto che tali estrogeni ambientali hanno mascolinizzato le femmine di raganella giapponese, Buergeria buergeri, e i maschi femminizzati di raganelle dei pini, Hyla femoralis, facendo sì che entrambe le popolazioni diventino sterile. Questi estrogeni, le cui molecole non si degradano facilmente nell'ambiente, si accumulano nel limo sul fondo di stagni e laghi, dove vengono ingeriti dalle larve di anfibi che si nutrono di fondo. Alcuni di questi agenti sono efficaci in concentrazioni molto piccole e sono facilmente trasportati dal vento, il che li rende una minaccia globale indipendentemente dal loro punto di origine.

Evidenza inconcludente

Dobbiamo condurre ulteriori ricerche per determinare quali, se ce ne sono, di questi fattori sono responsabili del declino delle popolazioni di anfibi in habitat relativamente incontaminati. Un approccio sarebbe quello di confrontare i siti indisturbati in cui le popolazioni di anfibi sono sane con habitat simili in cui le popolazioni sono in grave declino. Uno di questi gruppi esiste nelle Ande in Ecuador, Colombia e Venezuela. Mentre gli anfibi continuano a prosperare negli habitat di alta quota in Colombia, sono scomparsi da habitat praticamente identici in Ecuador e Venezuela. Potrebbe essere responsabile qualcosa di così semplice come l'introduzione di predatori come la trota nelle acque dell'Ecuador e del Venezuela, ma non della Colombia? O potrebbe causare problemi il trasporto atmosferico di prodotti chimici agricoli applicati nelle regioni di pianura dell'Ecuador e del Venezuela? Un'elegante serie di studi ed esperimenti comparativi potrebbe essere progettata per affrontare tali domande in questi e altri gruppi promettenti di siti indisturbati nelle pianure e negli habitat delle foreste pluviali dell'Africa, del Sud America, del sud-est asiatico e del Madagascar.

Un altro approccio includerebbe studi volti a rifiutare fattori regionali o globali come cause del declino degli anfibi. La maggior parte delle ricerche ha cercato di verificare il legame tra popolazioni di rane ridotte e fattori come le alte concentrazioni di UV-B. Ma alcuni studi suggeriscono che l'UV-B, come singolo fattore, non è responsabile di tutti i cali degli anfibi, poiché diverse specie, come il rospo dorato del Costa Rica, non sono mai esposte ai raggi ultravioletti del sole. In effetti, i rospi dorati vivevano sottoterra tutto l'anno, tranne per alcuni giorni alla fine della stagione secca, quando uscivano per riprodursi. Ma anche allora erano protetti sotto il baldacchino della foresta di elfi di Monteverde, che (anche se breve per gli standard delle pianure tropicali) filtra efficacemente le radiazioni ultraviolette. Inoltre, poiché le femmine hanno scelto di deporre le uova in pozze ben ombreggiate, i rospi dorati ormai estinti non sono mai stati esposti ai raggi UV-B nemmeno come uova o larve.

Tale analisi non significa che l'aumento dei livelli di UV-B non stia uccidendo gli anfibi altrove. Sono infatti in corso studi sugli anfibi esposti a tali radiazioni nelle montagne del Cile e dell'Argentina. Tuttavia, suggerisce che nessun singolo fattore può essere responsabile di tutti i cali. Forse più significativo, l'analisi solleva anche la possibilità che più di un fattore possa essere in gioco in ogni luogo. Ad esempio, se una popolazione di anfibi è soggetta a stress subletali dovuti alla frammentazione dell'habitat e alle piogge acide, potrebbe essere più probabile che soccomba a uno stress aggiuntivo dovuto a fattori regionali o globali come il cambiamento climatico o le imitazioni degli estrogeni?

Alcune ricerche mostrano che tali scenari sono possibili. Uno studio sul rospo occidentale Bufo boreas, comune alle montagne Elk e West Elk del Colorado, serve come esempio. Cynthia Carey, una biologa dell'Università del Colorado, che iniziò a studiare questi rospi nel 1974, scoprì che avevano contratto la malattia delle zampe rosse, una malattia normalmente non fatale causata dall'Aeromonas hydrophila, un batterio naturale. Negli otto anni successivi, Carey scoprì che i rospi, un tempo comuni in montagna, erano quasi completamente scomparsi. La sua conclusione è stata che qualche fattore ambientale, o gli effetti sinergici di diversi fattori, potrebbero aver indotto i rospi a secernere livelli elevati di ormoni che hanno compromesso il loro sistema immunitario e hanno portato alla loro infezione e alla morte.

Studi come questi dimostrano che le cause alla base del declino degli anfibi possono essere molto più complesse di quanto chiunque avesse immaginato originariamente. Pertanto, gli studi che esaminano i possibili effetti sinergici e ci aiutano a cogliere il contributo relativo di ciascuno devono essere tra le nostre priorità di ricerca.

Raccomandazioni intermedie

Sebbene ci siano ancora molte ricerche da fare, possiamo intraprendere immediatamente alcuni passi pratici per fermare il declino delle popolazioni di anfibi. Forse il più ovvio è preservare gli habitat anfibi rimanenti. Un nuovo approccio sarebbe quello di considerare la salute degli anfibi nelle valutazioni di impatto ambientale. In effetti, questa pratica si è rivelata di recente di grande successo in un cantiere autostradale nella Columbia Britannica. In genere, ogni volta che vengono costruite autostrade nella foresta canadese provincia, i lavoratori creano fossati lungo la strada e li raschiano da tutta la vegetazione. Ma in questo caso, grazie a un erpetologo incluso nel gruppo di studio dell'impatto ambientale, i costruttori di strade hanno aggiunto parti di alberi caduti ai fossati, consentendo agli anfibi nativi di utilizzarli come siti di riproduzione.

Un altro passo semplice ma prezioso sarebbe considerare gli anfibi nei programmi di valutazione ambientale come bioindicatori della salute generale dell'ecosistema. Poiché le uova di molti anfibi mancano di un rivestimento protettivo e vengono deposte sulla superficie o in prossimità di un corpo idrico, sono molto sensibili agli inquinanti presenti sia nell'aria che nell'acqua. Inoltre, poiché i fattori climatici in genere determinano l'inizio, la durata e l'intensità dell'attività di accoppiamento degli anfibi, un attento monitoraggio delle popolazioni nidificanti può fornire un'analisi estremamente sensibile del cambiamento climatico.

Infine, le ultime scoperte sulle cause del declino degli anfibi devono essere comunicate sia ai responsabili politici internazionali, che sono in grado di stabilire priorità di ricerca e finanziare ulteriori studi, sia al pubblico in generale, che può influenzare le loro decisioni. Gli americani sono ora molto più consapevoli delle questioni riguardanti gli anfibi di quanto non lo fossero anche dieci anni fa, grazie in gran parte a una serie di eccellenti documentari televisivi che si sono concentrati sulla diminuzione delle popolazioni di anfibi. Ma scienziati e media devono continuare a spargere la voce per convincere le persone di tutto il mondo che queste preziose creature meritano la loro attenzione.

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