Webinar su pastclim, il pacchetto R per lavorare con il clima del passato

Qualche giorno fa il professore con cui lavoro, Andrea Manica (Università di Cambridge) ha fatto un seminario online. Ha parlato di pastclim, il nostro pacchetto R per lavorare con il clima del passato, ha presentato i dati climatici che contiene, e mostrato come il paleoclima può essere usato per scoprire informazioni importanti sul’evoluzione, le migrazioni e la paleoecologia di tante specie viventi (esseri umani compresi).

Ecco il video dell’evento (in inglese), parla anche del mio lavoro (soprattutto l’articolo sulla paleoecologia degli ungulati europei).

Mapping Ancient Africa: Andrea Manica “pastclim 1.2: an R package for paleoclimatic reconstructions”

Il seminario faceva parte del progetto “Mapping Ancient Africa: Climate, Vegetation & Humans“, finanziato dalla Palaeoclimate commission (PALCOM) e dalla Humans & Biosphere commission (HABCOM) all’interno della International Union for Quaternary Research (INQUA).

Seminario a Roma La Sapienza: Analisi numeriche in Archeologia

Come l’anno scorso, Enza Spinapolice mi ha invitato a fare ieri un seminario per il corso di Archeologia all’Università di Roma la Sapienza.

Ho parlato agli studenti della triennale di “Analisi numeriche in archeologia”. La presentazione ha suscitato molto entusiasmo e tante domande: spero di aver convinto studenti e studentesse che l’analisi dei dati numerici permette di scoprire informazioni interessanti sul nostro passato.

Grazie Enza per avermi dato questa opportunità!

Due lezioni per il corso di “Ancient biomolecules” a Cambridge

Nelle scorse settimane, il professor Matthew Collins (Dipartimento di Archeologia, Università di Cambridge) mi ha chiesto di contribuire con due lezioni al suo corso in “Ancient Biomolecules”.

Nella lezione “Clima e genetica delle popolazioni” ho parlato della possibilità di integrare il clima nella genetica/genomica delle popolazioni: perchè può valer la pena di farlo, quali sono le assunzioni di base da prendere in considerazione, alcuni modi in cui si possono eseguire le analisi e come interpretare i risultati.

Ne “La genetica della domesticazione del cavallo”, ho presentato e spiegato un recente articolo (Librado et al 2021, Nature) che descrive in dettaglio la domesticazione e la diffusione dei cavalli eurasiatici sulla base di un gran numero di campioni di DNA antico.

In aula ci sono state molte domande e una bella discussione. Spero che ci siano altre occasioni per collaborare su questi temi.

La nicchia climatica del leopardo mostra poche differenze fra Africa e Asia

È uscito in bioRxiv il preprint che riassume la tesi triennale (Part II project) di Sidney Leedham:

Sidney Leedham, Johanna L. A. Paijmans, Andrea Manica, Michela Leonardi
Niche conservatism in a generalist felid: low differentiation of the climatic niche among subspecies of the leopard (Panthera pardus)
bioRxiv 2023.01.26.525491

Il leopardo (Panthera pardus) è una specie generalista che vive in un’area geografica molto ampia: lo si può trovare nella maggior parte dell’Africa nel sud dell’Eurasia. È suddiviso in diverse sottospecie, una africana e otto asiatiche, che sono il risultato di un’antica espansione dall’Africa.

Abbiamo raccolto da articoli scientifici e database online una lista di presenze di leopardi in Africa e in Asia. Lo scopo era cercare di capire se le sottospecie asiatiche vivono nello stesso clima di quella africana o se, nella loro espansione, si sono adattate a nuove condizioni climatiche.

Abbiamo usato l’analisi delle componenti principali per visualizzare la nicchia climatica occupata da ognuna delle sottospecie all’interno dello spazio climatico disponibile in Africa e Eurasia. Le abbiamo poi confrontate per capire le differenze fra i leopardi asiatici e quelli africani: nella maggior parte dei casi c’è una sovrapposizione totale, o quasi. L’unica eccezione è il leopardo persiano in cui c’e’ evidenza di una possibile espansione della nicchia.

Questi risultati sono avvalorati dalla modellizzazione ecologica. Ricostruendo l’areale della specie utilizzando solo le presenze africane, la distribuzione viene ricostruita in modo abbastanza accurrato, escludendo solo la parte più settentrionale della distribuzione, quella con condizioni climatiche che non sono presenti in Africa.

Questi risultati ci aiutano a capire meglio come varia l’ecologia del leopardo nel suo areale, una conoscenza che è vitale per l’effettiva conservazione della sua popolazione più distinta e vulnerabile

Preprint

Sidney Leedham, Johanna L. A. Paijmans, Andrea Manica, Michela Leonardi
Niche conservatism in a generalist felid: low differentiation of the climatic niche among subspecies of the leopard (Panthera pardus)
bioRxiv 2023.01.26.525491. doi: https://doi.org/10.1101/2023.01.26.525491

Abstract

Aim Species distribution modelling can be used to reveal if the ecology of a species varies across its range, to investigate if range expansions entailed niche shifts, and to help assess ecological differentiation: the answers to such questions are vital for effective conservation. The leopard (Panthera pardus spp.) is a generalist species composed of one African and eight Asian subspecies, reflecting dispersal from an ancestral African range. This study uses species distribution models to compare the niches of leopard subspecies, to investigate if they conserved their niches when moving into new territories or adapted to local conditions and shifted niche.

Location Africa and Eurasia

Methods We assembled a database of P. pardus spp. presences. We then associated them with bioclimatic variables to identify which are relevant in predicting the distribution of the leopard. We then constructed a species distribution model and compared the distribution predicted from models based on presences from all subspecies versus the ones built only using African leopards. Finally, we used multivariate analysis to visualise the niche occupied by each subspecies in the climate space, and to compare niche overlaps to assess ecological differentiation.

pastclim: perché studiare il clima del passato?

Negli ultimi mesi ho parlato diverse volte su questo sito di pastclim, un “motore di ricerca” del clima del passato, che abbiamo sviluppato insieme ai colleghi di Cambridge e di Jena.

Ma una domanda sorge spontanea: a cosa serve studiare il clima del passato?

Il clima è sempre cambiato nella storia della Terra, ma i cambiamenti legati alle attività umane a cui siamo assistendo oggi sono incredibilmente più rapidi e più estremi di quanto possa avvenire in natura. In questa situazione di emergenza, studiare il clima del passato può aiutarci in tanti modi.

Il clima e le sue fluttuazioni hanno guidato l’evoluzione delle specie viventi per milioni di anni. Ricostruire queste traiettorie evolutive ci permette di ipotizzare nel modo più realistico possibile come le specie viventi reagiranno ai cambiamenti in corso e quali azioni saranno più efficaci per proteggerle.

Il clima è anche uno dei meccanismi che influenza di più la distribuzione geografica degli esseri viventi. Avere informazioni sulle condizioni climatiche in cui una specie è vissuta in passato ci aiuta a capire in quali aree potrebbe sopravvivere in futuro.

E non dobbiamo dimenticare che i cambiamenti climatici hanno influenzato in modo importante le migrazioni umane e molti processi culturali e linguistici ad esse associati. Poter analizzare questi processi nel dettaglio ci può dare informazioni preziosissime su perché oggi siamo come siamo, non solo biologicamente ma anche culturalmente.

È questo il motivo per cui, per me, questo lavoro è importante. Perché ho la certezza che guardare al passato ci permette di capire meglio il presente e costruire un futuro migliore.

Riferimenti bibliografici

Michela Leonardi, Emily Y. Hallett, Robert Beyer, Mario Krapp, Andrea Manica
pastclim 1.2: an R package to easily access and use paleoclimatic reconstructions
Ecography, First published: 05 January 2023 https://doi.org/10.1111/ecog.06481