Martedì i ricercatori hanno offerto l'esame più approfondito fino ad oggi della storia dei pinguini, risalente alle loro origini più di 60 milioni di anni fa, compresa l'identificazione di una suite di geni cruciali negli adattamenti legati alla visione subacquea, alle lunghe immersioni, alla regolazione della temperatura corporea, alla dieta e alle dimensioni del corpo.

I ricercatori hanno sequenziato i genomi delle 20 specie e sottospecie di pinguini viventi. Poiché più di tre quarti delle specie di pinguini conosciute sono ormai estinte, i ricercatori hanno incluso nella loro analisi anche 50 specie fossili utilizzando i dati scheletrici.

I ricercatori hanno detto che i pinguini si sono evoluti da un antenato comune condiviso con un gruppo di uccelli marini che comprende albatros e petrelli. I pinguini hanno dapprima evoluto la capacità di immergersi, come la pulcinella di mare, e successivamente hanno perso la capacità di volare mentre si adattavano al regno acquatico, diventando eccellenti nuotatori e subacquei.

Il pinguino più antico conosciuto - risalente a 61 milioni di anni fa, circa 5 milioni di anni dopo l'evento di estinzione di massa che ha condannato i dinosauri - si chiama Waimanu manneringi, proveniente dalla Nuova Zelanda.

"Per me, i pinguini sono un esempio perfetto di un'importante transizione evolutiva, come l'evoluzione di uno stile di vita acquatico nelle balene o il volo nei pipistrelli", ha detto il paleontologo aviario Daniel Ksepka del Bruce Museum di Greenwich, Connecticut, co-autore dello studio pubblicato sulla rivista Nature Communications https://www.nature.com/articles/s41467-022-31508-9.

"Sappiamo che i pinguini si sono evoluti da uccelli volanti, ma questo è avvenuto più di 60 milioni di anni fa e dobbiamo guardare alla documentazione fossile per capire dove, quando e come è successo. Inoltre, i pinguini sono creature incredibilmente affascinanti. Amano, combattono, rubano e, grazie alla loro buffa postura eretta, è davvero facile immaginare che abbiano tutte le stesse motivazioni delle persone", ha detto Ksepka.

Lo studio ha illustrato come i cambiamenti di temperatura globale - le oscillazioni tra periodi freddi e caldi - e gli spostamenti delle principali correnti oceaniche siano stati importanti motori dell'evoluzione dei pinguini.

"Abbiamo stimato come le popolazioni di ogni specie di pinguino hanno fluttuato negli ultimi 250.000 anni, in base alle firme lasciate nel loro genoma dai crolli e dai boom della popolazione", ha detto Ksepka. "L'incertezza e il declino delle calotte glaciali hanno avuto un grande impatto sui pinguini, e le specie vulnerabili al ritiro dei ghiacci marini potrebbero soffrire molto a causa del futuro riscaldamento globale".

I pinguini hanno anche mostrato i tassi evolutivi più bassi mai rilevati tra gli uccelli.

I pinguini vivono principalmente nell'emisfero meridionale, comprese specie come il pinguino Adelie lungo le coste dell'Antartide. Il pinguino delle Galapagos è l'unico che si trova a nord dell'equatore.

La ricercatrice post-dottorato dell'Università di Copenhagen e autrice principale dello studio, Theresa Cole, ha detto che la ricerca ha scoperto una varietà di geni probabilmente coinvolti negli adattamenti fisiologici unici dei pinguini.

Essi presentano mutazioni genetiche che spostano la loro visione verso l'estremità blu dello spettro cromatico. La luce blu penetra più profondamente nell'oceano rispetto alla luce rossa dello spettro, quindi questo tratto ha aiutato a mettere a punto la visione per l'acuità in condizioni di scarsa illuminazione e sott'acqua.

I geni che aiutano gli uccelli a rilevare i sapori salati e acidi sono attivi nei pinguini. Ma i geni che aiutano a rilevare i gusti amaro, dolce e salato sono inattivati. Questi potrebbero non essere più necessari, dato che i pinguini si nutrono di acque fredde e salate e in genere ingoiano prede come pesci, gamberi e calamari interi.

I pinguini presentano un appiattimento e un irrigidimento delle ossa delle ali e una riduzione delle piume di volo in piccole strutture che aiutano a convertire le ali in pinne. Hanno anche ridotto gli spazi d'aria nello scheletro e aumentato lo spessore delle pareti ossee per aumentare l'efficienza delle immersioni, oltre ad aggiungere la capacità di immagazzinare più ossigeno nei muscoli per le lunghe immersioni.

Un tempo i pinguini erano molto più grandi delle specie attuali. Una specie, Kumimanu biceae, che abitava la Nuova Zelanda tra 55 e 60 milioni di anni fa, era alta circa 1,8 metri. La più grande specie esistente, il pinguino imperatore, è alta circa 3 piedi (1 metro).