Storia del lago Malawi

Quando si è formato il lago e come si è evoluto?

Le specie che conosciamo come ci sono arrivate?

A queste due semplici domande proveremo a dare una risposta in questo breve articolo.

Immaginate di prendere un pezzo di stoffa su cui esercitate una forza che tenda ad allontanare i due lati opposti, potrebbe accadere che la stoffa si strappi.

La forma allungata del lago malawi ci suggerisce che la sua formazione sia legata ad un fenomeno di "strappamento" della crosta terrestre dovuta ai movimenti delle placche tettoniche.

Il lago si trova, infatti, ai bordi di una lunga fossa tettonica continentale che divide la placca africana in due sottoplacche, quella nubiana ad ovest e la somala ad est (braccio del golfo dell' Aden).

Placche

L'allontanamento di queste due sottoplacche con l'aggiunta del sollevamento dei bordi delle sottoplacche ha permesso la creazione di un bacino che poi sarebbe diventato il lago Malawi.

Il Lago Malawi presenta una lunghezza di 570Km ed è mediamente largo 60Km. La superficie del lago è 474m sul livello del mare ed è profondo, nel suo punto di massimo, circa 700m, i suoi fianchi salgono tra i 400-2000m sopra la superficie del lago.

Anche se non c'è pieno accordo tra gli studiosi si ritiene che la formazione del lago sia presumibilmente avvenuta nella parte finale del Miocene ossia circa 8,6Ma (milioni di anni fa) anche se, dallo studio dei sedimenti del lago, le condizioni che hanno portato ad avere le acque profonde, necessarie per permettere la formazione di flora e fauna endemica, risalgono a circa 4,5Ma.

Lo studio dei sedimenti, dell'erosione delle coste e delle spiaggie fossili presenti intorno al lago, ha inoltre evidenziato che il livello del lago ha subito, nelle varie ere geologiche, grosse fluttuazioni. Per esempio tra i 1,6ma e 1,0Ma, a causa dell'intensa attività tettonica e al clima secco, si presume che il lago si fosse quasi completamente prosciugato ed inoltre si hanno prove che che lo stesso subì una notevole variazione di livello tra i 0,45Ma e 0,25Ma.

Rappresentazione di evoluzione di lungo periodo del livello del lago

Il lago Malawi presenta una bacino idrologico piccolo e questo lo rende molto sensibile ai cambiamenti climatici dipendendo quasi totalmente dalle precipitazioni atmosferiche, periodi di secca comportano abbassamenti del livello mentre periodi di piogge fanno salire il livello anche se poi questo non supera mai un valore massimo a causa di un effetto troppo pieno che si viene ad innescare.

Negli ultimi millenni il lago ha subito significative fluttuazioni di breve periodo.

Gli studi hanno dimostrato che intorno all'anno 1000 i livelli erano molto simili a quelli di oggi come anche nel 15° secolo e nel 1981 dove abbiamo avuto un picco di livello mentre nel 6° e 13° secolo il livello si è molto abbassato con un picco di -150 metri tra il 1400 e il 1850.

rappresentazione delle fluttuazioni di breve periodo

Dopo il picco del 1981 il livello del lago si sta abbassando e solo otto anni dopo era già più basso di 2 metri.

Anche le variazioni di breve periodo influenzano fortemente le specie del lago: possono portare all'estinzione di specie, per esempio quelle che popolano la parte superficiale del lago, le quali non avrebbero il tempo di adattarsi ai cambiamenti, oppure ad ulteriori speciazioni, grazie all'isolamento.

Il clima non influenza solo il livello del lago ma anche la sua abitabilità.

Il lago presenta uno strato superficiale ricco di ossigeno (epilimnio ossico) che arriva in profondità sino ai 250 metri al di sotto del quale troviamo uno strato povero di ossigeno (ipolimnio anossico).

L'ipolimnio è a temperatura costante di 22,5°C mentre la temperatura superficiale arriva a 27°C. Questa differenza di temperatura permette ai due strati di non miscelarsi ma nella stagione secca la temperatura superficiale si abbassa a causa dell'evaporazione e questo abbassamento di temperatura potrebbe far si che la temperatura dell'epilimnio si avvicini ai 22,5°C, in questo caso si avrebbe una parziale miscelazione dei due strati con la conseguente moria della fauna a causa del basso livello di ossigeno nell'acqua come è accaduto nel 1937 a Nkhata Bay.

Dopo aver visto come si è formato il lago, quale è stata la sua storia di lungo e medio periodo e come esso sia influenzato fortemente dal clima cerchiamo di rispondere alla seconda domanda.

Come si potra intuire quando si è formata la spaccatura, a prescindere dalle sue evoluzioni, essa si è rimpita d'acqua attraverso i fiumi alimentati dalle piogge e quindi proprio dai fiumi sono arrivati gli antichi abitanti del lago che poi hanno dato origine, grazie alla speciazione, alle moltitudine di differenti tipi di pesci che oggi conosciamo.

I ciclidi del lago sono divisi in due gruppi (tribù) quello degli haplochromini (mbuna e Haps) che contiene la stragrande maggioranza delle specie e quello delle tilapie.

Inizialmente si pensava che gli haplochromini del lago Malawi derivassero da due specie ossia la Astatotilapia calliptera e Astatotilapia swynnertoni ma questa ipotesi non veniva supportata dall'analisi del DNA nucleare e mitrocondriale anzi i dati sembrerebbero portare alle conclusione che queste specie si siano evolute nel lago per poi popolare i fiumi ad esso collegati.

Gli studi effetuati sul DNA hanno portato a pensare che l'antico progenitore degli haplochromini venisse dal fiume Ruaha ed in particolare fosse un antico parente della Astatotilapia sp. ‘Ruaha’.

Astatotilapia sp. ‘Ruaha’

Si pensa, infatti, che il fiume Ruaha anticamente fosse un affluente del lago Malawi e che grazie a questo che ci sia stata la contaminazione. Successivamente, a causa dei movimenti tettonici, il fiume è stato bloccato dall'attuale catena montuosa Livingstone che, come si vede dalla cartina sotto, divide il lago dalla valle Ruaha; prove fossili sembrano avvalorare questa ipotesi.

L'analisi del DNA mitocondriale porta a dire che la divergenza genetica tra gli haplochromini e il progenitore fluviale sia avvenuta tra 6,76 e 2,13Ma mentre quella tra gli mbuna e gli Haps è stimata tra 4,06 e 1,2Ma.

Questo non ci deve far concludere che gli mbuna e gli Haps che conosciamo siano antichi di milioni di anni perché la maggior parte delle radiazioni evolutive di questo gruppo, ossia fenomeno di rapida (in termini geologici) diversificazione di nuove specie a partire da un progenitore comune, sono molto più giovani (qualche migliaio di anni) ed in casi estremi le specie possono essersi sviluppate solo poche centinaia di anni fa.

In conclusione, le specie a cui siamo tanto affezionati sono relativamente giovani anche se "adamo e eva" risalgono a milioni di anni fa, il lago è fortemente influenzato, nel breve periodo, dal clima che, incidendo sul livello del lago, ne influenza il numero di specie che in esso si trovano.

Bibliografia e fonti:

Age of Lake Malawi (Nyasa) and water level fluctuations - D. Delvaux. 1995

Deep-water warming trend in Lake Malawi, East Africa- 2005

Variations in the level of Lake Malawi -R, S. DRAWÛN -1984

Geographical ancestry of Lake Malawi’s cichlid fish diversity- Martin J. Genner, Benjamin P. Ngatunga, Semvua Mzighani, Alan Smith and George F. Turner. May 2015

Lake Level Fluctuations Synchronize Genetic Divergences of Cichlid Fishes in African Lakes-
Christian Sturmbauer Sanja Baric Walter Salzburger Lukas Rüber Erik Verheyen-Mol Biol Evol (2001) 18 (2): 144-154. February 2001