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    I denti del giudizio spiegano molto sull’evoluzione della specie

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    Caricamento playerLo sviluppo di alcune parti del corpo umano normali ma apparentemente inutili è uno spunto di conversazioni frequenti, per esempio sui capezzoli maschili o sul coccige. Una parte non necessaria e anzi spesso problematica al punto da richiedere di essere rimossa sono i denti del giudizio, ossia i terzi molari. Spuntano di solito tra i 17 e i 24 anni, a volte anche dopo, che è il motivo del loro nome. Altre volte non si sviluppano affatto: circa il 22 per cento della popolazione mondiale è privo di almeno un dente del giudizio su quattro.
    Quando si sviluppano, i denti del giudizio lo fanno comunque più tardi rispetto agli altri denti, e in molti casi in un modo che provoca dolore e altri problemi di salute. L’inclusione del dente del giudizio, una condizione in cui il dente si sviluppa ma non riesce a emergere dalle gengive con l’angolazione corretta, e che interessa circa il 24 per cento della popolazione mondiale, mostra il problema fondamentale dei denti del giudizio: mascella e mandibola negli esseri umani sono il più delle volte troppo strette per ospitarli. Il che rende sensato e abbastanza comune chiedersi sia quando sia perché si sviluppino, e se le due risposte siano correlate.
    Come ogni altro dente, anche quelli del giudizio si sviluppano all’interno della mascella e della mandibola, sebbene molto più tardi. I secondi molari cominciano a svilupparsi nelle gengive intorno ai tre anni, mentre i terzi molari generalmente non prima dei nove anni. Il periodo di sviluppo è comunque molto variabile: da 5 a 15 anni.
    La principale ragione per cui i terzi molari non spuntano durante l’infanzia come gli altri denti, secondo uno studio pubblicato nel 2021 sulla rivista Science Advances, è che nella bocca non c’è ancora abbastanza spazio. Man mano che l’individuo cresce, crescono anche la sua mascella e la sua mandibola. Un’altra ragione per cui spuntano durante la giovane età adulta è che di solito non sono necessari prima di allora. In passato, quando era più frequente perdere uno o più molari, i denti del giudizio trovavano più spazio per emergere e funzionavano come una sorta di molari di riserva, spiegò nel 2022 il chirurgo Steven Kupferman al sito Live Science.
    La presenza dei denti del giudizio dipende sia da fattori relativi all’evoluzione della specie che da altri legati allo sviluppo individuale. Una delle ipotesi condivise in passato faceva riferimento soprattutto a processi di selezione. Secondo questa ipotesi, semplificando, prima che le estrazioni diventassero una pratica comune le persone con terzi molari problematici morivano a causa delle complicazioni, e quelle prive di terzi molari trasmettevano i loro geni alle generazioni future. Permettendo di sopravvivere alle persone con denti inclusi, le estrazioni avrebbero quindi contribuito nel tempo a estendere il pool genetico.
    Ricerche successive hanno messo in discussione questa ipotesi, suggerendo che molte proprietà della specie siano influenzate oltre che da fattori genetici da interazioni nell’ecosistema. È un discorso che vale evidentemente anche per i denti dei mammiferi, le cui numerose caratteristiche riflettono ciò che ciascuna specie mangia. Diversi studiosi sostengono da tempo che i problemi dei denti del giudizio derivino indirettamente dalla consistenza dei cibi resi possibili dall’agricoltura e dall’industrializzazione.

    – Leggi anche: La teoria dell’evoluzione va ripensata?

    L’idea alla base di questa ipotesi è che, rispetto agli alimenti consumati dai nostri antenati cacciatori-raccoglitori, i cibi successivi alla transizione agricola e poi a quella industriale siano più mollicci. La masticazione di alimenti più duri durante l’infanzia potrebbe contribuire a stimolare la crescita dell’osso mandibolare e mascellare, abbastanza da creare nella bocca lo spazio sufficiente per una serie di tre molari anziché due per ogni semiarcata. Il problema del sovraffollamento dei denti non sarebbe quindi determinato interamente dai geni ereditari, ma in una parte significativa anche dallo sviluppo e dalle abitudini alimentari durante l’infanzia.
    «La natura ha selezionato la lunghezza delle nostre mascelle e mandibole sulla base di ciò che si aspetta che facciamo durante il periodo di crescita della mascella», disse all’Atlantic nel 2017 Peter Ungar, paleoantropologo e biologo evoluzionista della University of Arkansas, autore del libro Evolution’s Bite: A Story of Teeth, Diet, and Human Origins. In altre parole, più spesso si esercita forza sulla mascella, più a lungo cresce. E i cibi morbidi, secondo questa teoria, non richiederebbero un allenamento di masticazione sufficiente a massimizzare la crescita potenziale di mascella e mandibola.
    Una serie di esperimenti sui topi condotti tra il 2019 e il 2022 da Elsa Van Ankum, una ricercatrice in antropologia evolutiva della University of Saskatchewan, mostrò che gli individui cresciuti con una dieta a base di cibi morbidi tendevano ad avere mascelle sottosviluppate e di forma diversa. La dieta era anche povera di vitamina D, una vitamina la cui carenza è stata associata ai cambiamenti degli stili di vita successivi alla Rivoluzione industriale, e le cui numerose funzioni riguardano anche la formazione e la crescita dei denti, oltre alla salute delle ossa e al funzionamento del sistema immunitario.

    – Leggi anche: C’è una marea di integratori

    I primati degli ominini che si ritiene condividano la stessa linea evolutiva degli esseri umani avevano denti posteriori molto grandi. Gli Australopithecus afarensis, una specie vissuta tra 2 e 4 milioni di anni fa, avevano molari la cui superficie masticatoria – quella che va in contatto con i denti dell’arcata opposta – era circa il doppio rispetto a quella dei molari degli esseri umani attuali. E questo nonostante il fatto che fossero molto più bassi e con un volume del cranio inferiore a un terzo di quello degli Homo sapiens.
    Nella linea evolutiva umana le dimensioni dei denti sono in diminuzione da milioni di anni: si stima che la superficie dei molari nell’Homo erectus, circa 2 milioni di anni fa, fosse più estesa del 50 per cento. E sembra esserci una correlazione tra i cambiamenti dei denti durante l’evoluzione umana e i cambiamenti nell’alimentazione e nelle tecniche di preparazione del cibo, già molto tempo prima della diffusione dell’agricoltura e poi dell’industrializzazione. Gli utensili in pietra risalenti all’epoca dell’Homo erectus, per esempio, erano utili anche a pestare e ammorbidire i cibi, semplificando la masticazione di quelli più duri.
    L’ipotesi che la progressiva riduzione della masticazione abbia un’influenza evolutiva sullo sviluppo del corpo umano è sostenuta da alcuni studi che hanno analizzato lo sviluppo dei denti del giudizio e le dimensioni della mandibola in società diverse. Uno studio del 2011 su crani di sei gruppi di agricoltori e cinque di raccoglitori, conservati nei musei, scoprì che i primi avevano mandibole più corte, quindi meno spazio per lo sviluppo dei terzi molari. Una ricerca del 2017 dello stesso tipo, condotta con metodi statistici più affidabili, arrivò a conclusioni simili.

    – Leggi anche: Perché ci piacciono i cibi croccanti

    Altri studi di comparazione hanno riscontrato una correlazione tra problemi dei denti del giudizio e disponibilità di cibi lavorati in diverse popolazioni. Uno studio del 2012 raccolse i casi di inclusione del terzo molare in un campione di 900 abitanti di zone rurali e urbane nel distretto del Karnataka, nel sud dell’India. I casi erano diffusi in circa il 15 per cento della popolazione rurale e in circa il 30 per cento di quella urbana. Una ricerca precedente, condotta in Nigeria su 2.400 persone, aveva scoperto che i denti del giudizio inclusi erano sette volte più diffusi nella popolazione urbana rispetto a quella rurale.
    Sia i risultati degli studi comparativi che i risultati degli esperimenti sugli animali – oltre che sui topi, sono stati condotti sulle scimmie scoiattolo, sui babbuini e su altre specie – sono compatibili con l’ipotesi che le abitudini alimentari influenzino lo sviluppo delle mascelle, e di conseguenza dei denti del giudizio. Non spiegano tuttavia perché alcune persone ne siano prive.
    In alcuni casi l’assenza dei denti del giudizio potrebbe effettivamente essere un esempio di «micro-evoluzione anatomica» recente, come sostenuto per esempio da un gruppo di scienziati della Flinders University ad Adelaide. La loro ipotesi è che la ragione principale di questa evoluzione siano i cambiamenti nella selezione naturale. Man mano che le abitudini alimentari cambiavano, le persone prive di denti del giudizio non avevano svantaggi nella masticazione. LEGGI TUTTO

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      in Società

      Giulia Salemi mostra emozionata l’evoluzione del pancione arrivata al settimo mese

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      in Scienza

      Tra i mammiferi sono più grandi i maschi o le femmine?

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      Caricamento playerNel suo trattato L’origine dell’uomo e la selezione sessuale del 1871, il celebre naturalista britannico Charles Darwin scrisse che nel regno animale «in generale i maschi sono più forti e più grandi delle femmine», occupandosi poi in particolare dei mammiferi per spiegare alcune caratteristiche degli esseri umani. Darwin non era l’unico a pensarla in quel modo e a 150 anni di distanza quella convinzione continua a essere piuttosto condivisa non solo tra gli addetti ai lavori, ma anche nel senso comune.
      Eppure, secondo una ricerca da poco pubblicata, quella convinzione è probabilmente errata e non ci sono elementi per sostenere che tra i mammiferi i maschi siano più grandi delle femmine. Nella maggior parte dei casi, almeno.
      Il nuovo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications, è stato guidato da Kaia J. Tombak, una ricercatrice della Princeton University (Stati Uniti) che alcuni anni fa aveva partecipato a un seminario online sui livelli di aggressività in alcune specie i cui maschi e femmine hanno la medesima stazza. Discutendo con i colleghi del corso, Tombak si era accorta che mancavano dati per formulare ipotesi credibili e decise quindi di dedicarsi all’argomento, provando in primo luogo a capire se esistessero effettivamente differenze nella stazza tra varie specie di mammiferi.
      Man mano che cercava il materiale insieme a due colleghi, Tombak notò quanto fosse difficile avere dati coerenti e come la questione fosse stata tutto sommato trascurata in passato, fatta eccezione per qualche studio risalente a una cinquantina di anni fa. Il suo lavoro di ricerca era quindi consistito nel raccogliere dati dalla letteratura scientifica tenendo in considerazione le informazioni sulla massa che mediamente raggiungono gli individui adulti in determinate specie. La massa non è l’unico indicatore per determinare la grandezza di un mammifero, ma è il dato che ricorre più spesso (banalmente perché è più semplice pesare o fare la stima del peso di un animale rispetto a valutarne il volume).
      Non potendo valutare tutte le 6.400 specie di mammiferi esistenti di cui siamo a conoscenza (le stime variano in base alle classificazioni), il gruppo di ricerca ha seguito un approccio statistico, costruendo un campione basato sul 5-6 per cento delle specie per ciascuno dei 16 ordini di mammiferi che contengono almeno una decina di specie; all’elenco sono state poi aggiunte altre specie, selezionate per rendere ancora più equilibrato e rappresentativo il campione. La lista finale conteneva 429 specie con informazioni sulla massa corporea di individui adulti sia di sesso maschile sia di sesso femminile.
      L’analisi finale ha tracciato una situazione diversa da quella descritta un secolo e mezzo fa. Tra le 429 specie di mammiferi prese in considerazione, i maschi avevano una stazza più grande delle femmine solo nel 45 per cento dei casi. Nel 39 per cento dei casi gli individui appartenenti ai due sessi avevano sostanzialmente la stessa massa e nel 16 per cento dei casi erano le femmine ad avere una massa superiore a quella dei maschi. I dati, dice lo studio, sembrano indicare che la maggiore grandezza degli individui di sesso maschile non sia la norma, o per meglio dire che non ci sia una regola unica attraverso le specie di mammiferi sulla differenza di stazza tra i sessi.
      (Nature Communications)
      I maschi con massa superiore a quella delle femmine sono risultati più frequenti tra i carnivori, gli ungulati e alcune specie di primati. Questi animali sono di solito più studiati di altri quando si tratta di valutare le differenze dovute al sesso, di conseguenza questa potrebbe essere una delle cause del perdurare della convinzione sulla maggiore dimensione dei maschi in generale tra i mammiferi.
      Roditori e pipistrelli sono relativamente meno studiati, nonostante tutte le loro specie messe insieme costituiscano circa la metà di quelle di mammiferi. Dallo studio è emerso che nel 48 per cento delle specie di roditori prese in considerazione non c’erano differenze di stazza, mentre nel 44 per cento i maschi erano più grandi. Nel caso dei pipistrelli il gruppo di ricerca ha notato che nel 46 per cento delle specie analizzate le femmine erano più grandi.
      La differenza tra individui appartenenti alla medesima specie ma di sesso diverso (“dimorfismo sessuale”) è studiata da tempo, proprio perché attraverso lo studio delle differenze si possono comprendere alcune caratteristiche tipiche di una specie. Le ricerche si sono dedicate anche alle differenze di stazza e una delle teorie più condivise dice che in molte specie i maschi dei mammiferi sono più grandi perché devono competere tra loro per contendersi le femmine. La competizione implica spesso un confronto fisico, di conseguenza nel corso dell’evoluzione sarebbero stati avvantaggiati gli individui casualmente nati di stazza maggiore. Per alcune specie di grandi carnivori è probabilmente vero, anche sulla base delle osservazioni del comportamento animale, ma è difficile applicare la medesima ipotesi a molte altre specie di mammiferi.
      Tra i roditori e i pipistrelli le cose funzionano diversamente e la minore quantità di studi sul dimorfismo sessuale di questi animali forse spiega in parte perché sia ancora diffusa la convinzione che in generale tra i mammiferi i maschi siano più grandi. Nel caso dei pipistrelli, per esempio, avere una stazza maggiore è probabilmente un vantaggio per le femmine che devono volare anche durante la gravidanza, quando la loro massa è più grande (gli uccelli non hanno questo problema, visto che depongono le uova): hanno bisogno di più forza e capacità alare.
      Il nuovo studio cita il lavoro della biologa statunitense Katherine Ralls che negli anni Settanta pubblicò una ricerca dove metteva in dubbio la convinzione sulla maggiore stazza degli individui maschi tra i mammiferi, arrivando a conclusioni simili a quelle del gruppo di ricerca di Tombak. All’epoca Ralls aveva analizzato i dati su alcune specie di mammiferi segnalando come fossero comuni femmine di maggiori dimensioni rispetto ai maschi. Ralls aveva ipotizzato che gli individui di sesso femminile fossero più grandi in alcune specie perché questo aumentava la probabilità di produrre nuovi nati più resistenti, dunque con minori rischi di morire nelle prime fasi dello sviluppo. L’ipotesi è discussa da tempo e finora non sono emersi elementi per confermarla.
      La ricerca di Tombak è stata accolta con interesse da chi si occupa di evoluzione, ma alcuni esperti hanno fatto notare che per quanto statisticamente rilevante lo studio è basato su una quantità limitata di specie di mammiferi e saranno quindi necessari ulteriori studi. La questione sarà ancora discussa a lungo e contribuirà a comprendere meglio diversità e somiglianze tra le tante specie nella grande classe dei mammiferi, di cui facciamo parte. LEGGI TUTTO

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      in Scienza

      Come abbiamo perso la coda

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      Da bambino Bo Xia si era chiesto qualche volta come mai non avesse la coda come altri animali, ma non avrebbe mai immaginato che da adulto avrebbe dedicato buona parte del proprio dottorato in biologia a questo argomento. Non lo pensava nemmeno mentre studiava alla New York University, ma le cose cambiarono dopo che ebbe un piccolo infortunio al coccige, la parte finale della colonna vertebrale, l’ultima testimonianza della coda che milioni di anni fa possedevano gli antenati degli umani moderni. Quell’incidente portò Xia a interessarsi nuovamente alla coda e a pubblicare, dopo una lunga e difficile ricerca, uno studio che aiuta a spiegare i meccanismi genetici che ci portarono a perderla.Tra i vertebrati la coda è un elemento estremamente comune e tutti i mammiferi ne sviluppano una durante lo sviluppo embrionale, anche se questa non necessariamente è poi presente alla nascita. Nel caso degli esseri umani, per esempio, la coda scompare all’incirca all’ottava settimana di gravidanza e ne rimangono solo alcune piccole tracce che formano il coccige (le sue dimensioni variano molto a seconda delle persone).
      La maggior parte delle scimmie ha la coda, ma fanno eccezione gli ominoidi (Hominoidea), cioè gli esseri umani e quelle che vengono spesso definite “scimmie antropomorfe” (oranghi, gibboni, gorilla, scimpanzé). Questa netta distinzione ha fatto ipotizzare da tempo che la perdita della coda fosse coincisa con la fase in cui gli ominoidi si differenziarono dall’antenato in comune con le scimmie circa 25 milioni di anni fa.
      Circa tre anni fa, quando era ancora convalescente dall’incidente al coccige, Xia iniziò ad approfondire le proprie conoscenze sui geni sospettati di essere coinvolti nello sviluppo della coda. Si interessò agli studi della scienziata ucraina Nadine Dobrovolskaya-Zavadskaya, che alla fine degli anni Venti del secolo scorso aveva analizzato alcuni topi dalla coda insolitamente corta, arrivando alla conclusione che la loro condizione fosse determinata da una particolare mutazione in un gene chiamato T. Negli anni seguenti altre ricerche avrebbero portato a identificare un gene simile anche negli esseri umani, oggi noto come gene TBXT e molto conosciuto dai genetisti e da chi si occupa di evoluzione umana.
      Xia si mise a confrontare il gene TBXT degli esseri umani con il suo equivalente in altri ominoidi e notò che avevano in comune un pezzetto di DNA (una “sequenza alu”), assente invece nelle specie di primati con la coda. Insieme ad alcuni colleghi, Xia approfondì la questione e preparò una ricerca, che fu pubblicata nel settembre del 2021 in una forma preliminare, quindi senza avere ancora ricevuto una revisione da parte di studiosi che non avevano partecipato alla ricerca (il processo che viene chiamato di “peer review”).
      Nel loro studio, Xia e colleghi spiegavano che quel pezzetto di DNA poteva far sì che il gene TBXT portasse talvolta alla produzione di una proteina lievemente diversa rispetto a quella che si produce normalmente. Secondo il gruppo di ricerca ciò avveniva nella fase di trascrizione del materiale genetico necessaria per produrre la proteina e a sostegno di questa ipotesi portava alcuni esperimenti condotti sui topi. Modificando le caratteristiche del gene, Xia era infatti riuscito a ottenere topi con code più corte del solito o completamente assenti, oppure con code lunghe e attorcigliate.
      La ricerca era promettente, ma non dimostrava che qualcosa di simile avvenisse anche con il gene TBXT vero e proprio. Il problema fu segnalato da chi era incaricato di effettuare il processo di peer review, con la richiesta a Xia e colleghi di approfondire lo studio e portare nuove dimostrazioni. Gli esperimenti di laboratorio, in parte già avviati, avrebbero alla fine richiesto più di due anni per essere realizzati e rivisti. Dopo 900 giorni, lo studio è stato infine pubblicato sulla rivista scientifica Nature questa settimana.
      Come spiegano Xia e colleghi, gli esperimenti aggiuntivi effettuati trasferendo il pezzo di DNA di TBXT nel gene equivalente dei topi non hanno portato a cambiamenti significativi nella caratteristica della proteina, di conseguenza i topi avevano code con lunghezza nella media. In un’altra serie di esperimenti, invece, il gruppo di ricerca è riuscito a simulare nei topi ciò che avviene negli esseri umani, portando alla nascita di topi con una coda corta o completamente assente.
      Lo studio di Xia e colleghi è stato accolto con grande interesse, non solo per i nuovi elementi che porta su un punto importante dell’evoluzione umana, ma anche per le difficoltà che il gruppo di ricerca ha dovuto affrontare nel realizzare una grande quantità di modelli in laboratorio. I 900 giorni di lavoro successivi alla presentazione della ricerca preliminare hanno reso più solida e affidabile la ricerca, dimostrando come alcuni elementi mobili del DNA possono influire in modi talvolta inattesi nei processi evolutivi.
      La ricerca aiuta a capire come gli ominoidi persero la coda, ma non spiega completamente perché, una questione del resto molto più complessa e che forse non avrà mai risposta. Una delle ipotesi più condivise è che perdere la coda avesse costituito a un certo punto un vantaggio evolutivo, favorendo l’andatura eretta. Studi su specie molto antiche di primati ora estinte ipotizzano che la capacità di utilizzare prevalentemente i due arti inferiori per muoversi iniziò a svilupparsi nei nostri antenati che vivevano ancora tra le fronde degli alberi, diventando poi un elemento centrale per il bipedismo al suolo.
      Non tutti sono però convinti da questa spiegazione, semplicemente perché ci sono elementi per ritenere che la coda non impedisca di sviluppare il bipedismo. Ancora oggi ci sono alcune specie di primati come il cebo barbuto (Sapajus libidinosus) che utilizzano principalmente gli arti inferiori per muoversi, ma che all’occorrenza sfruttano la coda per mantenersi meglio in equilibrio.
      Un’altra ipotesi è che, nei grandi cambiamenti di territorio e clima che si verificarono 25 milioni di anni fa nei territori che più o meno oggi corrispondono all’Africa orientale, alcune popolazioni di ominoidi rimasero a lungo isolate e nei processi casuali di trascrizione del materiale genetico di generazione in generazione (deriva genetica) si produssero le alterazioni nel gene TBXT. Seguendo questa ipotesi, fu in un certo senso l’isolamento di alcune popolazioni con un numero ridotto di individui a far sì che si avviasse il processo di perdita della coda.
      Il gene TBXT è studiato da tempo ed è probabile che il lavoro di Xia e colleghi porti altri gruppi di ricerca ad approfondire la storia della nostra coda, che non c’è più. LEGGI TUTTO

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      in Scienza

      Non siamo così d’accordo su cosa sia davvero una specie

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      Caricamento playerIl gammaro dei fossi, un crostaceo appartenente all’ordine degli anfipodi, è ampiamente diffuso nei torrenti in Europa e la sua presenza è un valido indicatore della qualità dell’acqua dolce. All’apparenza è simile a un minuscolo gamberetto e per diverso tempo si pensò che tutti i suoi individui appartenessero a un’unica specie (Gammarus fossarum), ma è ormai evidente che le cose stanno diversamente. Si stima che 25 milioni di anni fa iniziarono a prodursi linee di discendenza separate che portarono a sue nuove sottospecie: a seconda di come vengono classificate le differenze genetiche di questi animali, le probabili specie di questi piccoli crostacei sono 32 o addirittura 152.
      Quello del gammaro dei fossi non è un caso isolato: i progressi nella ricerca e nella capacità di analizzare gli intricati percorsi evolutivi hanno aggiunto nuove importanti complicazioni nel modo in cui vengono classificate le specie. Nel nostro colossale e instancabile lavoro di classificare gli esseri viventi che condividono con noi il pianeta, il livello di complessità è ormai tale da fare mettere in discussione il modo stesso con cui per lungo tempo abbiamo identificato e definito le specie.
      Classificare le specie e provare a organizzarne i complessi gradi di parentela tiene impegnati i naturalisti da molti secoli e il loro lavoro, che si è modificato e arricchito nel corso del tempo, è stato accompagnato da polemiche, critiche e riflessioni filosofiche. Nel suo Saggio sull’intelletto umano pubblicato nel 1689, il filosofo britannico John Locke si interrogò a lungo sulla classificazione delle specie in un discorso più ampio su come si svilupparono la conoscenza umana e l’intelletto. Nel suo trattato scrisse: «I confini delle specie sono quali li fanno gli uomini, e non la natura, ammesso che in natura ci siano confini prefissati».
      Le riflessioni di Locke non piacquero al matematico e filosofo tedesco Gottfried Wilhelm Leibniz, che scrisse Nuovi saggi sull’intelletto umano, un trattato che smontava punto per punto la maggior parte delle assunzioni formulate dal filosofo britannico. Tra le altre cose, Leibniz criticava lo scetticismo mostrato da Locke sulla classificazione delle specie e il tentativo di provare a fare ordine nella natura.
      Il lavoro di sistematizzazione e classificazione raggiunse l’apice nel diciottesimo secolo grazie agli studi del naturalista svedese Carl Nilsson Linnaeus (quasi sempre italianizzato in Linneo), che perfezionò un sistema di nomenclatura binomiale che viene utilizzata ancora oggi con l’aggiunta di opportune integrazioni. La classificazione linneana organizza gli esseri viventi in vari livelli gerarchici: si parte dai regni (si aggiunse poi il concetto di dominio al di sopra, per includere batteri e archèi) che si dividono in phylum, si prosegue poi con le classi che si diramano a loro volta in ordini e ancora in famiglie, generi e infine specie.
      Esempio di classificazione (Zanichelli)
      Lavorando su proposte e riflessioni di alcuni importanti suoi predecessori, come lo svedese John Ray, Linneo perfezionò un sistema che prevedeva di utilizzare un binomio latino per identificare ogni specie. Utilizzò il primo nome per indicare il genere, che era per forza comune a più specie, e il secondo per caratterizzare una singola specie e distinguerla dalle altre.
      Nel caso del Gammarus fossarum, il minuscolo crostaceo europeo, Gammarus indica il genere, mentre fossarum è l’epiteto per distinguere una certa specie. Ma come abbiamo visto, questo sistema funziona solo fino a un certo punto, perché nel caso del gammaro dei fossi abbiamo via via scoperto l’esistenza di molte specie che per lungo tempo sono state chiamate tutte con lo stesso nome.
      Linneo aveva del resto pensato al suo sistema di classificazione in un periodo in cui le conoscenze scientifiche sulle specie erano ancora relativamente limitate, con una certa convinzione che esistessero da sempre più o meno in quel modo e che fossero il frutto di una creazione divina. Si confrontavano le caratteristiche, si identificavano le cose in comune e sulla base di quelle si stabiliva la classificazione.
      Fu necessario circa un secolo perché iniziasse a fare presa il concetto di evoluzione, grazie al lavoro di altri naturalisti come Charles Darwin. Le specie non erano dunque da sempre uguali, ma il frutto di un incessante processo di evoluzione, immaginabile come un gigantesco albero genealogico con migliaia di biforcazioni e rami. In quel contesto, stabilire con esattezza quando una specie fosse diventata tale si rivelò più difficile.
      Gammarus fossarum (Università di Amsterdam via Wikimedia)
      A quasi due secoli di distanza dal lavoro di Darwin, sappiamo molte cose in più sull’evoluzione e il caso del gammaro è solo uno dei tanti simili, come ha raccontato di recente il giornalista scientifico Carl Zimmer in un articolo sul New York Times. Nel 1758 Linneo aveva descritto una singola specie di giraffa classificandola come Giraffa camelopardalis e in seguito si aggiunsero nove sottospecie (cioè con differenze minime tali da essere considerate difficilmente una specie a sé). Oggi diversi studi sulle caratteristiche genetiche di questi animali hanno portato a una revisione della tassonomia, sulla quale non sono però tutti d’accordo.
      Alla tassonomia classica se ne sono aggiunte altre che identificano tre, quattro e perfino otto specie diverse. La seconda è tra le più condivise e comprende la giraffa settentrionale (G. camelopardalis), la giraffa reticolata (G. reticulata), la giraffa meridionale (G. giraffa) e la giraffa masai (G. tippelskirchi). Ne esistono nel complesso 117mila esemplari in Africa e per questo le giraffe sono considerate “vulnerabili” e non in pericolo immediato di estinzione, ma le cose cambierebbero se fossero considerate come specie distinte. In questo caso la giraffa settentrionale sarebbe tra gli animali a maggior rischio di estinzione, a causa della distruzione dei suoi habitat tra Niger ed Etiopia e del bracconaggio.
      Secondo alcune organizzazioni impegnate nella tutela delle giraffe, una classificazione più chiara potrebbe aiutare a salvare questi animali, facendo maggiori pressioni sui governi e sulle istituzioni internazionali. È un esempio di come stabilire il confine tra una specie e un’altra abbia risvolti pratici non indifferenti, rispetto a discussioni e ragionamenti più teorici che possono apparire slegati dalla realtà. La definizione più condivisa di cosa sia una specie è del resto relativamente recente e viene impiegata da circa 80 anni.
      (Getty Images)
      Negli anni Quaranta del secolo scorso, l’ornitologo tedesco Ernst Mayr fu infatti tra gli studiosi che provarono a introdurre una nuova definizione di specie, basandosi sul modo in cui gli esseri viventi si riproducono. L’idea di base è relativamente semplice: se due animali non si possono riprodurre tra loro, allora appartengono a specie diverse. Questa distinzione ebbe una grande presa tra i naturalisti, ma presentava comunque qualche problema. Una balena non può riprodursi con un cardellino, questo è abbastanza evidente, ma ci sono molti casi in cui animali di specie diverse in qualche modo imparentate riescono comunque a riprodursi tra loro (il limite successivo è l’eventuale capacità della prole di riprodursi e di non essere sterile).
      Zimmer nel suo articolo cita il caso di diverse specie di rane europee, studiate negli ultimi anni dall’erpetologo francese Christophe Dufresnes. Analizzandone il comportamento e le generazioni, Dufresnes ha notato che alcuni gruppi di rane portano di frequente alla nascita di incroci, ma solo in alcuni casi. Studiandone il materiale genetico, il ricercatore ha notato che i gruppi di rane con un antenato comune relativamente recente, e quindi maggiormente imparentate, tendono a produrre incroci con maggiore frequenza. Secondo le stime di Dufresnes sono necessari fino a sei milioni di anni prima che due gruppi di rane – che evolvono da una stessa biforcazione nell’albero evolutivo – perdano la capacità di incrociarsi, diventando di fatto due specie diverse.
      Gli studi come quelli di Dufresnes hanno contribuito ad aggiungere un quadro temporale alla definizione data da Mayr, ma non risolvono completamente il problema. Mostrano infatti che la differenziazione tra specie avviene molto lentamente, almeno per i tempi umani, e che ci può essere un periodo molto lungo in cui specie che si stanno differenziando continuano a essere in grado di incrociarsi e riprodursi. È un processo che avviene ancora oggi e che riguarda molti esseri viventi che abbiamo intorno, ma è difficile capire se stia ancora avvenendo o se si sia concluso.
      In tempi remoti un fenomeno simile a quello osservato in alcune specie di rane avvenne con gli orsi. Oggi vediamo un orso polare e un orso bruno e sappiamo che si tratta di due animali molto diversi, seppure con qualche elemento in comune. Sappiamo inoltre che la pelliccia molto chiara degli orsi polari è il frutto dell’adattamento all’ambiente circostante, che nel loro caso è quasi sempre fatto di neve e ghiaccio nei quali mimetizzarsi. L’orso bruno si è invece adattato a vivere su terreni dove una pelliccia scura si confonde meglio con l’ambiente che ha intorno. Oltre a questi aspetti più evidenti, queste due specie hanno altre caratteristiche tali da essere distinguibili anche nei resti di orsi risalenti a centinaia di migliaia di anni fa.
      Proprio studiando quei reperti e analizzandone il DNA è emerso che per un lungo periodo orsi polari e orsi bruni si incrociarono tra loro. La loro differenziazione iniziò da un antenato comune circa mezzo milione di anni fa, ma per migliaia di anni i due gruppi continuarono a incrociarsi e a rimescolare il loro materiale genetico. Si differenziarono in modo più netto solamente 120mila anni fa e da allora i casi di incroci diventarono via via più sporadici, fino a quando le due specie furono pressoché incompatibili alla riproduzione comune. Il periodo precedente e molto lungo di incroci lasciò comunque il segno, se si considera che ancora oggi il 10 per cento del DNA di un orso bruno deriva da quello degli orsi polari.
      (Dietmar Denger/laif/Contrasto)
      Quando si parla di ibridi tendiamo a pensare ad animali con cui abbiamo una certa dimestichezza, come il mulo che è un incrocio tra un asino e una cavalla, o il porcastro che deriva dall’incrocio tra una scrofa e un cinghiale. In realtà ci sono molti altri esempi come la ligre, che nasce da un incrocio tra un maschio di leone e una femmina di tigre, il cama che ha come genitori un lama e un cammello, e ancora lo zebrallo, che nasce da una zebra e un cavallo. La grande varietà di ibridi osservabili oggi ci ricorda che i confini tra specie diverse sono spesso labili e che ci sono molte eccezioni alla regola di Mayr.
      A dirla tutta, un altro animale che conosciamo molto bene è anche il frutto di una ibridazione, per lo meno parziale: l’essere umano. La nostra evoluzione è stata tutt’altro che lineare e ha compreso lunghi periodi di riproduzione tra specie diverse. Le analisi genetiche svolte soprattutto negli ultimi anni sfruttando il DNA antico, per esempio, hanno evidenziato come per diverso tempo ci furono incroci tra gruppi di Neanderthal e umani moderni, tanto che si ritrovano ancora oggi tracce genetiche dei Neanderthal in alcune popolazioni. La differenziazione e classificazione delle specie e sottospecie di umani è ancora oggi molto dibattuta, a ulteriore dimostrazione di quanto sia difficile stabilire che cosa sia davvero una specie.
      Chi si occupa di classificazione e tassonomia impara a muoversi nell’incertezza e a gestirla, come del resto fa praticamente chiunque si occupi di scienza, ma la mancanza di punti fermi può essere a volte frustrante. È probabilmente anche per questo motivo che di recente l’Unione ornitologica internazionale ha scelto di provare a mettere ordine nelle diatribe che spesso nascono intorno alla classificazione delle specie di uccelli.
      Nel 2021 l’Unione ha incaricato un gruppo di lavoro di riorganizzare le quattro liste più condivise di specie aviarie, realizzando un unico grande catalogo. Per farlo, nove esperti si confronteranno su oltre 11mila specie, votando di volta in volta sulla base di alcuni criteri per definire le singole specie. Il confronto non è sempre pacifico e richiede una certa capacità di mediazione, tra chi vorrebbe spesso mettere insieme più uccelli in un’unica specie e chi invece propone di mantenere una differenziazione più marcata.
      Le nuove opportunità offerte dai progressi in campo informatico potrebbero comunque aiutare, non solo nella catalogazione degli uccelli. Alcuni gruppi di ricerca hanno per esempio iniziato a lavorare a sistemi di riconoscimento automatico delle immagini, in modo da mettere a confronto molto più velocemente individui fotografati negli ambienti naturali con gli esemplari conservati nei musei o rappresentati nei loro cataloghi. Dal confronto possono emergere dettagli su somiglianze o altre caratteristiche da approfondire, anche sul piano genetico, in modo da fare meglio ordine.
      Al di là degli aiuti offerti dalle nuove tecnologie informatiche e di analisi genetica, il lavoro di catalogazione e costruzione delle tassonomie è comunque lungo e impegnativo, nonché enorme. A oggi la catalogazione ha interessato più o meno 2,3 milioni di specie, ma più si studiano i diversi ambienti e la loro diversità più emerge che ci sono ancora milioni se non miliardi di specie da scoprire e catalogare. Alcuni sono minuscoli e difficili da identificare e studiare a causa della loro alta variabilità, come alcuni gruppi di batteri, altri semplicemente vivono in ambienti dove un tempo non si riteneva potesse esserci la vita, come è il caso degli organismi estremofili.
      Ed è proprio studiando e catalogando gli estremofili che iniziano a esserci ipotesi e supposizioni su come potrebbero essere fatte forme di vita su altri pianeti. Forse un giorno dovremo catalogarle insieme alle altre, ma questa è un’altra storia. LEGGI TUTTO

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      in Scienza

      I T-Rex avevano le labbra?

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      Nel film di Steven Spielberg Jurassic Park, del 1993, in una notte piovosa il Tyrannosaurus rex (T-Rex) che porta scompiglio e distruzione nel parco riesce a uscire dal proprio recinto, mangiarsi un tizio che aveva trovato rifugio in un WC chimico e avvicinarsi con le sue enormi fauci al dottor Alan Grant. Prima che decida di risparmiarlo, un primo piano mostra efficacemente i denti acuminati del T-Rex, talmente grandi da sporgergli sempre dalla bocca.Secondo una nuova ricerca, però, è probabile che i T-Rex e i loro parenti più stretti fossero un po’ diversi da come ce li immaginiamo dai tempi di Jurassic Park soprattutto per un particolare: sembra che i loro denti fossero nascosti da labbra squamose, simili a quelle delle lucertole dei giorni nostri.Negli anni Novanta Spielberg si prese non poche licenze (prima fra tutte: nonostante il titolo molti dei dinosauri mostrati non erano del Giurassico), ma forse è proprio quello ciò che rende speciale il film, al punto da essere considerato ancora oggi il migliore del suo genere. A sua difesa, le illustrazioni prodotte fino ad allora di molti dinosauri contenevano vari elementi di fantasia, derivanti per lo più dalle scarse conoscenze sulle caratteristiche di questi grandi animali, comparsi circa 230 milioni di anni fa.I teropodi, cioè il gruppo di dinosauri di cui facevano parte per esempio i T-Rex e i velociraptor, venivano disegnati in quel modo anche a causa delle osservazioni sui lontani cugini dei dinosauri che vivono ancora oggi sulla Terra, come i coccodrilli, e l’unico gruppo di dinosauri ancora esistente: gli uccelli. Entrambi hanno intorno alle loro mascelle del tessuto rigido e immobile, a differenza delle labbra squamose delle lucertole (iguane, camaleonti, gechi, varani e via discorrendo). Di conseguenza, aveva senso supporre che i teropodi avessero labbra rigide.Intorno a questa ipotesi c’era da tempo un acceso confronto tra paleontologi e pochi dati su cui confrontarsi. Fu così che una decina di anni fa un gruppo di ricerca internazionale (Stati Uniti, Canada, Regno Unito e Cina) decise di approfondire la questione. I molti anni di studio hanno ora portato alla pubblicazione di una ricerca sulla rivista Science che porta nuovi elementi su una questione annosa e non secondaria per lo studio di animali che dominarono le terre emerse per circa 165 milioni di anni.Come spiegano nel loro studio, i ricercatori hanno prima di tutto studiato i denti dei T-Rex, perché negli animali che li hanno sempre esposti si riscontra una maggiore usura della dentatura: è per esempio il caso dei coccodrilli. L’analisi al microscopio di fossili di teropodi non ha però portato a osservare danni paragonabili a quelli che si osservano tra i coccodrilli dei giorni nostri.Denti di teropodi (A) e di coccodrilli (F) a confronto (Thomas M. Cullen et al., Science 2023)Il gruppo di ricerca ha poi messo a confronto alcune caratteristiche delle mascelle di lucertole e coccodrilli. Quelle delle lucertole con le labbra sono dotate di un numero molto limitato di fori in cui passano i vasi sanguigni e i nervi verso le gengive, mentre quelle dei coccodrilli hanno un numero molto più alto di queste piccole aperture.Come ha spiegato Mark P. Witton, uno dei ricercatori: «Abbiamo notato che le mascelle dei teropodi assomigliano di più a quelle delle lucertole e hanno un minor numero di aperture vicino ai margini mascellari. La stessa cosa vale per gli antichi parenti dei coccodrilli ora estinti. Ciò implica che l’insolita anatomia facciale dei coccodrilli attuali si sia evoluta per conto proprio, non come una caratteristica condivisa con il gruppo dei dinosauri/uccelli».(Thomas M. Cullen et al., Science 2023)Nella ricerca è stata anche presa in considerazione la grandezza dei denti, che per alcune specie di dinosauro erano talmente grandi da rendere potenzialmente difficile la presenza di labbra adeguate per nasconderli. Il gruppo di ricerca ha calcolato il rapporto tra altezza dei denti e lunghezza del cranio nei teropodi, poi l’ha messo a confronto con quello dei varani di Komodo (Varanus komodoensis), le uniche lucertole con labbra ad avere abitudini alimentari confrontabili con quelle dei T-Rex e dei loro parenti.Dal confronto è emerso che – fatte le dovute proporzioni – nessun dinosauro carnivoro avesse denti più grandi rispetto ai varani. Lo stesso non vale invece per i coccodrilli, che hanno in proporzione denti molto più grandi dei teropodi: «Non c’è quindi motivo per pensare che i denti di dinosauro fossero troppo grandi per essere coperti dalle labbra», ha spiegato Witton.Cranio di T-Rex (A), simulazione di un T-Rex senza labbra con la dentatura esposta (B) e di un T-Rex con le labbra (Thomas M. Cullen et al., Science 2023)I dati raccolti per lo studio sono stati poi utilizzati in alcuni modelli per simulare le modalità di chiusura delle mascelle dei teropodi, arrivando alla conclusione che in mancanza di labbra i T-Rex e gli altri non avrebbero mai potuto tenere la bocca completamente chiusa. La mancanza di una chiusura adeguata avrebbe compromesso la loro salute orale e facilitato la disidratazione.Sulla base di tutti questi elementi, lo studio conclude che fosse molto probabile che i teropodi avessero labbra squamose e sottili, ma che non fossero in grado di muoverle autonomamente come fanno per esempio i mammiferi. La nuova ricerca ha suscitato grande attenzione nella comunità scientifica perché potrebbe offrire nuovi spunti importanti non solo per capire meglio alcune caratteristiche di questi animali ormai estinti da tempo, ma anche i processi evolutivi che interessarono gli animali che osserviamo oggi. LEGGI TUTTO