Il legame misterioso della specie umana con gli animali [3]

image_pdfimage_print

di Fabrizio Manco

Natura e tecnologia: parte terza

I congegni metallici costruiti dall’uomo, come le eliche aereonautiche, le eliche marine delle navi e le eliche delle pale eoliche, sono strutture di propulsione che necessitano dei mezzi della natura per funzionare: il vento nel caso delle pale eoliche, il carburante estratto dai giacimenti fossili per fare girare le eliche dei motori e le acque marine per le eliche delle navi e dei traghetti. La natura ha sviluppato milioni di anni prima della comparsa della specie umana, tantissime scoperte che oggi vengono fatte nel campo della Biotecnologia. Non a caso la Bioingegneria   e la Nanotecnologia bionica, si ispirano proprio agli animali per creare molte strutture tecnologiche e biomeccaniche. Alcune forme di robot spaziali, per esempio, sono ispirate alle zampe dei ragni e dei granchi, come le sonde spaziali che atterrano sulla superficie di pianeti. 

Gli aerei e gli aeroplani sono stati fin dall’inizio ispirati dal volo degli uccelli e dalle loro ali. Quando Leonardo Da Vinci (1452- 1519), studiava gli uccelli, era interessato prima di tutto alla loro capacità di volare. I suoi studi sugli uccelli, che sono I Codici sul volo degli uccelli (1505/ 1506), dimostrano tutta la sua accuratezza nei dettagli anatomici degli uccelli. Grazie a loro, Leonardo da vinci inventa sottoforma di disegno l’Ornitottero, il Paracadute e un primo abbozzo di un rudimentale Elicottero.   

Abbiamo visto che le ali degli uccelli sono il prodotto di milioni di anni di evoluzione. Ma oltre agli uccelli, sono esistiti anche i rettili volanti come gli Pterosauria (kaup, 1832) ed esistono alcuni mammiferi volanti placentari come i Pipistrelli (Chiroptera, Blumenbach, 1779), i quali sono in grado di volare in modi molto articolati. Le ali degli Pterosauri erano formate da una membrana molto estesa, il Patagio, fatta di pelle, che collegava il quarto dito degli arti anteriori, il quale dito era allungato in modo abnorme, con le dita degli arti posteriori. Era quindi una struttura che permetteva agli Pterosauria di fare un volo planato.  I più piccoli Pterosauria furono l’Eudimorphodon ronzii,) Zambelli, 1973), vissuto nel triassico superiore, che aveva un’apertura alare di circa 80 centimetri e una lunghezza del corpo di circa 70 centimetri; e il Dimorphodon (Owen, 1859), vissuto nel giurassico inferiore, il quale era lungo circa 100 centimetri. Ma gli Pterosauria raggiunsero anche forme gigantesche come dimostrano tre esemplari: Arambourgiania philadelphiae (Nesov et Al, 1987), uno pterosauro molto grande che poteva raggiungere i 13 metri di apertura alare! praticamente è il più grande pterosauro mai scoperto.  Il secondo pterosauro mai scoperto è l’Hatzegopteryx Thambema (Bauffetaut, Grigoresku et Csiki, 2002), che visse nell’ Isola di Hateg, situata nell’attuale Romania, e poteva raggiungere circa 12 metri di apertura alare, mentre il più grande pterosauro in assoluto è il Qutzalcoatlus northropi (Lawson, 1975), che poteva raggiungere addirittura i 15 metri di apertura alare! tutti e tre giganteschi pterosauri vissero durante il periodo cretaceo. 

Ma se gli uccelli non volatori come i Moa sono gli uccelli più grandi in assoluto, gli uccelli volanti più grandi sono gli Albatri urlatori (Diodemea exulans, Linnaeus 1758), che può raggiungere anche I 3 metri di apertura alare. Gli uccelli preistorici volanti più grandi in assoluto sono invece L’ Acquila di Haast o di Moore (Julian von haast, 1872), vissuta in Nuova Zelanda, e gli avvoltoi preistorici Teratornis merriami (Miller, 1903) e Argentavis magnificens, vissuto nel Sudamerica.  

 

Il canto e la sua origine: parte quart

Un’altra componente fondamentale degli uccelli, molto legata alla specie umana è il loro canto: metà degli uccelli è formata da passeriformi (Passeriformes, Linnaeus 1758), che a loro volta fanno parte del sottordine degli Oscines (Linnaeus 1758). Gli Oscines sono la maggior parte degli uccelli canori: merli, corvidi, canarini, cinciarelle, cinciallegre, cardellini, usignoli, tordi; quest’ultimi producono un canto molto melodico come i merli. Infatti, noi attribuiamo molto spesso caratteristiche del canto degli uccelli al canto umano; come dimostrano le espressioni cantare come un usignolo, avere una voce melodica come quella di un usignolo…

Se la struttura delle ali e degli arti anteriori in tutti gli esseri viventi è regolata dal gene Sonic Hedgehog, un gene responsabile della formazione degli arti, delle dita e del sistema nervoso di tutti i vertebrati, il gene Foxp2 è invece il responsabile del canto e della voce in grande parte dei vertebrati, sia mammiferi che uccelli.  Fu scoperto per la prima volta nel genoma di Homo Neanderthalensis, ed è la conferma che si trova anche nel genoma umano.  I geni sono delle sequenze di proteine e aminoacidi che determinano un carattere specifico all’ essere vivente. Il gene Foxp2 si trova nel Cromosoma 7 delle cellule.  

Un uccello che vive nel sottobosco dell’Australia, chiamato Uccello lira (Menura novaehollandiae, Linnaeus, 1758), è in grado di riprodurre alla perfezione numerosi canti di molti uccelli; per esempio, può riprodurre il canto del Kookaboora, ma anche il canto del tucano, la voce umana e molti strumenti costruiti dalla tecnica umana, come il suono delle sirene e degli allarmi, oltre a motoseghe e strumenti vari. L’uccello lira comunque non è l’unico uccello in grado di imitare gli altri canti o la voce umana: anche i corvi, i merli, le gazze e le cornacchie (che fanno parte sempre dei corvidi) sono in grado di parlare il linguaggio umano o di riprodurre suoni. Però l’uccello lira è unico perché sa riprodurre esattamente alla perfezione ogni canto di uccello o suoni della natura.

Questa capacità straordinaria, si deve alla struttura della sua Siringe.  Tale organo vocale, nel corso dell’evoluzione degli uccelli, è stato di fondamentale aiuto per il loro canto. Forse uno dei primi uccelli ad averla sviluppata è l ’uccello preistorico denominato Vegavis iaai (Clarke et al, 2005) i quali reperti fossili comprendono proprio una siringe fossile. I resti di questo uccello preistorico furono scoperti nelle Isole Vega, appartenenti al continente Artico.

I paleontologi della squadra guidata da Julia Clarke hanno fatto una scansione approfondita dei due fossili trovati: ciò che scoprirono è che questo uccello preistorico aveva già una siringe molto sviluppata e biforcata, il che fa capire che in quell’ epoca così remota, i primi uccelli erano in grado di emettere i suoni degli uccelli moderni. 

La scoperta, quindi, è sensazionale: in base alla registrazione effettuata dal radiocarbonio, il fossile è risultato datato al cretaceo superiore: precisamente nel Maastrichtiano, circa 68/ 66 milioni di anni fa: ciò vuol dire, che durante l’ultimo periodo dei dinosauri, si erano già evolute specie di uccelli che cantavano, o che perlomeno emettevano versi simili come gli attuali uccelli. Io sinceramente starei molto cauto con queste affermazioni. 

Il fossile della Siringe del Vegavis iaai, venne scoperto da un team guidato dalla dottoressa Julia clarke; molto conosciuta in ambito paleornitologico, in quanto studiosa affermata in questo campo, venne presentato in un articolo pubblicato nel 2005: Definitive fossil evidence for the extant avian radiation of the Cretaceus. Nella sua nomenclatura binomiale il nome iaai è un acronimo per Istituto antartico argentino (IAA).

Se è vero che questo uccello è l’antenato diretto del moderno gruppo di uccelli comprendente oche e anatre, cioe gli Anatidae e gli Anseriformes, anche se ci sono tantissimi dubbi a riguardo, ciò vuol dire che il suo genoma aveva già sviluppato nel cromosoma 7, il gene Foxp2: la risposta è piena di dubbi, perché non si sa bene in quale gruppo di uccelli moderni si evolse per la prima volta questo tipo di gene con tale carattere.   Se il gruppo ancestrale delle oche e delle anatre moderne si origina durante il cretaceo, nel periodo maastrichtiano, allora siamo di fronte al gruppo di uccelli più antico. Ma recenti scoperte, come il fossile di un uccello trovato in Belgio, denominato Asteriornis (Field et al, 2020), classificato nel ramo ancestrale dei Galliformes, suggerisce che oltre agli Anatidae e agli Anseriformes, anche i Galliformes durante il mesozoico vivevano insieme ai dinosauri.

Quando però i  dinosauri cominciarono a declinare e infine si estinsero,  i tre gruppi di uccelli citati, cioè Galliformes, Anseriformes e Anatidae,   riuscirono a superare il Limite K/ T,  del mesozoico/ paleocene,  fino a evolversi in forme innumerevoli e arrivare così fino alla nostra epoca: i tre gruppi di uccelli citati,  dovevano essere gli unici sopravvisuti  , poiché  l’estinzione del cretaceo  estinse anche tutti gli uccelli con il becco dotato di denti come gli Enantiornithes ( Walker,  1981).

Ma c’è un’altra questione da risolvere: il fossile del Vegavis iaai, attraverso la tomografia effettuata al computer, suggerisce che questo uccello preistorico aveva evoluto due aeri per l’emissione di suoni oltre una terza posizionata nei tessuti molli. Questo significa che i primi uccelli canori potrebbero essersi originati in Antartide. Ma molte scoperte recenti hanno dimostrato invece che la maggior parte degli Oscines, si evolse nelle zone dell’Australia e dell’Indonesia. Poiché le anatre e le oche non sono Oscines, è da escludere che il gene Foxp2 era già attivo nel genoma del Vegavis iaai: poteva però essere all’inizio della sua attivazione. Comunque sia, il Vegavis iaai non è l’unico rappresentante degli Anseriformes e delle Anatidae ad essere stato scoperto.  

Il fossile denominato Conflicto antarcticus (Santillana, Tambussi, Claudia p. Et al, 2019), chiarisce una volta per tutte che le prime oche e le prime anatre, si evolsero nel continente antartico. In base ai fossili, il becco era già appiattito come le attuali anatre e oche, fa capire che queste caratteristiche si sono evolute molto presto nell’evoluzione della filogenesi di questi uccelli. Molto probabilmente anche le membrane Interdigitali che creano le zampe palmate erano già formate, suggerendo che da subito questi uccelli evolsero le abitudini acquatiche. Quindi oltre al gene Foxp2, responsabile dei vocalizzi e del canto, il gene Sonic Hedgehog, era già attivo in questo ramo di uccelli per la formazione della membrana interdigitale. Quindi, i gruppi di anatidae e Anseriformes ebbero origine nei territori dell’Antartide, dove passeggiavano insieme a dinosauri erbivori.

Infatti, nell’arcipelago dell’isola di Ross, furono trovati resti fossili di Dinosauri erbivori come l’Ankylosaurus magniventris (Brown, 1908), di un Hadrosauridae (Cope, 1869) e di un Hypsilophodon (Dollo, 1882), un famoso dinosauro ornitopode, che compare anche nel romanzo di Crichton Jurassic Park (1990, Garzanti). Il paesaggio dove vivevano il Vegavis iaai e il Conflicto antarcticus era quindi ricco di vegetazione, di fiumi e di laghi e forse conifere ed equiseti: completamente diverso dal panorama totalmente ghiacciato di oggi, principalmente per la posizione geologica terrestre posizionata meno a sud rispetto a dove si trova oggi: inoltre il continente antartico, era anche collegato al Sudamerica attraverso le zattere continentali, lembi di terra che collegavano i continenti tra loro.

Ricapitolando: se Asteriornis e Vegavis iaai, oltre che Conflicto antarcticus, vissero nelle zone settentrionali della terra, vuol dire che i gruppi di uccelli discendenti da questi antenati, si evolsero inizialmente in queste zone, per poi diversificarsi nel resto del mondo. Infatti, il Presbyornis (wetmore, 1926), è una specie di oca Preistorica, dal corpo simile ad un trampoliere o a una cicogna, che visse durante il Miocene superiore in Mongolia e nello Utah, in Nordamerica: è possibile che sia un discendente diretto dei primi Anseriformes preistorici, migrati in zone diverse nel corso dei millenni, oppure una specie endemica, originatasi in questi ambienti. 

Foto: Idee&Azione

23 luglio 2022