Per la serie: uomo non montarti la testa, ecco a voi uno studio dettagliatissimo sull’evoluzione delle balene. Sì perché le balene sono oggi 84 specie, tutte di dimensioni diverse, ma almeno altre 400 specie si sono estinte e tra loro c’era anche chi passava del tempo sulla terraferma. Una ricchezza in termini evolutivi davvero straordinaria, che si è meritata l’attenzione di un gruppo di biologi evoluzionisti americani, che ha usato tecniche biomolecolari e complicati programmi al computer per ricostruire 35 milioni di anni di vita delle balene.
Ed ecco il risultato: tutte le specie di balene, grandi medie e piccole, sono comparse circa 25 milioni di anni fa, cioè un sacco di tempo fa. Questo significa che la loro storia evolutiva è stata inizialmente molto rapida e poi si è fermata, rimanendo però una storia di successo: le balene sono tra gli animali più grandi mai esistiti e possono raggiungere le massime profondità oceaniche. Si nutrono, sin da 25 milioni di anni fa, di pesci, di plancton o di molluschi a seconda della loro dimensione, per cui in ogni caso si trovano e si trovavano (quasi sempre) ai vertici della catena alimentare. Tra i candidati al ruolo di segreto del loro successo, il grande cervello, il sonar, la complessa struttura sociale e i fanoni, cioè quella specie di denti usati per filtrare l’acqua di mare e risucchiarne i piccoli organismi. Ma il fattore tempo non era mai stato studiato. Questo studio ha così mostrato che, invece di osservare la continua nascita di più specie di balene man mano che i milioni di anni passavano, le prime balene si sono stabilizzate e sono rimaste uguali nei secoli. Come a dire: buona la prima, balena, l’evoluzione, nel tuo caso, è stata rapida e felice. Almeno finché gli umani non hanno cominciato a disturbarti.
Una non fa in tempo a guadagnarsi la fama di antenata più anziana dell’umanità che subito arrivano i criticoni. È quello che è capitato ad Ardi, una signora Ardipithecus ramidus alta più o meno 120 centimetri, del peso di circa 50 chilogrammi, vissuta 4,4 in Etiopia milioni di anni fa e descritta dalla rivista Science con undici articoli, soltanto 
meno di un anno fa. Dopo un’accoglienza principesca, ecco che arrivano i guastafeste, con altri articoli, sempre sulla rivista Science, che mettono in dubbio quel che si è detto e pensato di lei.
Per esempio, si mette in dubbio che abbia abitato in zone boscose piuttosto che nelle pianure erbose, a lungo considerate l’habitat ideale dei nostri antenati. E qualcuno ha persino criticato la sua parentela con noi Homo sapiens, sostenendo che l’anatomia suggerisca che si tratti di una specie antecedente alla separazione tra la linea degli umani e quella degli altri primati. Le polemiche, in antropologia, sono all’ordine del giorno e nessuno tra gli addetti ai lavori si stupisce più se ogni volta che si trova un ossicino, o che si studia il
Dna mitocondriale estratto da un dente, tutto quel che sapevamo finora viene rimesso in discussione. In questo caso, però, la
storia è interessante, perché Ardi aveva promesso di scalzare Lucy dal suo posto di nonna dell’umanità: era stata ritrovata nel 1992 dal team di Tim White e c’erano voluti 17 per studiarla e descriverla. C’era da aspettarselo, ha commentato lo stesso White: chi non sarebbe invidioso di una donna famosa come la vecchia Ardi?
Come si misura la febbre a un dinosauro? Che temperatura corporea avrà, di base: 37° come noi mammiferi, o qualche grado in meno? La domanda non è oziosa o surreale: per i paleontologi è molto interessante scoprire come funzionasse il metabolismo degli antichi rettili (e infatti la questione è discussa da decenni). E per chi studia l’evoluzione significa capire perché gli animali a sangue caldo (come noi) hanno avuto un vantaggio nella loro storia, a dispetto del costo energetico del loro metabolismo. Adesso, grazie a un gruppo di ricercatori americani che si sono inventati una specie di complicatissimo termometro per dinosauri, la faccenda sembra essere vicina 
alla soluzione.
Funziona così: si prendono ossa, denti o gusci di uova di dinosauro, si considera il minerale da cui sono costituiti (la bioapatite) e si vanno a misurare lì gli isotopi del carbonio e dell’ossigeno (il carbonio 13 e l’ossigeno 18). I radioisotopi pesanti, infatti, si legano tra loro preferibilmente se si trovano a basse temperature. Mentre man mano che la temperatura sale, si disaggregano e si distribuiscono a caso. Quando poi l’animale muore e il circolo sanguigno si interrompe, il minerale precipita e la sua composizione in isotopi rimane congelata per milioni di anni. E allora, erano a sangue freddo, come i rettili odierni, o no? Beh, dobbiamo aspettare un altro po’. Per adesso, gli scienziati hanno studiato la composizione isotopica dei denti di un mammut, che è risultata essere simile alla nostra: 37° di temperatura corporea, a conferma di quel che già si pensava. I dinosauri saranno il prossimo obiettivo: adesso che abbiamo il metodo (il termometro, diremmo) e che lo abbiamo messo alla prova, possiamo cominciare a pensare di misurare la febbre anche ai vertebrati che ci hanno preceduto su questo pianeta.
Un unico antenato per tutte le forme viventi del pianeta. Un bisnonno universale che accomuna noi, i topi, le aquile, i papaveri, le meduse, i castagni e i funghi porcini che ci crescono sotto. Ma anche le muffe del formaggio, il vibrione del colera e il plancton che vive nei mari. Lo diceva Charles Darwin, lo ha continuato a sostenere la maggior parte dei biologi di tutto il mondo. E finalmente sono arrivate le prove. Il primo studio quantitativo su larga scala è stato appena pubblicato sulla rivista Nature ed è stato condotto in laboratorio usando tanta tanta statistica.
Un gruppo di biochimici ha considerato 23 proteine presenti in tutti gli organismi viventi del pianeta, dall’elefante al più piccolo degli archea. E poi ha lanciato un complicato programma su un computer potentissimo, per esaminare la probabilità che queste proteine si fossero evolute indipendentemente. Il risultato ha mostrato che questa possibilità è milioni di volte meno probabile dell’altra, di quella più semplice, cioè che queste proteine sono le stesse perché ereditate dallo stesso progenitore. Un’altra ipotesi, che i ricercatori non escludono, è che se anche la vita si è originata in più forme indipendenti, poi l’evoluzione abbia fatto sopravvivere solo quella da cui sono nate le specie attuali. Oppure che le diverse forme di vita si siano scambiate materiale genetico in modo da diventare un’unica specie, che alla fine è stata l’antenato di tutti. Insomma, quello che appare evidente è che tutte le forme di vita del pianeta sono geneticamente intrecciate l’una all’altra e, in un certo senso, sono tutte sorelle.
Le orche assassine sembrano tutte uguali, enormi, bianche e nere, con fauci spaventose. Eppure Phillip Morin, genetista di mammiferi marini al Southwest Fisheries Science Center (La Jolla, California), studiando questi animali si è reso conto che era possibile distinguere almeno tre gruppi, che chiamava ecotipi.
Oggi, grazie a uno studio pubblicato dallo stesso Morin su Genome Research, siamo in grado di dire che i tre ecotipi sono in realtà tre specie diverse, che hanno avuto origine a partire da 700.000 anni fa. La scoperta è stata possibile grazie allo studio del DNA mitocondriale di 139 orche.
Morin aveva osservato che le orche dell’Antartide si differenziavano per aspetto e abitudini alimentari. Oltre a questo, nonostante condividessero le stesse acque, non si accoppiavano tra loro, come avviene invece all’interno della stessa specie in natura. Infatti le orche antartiche sono tre specie diverse: alcune vivono vicino all’Alaska, mangiano altri mammiferi come i delfini e i leoni marini e sono le più grosse. La seconda specie, chiamata anche orca assassina del Mare di Ross, mangia pesce e caccia sotto lo spessore del ghiaccio. Queste sono le orche più piccole. Una terza specie è di dimensione intermedia, mangia mammiferi marini, soprattutto foche che sottrae alla banchisa, e ha una grande macchia bianca vicino gli occhi (vedi immagine sotto).
L’analisi del DNA mitocondriale è considerata indice dei cambiamenti genetici che ha subito una specie nel tempo. Infatti mentre tra genitori e figli c’è una variazione del DNA nucleare del 50%, il DNA dei mitocondri subisce pochissime mutazioni nel tempo e deriva interamente dal DNA materno.
Lui ha le orecchie basse e la coda tra le gambe. È avvilito, il nostro cagnolone. Invece lei ci zompa sulle cosce e si struscia su di noi. La gatta ci sta dimostrando affetto. Serve davvero un libro per spiegarci che gli altri animali provano emozioni? A chi di noi ha un po’ dimestichezza con qualcuno di loro la cosa è lampante, quasi banale. Ed è per questo che Marc Bekoff, biologo dell’università del Colorado, e cofondatore, con Jane Goodall, di un’organizzazione che si batte per la difesa dei diritti degli animali, nel suo La vita emozionale degli animali (Alberto Perdisa, 2010) parte da lì per raccontare qualcosa di più.
Da dove vengono le emozioni? Hanno un significato biologico? Posto che tutti gli animali hanno una vita emozionale, che conoscono tutti felicità e tristezza, la rabbia e il lutto, perché si sono evolute? Una risposta certa ovviamente non c’è, ma è interessante scoprire quante e quali siano le difficoltà degli studi che investigano la questione, dal rischio di antropomorfizzazione delle emozioni animali nei discorsi teorici, alla concretezza di un lavoro sul campo che prevede lo studio di feci, urina e peli (che magari a noi fanno un po’ schifo, ma per gli altri animali sono inesauribili fonti di informazioni). E poi, sostiene l’autore, si finisce per rendersi conto che anche gli animali hanno una morale, un senso della giustizia e persino dell’onorabilità. Con questo, spera Bekoff, supereremo quello sciocco dualismo che viviamo usando le parole noi e loro o l’infelice espressione animali superiori e inferiori, per non parlare degli animali da laboratorio e da compagnia. Ne viene fuori un testo curioso, un po’ militante e non molto curato dal punto di vista editoriale, ma di sicuro interesse per specialisti e amanti degli animali e per chiunque voglia riflettere sul nostro modo di avere a che fare con gli altri abitanti di questo pianeta.
La vita emozionale degli animali
Marc Bekoff
Perdisa, 2010
224 pagine, 18 euro
Un nonno Neandertal ce lo abbiamo avuto tutti. È il risultato più clamoroso del sequenziamento del Dna di tre esemplari di Neandertal e dal loro confronto col genoma dell’uomo moderno, appena pubblicata dall’equipe di Svante Paabo sulla rivista Nature. Sembra, dicono i ricercatori, che un incrocio tra i nostri antenati e tra gli antichi europei estinti 30 000 anni fa ci sia stato davvero e che le sue tracce siano rimasti fino a oggi. Una scappatella preistorica su cui però non tutti sono d’accordo.
La
questione è annosa ed è da un bel po’ che gli antropologi ne discutono. Fino a oggi si diceva che i cugini Neandertal si erano estinti senza lasciare progenie e che se anche i sapiens nostri antenati si fossero accoppiati con loro non ne sarebbe nata prole fertile (quindi la cosa sarebbe rimasta lì e dell’imbarazzante faccenda, ai giorni nostri, non sarebbe giunta notizia). Invece adesso l’analisi genetica (quasi) completa mostra che una certa percentuale di Dna nucleare del Neandertal ce l’abbiamo tutti, circa tra l’1% e il 4%. Ma per
qualcuno, il campione di Dna studiato da Paabo e compagni era troppo limitato (solo tre individui!). poi è strano che il flusso di geni sia andato solo dal Neandertal al sapiens, senza contare la stranezza di aver trovato solo somiglianze nel Dna nucleare e non in quello mitocondriale, come se fosse ragionevole pensare che solo le donne sapiens (e non i maschi) avessero avuto occasione di spassarsela con gli uomini Neandertal. La questione non è ancora chiusa, insomma, e gli antropologi continueranno a cercare nel Dna le tracce delle avventure extraconiugali dei nostri antenati. Fuor di pettegolezzo: quello che invece è rilevante in questa ricerca è l’aver notato le differenze, più che le somiglianze tra il Neandertal e noi. Per esempio, nei geni sullo sviluppo cognitivo, in quelli che regolano lo sviluppo delle ossa e in quelli responsabili di certi metabolismi.
Alcune specie di dinosauri, come noto, erano ricoperte di piume. Meno noto era il modo in cui le piume cambiavano durante lo sviluppo individuale dei dinosauri. Una risposta parziale arriva da uno studio pubblicato da Nature ed effettuato sul Similicaudipteryx, un oviraptosauro, cioè un dinosauro ladro di uova, in cui il rivestimento di piume cambiava completamente nello sviluppo dall’individuo giovane all’adulto, seguendo regole diverse da quelle degli uccelli moderni.
I ricercatori cinesi che hanno effettuato la ricerca hanno studiato due esemplari di fossili di Similicaudipteryx risalenti a 125 milioni di anni fa e ritrovati in una formazione geologica, in Cina, che si è originate nel Cretaceo inferiore: un adulto e un giovane. Quest’ultimo era dotato di strane penne adatte al volo, fatte a nastro da un lato e più a pennacchio dall’altro. Inoltre le penne della coda erano più lunghe di quelle delle ali, una caratteristica che non c’era nell’adulto, dotato di penne più simili a quelle degli uccelli.
Se l’interpretazione presentata in questo studio sarà confermata, si tratterà del primo caso in cui si dimostra una differenza tra il piumaggio degli adulti e quello dei giovani in un dinosauro – una differenza che negli uccelli non esiste, almeno non in questa forma. Proprio per questo la scoperta potrebbe essere importante per capire meglio l’evoluzione degli uccelli, e magari le fasi della muta del piumaggio.
Ma chi l’ha detto che tra gli uccellini si suoni sempre la stessa musica? Quelli che a noi sembrano cinguettii tutti uguali tra loro sono invece melodie che si imparano e si insegnano tra individui del gruppo, che cambiano nel tempo a seconda delle mode e si impongono nel pubblico proprio come le nostre canzoni di San Remo. Così, generazione dopo generazione, cambiano del tutto.
Lo hanno studiato ricercatori americani che si sono messi lì con il registratore a seguire le mode canore di diverse specie di uccelli. Così hanno visto che gli stili musicali di un certo tipo di passerotto americano, che in italiano è anche chiamato Ministro (la Passerina cyanea), si evolvono così in fretta che già dopo cinque anni la musica è completamente diversa da quella registrata all’inizio dell’esperimento. Invece, altre specie di uccelli come i fringuelli che erano tanto cari a Darwin hanno grandi classici della musica capaci di durare a lungo: usando vecchie registrazioni, infatti, i ricercatori hanno scoperto che canzoni anche di quarant’anni fa sono ancora popolari. La differenza tra il ministro e il fringuello? Difficile dirlo: gli scienziati hanno fatto diversi calcoli e hanno usato la statistica per analizzare tipo e durata delle note e per registrare i cambiamenti della melodia e alla fine hanno ipotizzato che la differenza sia nel maestro di canto: se, come per i fringuelli, è il padre, le melodie tendono a rimanere le stesse nel tempo. Se invece sono i vicini, col tempo le canzoni possono modificarsi. Un esempio di trasmissione culturale, che merita di essere studiato ancora.
Il nuovo virus influenzale pandemico H1N1, secondo uno studio pubblicato su Science e Science Translational Medicine, assomiglia al virus della Spagnola, infatti tutti e due gli agenti patogeni mancano di una componente zuccherina.
Ian Wilson, biologo molecolare allo Scripps Research Institute di La Jolla (California), ha studiato appunto la struttura molecolare di H1N1, verificando che la parte dove si agganciano gli anticorpi è priva di molecole di zucchero, presenti invece nell’influenza stagionale. Questo spiegherebbe perché gli anticorpi contro l’influenza stagionale, e quindi anche il vaccino che li promuove, non proteggono invece dall’H1N1. Lo zucchero posto sulla superficie, come si vede nell’immagine sotto, serve ai virus per fare da scudo alla proteina sottostante, l’emoagglutinina. Quest’ultima è una proteina importante perché permette l’adesione alle cellule da infettare (adsorbimento) e caratterizza la morfologia di superficie (envelope). Gli anticorpi che la riconoscono sono definiti proteggenti o neutralizzanti proprio perché sono sufficienti a distruggere il virus prima che questo causi la malattia.
Gary Nabel, virologo del National Institute of Allergy and Infectious Diseases (USA), insieme ai colleghi ha tracciato la storia evolutiva di questo composto zuccherino nel virus influenzale: è comparso per la prima volta negli anni Quaranta e lo abbiamo ritrovato in tutti i virus stagionali dagli anni Ottanta in poi. Si tratta di un’evoluzione del virus circolare: all’inizio la proteina non aveva bisogno di scudi, perché non c’erano anticorpi contro di essa, poi hanno cominciato a formarsi e come risposta il virus ha costruito uno scudo di zucchero per proteggerla. Ad oggi nessuno ha più anticorpi contro la proteina, tutti hanno anticorpi contro lo scudo, ecco perché H1N1 ne è privo. Secondo Nabel comunque questo ciclo è destinato a ripetersi e presto la molecola zuccherina apparirà anche nell’H1N1: con i colleghi infatti ha trovato quattro varianti del virus, tre russe e una cinese, che hanno acquisito una mutazione che permetterebbe loro di esporre una molecola di zucchero agganciata all’emoagglutinina.