Un robot stampato in 3D che simula i movimenti di pesci anfibi potrebbe spiegare come i primi animali uscirono dall'acqua avventurandosi sul suolo, 360 milioni di anni fa. Il MuddyBot (da mud, fango) ha dimostrato come, per queste creature, l'uso della coda fosse più importante di quanto si credesse, soprattutto sui terreni inclinati.
Il progetto, che coinvolge il Georgia Institute of Technology, la Clemson University e la Carnegie Mellon University (USA), aiuterà a ideare robot che possano muoversi su superfici accidentate, ed è infatti stato finanziato dall'Army Research Lab. statunitense.
I ricercatori sono partiti dall'osservazione di video di perioftalmi o saltafango (Periopthalmus barbaratus), pesci che vivono nelle zone soggette a maree, che sono capaci di sopravvivere anche fuori dall'acqua muovendosi con le pinne frontali e la coda.
Un aiuto indispensabile. Il team ha poi progettato e stampato il robot per semplificare, attraverso un modello osservabile e replicabile, le caratteristiche di queste creature anfibie. Simulazioni e modelli matematici hanno permesso di chiarire la fisica del movimento. Nei test in laboratorio, il robot, proprio come i pesci, ha usato la coda in modo marginale sulle superfici piatte, ma l'ha sfruttata in modo essenziale per affrontare superfici sabbiose inclinate di 20 gradi.
Nuova prospettiva. Senza la coda, per i pesci anfibi sarebbe stato difficile spingersi fuori dall'acqua. Non è una scoperta di poco conto. I precedenti modelli di locomozione dei primi animali terrestri si basavano sul modo di procedere delle salamandre, che non usano la coda in modo così netto. Qui sotto, un video che confronta i saltafango con il robot che ad essi si ispira.
I principi della teoria dell’evoluzione scoperti da Charles Darwin sono chiari. Le specie viventi si modificano nel tempo, quando la selezione naturale agisce sulle popolazioni, costituite da individui tutti diversi. Le conseguenze di questa e altre teorie devono essere ancora comprese dalla società. Ecco perché abbiamo affrontato l'evoluzione al contrario, partendo da quello che non è (ma che tutti pensano che sia).
Foto: © Shutterstock
È un processo con un fine?
No. Molti vedono l’evoluzione come una lunga strada che comincia nel lontano passato e ha un obiettivo preciso, cioè la nascita della nostra specie, o di altre specie più evolute. Ma il processo stesso, per come l’ha spiegato Charles Darwin e l’hanno approfondito gli evoluzionisti, si basa solo sul successo di comportamenti o altri adattamenti che permettono la sopravvivenza in un particolare ambiente, e solo in particolari momenti storici. Non ci sono quindi specie più evolute di altre o particolarmente “preferite” dalla selezione naturale. Che non può neppure funzionare prevedendo quello che potrebbe accadere nel futuro.
Foto: © Contrasto
L’evoluzione è solo una teoria?
SI e NO. L’evoluzione è un fatto, ma è anche una teoria scientifica: il significato del termine è però diverso da quello che in genere si intende. Una teoria, nel senso comune, è una speculazione senza troppo fondamento, spesso basata su prove campate per aria. Dal punto di vista della scienza, una teoria è invece una spiegazione completa e confermata di alcuni aspetti del mondo naturale, raggiunta con l’applicazione del metodo scientifico. Una teoria consente anche di spiegare aspetti sconosciuti della natura e nei limiti anche di predire il futuro. La teoria dell'evoluzione, oltre alla selezione naturale, comprende anche altri aspetti, come la selezione sessuale e la deriva genetica, che la completano.
È la legge del più forte?
NO. Si sente spesso dire che l’evoluzione giustifica l’aggressione e la sopraffazione perché è “la legge del più forte”. Il concetto è assolutamente estraneo alla scienza: i più “adatti” in una popolazione non sono i più forti fisicamente, o i più aggressivi, ma gli individui che si riproducono più e meglio. Per esempio i roditori o i lagomorfi, come lepri e conigli (nella foto), non si può dire che siano aggressivi, né più forti di un predatore. Eppure sono tra le specie di mammiferi più diffuse sulla Terra.
Foto: © Natura Photo Library/Contrasto
È un fenomeno del passato?
NO. I biologi sono riusciti a studiare e descrivere molti esempi di cambiamento evolutivo nel momento in cui avviene. Per esempio i coniugi Grant, biologi evolutivi inglesi, hanno studiato una piccola popolazione di un uccellino che risiede su un’isola delle Galàpagos, e si sono accorti che, nei decenni, questa popolazione è mutata; un altro esempio molto noto è lo sviluppo della resistenza agli antibiotici nei batteri, che avviene costantemente e in tutto il mondo. Anche l’uomo, nonostante le affermazioni di alcuni biologi, non ha mai smesso di evolvere. L'evoluzione non è quindi limitata a esseri del passato come i dinosauri (nella foto).
Foto: © Contrasto
Esistono specie intermedie?
NO. Il concetto di specie intermedia, o anello di congiunzione, è scorretto, perché queste specie sarebbero a metà strada tra un passato imperfetto e un presente in cui l’evoluzione ha raggiunto la perfezione. Inoltre, l'idea degli anelli di congiunzione, come l'Homo naledi (nella foto), farebbe supporre la presenza di una lunga catena o una scala di forme viventi che vanno dai meno perfetti ai più perfetti; ora sappiamo che le specie formano un complesso e intricato cespuglio, senza una linea precisa che va dal passato al presente. Vedi anche: L'evoluzione dell'uomo in 90 secondi
Foto: © Reuters
Ci sono "fossili viventi"?
NO. È solamente un "modo di dire": anche se molte forme di vita, sia animali sia vegetali, sono simili a quelle del passato, ciò non significa che siano rimaste immutate per milioni di anni, come se per loro l'evoluzione non fosse mai neppure iniziata. Un esempio noto è quello del celacanto (nella foto), un pesce le cui forme più simili risalgono a circa 400 milioni di anni fa: ma la somiglianza con il passato è solo superficiale, e queste specie erano molto diverse da quelle di oggi.
Foto: © Science photo library
Si affida solo al caso?
NO. L'intero processo dell'evoluzione per selezione naturale comprende almeno due passaggi fondamentali: il primo è la generazione di variabilità attraverso le mutazioni o altre modifiche del genoma (il DNA di un individuo). Il secondo è la selezione naturale vera e propria, che elimina gli individui che non riescono a riprodursi in quel determinato ambiente. Le mutazioni, insieme a ricombinazione e immigrazioni da altri luoghi, possono essere considerate generate a caso. Ma la selezione naturale è un processo perfettamente deterministico, molto lontano dalla scelta casuale.
Foto: © Contrasto
È sempre progresso?
NO. Si pensa che le specie del passato fossero meno evolute di quelle odierne, meno perfette e adattate all'ambiente. Invece, poiché l'evoluzione seleziona solo gli individui che riescono a sopravvivere in un momento e un luogo preciso, nel passato vivevano specie che non erano né migliori né peggiori di quelle di oggi, ma solo diverse. Insieme all'aumento di complessità ci sono molti esempi di diminuzione della complessità stessa, come quelli che coinvolgono per esempio i parassiti (nella foto, un nematode parassita), che hanno struttura e metabolismo molto semplificati.
Foto: © National photo library/Contrasto
È una teoria sull'origine dell'universo e della vita?
NO. L'evoluzione descrive e spiega solo quello che è accaduto, accade e accadrà alle specie viventi. I processi chimici e fisici che hanno portato alle prime forme di vita, così come il Big Bang e molti altri fenomeni fisici non hanno niente a che fare con l'evoluzione per selezione naturale. L'evoluzione è "entrata in azione" solo nel momento in cui sono esistite cellule, anche molto semplici, che si sono riprodotte.
Foto: © Reuters
È un guida per il comportamento?
No. L'evoluzione non detta le linee guida per i comportamenti umani. Questi ultimi, a nostro parere, si fondano su altre basi: la socialità, le convenzioni, la morale, la cultura che cambiano nel tempo e da popolo a popolo. Non ha nulla a che fare con lo schiavismo o il razzismo, che sono comportamenti umani, né con pseudoscienze come la fisiognomica, che a fine '800 pretendeva di associare i caratteri fisici ai comportamenti. Nella foto, il dittatore Franco parla con Hitler (di spalle).
Foto: © Contrasto
Osservata per la prima volta nel 2003, la rana viola (Nasikabatrachus sahyadrensis) ha lasciato di stucco i ricercatori: il corpo esageratamente gonfio dell'anfibio originario dell'India sembra appena uscito da una lunga fase di lievitazione. Non si sa di preciso a cosa sia dovuta questa caratteristica: la rana viola, il cui muso termina in un'appuntita proboscide, è anche piuttosto rara. Finora se ne sono osservati 135 esemplari, dei quali solo tre femmine.
Foto: © Sandesh Kadur/Nature Picture Library/contrasto
La folta barba del cinghiale barbato (Sus barbatus), diffuso nel Sudest asiatico, gli darà anche un'aria da hipster, ma risulta forse un po' scomoda quando si infanga o si riempie di terra. La peluria parte dalle orecchie e arriva fino alla bocca: fortunatamente le narici del mammifero sono sistemate su una struttura mobile e a forma di disco che si protende verso l'esterno. Pertanto il senso dell'olfatto dell'animale è piuttosto ben sviluppato.
Foto: © Nick Garbutt/Nature Picture Library/contrasto
Non è un travestimento pensato per Halloween: il pesce prete (Uranoscopus sulphureus) mantiene questa faccia da zombie per l'intera esistenza. Fortunatamente attende le sue prede quasi completamente sepolto nei fondali sabbiosi dell'Indopacifico, da dove sporgono soltanto occhi e denti aguzzi.
Foto: © Jurgen Freund/Nature Picture Library/contrasto
La faccia tonda e sorridente, il "naso" schiacciato e un ciuffetto spettinato di tentacoli in testa: il calamaro maialino (Helicocranchia pfefferi) è uno dei più azzeccati esempi della fantasia di Madre Natura. Una striscia di pigmenti colorati disegna un sorriso sul corpo, grande come un'arancia, della creatura acquatica, che con la sua faccia disneyana si aggira per le profondità oceaniche facendosi luce grazie a organi bioluminescenti, posti proprio dietro agli occhi.
Foto: © Gary Florin, Cabrillo Marine Aquarium
Qualcuno potrebbe insinuare che, durante il processo evolutivo della loro specie, i pipistrelli Hipposideros vittatus siano caduti a terra, e che il loro naso sia rimasto schiacciato. L'animale, diffuso nell'Africa subsahariana, è comunque un campione di ecolocazione ed emette ultrasuoni che usa per scovare i coleotteri di cui è ghiotto, che cattura direttamente in volo.
Foto: © Field Museum of Natural History
Le zanne del babirussa (Babyrousa babyrussa), un parente dei cinghiali endemico di alcune isole della Sonda (Malesia) interrogano i biologi per la loro inutilità: particolarmente fragili, e oltretutto rivolti all'indietro, questi canini eccessivamente sviluppati possono arrivare a incurvarsi tanto da forare il cranio dell'animale e mettere a rischio la sua incolumità. Sono probabilmente uno scomodo residuo delle origini primitive del suinide.
Foto: © Nick Garbutt/Nature Picture Library/contrasto
Non è uno scherzo: questo pesce sembra davvero aver esagerato col rossetto. Il pesce pipistrello dalle labbra rosse (Ogcocephalus darwini) si incontra prevalentemente sui fondali delle isole Galapagos, a circa 30 metri di profondità. Non è un grande nuotatore e usa le pinne pettorali per spostarsi, quasi camminando, sui fondali marini. Attira i piccoli crostacei di cui si nutre grazie a un'esca posta sul capo.
Foto: © Fred Bavendam/Minden Pictures/contrasto
Una lunga proboscide con cui fiuta continuamente l'aria, e corte zampe munite di "dita": il tapiro, imparentato con i cavalli ma anche con i rinoceronti, è forse uno degli erbivori più strani, per le caratteristiche anatomico-estetiche che lo rendono simile a un fossile vivente. La sua dentatura è straordinariamente antica rispetto a quella di altri erbivori, come i cavalli. Anche le sue abitudini sono molto diverse da quelle dei suoi parenti più prossimi: si sposta molto spesso in acqua, immergendosi quasi completamente, ed è molto schivo. Se l'uomo è nei paraggi, esce dalle foreste del Centro America e del Sudest asiatico solo di notte.
Foto: © Staffan Widstrand/Nature Picture Library/contrasto
Nel caso del pesce luna (Mola mola) sembra che l'evoluzione si sia dimenticata di sviluppare la parte posteriore del corpo. Il bestione, lungo fino a 3 metri, pare avere il corpo composto solo dalla testa e dal torace, e terminante senza la tipica coda dei pesci: ha soltanto una pseudocoda, che serve da timone. E due grandi pinne, dorsale e anale, che usa come remi, per sposarsi in modo piuttosto goffo in mare aperto.
Foto: © Hiroya Minakuchi/Minden Pictures/contrasto
Ad alcuni ricorda un bruco, ad altri sembra quasi un robot strisciante: ma molti, quando guardano il tardigrado (gen. Macrobiotus) al microscopio elettronico, pensano quasi a un minuscolo e simpatico orsacchiotto (non per altro gli inglesi lo chiamano "water bear", orso d'acqua). Questi buffi e primitivi invertebrati (fino a 1,5 millimetri di lunghezza) sono in realtà un capolavoro dell'evoluzione: basta un sottile strato d'acqua per farli sopravvivere in qualunque habitat, dalle profondità oceaniche alla cima dell'Himalaya, dall'Antartide ai continenti più caldi. Si nutrono per lo più di cellule vegetali.
Foto: © © STEVE GSCHMEISSNER/Science Photo Library/Corbis
