COME SI E’ EVOLUTO IL COLLO DELLE GIRAFFE
Le giraffe non solo sono famose per il loro collo lunghissimo, ma anche per essere tra gli animali viventi più grandi, e anche tra i più pesanti. La famiglia dei giraffidi si separò dagli altri ruminanti circa 16 milioni di anni fa, ma l’allungamento del collo iniziò molto più tardi, 7 milioni di anni fa, come testimoniano i resti fossili di Samotherium major, antenato della giraffa.
Il collo di Samotherium, pur essendo relativamente lungo, non arrivava alle dimensioni di quello delle odierne giraffe. Le sue vertebre cervicali si erano infatti allungate soltanto dal lato cervicale.
IL COLLO DELLA GIRAFFA
Le giraffe non sono gli unici animali che nel corso dell’evoluzione abbiano sviluppato un collo lunghissimo. Nei dinosauri sauropodi e nei plesiosauri acquatici, ad esempio, il collo raggiungeva lunghezze strepitose grazie all’aggiunta di alcune vertebre cervicali e all’allungamento delle singole vertebre. Le giraffe, invece, hanno solo sette vertebre cervicali, come la grande maggioranza dei mammiferi. Il primo elemento della parte toracica della loro colonna vertebrale è parzialmente modificato, tanto da poter apparire anche come un’ottava vertebra del collo; ma niente di più. Costretta nei limiti dei limiti dell’anatomia dei mammiferi, l’evoluzione ha modellato per le giraffe un collo diverso da quello degli antichi sauri.
LE FUNZIONI DEL COLLO DELLA GIRAFFA
Dai tempi di Lamarck e della sua teoria sull’evoluzione della specie, anteriore a quella di Darwin, l’utilità del lungo collo della giraffa è stata molto discussa e studiata.
I primi studi suggerirono che la lunghezza del collo serviva per raggiungere i rami più alti degli alberi di acacia, albero di cui principalmente si alimentano le giraffe, per cui gli esemplari col collo più lungo avevano a disposizione più cibo. Questa teoria tuttavia fu successivamente scartata.
Ciò che l’osservazione del corpo delle giraffe non aveva chiarito, è che questi animali usano il loro collo per difendersi da altri animali. Lo usano anche durante il rito di corteggiamento, quando i maschi combattono tra loro si colpiscono al collo e sulle corna.
L’EVOLUZIONE DEL COLLO DELLA GIRAFFA
L’evoluzione del collo allungato della giraffa è stata un argomento di interesse per gli scienziati poiché l’evoluzione è stata teorizzata da Lamarck e Darwin. È stato popolarmente dimostrato che questo adattamento consente alle giraffe di utilizzare la vegetazione a livelli più alti da terra, superando quindi gli erbivori a collo corto, e consente un modo specializzato di combattere per il dominio maschile nell’accoppiamento.
L’analisi del tasso di aumento della massa del collo ha riscontrato una piccola differenza tra giraffe maschili e femminili, suggerendo un ruolo minore della selezione sessuale nell’allungamento del collo.
È stato proposto che sia il foraggiamento che il combattimento maschile probabilmente hanno contribuito all’allungamento del collo della giraffa; l’osservazione di giraffe che sfogliano da un’altezza dell’albero fino a 5 m favorisce l’ipotesi dei “browser concorrenti” e la selezione diretta di maschi dal collo più grande da parte di femmine estreme supporta la teoria della selezione sessuale.
IL PROCESSO DI ALLUNGAMENTO DEL COLLO
Fu solo un milione di anni fa che negli antenati della giraffa si verificò un secondo processo di allungamento, questa volta dal lato caudale.
Tuttavia, questo non avvenne in tutti i membri della famiglia dei giraffidi: un secondo ramo evolutivo seguì un percorso opposto, quello che, attraverso Sivatherium, portò all’evoluzione dell’unico altro rappresentante della famiglia oggi vivente, l’okapi. Nel corso di alcuni milioni di anni, infatti, la lunghezza delle vertebre cervicali di questi animali subì un accorciamento.
Le vere giraffe dal collo lungo non si sono evolute prima di 7,5 milioni di anni fa circa. Samotherium, Palaeotragus, Bohlinia, l’estinta Giraffa sivalensis e l’attuale Giraffa camelopardalis preservano caratteristiche transizionali tali da permettere a Danowitz e colleghi di ricostruire le varie fasi dell’allungamento. Non è stato un puro e semplice “stretching” delle vertebre, quasi fossero gomme americane estensibili a volontà: in Samotherium e Palaeotragus ad allungarsi fu la parte anteriore delle cervicali, dando vita a forme intermedie tra i loro predecessori dal collo corto e le giraffe attuali. Poi, negli ultimi due milioni d’anni circa, negli antenati della giraffa moderna si allungò anche la parte posteriore delle vertebre del collo, fino ad arrivare ai giganti di oggi.
Anche se le giraffe primitive avevano vertebre cervicali leggermente allungate, l’evoluzione verso le vette della giraffa moderna non era affatto scontata. Almeno una delle linee evolutive dei giraffidi ha fatto marcia indietro, dando vita ad animali dal collo più corto, con vertebre cervicali più massicce: da Giraffokeryx, vissuto 12 milioni d’anni, fa a Sivatherium e Bramatherium, evoluti negli ultimi tre milioni di anni, fino all’attuale okapi, che è l’unico altro giraffide sopravvissuto fino a noi. Insomma, giraffe dal collo corto e dal collo lungo sono proliferate le une accanto alle altre.
LE IPOTESI DELL’EVOLUZIONE DEL COLLO DELLE GIRAFFE
Il collo della giraffa ha sempre stimolato la curiosità dei biologi, sia dal punto di vista evolutivo, sia da quello fisiologico: l’aumento della distanza tra il cuore e il cervello richiede, per esempio, meccanismi che permettano un parallelo aumento della pressione sanguigna. Ora, grazie allo studio comparato di 71 fossili di nove specie estinte e due viventi, i ricercatori hanno ricostruito le tappe dell’evoluzione di questo collo, unico in tutto il mondo animale
Da Lamarck fino ai nostri giorni, passando per le teorie di Darwin, l’evoluzione del collo della giraffa è stato al centro di vari studi e ricerche Tra le varie ipotesi su come si evolvono gli organismi, ci sono quelle riguardanti l’evoluzione del collo delle giraffe, formulate dal naturalista francese Jean Baptiste de Lamarck e di Darwin.
Immaginiamo che una piccola protogiraffa affamata che guarda con desiderio a qualche gustosa foglia sulla cima di un albero.
Uno studioso di scuola lamarckiana ipotizzerebbe che, a forza di tentare di raggiungere quelle foglie, l’antica giraffa sviluppi un collo più lungo, e poi sia in grado di trasmetterla alla sua prole; a ogni generazione il collo si allungherebbe di un po’, fino a raggiungere le attuali dimensioni.
Secondo i darwinisti, le protogiraffe avevano colli di lunghezza variabile; quelle che, grazie a mutazioni casuali, nascevano con il collo un po’ più lungo erano in grado di procurarsi più cibo, vivere di più e accoppiarsi con frequenza tale da trasmettere la mutazione alla generazione successiva.
LA DIFFERENZA TRA LA TEORIA DI LAMARK E QUELLA DI DARWIN
Per capire la differenza tra la teoria di Lamarck e quella di Darwin possiamo fare un esempio concreto: il collo delle giraffe.
Secondo Lamarck le giraffe, per potersi nutrire delle foglie degli alberi, allungarono a poco a poco il loro collo, tramandando questa modificazione di generazione in generazione.
Per Darwin, invece, in un branco di giraffe con il collo corto un giorno ne nacque una col collo più lungo. Grazie a tale particolarità quella giraffa poté arrivare più facilmente alle foglie più tenere degli alberi e quindi nutrirsi meglio delle compagne, diventando così più forte e robusta. I figli di questa giraffa ereditarono il collo allungato e lo trasmisero a loro volta ai propri figli, finché la particolarità “collo lungo” divenne una caratteristica di tutta la specie.
L’esempio, anche se liquida troppo semplicisticamente le teorie di Lamarck, è utile per comprendere le basi del meccanismo dell’evoluzione così come fu intuito, indipendentemente l’uno dall’altro, da Darwin e Wallace.
Eppure, paradossalmente, di come si sia effettivamente evoluto il collo delle giraffe ne sappiamo ancora poco.
LA TEORIA DI MELINDA DANAWITZ
Diverse teorie evolutive sono state proposte per spiegare l’adattamento del lungo collo della giraffa, tuttavia, pochi studi esaminano le vertebre cervicali fossili.
Si incorporano i giraffidi estinti e i campioni vertebrali cervicali di okapi e giraffa in un’analisi completa dell’anatomia e dell’allungamento del collo.
Un’equipe di studiosi guidata da Melinda Danowitz, hanno esaminato i dettagli anatomici di 71 vertebre fossili appartenenti a 11 specie affini alla giraffa vissute in un arco di tempo che va da 16 milioni di anni fa a oggi, concentrandosi soprattutto sulla seconda e la terza vertebra cervicale.
A quanto pare, tutti questi animali avevano un collo particolarmente lungo, almeno in proporzione con il resto del corpo.
Prodremotherium, considerato il miglior candidato al ruolo di protogiraffa, e Canthumeryx, un giraffide primitivo, avevano già vertebre cervicali particolarmente allungate rispetto alla larghezza. L’allungamento delle cervicali, scrivono Danowitz e colleghi, “è presente già prima che emerga la linea evolutiva dei giraffidi”.
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