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Dalle branchie alle gonadi, tusei più simile a un pesce di quanto tu possa credere

Sappiamo tutti che gli esseri umani si sono evoluti da un antenato comune delle scimmie. Ma se vuoi davvero capire come e perché il corpo umano funziona così, devi guardare più in alto l’albero evolutivo.

Per pescare.

Neil Shubin, un biologo evoluzionista presso l’Università di Chicago, ha scritto un nuovo libro intitolato, Your Inner Fish — A Journey Into the 3.5 Miliardi di anni di storia del corpo umano. Ha anche ospitato una serie PBS in tre parti chiamata Your Inner Fish. Dice che pesci, squali, persino vermi e meduse, aiutano a spiegare perché, ad esempio, il nostro orecchio interno è composto da tre piccole ossa o perché otteniamo ernie.

L’entusiasmo di Shubin sul suo soggetto è contagioso. Prima che tu te ne accorga, potresti trovarti a discutere l’evoluzione dell’orecchio interno con gli amici o sentirti dire la parola “gonadi” in una conversazione educata.

Shubin dice che si basa sul potere della scoperta scientifica come dispositivo di narrazione. ” Le persone che si avventurano nell’ignoto ed esplorano e scoprono hanno sempre un aspetto umano”, dice.

Ma cosa hanno a che fare gli umani moderni con i pesci? Molto, dice Shubin.

“se guardi l’Albero della Vita”, spiega Shubin, “dentro ogni parte del nostro corpo, ogni organo, ogni cellula, ogni gene, abbiamo un intero ramo della storia della vita che è conoscibile. È conoscibile dai fossili, confrontando il DNA e così via.”

Prendi il braccio umano, per esempio. ” Se li rintracciamo attraverso i mammiferi, attraverso i rettili e gli anfibi, fino ai pesci”, dice Shubin, ” si confrontano con le pinne accoppiate dei pesci — che possiamo collegare dai reperti fossili, dalla biologia dello sviluppo, da più linee di prove.”

E questo è solo l’inizio.

“Se rintracci le nostre mascelle e le ossa dell’orecchio”, dice Shubin, “è molto chiaro che si riferiscono alle strutture branchiali nei pesci. Ancora una volta, sappiamo da più linee di prove — i fossili, così come il DNA. Molti dei muscoli, nervi e ossa che stiamo usando per comunicare in questo momento … sono derivati dalle strutture branchiali di squali e pesci-e che sembra così assolutamente strano. Ma quando ci sveliamo … quella storia, con le prove dietro di essa, diventa molto potente.”

“Se pensi solo al meccanismo di base con cui giriamo la testa e ci conosciamo nello spazio,” continua, “l’occhio è coordinato a dove siamo nello spazio. Mentre muovi la testa, il tuo occhio può rimanere fisso nello sguardo, e questo sta accadendo a causa della comunicazione tra il tuo cervello e i muscoli dell’occhio. È meravigliosamente complesso ed è anche meravigliosamente antico. l’orecchio interno è davvero una delle parti più antiche del nostro corpo.”

Ti sei mai chiesto di singhiozzare — e perché succede? Shubin dice che anche questo è un esempio del nostro antico legame con il pesce. In questo caso, girini.

“Quando singhiozzi”, spiega Shubin, “quell’hic è un’ispirazione acuta, e poi la chiusura della glottide e dell’epiglottide — questo è ciò che causa l’hic.’avviene attraverso un complesso, ma stereotipato, modello di attività dei nervi e dei muscoli della nostra faringe e la parte posteriore della nostra gola e nel nostro petto e così via.”

Ciò che guida quella risposta fisica, aggiunge Shubin, è un meccanismo nel nostro sistema nervoso centrale chiamato generatore di pattern centrale. Si scopre che il generatore di pattern centrale fa parte della normale respirazione dei girini, che hanno sia polmoni che branchie. I girini usano una versione di un singhiozzo per spingere l’acqua attraverso le loro branchie, non nei loro polmoni.

E poi c’è l’argomento non del tutto piacevole delle ernie. La connessione uomo-pesce con le ernie è una delle preferite di Shubin.

” Se si guarda a ciò che accade durante lo sviluppo in uno squalo o un pesce,” spiega, “le gonadi in realtà iniziano in alto … vicino al cuore, sopra i reni. Poi ci sono. Ciò che accade in un essere umano è che iniziamo il nostro sviluppo con le gonadi in una posizione di pesce. Mentre ci sviluppiamo e cresciamo, scendono. Nelle femmine, scendono al livello dell’utero; ma nei maschi, scendono e in realtà spingono fuori dalla parete del corpo per formare questo piccolo sacco, lo scroto.”

“Questo viaggio delle gonadi”, continua, ” crea uno strano loop nell’impianto idraulico maschile that…is coinvolto nello sviluppo di una debolezza nella parete del corpo maschile, sia durante lo sviluppo che più tardi nella vita. Quindi, la propensione maschile per certi tipi di ernie si riferisce a iniziare il tuo sviluppo come un pesce e terminare il tuo sviluppo come un mammifero.”

Shubin dice di essere costantemente sorpreso dal potere della paleontologia di spiegare perché le creature sembrano così. Nuove scoperte stanno accadendo tutto il tempo, dice.

“Immagino cosa mi attrae davvero sul campo … è che questa è la storia conoscibile, questi eventi accaduti miliardi di anni fa. Possiamo produrre prove per mostrare come accadono e mi sto sempre pizzicando quando questo accade, ed è sempre come la prima volta quando vedo queste cose”, dice.

Shubin dice che ci sono molti fossili ancora da scoprire. “Stiamo lanciando una nuova serie di spedizioni questa estate, in un nuovo periodo di tempo”, dice. “Ci sono intere parti del mondo che devono ancora essere realmente esplorate. Abbiamo nuove tecnologie che cambiano il modo in cui i paleontologi lavorano.”

È “davvero entusiasta” del suo prossimo progetto. Lui e la sua squadra stanno andando a nord Ellesmere Island — vicino alla Groenlandia, a poche centinaia di miglia dal Polo Nord — ad una zona di roccia inesplorata circa 400 a 500 milioni di anni. Si prevede di fornire il primo sguardo all’evoluzione dei pesci.

“Questa roccia era originariamente una decina di gradi a nord dell’equatore”, spiega, “quindi quello che hai catturato in queste rocce è un mondo caldo e acquoso di mari poco profondi e vicini alla riva. È l’ambiente perfetto per trovare alcuni di questi primi vertebrati o pesci precoci. … È la parte eccitante, dice. Stiamo davvero facendo qualche esplorazione di base.”

Questa storia si basa su un’intervista del nostro partner Science Friday, uno show radiofonico settimanale e un sito web che copre scienza, tecnologia e altre cose interessanti.

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