Piume di alligatore, squame di pulcino

In che modo le squame dei rettili si sono trasformate nel corso dell'evoluzione nelle strutture delle piume presenti negli uccelli? Uno studio ha utilizzato moderne tecniche di manipolazione genetica per indagare questa trasformazione.

Alcuni geni sono responsabili della trasformazione delle squame dei rettili nelle piume degli uccelli nel corso dell’evoluzione. Crediti immagine: Public Domain

ANIMALI – Gli unici a non essersene ancora fatti una ragione sono i produttori di Jurassic World, che a distanza di oltre vent’anni dal primo capitolo della saga si ostinano a spogliare i velociraptor delle piume. Nel frattempo, la cosiddetta “rivoluzione piumata” ha drasticamente ridisegnato il probabile aspetto di numerose famiglie di dinosauri: grazie ai fossili oggi sappiamo per certo che i cosiddetti arcosauri erano coperti da penne e piume, più o meno rudimentali.

Tuttavia, il sentiero evolutivo che, partendo dalle coriacee squame, porta alle leggere strutture proprie degli uccelli, rimaneva piuttosto oscuro. Ad accendere la luce ci ha pensato il gruppo di ricercatori guidato da Cheng-Ming Chuong, capo del laboratorio di sviluppo e rigenerazione dei tessuti presso la Keck School of Medicine dell’Università della California Meridionale, che sulla rivista Molecular Biology and Evolution riporta i risultati di un esperimento degno della miglior sceneggiatura di Michael Crichton.

Convinto che i geni responsabili dell’evoluzione delle piume siano tuttora presenti nei discendenti degli arcosauri, Chuong e colleghi hanno condotto analisi complete del trascrittoma – l’insieme degli RNA messaggeri – e del genoma degli embrioni di pollo e di alligatore per individuare le differenze di espressione e i geni coinvolti. “Le analisi hanno portato all’identificazione di cinque moduli morfo-regolatori essenziali nella formazione delle moderne piume“, spiega Chuong, secondo il quale essi sarebbero stati originariamente sviluppati in risposta a strategie adattative, come l’isolamento termico.

I ricercatori hanno quindi inserito questi geni negli embrioni di alligatore, accendendoli e spegnendoli per risvegliare la loro ancestrale programmazione. Se ve lo state domandando, la risposta è no: dalle uova non è nato alcun alligatore piumato. Tuttavia, le insolite strutture intermedie tra squame e penne osservati negli embrioni sono del tutto simili alle appendici filamentose trovate nei fossili dei primi dinosauri piumati. Queste forme embrionali intermedie sarebbero il frutto di perturbazioni molecolari. “Le loro appendici soddisfano tutti e cinque i criteri che definiscono una piuma. Non c’è più dubbio che, fornendo i corretti segnali molecolari, dalle squame possano formarsi piume”, chiarisce Chuong.

I moduli morfo-regolatori individuati dai ricercatori promuovono infatti l’estroflessione e la crescita delle appendici, la crescita di barbe e barbule con diverse forme di ramificazione nonché la differenziazione di quella cheratina specifica delle piume. Inoltre, i ricercatori hanno osservato l’invaginazione dei follicoli e la formazione di una papilla dermica che consente una rigenerazione ciclica. Insomma, tutti gli ingredienti necessari per permettere ai progenitori degli uccelli di evolvere penne e piume più complesse.

Secondo gli autori, questi cinque moduli potrebbero essere stati i primissimi geni ad adattarsi durante l’evoluzione degli arcosauri. Il primo passo verso il dominio dell’aria sarà sufficiente a convincere Hollywood a ridisegnare l’aspetto delle “lucertole terribili” del grande schermo?

@davmichielin

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Informazioni su Davide Michielin ()
Indisposto e indisponente fin dal concepimento, Davide nasce come naturalista a Padova ma per opportunismo diventa biologo a Trieste. Irrimediabilmente laureato, per un paio d’anni gioca a fare la Scienza tra Italia e Austria, studiando gli effetti dell’inquinamento sulla vita e sull’ambiente. Tra i suoi interessi principali vi sono le catastrofi ambientali, i fiumi e gli insetti, affrontati con animo diverso a seconda del piede con cui scende dal letto. Su Twitter @davmichielin

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