Se l’orologiaio e’ miope, gli scoiattoli non sono da meno

Una prova evidente della fallacia del disegno intelligente e’ che gli adattamenti degli animali sono sempre funzionali, ma non sono quasi mai ottimali. Sono come l’A112 su cui ho imparato a guidare, che non aveva quasi piu’ un pezzo originale, sostituiti nel corso del tempo da varie parti di Renault 5, Fiat 126, Panda e Maggiolini vari,  ma ciononostante tirava i cento all’ora in autostrada.

I mammiferi si sono evoluti a partire da animali notturni e di conseguenza l’antenato comune aveva gli occhi adattati per vedere al buio. L’antenato comune, a sua volta, discendeva da rettili mammalomorfi diurni ma oramai il danno era fatto, non si puo’ tornare indietro nell’evoluzione e i mammiferi restano tra i vertebrati con la peggiore vista diurna, e in molti casi anche quella notturna non e’ un granche’.

Ad esempio, in media i mammiferi hanno solo due tipi di fotorecettori per il colore (i coni), quello con un picco nel verde e quello con un picco nel blu. Uccelli e rettili, che tendenzialmente sono sempre rimasti diurni, ne hanno quattro in media (oltre al verde al blu c’e’ il fotorecettore con picco nel rosso e quello con picco spostato nell’ultravioletto). Noi scimmie antropomorfe, tutte spiccatamente diurne,  siamo riuscite a reinventare il fotorecettore col picco nel rosso, per fortuna, rendendo la nostra percezione dei colori leggermente piu’ vivida rispetto agli altri mammiferi.

Anche gli scoiattoli, come i primati, si sono dovuti adattare alla vita diurna, in entrambi i casi perche’ per saltare da un ramo all’altro e’ meglio avere quel tanto di luce da evitare di prendere craniate contro i rami, ma le soluzioni che hanno “inventato” per sistemare i “pezzi mancanti” sono state in molti casi differenti dalle nostre. Bisogna anche dire che gli Sciuromorpha (scoiattoli e ghiri) sono stati tra i roditori che per primi si sono separati dal loro progenitore comune e a fianco di caratteri ancora primitivi hanno anche caratteri peculiari che si sono evoluti indipendentemente da tutti.

Gli occhi degli scoiattoli sono pittosto interessanti dal punto di vista degli adattamenti funzionali. Una delle specie meglio studiate e’ lo scoiattolo grigio orientale americano (Sciurus carolinensis), che vive ora anche in Italia per via di scelte sconsiderate. Il motivo per cui e’ molto studiato e’ purtroppo l’abbondanza di cavie dovuta ai vari programmi di contenimento di questa specie nelle isole britanniche. Non molto tempo fa mi ha telefonato un ricercatore che voleva da me occhi di scoiattoli appena estirpati perche’ la retina si degrada molto velocemente subito dopo la morte dell’animale. Mi ha fatto senso, e comunque non dispongo di occhi freschi di scoiattoli, per cui temo di essere stata un po’ brusca al telefono.

In ogni caso, si tratta di occhi peculiari. Innanzi tutto, gli scoiattoli grigi non possono accomodare. Mi spiego meglio: negli occhi di noi umani c’e’ un muscoletto che comprime o allarga la lente del cristallino a seconda che sia richiesto di vedere da vicino o da lontano, come muovere la ghiera dell’obiettivo di una macchina fotografica per mettere a fuoco. Negli scoiattoli questo muscolo e quasi atrofico per cui il cristallino rimane sempre della stessa forma e gli scoiattoli vedono a fuoco fisso, il che negli umani operati di cataratta di solito crea problemi a vedere da vicino. Un minimo di messa a fuoco, comunque, avviene dilatando o restringendo la pupilla e agli scoiattoli non e’ richiesto di leggere righe piccole, per cui sono a posto. A pupilla ristretta, comunque, vedono circa cinque diottrie contro le 10/11 umane, il che significa che a distanza vedono in teoria meno bene di noi. Ad un animale arboricolo, tuttavia, non e’ richiesto di vedere bene da lontano come occorre ad un animale bipede evolutosi nella savana, gli serve solo scorgere una noce sull’albero vicino. In breve gli scoiattoli sono un po’ miopi e anche un po’ presbiti ma se la cavano ottimamente.

D’altro canto, noi primati e gli scoiattoli condividiamo una caratteristica che ci adatta ad un’esistenza prettamente diurna. Il cristallino degli scoiattoli e’ molto simile a quello dei giovani umani nel contenere una sostanza detta N-acetyl-3-OH-L-kynurenina che colora il cristallino di giallo. Questo filtro giallo assorbe la luce blu e ultravioletta e migliora la visione, eliminando le lunghezze d’onda brevi che da un lato producono aberrazioni cromatiche, e dall’altro causano lesioni alla retina. Probabilmente questi occhiali da sole ante-litteram erano gia’ posseduti dal progenitore comune degli Euarchontoglires (il superordine che raggruppa insieme primati, roditori, tupaie e cinocefali), il che fa supporre che l’avo fosse diurno e che i topi son tornati solo secondariamente ad essere notturni. Gli scoiattoli vivono pochi anni ma negli umani il pigmento giallo si accumula con l’eta’ e cio’  limita l’acuitezza visiva con l’andare del tempo.

Gli scoiattoli sono tecnicamente daltonici: come il grosso dei mammiferi hanno solo i coni per il blu e per il verde e complessivamente hanno una retina (come anche noi, del resto) con un picco di assorbimento nel verde. Non e’ un caso, considerando che foreste e savane sono verdi. Tutto quello che deve vedere uno scoiattolo sono gli alberi, le noci, i conspecifici e i predatori, e nel loro caso non fa molta differenza avere un’estensione nella gamma del rosso. Ecco come suppongo appaia un albero ad uno scoiatotlo (foto a destra), comparato con la nostra visione tricromatica (a sinistra)

C’e’ un lieve spostamento della gamma, ma lo spettro di assorbimento del cono chiamato “verde” e di quello chiamato “rosso” sono simili e cio’ che viene penalizzato e’ per lo piu’ un’acuitezza nella visione delle tonalita’ di rosso a maggiore lunghezza d’onda. Non che vedere il rosso ad uno scoiattolo grigio serva molto: il suo fegato e’ capace di detossificare i tannini delle ghiande e il sapore aspro non li disturba per cui possono mangiare la frutta acerba senza problemi, al contrario di noi umani che abbiamo bisogno di vedere il rosso per capire quand’e’ che la frutta e matura. Si aggiunga anche che gli scoiattoli mangiano per lo piu’ ghiande, mature o no che siano, quindi a loro il cono del rosso proprio non serve.

D’altro canto gli scoiattoli grigi hanno una retina formata in gran maggioranza da coni (il 60% di coni e il 40% di bastoncelli). I coni sono sensibili ai colori e i bastoncelli all’intensita’ luminosa per cui gli animali notturni hanno quasi solo bastoncelli e a quelli diurni con un antenato notturno tocca riadattare le proporzioni in modo da avere piu’ coni possibile. Noi umani abbiamo risolto il problema inventandoci la fovea, una fossetta in cui addensiamo i nostri pochi coni (circa il 5% di tutti i fotorecettori, abbiamo 120 milioni di bastoncelli e solo 6-7 milioni di coni) e su cui arriva la parte centrale dell’immagine. Nella nostra fovea, tra l’altro, abbiamo solo coni rossi e verdi quindi nella parte centrale dell’immagine siamo meno sensibili alle lunghezze d’onda brevi (blu). In pratica abbiamo una buona visione a colori al centro, e vieppiu’ meno definita e colorata nella parte periferica dell’immagine. Si fa quel che si puo’ con quel che si ha.

Gli scoiattoli invece non avranno il cono del rosso, ma hanno una quantita’ mostruosa di coni sparsi per tutta la retina. I coni sono molto meglio dei bastoncelli nel creare un’immagine dettagliata: infatti ad ogni cono corrisponde una fibra nervosa che porta al cervello la luce captata da quel singolo recettore. I bastoncelli invece si ammucchiano in tanti sulla stessa terminazione nervosa quindi al cervello arriva, da quella fibra nervosa, un’immagine piu’ grossolana captata da tanti recettori. La differenza e’ quella che c’e’ tra una foto scattata col telefonino avuto coi punti del detersivo e quella scattata con una Nikon D90 da 12.300.000 pixel. L’immagine che arriva al cervellino da 7 grammi dello scoiattolo e’ mostruosamente dettagliata, molto piu’ che quella che arriva al nostro cervello che fabbrica macchine fotografiche, almeno nella parte periferica dell’immagine (centralmente ce la caviamo benino anche noi, altrimenti avreste difficolta’ nel leggere queste righe).

Che se ne fa lo scoiattolo di tutti questi coni? Compensa probabilmente i difetti di accomodamento, per cui il risultato finale e’ che anche se otticamente non sono eccezionali, dal punto di vista della pellicola gli scoiattoli sono top-of-the-line e alla fine abbiamo bestie con una vista perfettamente funzionale e adattata alle loro necessita’. Non la migliore possibile, sicuramente, anche se l’essere in grado di captare la luce 7.5 volte meglio di noi e’ un grande aiuto al buio, a scorno delle martore, ma se si parte da un’A112 difficilmente si avra’ una Ferrari anche con tutte le modifiche possibili.

Referenze:

ARDEN, G. B., & SILVER, P. H. (1962). Visual thresholds and spectral sensitivities of the grey squirrel (Sciurus carolinensis leucotis). The Journal of physiology, 163, 540-57.

Zigman, S., & Paxhia, T. (1988). The nature and properties of squirrel lens yellow pigment. Experimental eye research, 47(6), 819-24.

ResearchBlogging.org
McBrien NA, Moghaddam HO, New R, & Williams LR (1993). Experimental myopia in a diurnal mammal (Sciurus carolinensis) with no accommodative ability. The Journal of physiology, 469, 427-41 PMID: 8271206

Published by tupaia on settembre 30th, 2011 tagged uncategorised


2 Responses to “Se l’orologiaio e’ miope, gli scoiattoli non sono da meno”

  1. claudio Says:

    se non vedono il rosso, allora gli scoiattoli rossi che ci sono da noi, perchè hanno sviluppato il mantello di quel colore? e come si dovrebbero vedere fra loro?

  2. tupaia Says:

    Claudio: Non e’ importante come tu vedi te stesso, ma come gli altri vedono te, soprattutto i predatori. Evidentemente il rossiccio del pelo contribuisce a rendere lo scoiattolo mimetico nel suo ambiente, tanto e’ vero che c’e’ anche una mutazione del pelo dello scoiattolo grigio che lo rende rossiccio (forma eritroide). Tra di loro si vedono, si annusano (hanno un’olfatto sviluppatissimo) e si sentono (hanno anche una vocetta di tutto rispetto), sapere che quell’altro scoiattolo e’ rosso o marrone non fa nessuna differenza, alla fine

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