domenica 12 novembre 2023

Geni neanderthaliani, virus e Covid-19

 Ormai è più che assodato che 𝙃𝙤𝙢𝙤 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨 si accoppiò con 𝙃𝙤𝙢𝙤 𝙣𝙚𝙖𝙣𝙙𝙚𝙧𝙩𝙝𝙖𝙡𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨, e con altri gruppi umani, come il Denisova. Non sempre veniva prodotta prole fertile, e quei pochi individui ibridi non si accoppiavano con altri ibridi, ma con uno dei due parentali (maggiormente con 𝙃. 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨). Questo processo si chiama 'introgressione', e ha pemesso alla nostra specie di "rubare" geni neanderthaliani (o denisovani), arricchendo così il nostro patrimonio genetico: abbiamo acquisito geni che ci hanno permesso di resistere al freddo, ma abbiamo anche ricevuto in eredità malattie come lupus o il diabete di tipo II.

In questo post, invece, vi parlo un po' dei geni neanderthaliani che influenzano, in modo diretto o indiretto, la nostra capacità di sopravvivere e resistere a certi virus. Altri geni, invece, danno un effetto contrario.
Analizziamo due ricerche.
1) Alcuni geni neanderthaliani aumenterebbero i rischi che si manifestino i sintomi della malattia Covid-19 del virus Sarscov-2 (ne parlerò di nuovo alla fine dell'articolo). È stato studiato un segmento di 6 geni sul Cromosoma 3 dagli scienziati Hugo Zeberg e Svante Pääbo del Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology di Lipsia, in Germania, ed è risultato che possedere questo segmento aumenterebbe i rischi di sviluppare le complicazioni della malattia, e di conseguenza potrebbe "spiegare" come mai colpisca non solo chi ha malattie gravi pregresse, ma anche persone in salute.
Spinti ad indagare attraverso i dati dello studio "Genomewide Association Study of Severe Covid-19 with Respiratory Failure", i due scienziati hanno scoperto che le persone con il gruppo sanguigno A hanno un rischio superiore di sviluppare le complicazioni della Covid-19, così come il gruppo 0 avrebbero rischi decisamente minimi.
Non è ancora chiaro come questo frammento possa aumentare i rischi, anche perché, paradossalmente, dagli incroci tra 𝙃. 𝙣𝙚𝙖𝙣𝙙𝙚𝙧𝙩𝙝𝙖𝙡𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨 ed 𝙃. 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨, abbiamo ereditato geni che ci aiutano proprio a combattere diversi virus, come potrete vendere nel punto 2.
2) I Neanderthal ci hanno lasciato in eredità anche geni che ci permettono di difenderci da molti virus a RNA.
I biologi evoluzionisti David Enard, dell'Università dell'Arizona a Tucson, e Dmitri A. Petrov, della Stanford University, hanno analizzato più di 4500 geni che nell'uomo interagiscono con i virus comparandoli con i geni di Homo neanderthalensis che si conoscono. Sono state individuate 152 sequenze di DNA neanderthaliano.
Le proteine prodotte dai geni appositi di queste sequenze di origine neanderthaliana interferiscono con il ciclo della replicazione, impedendo al virus di infettare un gran numero di cellule.
I Neanderthal sono vissuti fuori dall'Africa per centinaia di migliaia di anni prima dell'arrivo del Sapiens, e in tutto questo tempo il loro sistema immunitario è stato capace di produrre delle difese efficaci contro questi patogeni.
Abbiamo preso 'in prestito' questi geni(e tanti altri) grazie agli incroci tra tra le due specie. Questo ci ha permesso di sopravvivere a virus a RNA che avrebbero potuto piegare la nostra specie qualche millennio fa e, possedere questi, geni è stato vantaggioso perché non abbiamo dovuto aspettare che casualmente comparissero mutazioni, successivamente selezionate dai vari meccanismi evolutivo, che rendessero il nostro sistema immunitario efficiente contro questi patogeni. Ci sarebbe voluto tanto tempo e tanta fortuna.
Come potete notare, è una situazione abbastanza complessa, e lo studio della paleogenetica può aiutarci a capire tranquillamente situazioni odierne, come quelle causate dal Covid-19.
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Grazie al primo articolo, avrete capito che i geni neanderthaliani hanno giocato, ahimè, un ruolo importante durante questo periodo di pandemia.
Questo recente studio del 2023, dell'Istituto Mario Negri, ha evidenziato come i geni neanderthaliani abbiano favorito la Covid-19 in forma grave. È una predisposizione genetica di cui eravamo già a conoscenza dal 2020.
Hanno partecipato alla ricerca, durata quasi 2 anni, quasi 10.000 persone provenienti dalle zone di Bergamo e ciò che emerge è che il 92% circa dei contagiati venne infettato prima di Marzo 2020. Tra questi, 400 avevano contratto la Covid-19 in forma grave, 400 in forma lieve e 400, invece, non sono stati proprio contagiati.
Ciò che emerge è che, chi si ammalò della forma grave, aveva perlopiù parenti di 1° grado morti di Covid-19 rispetto a quelli di forma lieve. A questo punto i ricercatori hanno esaminato circa 9 milioni di varianti genetiche legate, per esempio, alla regione immunitaria, rivelando quali regioni del DNA fossero responsabili di tutto ciò. È emerso che in questa regione, circa il 7% della popolazione italiana, presenta un gran numero di variazioni nucleotidiche che vengono ereditate in blocco (aplotipo).
Questo aplotipo si trova sul cromosoma 3, ed in parole povere comporta la compromissione del sistema immunitario, o della funzione di certe cellule legate agli alveoli polmonari.
CCR9, CXCR6 e LZTFL1 sono 3 dei 6 geni presenti sul cromosoma 3 associati al rischio Covid, e provengono soprattutto dal genoma di neanderthaliani vissuti nei pressi di Vindija, nell'attuale Croazia circa 50.000 anni fa.
Dai Neanderthal abbiamo ereditato molti geni che hanno permesso alla nostra specie di sopravvivere, mentre geni come questi si rivelano tutt'ora potenzialmente letali. C'è da dire che, nelle popolazioni neanderthaliane, i geni in questione proteggevano, con molta probabilità, da varie infezioni mentre nella nostra specie causano un eccesso di risposta immune che ci espone ad una malattia grave.
Insomma, questi geni non ci proteggono, anzi favoriscono l'infezione.
In parole povere, i geni in questione svolgono 2 ruoli (negativi) nella nostra specie:
-modificano le funzioni di alcune cellule negli alveoli polmonari (causando, così, problemi dal punto di vista respiratorio);
-modificano il comportamento dei globuli bianchi. Vengono, se proprio vogliamo semplificare il discorso, "richiamati" da questi geni causando con più facilità infiammazioni durante le infezioni.
In sostanza, chi è stato esposto al virus e chi era portatore di questo particolare aplotipo, aveva:
-piu del doppio di possibilità di sviluppare la Covid in forma grave. Per intenderci, la forte polmonite che il più delle volte o non lasciava scampo, od obbligava i pazienti a respirare in modo non autonomo attraverso i cosiddetti "ventilatori polmonari";
-piu del triplo di possibilità di finire in terapia intensiva.
Ma non è finita qui. Sono stati identificati altri 17 nuovi loci (regioni genomiche) di cui 10 parrebbero essere direttamente collegati e associati ad una malattia grave, più severa, mentre 7 sono potenzialmente legato al rischio di contrarre la Covid.
Se ciò fa scalpore perché è accaduto in Italia, e quindi può fare sembrare che si tratti di un caso isolato, o unico, ciò che emerge è che questo aplotipo potrebbe aver portato alla morte almeno 1 milione di persone. Ciò comunque fa un pochino luce su quelle che erano morti "inspiegabili". Infatti, se in situazioni "normali" (senza la presenza di questo aplotipo) erano a rischio perlopiù persone anziane o persone con malattie pregresse, ciò riuscirebbe a spiegare anche la morte di soggetti considerati "sani" e/o giovani, quasi intoccabili da una malattia del genere.
C'è da dire, però, che quest'ultima parte è una iper semplificazione, pertanto riporterò parte del testo di un articolo della Fondazione Veronesi dove viene spiegata in modo chiaro la situazione:
"Attenzione però alle facili interpretazioni: lo studio dell'Istituto Mario Negri ha confermato il ruolo importante della genetica nello sviluppo di alcune forme severe di malattia. Ciò non significa che l'eccesso di mortalità verificatosi nella zona della bergamasca nei primi mesi del 2020 sia stato causato dal possedere i "geni di Neanderthal". Quei geni infatti sono presenti in una discreta porzione di cittadini europei (16%) e buona parte degli asiatici (50%). Per dimostrare invece un nesso causale tra gli incredibili numeri di Bergamo nelle prime settimane di pandemia e i "geni di Neanderthal" occorrerebbe dimostrare che a parità di persone infettate si ammalano più gravemente le persone della sola bergamasca in quanto portatori di questi geni. Non solo, occorrerebbe dimostrare anche che queste varianti siano più diffuse in Val Seriana. Ma questi dati non appaiono in alcun studio. Che questi geni aumentino il rischio è un dato di fatto, come già dimostrato in diversi analisi. Ma la "strage" del febbraio 2020 nelle valli non è stata solo una questione di genetica".

Enard et al., 2018


Bibliografia

domenica 24 settembre 2023

Comparazione uomo-primati: il cervello



 L'evoluzione del cervello è l'aspetto che più affascina i ricercatori, e non solo! Infatti, un pensiero comune è che una maggiore grandezza del cervello possa aver dato nel corso del tempo un'intelligenza maggiore, ed in parte questo ragionamento è dovuto ad una visione antropocentrica dell'evoluzione, anche se con le ultime scoperte relative ad Homo naledi, per esempio, oppure per quanto riguarda la produzione di strumenti in pietra (ho già parlato del 'Limite Sultan' e della capacità di altri primati di produrre strumenti litici. Clicca qui per saperne di più), la situazione sta cambiando radicalmente.

La prima domanda è: avere un cervello grande significa essere più intelligenti? In primis, non esiste una spiegazione esatta di intelligenza in quanto un pipistrello può essere più intelligente di noi perché sono in grado di usare l'ecolocalizzazione per orientarsi. Insomma, è un concetto in parte soggettivo e in parte che dipende da parametri specifici e in base al soggetto di studio. Qui, però, entra in gioco una ricerca del 2012 (clicca qui) che risponde alla domanda: Più il cervello e grande e più si è intelligenti? 

Beh no, non proprio. Quando si rinviene il cranio di un ominino, è possibile stimare il volume cerebrale e, come ben sapete, spesso è difficile trarre conclusioni sulle capacità di un individuo in quanto il volume può variare tantissimo all'interno di una popolazione di una stessa specie. Per esempio, nella nostra specie il volume oscilla attorno i 1350 cm³(tra i 1000 e i 2000 cm³). Nei Neanderthal superava i 1500 cm³. Ma avere un cervello più grosso non è necessariamente sinonimo di intelligenza, questo perché le variazioni del volume medio del cervello possono essere legate alla dimensione corporea/alla taglia della specie.

Per esempio, il cervello dello scimpanzé raggiunge in media i 400 cm³, ma le dimensioni corporee sono decisamente minori alle nostre, segno che il volume è legato alla taglia dell'individuo, ma non in maniera proporzionale: nella nostra specie il cervello costituisce il 2% del peso corporeo, rapporto che nei toporagni raggiunge il 10%.
Quindi, per poter confrontare due specie, si utilizzerà il "coefficiente di encefalizzazione", che esprime la differenza tra le dimensioni reali del cervello di una specie e le dimensioni attese in funzione al peso totale:
  • 7,5 circa è il nostro coefficiente di encefalizzazione;
  • 5,3 circa nei delfini;
  • 2,3 circa negli scimpanzé.
Naturalmente, bisogna escludere il peso del grasso corporeo, e questo comporta un problema quando bisogna misurare il coefficiente di animali di enormi dimensioni, come le balene.
Ma tutto ciò non basta perché bisogna tenere conto della genetica, della complessità e funzionalità delle sinapsi e di tanti altri fattori. Ma in linea di massima non è proprio la dimensione del cervello a contare.
In questo studio vengono mostrati interessanti risultati: l'efficienza e lo sviluppo delle vie neurali, che mettono in comunicazione la corteccia prefrontale laterale sinistra al resto del cervello, sono responsabili del 10% delle differenze di intelligenza individuali. Questo per evidenziare ancora di più il fatto che il concetto di "intelligenza"(qualunque esso sia perché varia in base agli ambiti di studio), meglio capacità cognitive in questo caso, non è necessariamente connesso alla dimensione del cervello ma alle sue estese connessioni.

Potremmo citare tanti altre ricerche, e lo faremo in seguito, ma se qualcuno vuole approfondire la questione 'intelligenza' in generale, ahimè, questo articolo non lo soddisferà appieno. 

Comparazione delle dimensioni e delle forme dei cervelli nei vari primati. Clicca qui per la fonte, utilizzata anche per l'elaborazione di parte dell'articolo


Torniamo ora ai nostri ominini. Si tratta di un trend evolutivo molto vistoso, perché se confrontiamo in cranio di un H. sapiens con quello di un'australopitecina vedremo delle differenze sostanziali dal punto di vista delle dimensioni. In sostanza, le specie più recenti possiedono una maggiore dimensione del cervello escludendo, però, le specie insulari.  H. sapiens, per esempio, possiede una capacità cranica di 1400 cc (può essere espressa anche in cm^3), mentre le grandi scimmie e le specie umani insulari possiedono una capacità cranica di 450-500 cc. Gli antichi ominini possedevano una capacità cranica simile a quella delle grandi scimmie, ed in sostanza assistiamo ad un incremento delle dimensioni di 3 volte in 2 milioni di anni circa.

Come spiegato prima, l'aumento delle dimensioni del cervello è un trend evolutivo, anche se fino a qualche tempo fa si pensava che si fosse sviluppato per pressione selettiva della savana, una "nuova" nicchia ecologica. La spiegazione più semplice e razionale è che questo trend si sia sviluppato in modo parallelo ad altri trend, come l'alleggerimento dell'apparato masticatore che ha permesso, in qualche modo, con la progressiva scomparsa della cresta sagittale o di componenti "ingombranti", di risultare più sottile e leggero. Insomma, i vari trend si sono influenzati a vicenda.

Ora esistono tanti studi in merito, ma l'incremento della capacità cranica del cervello sarebbe avvenuto per pressione selettiva da parte della Savana, una "nuova" nicchia che ha selezionato individui che possedevano una testa  grande. Esistono varie spiegazioni evoluzionistiche, ma questa del 2023 (clicca qui) ne raccoglie un po' e parla di una caratteristica molto particolare: i capelli ricci. Non sto andando fuori tema, tranquilli!

I capelli lunghi sono un adattamento ad ambienti assolati e caldi, e sono più efficienti se sono ricci. Quindi, se portate i capelli lunghi, come me, e la gente continua a dirvi "perché non ti tagli i capelli", voi potete citare con tutta serenità questo studio (clicca qui).

Questi sono i miei capelli. Ok, volevo mettermi un attimo in mostra.

I capelli sono una caratteristica unica del nostro genere, assente in tantissimi altri primati e che svolgono molteplici funzioni: proteggono dal sole, trattengono il calore e, come la "coda del pavone", possono fungere da 'richiamo sessuale' (qui entriamo nel mondo della Selezione Sessuale, che è meglio mettere da parte).
Questa ricerca recente afferma che una crespa/riccia e folta chioma parrebbe essere un adattamento degli ominini, in quanto svolgono una funzione termoregolativa in ambienti caldi e assolati, come quelli della Savana.
In mezzo a svariati ed indipendenti cambiamenti, che hanno caratterizzato la storia del nostro genere, e quella degli ominini in generale, l'evoluzione del cuoio capelluto parrebbe essere legata alla postura bipede e ad un corpo relativamente glabro (comunque pieno di peli, ma non più così folti).
Infatti, sono stati selezionati individui che possedevano dei veri e propri capelli in quanto questa "particolare peluria", assieme al cuoio capelluto, ridurrebbero (e riducono) al minimo l'aumento del calore dovuto alla radiazione solare. Insomma, la postura bipede ha messo in evidenza e "sotto al sole" i grandi crani tipici del nostro genere, e gli individui che presentavano una capigliatura folta e riccia (è un carattere tipico delle popolazioni africane di 𝙃. 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨) avevano buonissime possibilità di sopravvivenza in certi contesti, come quelli africani (da cui si è originato, appunto, il nostro genere).

Per lo studio sono stati utilizzati manichini termici e parrucche di capelli che sono stati sottoposti a diverse velocità del vento e a diverse temperature (e umidità) per capire se l'ipotesi della termoregolazione fosse plausibile o meno. In effetti, i risultati sono stati positivi in quanto i capelli folti forniscono una protezione al cuoio capelluto stesso, riducono l'aumento del calore dovuto alle radiazioni solari e quelli con una morfologia 'arricciata' forniscono una protezione più efficace per il cuoio capelluto contro le radiazioni solari.
I capelli sono estremamente variabili all'interno della popolazione dell'𝙃. 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨, e fino ad ora la varietà morfologica non è mai stata studiata dal punto di vista evoluzionistico. Il massimo potenziale di perdita di calore per evaporazione dal cuoio capelluto è ridotto dalla presenza di capelli, ma la quantità di sudore richiesta sul cuoio capelluto per bilanciare il calore solare in entrata (cioè guadagno di calore pari a zero) è ridotta in presenza di capelli.
In particolare, i capelli più arricciati offrono una maggiore protezione contro l'aumento di calore dovuto alla radiazione solare, ma al momento non si sa bene perché (e forse lo sapremo in futuro).

Come detto prima, le pressioni selettive/evolutive hanno modellato la nostra specie. Il bipedismo, l'encefalizzazione e la perdita di peli folti sul corpo sono i tratti di primo interesse nello studio dell'evoluzione degli ominini e e del nostro genere.
Con la comparsa (circa 2 milioni di anni fa) di una locomozione bipede obbligata, assieme (e in modo indipendente) allo sviluppo di un grosso cranio (legato ad una riduzione di certe componenti craniche e muscolari), ha significato per il nostro lignaggio un un maggiore costo per quanto riguarda il 'surriscaldamento' del nostro corpo, dovuto alla produzione metabolica di calore associata alla locomozione.

In pratica, i nostri antenati erano una sorta di stufetta ambulante con un corpo pronto a surriscaldarsi subito dopo camminata, e a quel tempo come ben sapete hanno incominciato a colonizzare un po' tutte le terre possibili. Quindi, la sudorazione si è rivelata sempre una buonissima soluzione per abbassare la temperatura corporea in quanto, i peli non più folti (organo vestigiale), non svolgono più un ruolo termoregolativo. È un sistema altamente efficace che non è privo di costi in quanto aumenta la necessità di reintegrazione di liquidi, e quindi se si perde molta acqua si rischia la disidratazione.
Quindi, per un ominino con un grosso cranio (encefalizzato), che comporta comunque un costo in termini di calorie, avere una capigliatura folta (e riccia) significa avere un'arma in più per proteggersi dall'aumento del calore, senza rischiare un'immediata disidratazione.
Gli uomini calvi sudano "in testa" tre volte in più rispetto ad una persona con i capelli lunghi, ma c'è anche da dire che il tasso di sudorazione cambia in base alla lunghezza e alla morfologia del capello. Le persone con i capelli più corti (5 mm) perdono calore più velocemente rispetto a chi possiede una capigliatura lunga 100-130 mm. E il capello arricciato, comune in molte popolazioni africane, parrebbe essere un fenotipo vantaggioso nel ridurre l'aumento di calore dovuto alla luce solare, ma al momento non si sa perché.
Immagine presa dallo studio (clicca qui). Il modello osservato per quanto riguarda il guadagno di calore (decrescente) è questo:
Testa "nuda" - capelli lisci -capelli moderatamente ricci- capelli ricci.


Questa storia dei capelli può in qualche modo contrastare la falsa credenza che lo sviluppo dell'intelligenza sia una conseguenza diretta dell'encefalizzazione, quando in realtà sono vari i trend evolutivi che si possono sviluppare contemporaneamente (postura eretta e locomozione bipede obbligata, encefalizzazione, presenza dei capelli), e l'intelligenza può benissimo essere una conseguenza dello sviluppo (o meglio, della selezione) di crani grandi che fungevano da "ombrelloni" (assieme ai capelli) per evitare la perdita di calore e liquidi. Non c'è nulla di male in tutto ciò, ma il racconto classico e ascientifico da parte dei media e da chi non conosce bene certi aspetti evoluzionistici, porrà sempre al primo posto la storia che lo sviluppo di un grande cranio (e di un grande cervello) sia direttamente collegato ad uno sviluppo diretto delle capacità cognitive. Insomma, questo retrogusto antropocentrico e finalistico è sempre duro a morire.

A parte dire come e quando si sia sviluppato il cervello del nostro genere, se si sia verificato in seguito allo sviluppo di una struttura cooperativa e sociale, possiamo comunque dire che (in parte) lo sviluppo cognitivo ha permesso al nostro genere (ma anche ai primi parantropi (clicca qui) e alle australopitecine più derivate) la produzione volontaria di strumenti litici, e all'acquisizione di un linguaggio che permettesse di comunicare in modo più efficiente. A livello anatomico, non possiamo non citare due punti fondamentali:
  • Il progressivo aumento della Neocorteccia. E' considerata la regione responsabile di meccanismi sofisticati come l'abilità sociale, il processo decisionale o la creatività (anche se è meglio rimanere vaghi proprio perché esistono diversi studi etologici che dimostrano che tutto ciò non riguarda solo il genere Homo);
  • L'aumento delle Circonvoluzioni della Neocorteccia (quelle sorte di "pieghe" della neocorteccia delimitate da due solchi).
Immagine raffigurante la Neocorteccia. Per la fonte, clicca qui



Come detto all'inizio dell'articolo, avere un cervello grande non significa essere necessariamente più intelligenti, ma l'aumento della neocorteccia e delle circonvoluzioni comporta un aumento del cervello e della capacità cranica ( "CC"), che può essere espressa anche in metri cubi. E' un metodo diretto per studiare la possibile grandezza di un cranio o del cervello degli individui fossili . SI possono elaborare dei calchi endocranici che possono permettere di capire se ci sia stato o meno l'aumento delle ramificazioni dell'arteria meningea, che indicano un aumento dell'encefalizzazione. Anche se ci ritroviamo tra le mani specie insulari molto più recenti nel record geologico, con capacità craniche simili a quelle degli attuali gorilla o scimpanzé (400-450 cc), si considera in genere 1000 cc la base da cui partire se si vuole divagare sul concetto di intelligenza, in quanto è la capacità raggiunta (almeno, fino ad ora) da Homo erectus. Diciamo che da questa soglia in poi si si hanno degli incrementi vertiginosi e in tempi relativamente brevi. 

C'è qualche differenza con il cranio degli altri primati? Anche se non è più molto usata, la separazione con gli altri primati avveniva in base allo sviluppo del neurocranio e splancnocranio. Senza addentrarci oltre, si tiene conto dello sviluppo ontogenetico:
  • lo sviluppo dello splancnocranio avviene solo nell'adulto nei primati più primitivi;

  • i neonati "umani" presentano un neurocranio più "grossolano". Questa caratteristica sembra essersi sviluppata per "Neotenia" (è un fenomeno evolutivo nel quale gli organismi adulti preservano caratteristiche morfologiche tipiche di un individuo giovanile, come una testa grossa e tondeggiante nel nostro caso).
Fonte: Chimica-online



E' una questione di Equilibri Punteggiati? Questo è un meccanismo evolutivo studiato dal grandissimo Stephen J. Gould. Ci sarebbe tanto da dire, ma in futuro parlerò separatamente (e approfonditamente) di questo studio. Cerco brevemente di elencarne i punti salienti:
  • le popolazioni di organismi mutano continuamente morfologicamente, geneticamente e fisiologicamente. Per quanto riguarda la morfologia, possono avvenire apparentemente pochi cambiamenti nel corso del tempo quando non è in atto nessun fenomeno naturale o ambientale che possa in qualche modo "setacciare" (selezionare) geni o caratteristiche già presenti nella popolazione, accumulati nel corso del tempo. Questo fenomeno è conosciuto anche come "Evoluzione Stabilizzante". Gould cercò di spiegare come mai nel record geologico e stratigrafico ci si trovasse davanti a grandi cambiamenti morfologici e ad un'apparente e veloce speciazione. In realtà spiega come un carattere recessivo possa diventare più frequente rispetto al dominante, trattandosi solo della stessa specie che si dimostra molto cambiata rispetto ad un periodo precedente o a quello studiato;

  • se si verifica improvvisamente un grande cambiamento ambientale, la popolazione può separarsi per brevi periodi ed assistiamo a due situazioni: il carattere Dominante rimane tale in una delle due (sotto)popolazioni; quello recessivo diventa molto frequente (e dominante) nell'altra popolazione;

  • se queste due popolazioni ritornano a contatto, dopo che il grande cambiamento ambientale ha cessato la sua attività, se non è passato troppo tempo dalla loro separazione queste due popolazioni risultano essere interfeconde. Può accadere che il carattere recessivo (diventato frequente in una delle due sub-popolazioni) possa diventare frequente all'interno della grande popolazione, con quello Dominante in origine che diventa recessivo o sparisce anche grazie al contesto ambientale).

Questo preambolo serve comunque a spiegare come certe caratteristiche umane possano essersi fissate all'interno della popolazione umana. In primis questo argomento ha senso perché l'evoluzione umana, dal Plio-Pleistocene in poi (come per tanti e svariati organismi), è stata influenzata da continui cambiamenti ambientali che si sono verificati e susseguiti in tempi relativamente brevi. Se riprendete il discorso dei capelli, il capello (assieme ad un cranio più grande) potrebbe essere diventato frequente in seguito ad un grande e repentino cambiamento ambientale, così come anche il bipedismo. Infatti, a partire da circa 1,8 milioni di anni fa, diventano frequenti individui di H. erectus che possiedono una capacità cranica di almeno 1000 cc e, a partire da quella data (più o meno), assistiamo ad una rapida crescita del cervello che si accresce, e si stabilizza a circa 1300 cc nella nostra specie (anche se è variabile all'interno della nostra specie in quanto esistono popolazioni con capacità craniche inferiori), e a circa 1500 cc in Homo neanderthalensis. Ci troviamo davanti ad un'evoluzione a mosaico, infatti il cranio continua a crescere (o meglio, ad essere selezionati crani più grandi) anche dopo la comparsa di uno scheletro post-craniale sostanzialmente simile a quello moderno. Questa veloce selezione ha permesso, probabilmente, alla selezione successiva di individui con capacità mentali più sviluppate, che hanno permesso alle varie specie umane di adattarsi ad ambienti diversissimi (clicca qui).

Immagine "riassuntiva" di questo meccanismo evolutivo nel quale le linee rette orrogonali all'asse del tempo rappresentano i periodi di stabilità, che sono intervallati a momenti di rapida differenziazione. Fonte immagine: Wikipedia 



Il linguaggio e il cervello

Quando si  parla di questi argomenti, non si può non considerare l'Encefalo, quella parte del sistema nervoso che si trova completamente nella scatola cranica e divisa dal midollo spinale. Per fare un breve recap, possiamo dire che l'encefalo è costituito dal cervello (Diencefalo + Telencefalo), dal tronco encefalico (Mesencefalo e Bulbo) e dal Cervelletto; mentre la corteccia cerebrale è suddivisa in 4 lobi. Un trend evolutivo che caratterizza tutti i primati è la presenza di una superficie cerebrale che risulta essere rugosa, molto più accentuata in primati più derivati (con la conseguenza che la superficie del cervello aumenta). La particolarità è che ogni specie presenta la stessa topolgia di rugosità, quindi studiare il cervello a livello fossile è molto importante anche per capire a chi appartiene un dato cranio. Analizziamo brevemente i 4 lobi:
  • Frontale. Svolge un ruolo nel controllo del linguaggio e del comportamento motorio;

  • Parietale. Svolge un ruolo nell'associazione sensoriale;

  • Occipitale. Svolge un ruolo nel controllo della visione;

  • Temporale. Controlla l'udito e la memoria.
Beh, ho elencato tutti i lobi perché lo sviluppo di alcuni (e la riduzione di altri), hanno caratterizzato l'evoluzione dei primati in generale. In primis, possiamo dire che il lobo occipitale (tranne nelle cosiddette "proscimmie") è quello che si è sviluppato meno nel corso del tempo. Vediamo in breve un paio di cambiamenti:
  • Il lobo temporale è la prima macro componente ad essere cambiata nei primati, e ciò non ha permesso lo sviluppo dell'area adibita all'udito;

  • Il lobo frontale segue "a ruota" lo sviluppo di quello frontale portando alla comparsa dell'Area di Broca, una componente importantissima per quanto riguarda il linguaggio (a breve lo vedremo nel dettaglio).
La corteccia cerebrale suddivisa in 4 lobi. Fonte: Wikimedia commons 



Il linguaggio. Qui si apre un mondo che collega tanti campi, ma in generale in questo contesto si intende la codifica di suoni controllati, sotto il "comando" della corteccia cerebrale di un solo emisfero (un genere quello sinistro). L'Area di Broca svolge un ruolo importantissimo nella combinazione dei fonemi in parole, e si trova nella porzione posteriore ed inferiore del frontale. La sola presenza di questa componente potrebbe far dire "allora noi sappiamo parlare perché siamo in possesso di quest'area", e invece è presente anche nelle scimmie Antropomorfe e in tanti altri primati. In generale, oltre a svolgere una funzione di codifica nella nostra specie, quest'area è collegata al controllo del movimento dei muscoli della lingua e della laringe, permette il movimento dei muscoli delle labbra (una caratteristica estremamente importante nei primati), della mandibola, delle corde vocali e del palato molle. Insomma, è un'area abbastanza importante. A questo punto, non possiamo non citare altre aree molto importanti:

  • l'Area di Wernicke. Svolge un ruolo nell'identificazione e nella decodifica dei suoni (verbali), e comprende la circonvoluzione temporale superiore ed il lobo parietale inferiore;

  • l'Area Motrice di Rolando. E' situata nella circonvoluzione del frontale e svolge un ruolo nel controllo dei movimenti delle labbra e della lingua, ma parrebbe non svolgere nessun ruolo per ciò che concerne le parole e i concetti.

Fonte immagine: Wikipedia



Anche altri mammiferi potrebbero parlare, o meglio comunicare come l'uomo? Molti primati, tra cui 𝙃. 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨, 𝙃. 𝙣𝙚𝙖𝙣𝙙𝙚𝙧𝙩𝙝𝙖𝙡𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨 e scimpanzé (ma anche altri mammiferi come i topi), possiedono il gene Foxp2, meglio conosciuto come 'gene del linguaggio'.

È localizzato sul cromosoma 7, ed è coinvolto nello sviluppo della parte del cervello che è predisposta alle facoltà linguistiche (il lobo frontale). Allora, ogni animale che possiede questo gene può parlare? La risposta è no, o meglio in linea teorica potrebbe un animale se avesse sviluppato casualmente delle caratteristiche morfologiche che permettano l'articolazione del linguaggio e lo sviluppo di determinate aree del cervello:
  • Area di Broca, che permette l'articolazione ed il movimento di labbra, mandibola, lingua, laringe e corde vocali. Quindi, conferisce la capacità di riprodurre fonemi (quest'area esiste anche nelle scimmie antropomorfe);
  • Area di Wernicke che identifica e codifica i suoni verbali.
L'uomo ha avuto la fortuna di avere più proteine codificate dal gene, che hanno portato ad una modificazione tale della bocca e della laringe da permettere l´articolazione di suoni complessi.
Nel corso dell'evoluzione, la mandibola umana rispetto a quella degli altri primati è più mobile a seguito dell’alleggerimento osseo da parte della
mascella e mandibola.
Un elemento importante è l'osso Ioide che sostiene dall’alto la laringe (il condotto che permette il passaggio dell'aria), che a sua volta è collegato alla mandibola da tendini e muscoli. Queste connessioni sono importanti nell’elevazione della
laringe durante la fonazione.
Anche 𝙃. 𝙣𝙚𝙖𝙣𝙙𝙚𝙧𝙩𝙝𝙖𝙡𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨 possedeva tali mutazioni, pertanto si può benissimo pensare che si esprimesse attraverso un linguaggio umano (oltre ad essere capace di pensare in modo astratto, ma questo è un altro discorso). Inoltre, questo gene è molto importante in quanto regola i geni coinvolti nella formazione dei tessuti del cervello, del fegato e del tratto gastro-intestinale.
La sequenza della proteina FOXP2 nel corso della storia della vita non si è modificata molto(tranne il tratto poliglutamminico che varia tra i taxa e i generi), infatti la differenza tra la sequenza umana e dello scimpanzé è di soli 2 amminoacidi, con i topi é di 3 e di 7 con il diamante mandarino(uccello passeriforme).

Questo che vedete in foto è il grande Svante Pääbo, uno dei più grandi paleogenetisti della nostra epoca. Ha, inoltre, partecipato ad uno studio su questo "gene del linguaggio". Per la ricerca, clicca qui

Immagine del Cromosoma 3



Ma, per l'articolazione del linguaggio, non bastano solo queste strutture adibite al controllo di certe strutture anatomiche, ma bisogna anche esser fortunati nel possedere una struttura anatomica consona. In generale, parliamo di laringe e faringe più sviluppate che parrebbero essere comparse in H. neanderthalensis e nella nostra specie. Si potrebbe fare lo stesso discorso con gli scimpanzé in quanto possiedono un apparato vocale simile al nostro, ma esistono comunque differenze anatomiche che limitano, e anche tanto, la capacità di articolazione. C'è anche da dire che una postura eretta, la comparsa di un grosso cranio, un minor prognatismo (una faccia più "schiacciata", per intenderci), l'accorciamento e l'allargamento della cavità orale hanno influenzato, direttamente o indirettamente, l'apparato vocale. Purtroppo, moltre strutture (come le corde vocali) non si fossilizzano, quindi è davvero difficile capire quando una struttura complessa come questa sia comparsa.

Questa struttura complessa è caratterizzata in primis da un pavimento buccale (formato dalla mandibola) molto più mobile nei primati, dovuto ad un trend evolutivo che ha comportato un "alleggerimento" osseo di molte strutture, come la stessa mandibola e mascella. Insomma, non sono strutture rigide come quelle delle australopitecine o dei parantropi.

Ora spostiamoci nella gola (oddio, suona malissimo!). Superiormente, nella parte superiore della Laringe troviamo l'Osso Ioide, che la sostiene dall'alto ed a sua volta quest'osso è collegato alla mandibola attraverso muscoli e tendini. Sono molto importanti queste connessioni perché permettono, durante la fonazione, l'elevazione della laringe. Tutti questi mutamenti hanno fatto "indietreggiare" la lingua, che ha comunque mantenuto le sue dimensioni. L'abbassamento della lingua nel collo ha provocato anche la discesa della laringe nel collo. Nei primati non umani, la laringe si trova subito dopo la cavità orale. In tutto questo, anche la Faringe si è allungata e si è disposta perpendicolarmente alla bocca. In questo modo, per forma e per posizione, svolge un ruolo simile a quella di una "canna d'organo".

Il risultato sorprendente qual è? Questa serie di cambiamenti ci permette di parlare (di emettere suoni) e di respirare contemporaneamente. Molti primati non umani è come se possedessero un organo "a canna unica", e ciò a livello articolare è molto limitante. Per questo potete capire che chi possiede, casualmente, una serie di modificazioni come queste, oltre alla presenza di geni come Foxp-2 e di tutto ciò che abbiamo elencato fino ad ora, deve possedere anche una faringe ed una laringe modificate come nel genere Homo. Tutto questo è frutto di casualità e di una bella botte di fortuna, in quanto sarebbe bastata una modifica diversa di una di queste strutture per non riuscire ad esprimerci come facciamo ora.

Comunque, come per qualsiasi struttura anatomica o per qualsiasi componente genetica, acquisire nel corso del tempo una caratteristica favorevole e adattativa non significa che non ci siano limitazioni o conseguenze negative, anzi! Diciamo che l'evoluzione è fatta di compromessi, ma ogni carattere favorevole nasconde qualche "controindicazione". Per esempio, la discesa della laringe nel collo, ha causato come effetto secondario quello di renderci abbastanza delicati. Il bolo (quel mix tra saliva e ciò che mangiamo e ingurgitiamo), nella sua discesa verso lo stomaco, può in base anche alla quantità o ad altri fattori ostruire la laringe e causare il soffocamento (e la morte!).

Insomma, ogni adattamento ha il suo costo e ci basta comunque osservare i dati odierni per capire che le morti per soffocamento sono tante ma, a conti fatti, si è dimostrata vantaggiosa una struttura modificata come questa.

Confronto delle varie strutture anatomiche tra scimpanzé (sx) e uomo (dx). Per la fonte, clicca qui





Un cervello così...grande, parte 1: tutto merito della cottura?

La cottura del cibo, ormai è più che assodato, ha giocato un ruolo molto importante sia per lo sviluppo sociale del genere Homo che per lo sviluppo, in generale, delle abilità cognitive. O meglio, lo sviluppo di un grosso cervello era un trend evolutivo che si stava sviluppando indipendentemente rispetto ad altri cambiamenti, e ciò ha permesso (assieme anche ad un "alleggerimento" delle mascelle e delle mandibole) di nutrirsi anche di carne (cosa che saltuariamente facevano anche le australopitecine, o come fanno molti animali odierni considerati "erbivori" che in qualche modo integrano le proteine nelle proprie diete).

Che il fuoco sia stato padroneggiato dalla specie 𝙃. 𝙚𝙧𝙚𝙘𝙩𝙪𝙨 non è un segreto in quanto esistono numerose tracce di focolari, e di tracce di resti organici bruciati (sia animali che vegetali), ma fino ad ora non sono mai stati trovati resti di cottura intenzionale se non in tempi un pochino più recenti. Infatti, questa pratica, o meglio quest'attenzione verso la cottura del cibo, era associata solamente alle specie 𝙃. 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨 ed 𝙃. 𝙣𝙚𝙖𝙣𝙙𝙚𝙧𝙩𝙝𝙖𝙡𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨 e risalenti, quindi, a circa 200.000 anni fa. Questa scoperta, quindi, retrodata questa pratica di 600.000 anni (780.000 anni circa).
La comparsa della cottura intenzionale non era del tutto chiara fino a questo momento, in quanto si ipotizzava che questa pratica fosse comunque antica almeno quanto la scoperta del fuoco stesso (anche perché la cottura dei cibi ha svolto un ruolo importante per la sopravvivenza del nostro genere, anche e soprattutto dal punto di vista sociale).
Nel sito del Pleistocene medio di Gesher Benot Ya'aqov, Israele, sono stati rinvenuti più di 40.000 resti di pesci d'acqua dolce e resti di focolare datati 780 mila anni circa. Non si tratta di alimenti bruciati, come quelli rinvenuti negli antichi focolari associati ad 𝙃. 𝙚𝙧𝙚𝙘𝙩𝙪𝙨, e ciò è stato confermato dagli studi tafonomici del sito.
Sostanzialmente, sono state analizzate le "lische"(fishbone) dei pesci legati al sito e confrontate con quelle di altri pesci rinvenute in altri strati sedimentari non associati a focolari. Le lische associate al sito mostrano una scarsa ricchezza di specie ittiche, con la preferenza di due specie: 𝙇𝙪𝙘𝙞𝙤𝙗𝙖𝙧𝙗𝙪𝙨 𝙡𝙤𝙣𝙜𝙞𝙘𝙚𝙥𝙨 e 𝘾𝙖𝙧𝙖𝙨𝙤𝙗𝙖𝙧𝙗𝙪𝙨 𝙘𝙖𝙣𝙞𝙨 In proporzione, poi, a livello numerico le lische erano poche a differenza dei denti faringei che erano assocciati a focolari "fantasma" ( riconosciuti grazie alla presenza di gruppi di microartefatti e di selce bruciata).
Attraverso un'analisi mediante diffrazione di raggi X, è stato possibile capire che questi denti sono stati esposti a basse temperature (<500°C), indicando che i pesci associati al focolare vennero consumati (e cucinati) in loco.
Quindi, in parole povere, questo studio ci restituisce un bel po' di informazioni interessanti:
  • La cottura era controllata, questo perché la bruciatura non intenzionale di un alimento avviene a temperature più alte. Quindi, non vi era un'esposizione diretta dell'alimento alle fiamme;
  • La cottura in questo sito non è sperimentale, ed è il frutto di continui accorgimenti che hanno perfezionato ed affinato questa tecnica. Ciò suggerisce che la comparsa della cottura potrebbe essere anche più antica;
  • Non sono stati trovati reperti ossei umani, e non è chiaro se queste tracce appartengano a 𝙃𝙤𝙢𝙤 𝙝𝙚𝙞𝙙𝙚𝙡𝙗𝙚𝙧𝙜𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨 o ad 𝙃. 𝙚𝙧𝙚𝙘𝙩𝙪𝙨. La datazione in questo contesto non aiuta molto;
  • I pesci pescati sono sostanzialmente "barbi giganti" che potevano raggiungere i 2 metri di lunghezza. Questo fa capire che anche la pratica della pesca è antica e che le tecniche di pesca per pesci di grandi dimensioni doveva essere anch'essa abbastanza affinata.
Sì, lo so! Non è proprio un barbecue preistorico, ma non ho trovato altro. Per la fonte della ricerca, clicca qui.

Già da qui si evince che la cottura è una pratica molto antica, ma ciò non toglie che questa tecnica servisse per ricavare più calorie dalle sostanze consumate, diminuendo le ore dedicate all'alimentazione e portando allo sviluppo del numero di neuroni e, in parte, all'aumento delle dimensioni del cervello. Insomma, ad una massa corporea elevata si è aggiunta anche una maggiore massa del cervello, e ciò vi fa capire quale possa essere il dispendio di energia. Ma, se comparati con altri mammiferi, il cervello umano in proporzione è molto grande rispetto alla massa corporea, e non esistono paragoni con le altre grandi scimmie, soprattutto se aggiungiamo nella formula anche il numero di neuroni oltre alle dimensioni del cervello.

In questo studio del 2012 (clicca qui), si fa un po' luce su quest'aspetto. Viene in primis evidenziato il fatto che la nostra specie sia in possesso di un gran numero di neuroni, superiore a quello di tantissimi mammiferi e primati non umani, come gli oranghi e i gorilla (il loro peso, però, supera il nostro di ben 3 volte). Questa sorta di discrepanza tra peso e dimensioni corporee con quelle del cervello ha portato a pensare che lo sviluppo di quest'ultimo non sia stato proporzionale al resto del corpo, una caratteristica che accompagna la nostra specie assieme ad un'evidentissima encefalizzazione e sviluppo delle capacità cognitive. Ma un cervello grande, encefalizzato, è sinonimo di grandi capacità cognitive?

Non proprio, si parte dal presupposto che la proporzionalità tra corpo e cervello sia stata una componente fondamentale dei primati, ma le condizioni ambientali hanno selezionato individui o con un cervello grosso o con un corpo grosso, in quanto a livello metabolico è una condizione abbastanza improbabile possedere tutte e due le caratteristiche. Da una parte abbiamo, per esempio i grandi erbivori appartenenti alla Megafauna, mentre dall'altra abbiamo esili ominini con un cranio/cervello più "grosso" rispetto al corpo.

Ma, un cervello grosso, è anche sinonimo di "alto consumo energetico". Infatti, il cervello si trova al terzo posto, dopo fegato e muscoli scheletrici, per quanto riguarda il dispendio energetico nonostante rappresenti circa il 2% della massa corporea:
  • il cervello è responsabile, anche a riposo, di circa il 20% del dispendio energetico complessivo;
  • nei primati, il dispendio da parte del cervello non supera il 9%.
Questo per l'uomo è limitante, perché significa che il fabbisogno energetico debba essere alto e continuo, e ciò dipende anche dalla disponibilità locale del cibo e delle risorse in generale, dal tempo di ingestione e di digestione (e da quanto si consuma in generale a livello calorico, naturalmente!). In parole povere, ominini che dedicavano tante ore del loro tempo alla ricerca di cibo (a basso contenuto calorico), possedevano un cervello simile a quello delle grandi scimmie (anche per quanto riguarda il numero dei neuroni) mentre, specie come H. erectus, che si nutrivano cuocendo il cibo, possedevano dimensioni maggiori del cervello.

Ecco, la cottura ha reso disponibile rispetto ai cibi crudi una maggiore quantità di calorie, quindi di ridurre il tempo necessario per la ricerca di cibo. Insomma:
  • la diminuzione del tempo di ricerca ha permesso anche, e soprattutto, agli individui del genere Homo di socializzare e di migliorare le capacità cognitive;
  • un minor tempo di ricerca delle risorse ha permesso a questo "compromesso evoluzionistico" (cervello grande + consumo metabolico) la selezione di individui con cervelli più grandi e...dispendiosi.
Cranio di H. erectus visto di profilo. Per la ricerca, clicca qui


Un cervello così...grande, parte 2: le implicazioni ecologiche e adattative

Questo è un concetto che abbiamo appena visto, ma i numerosi eventi ambientali hanno selezionato esseri umani con un cervello grande, un adattamento a diversi contesti ambientali (come la Savana) e anche sociali (competizione tra gruppi e cooperazione sociale). Questo studio del 2018 (clicca qui) si pone l'obbiettivo di rispondere ad una domanda: perché il cervello umano è così grande? In sostanza, diversi fattori ambientali e sociali hanno selezionato individui con un cervello grosso.

In tutto questo, bisogna sempre considerare l'elevato fabbisogno energetico del cervello, e più un cervello è grosso e più...consuma, questo sempre in proporzione al suo volume. Ma quali sono stati i vantaggi (e gli svantaggi) di questo carattere? Le ipotesi principali vertono verso una maggiore capacità cognitiva che avrebbe permesso di superare sfide ecologiche ardue, e in misura minore anche sfide socio-culturali. I ricercatori hanno valutato la correlazione tra le varie specie di ominini e le relative dimensioni craniche, ma in primo luogo non si riesce a capire quali siano state le cause (e gli effetti) di cervelli così grossi. Ciò che si può fare, in modo oggettivo, è stabilizzare i costi metabolici del cervello in relazione all'età degli individui, all'aumento dei tessuti cerebrali, e ad altri fattori ontogenetici. Il risultato è che esistono 4 possibili scenari ecologico-sociali in merito:
  • l'individuo che fa fronte ad esigenze ambientali;

  • l'individuo coopera con altri individui per far fronte ad esigenze ambientali;

  • competitività individuale e di gruppo (esigenze socio-culturali).
Insomma, un cervello grosso permette di affrontare sfide diverse ed è stato il prodotto di cambiamenti ecologico-ambientali (il 60%), per il 10% per competizione tra gruppi e per il 30% legato alla cooperazione.

Un cervello così...grande, parte 3: i geni legati ad un grande cervello

L'aumento di dimensione del cervello sarebbe dovuto a tre geni comparsi tantissimi migliaia di anni fa nel nostro genoma. Sono frutto di ripetute duplicazioni "che non sono andate a buon fine" di un gene che controlla lo sviluppo delle cellule staminali progenitrici dei neuroni. 

Questi 3 geni, secondo questi studi (clicca qui e qui) sono responsabili dell'eccezionale aumento del cervello umano. Uno di questi 3 è comparso circa 3-4 milioni di anni fa mentre, gli altri 2, in tempi successivi. Così, a poco a poco, l'azione di questi 3 geni ha influito sullo sviluppo del cervello triplicandone le dimensioni. 

Questi tre geni sono stati battezzati NOTCH2NL A, NOTCH2NL B e NOTCH2NL C ed appartengono ad un gruppo di geni definito "Notch", che si è conservato per centinaia di milioni di anni (e svolge un ruolo importantissimo nello sviluppo embrionale). Sono situati sul cromosoma 1,  in una regione già conosciuta per via delle malattie genetiche legate ai cambiamenti di dimensione del cervello, come per esempio la macrocefalia e i disturbi dello spettro autistico (quando sono presenti microduplicazioni, cioè piccoli frammenti di DNA duplicati), e la microcefalia e la schizofrenia (quando mancano piccoli frammenti di DNA, o microdelezioni). Questi geni sono il frutto di un "errore di copia" del gene NOTCH2, che svolge un ruolo nella differenzazione delle cellule staminali.Sarebbero frutto di di tre episodi di duplicazione parziale, e del successivo tentativo di "riparazione cellulare" che non è andato proprio a buon fine. 

In generale, da una cellula staminale si possono rigenerare 2 cellule staminali o 2 neuroni (oppure una cellula staminale progenitrice e un neurone). Nella corteccia cerebrale, però, i geni NOTCH2NL parrebbero avere una sorta di preferenza per le cellule staminali che producono altre cellule staminali, il che si traduce nella produzione di più neuroni.

 

Approfondimenti


Vediamo cose che non ci sono: un piccolo sguardo al fenomeno della Pareidolia. La Pareidolia è un fenomeno psicologico istintivo che porta a vedere ciò che non c'è.

La più diffusa è quella che ci fa vedere i volti dove effettivamente non ci sono, ma il nostro cervello associa quella forma ad un qualcosa che conosciamo in quanto quella forma ci provoca una certa emozione, positiva o negativa che sia. Quante volte vi sarà capitato di scambiare un'ombra per una persona? Potete stare tranquilli perché non siete pazzi, ma è il nostro cervello che cerca di metterci in guardia.
È un fenomeno che ha una grande valenza evolutiva in quanto associamo immagini o suoni ad una forma familiare e conosciuta a noi(e al nostro cervello), che ci porta effettivamente a vedere qualcosa che non c'è ma che si trova solo nella nostra testa. Questo ci ha portato, nel corso della nostra evoluzione, ad essere più reattivi al pericolo poiché ci permette di individuarlo anche con solo pochi indizi.
È sempre meglio scappare da un ombra che sembra un predatore senza correre il rischio che il predatore effettivamente ci sia.
Esistono anche altre varie sfaccettature che riguardano la nostra quotidianità, come per esempio la Pareidolia acustica, cioè quel fenomeno che ti porta ad associare una canzone ascoltata al contrario ad un messaggio satanico o complottistico(Lady Gaga e Katy Perry ne sanno qualcosa).
La pareidolia è la spiegazione più semplice e razionale ai fenomeni paranormali. Quindi, non preoccupatevi se vedete un fantasma di notte perché è sicuramente il vostro cervello che vi sta mettendo in guardia davanti ad un possibile pericolo o sta semplicemente scambiando un'ombra a forma di sagoma per un qualcosa di paranormale.

Beh, questo fenomeno caratterizza tanti altri animali, come per esempio gli scimpanzé (clicca qui), e questo denota come questa capacità sia un'eredità antichissima. Non essendo il mio campo quello dell'etologia, proverò in breve a parlare di questa ricerca.

I ricercatori si sono posti l'obbiettivo di capire se anche gli scimpanzé siano in grado di vedere facce mentre guardano le nuvole, e per far ciò hanno scelto 5 scimpanzé provenienti dall'Università di Kyoto. Questi erano già abituati al riconoscimento dei volti, pertanto sono stati sottoposti a test visivi di vario genere. Le immagini contenevano vari oggetti che ricordavano delle facce (felici o tristi). I ricercatori, per capire se vedessero veramente volti negli oggetti, hanno modificato queste immagini (distorte). Il risultato è che questi primati hanno mostrato una netta preferenza nello scegliere le immagini che ricordassero facce. Insomma, i risultati dimostrano che gli scimpanzé sono in grado di riconoscere volti in qualsiasi oggetto o forma.

Vedi un Tyrannosaurus rex o una persona che prega?

Anche se è fenomeno comportamentale che non si preserva nel record fossile, questa volta corre in nostro aiuto l'arte rupestre. Infatti, questo studio (clicca qui), indica che l'arte rupestre già 40.000 anni fa circa era (in parte) influenzata dal fenomeno visivo della pareidolia.

I dipinti degli animali rinvenuti in alcune grotte nel nord della Penisola Iberica sono caratterizzati da figure semplici, coadiuvate da crepe e curve, assumendo forme semplici. 
Sono stati utilizzati software per replicare le fonti di luce utilizzate dai paleoartisti (fuoco o da piccole torce)


Il risultato è che oltre il 50% delle raffigurazioni mostra una forte relazione con le caratteristiche naturali della grotta.  Erano semplici e prive di particolari dettagli come capelli o gli occhi, e ciò suggerisce che la pareidolia guidasse in parte gli artisti. Per esempio, i bordi curvi della parete della grotta venivano usati per rappresentare il dorso di animali come i cavalli, mentre le fessure venivano usate per rappresentare le corna di bisonti o di altri bovidi.

I dettagli comunque indicano che l'80-83% delle pitture di Las Monedas e Las Pasiega posseggono una relazione diretta con le caratteristiche topografiche della grotta. Si tratta, come detto prima, di uno stile relativamente semplice, come se i paleoartisti non avessero aggiunto volutamente dei dettagli. Magari rispecchiava il movimento artistico dell'epoca e di quella data regione.

Per esempio, per La Pasiega, le zampe posteriori degli snimali sono spesso raffigurate rappresentando solo la testa e la linea dorsale dell'animale, caratteristica tipica delle raffigurazioni delle zampe posteriori nel tardo Solutreano della Spagna settentrionale.


A questo punto, gli autori parlano di una sorta di "collaborazione" tra grotta e l'artista, con la pareidolia che assume ruoli diversi in base al contesto. Poteva essere Dominante, quando la pareidolia era il fattore dominante che influenzava le rappresentazioni figurative. In parole povere, si dipingeva seguendo esclusivamente i tratti topografici della grotta; assumeva un ruolo Collaborativo quando la pareidolia giocava un ruolo importante, ma parziale, assieme all'intenzionalità dell'artista. In parole povere, quest'ultimo si aiutava con le curve o le fessure della grotta, ma andava un po' oltre aggiungendo altri dettagli o particolari (intenzionalità); Infine, poteva svolgere un ruolo Passivo: la pareidolia è quasi ininfluente, con l'artista che dà completamente sfogo alla sua creatività.

Questo, però, non vuol dire che tutte le immagini  fossero completamente guidate da questo fenomeno, ma che anche in parte gli artisti abbiano sfruttato fessure o bordi naturali come base per la loro creatività. È un processo ricco di sfumature, con la grotta che aveva il potenziale di esercitare una forte influenza sulla forma e il posizionamento delle raffigurazioni.

Pitture rupestri della grotta di Las Monedas. Per la fonte, clicca qui.


Un aiuto dall'Omega 3 (clicca qui).  Prima si pensava che tra le specie umane Homo sapiens fosse l'unica ad avere anche una 'dieta marinara' ma, questa "recente" ricerca ha indicato che questo tipo di dieta non era estranea a H. neanderthalensis.

Resti di cibi 'marini', infatti, sono stati trovati nella grotta di Figueira Brava, sulla costa atlantica del Portogallo. Si tratta di cozze, vongole, granchi, cefali e orate datate tra i 100.000 e 90.000 anni fa che rivoluzionano l'immagine che avevamo sui Neanderthal: non erano solo 'cacciatori di selvaggina' e abitavano lungo gli insediamenti costieri, proprio come il Sapiens.
Questa scoperta indica, inoltre, che la dieta del Neanderthal era quindi ricca di Omega 3 e di acidi grassi che favoriscono un buon sviluppo del cervello.

Vediamo "leggermente" nel dettaglio gli alimenti che sono stati rinvenuti nel sito:
  • piccoli vertebrati, selvaggina e mammiferi marini. Sono presenti sia specie stanziali che migratorie, come denotato dalla presenza di molti uccelli marini che si riprodussero nelle vicinanze delle coste o sulle scogliere. In generale sono stati trovati anche resti di carnivori (circa il 4%), di animali di piccola taglia (i lagomorfi sono poco rappresentativi rispetto a quelli di selvaggina come cavallo cervo, ecc. che rappresentano l'89% dei mammiferi identificati) e di grande taglia, come orsi bruni e lupi (circa il 7%);
  • dei "Sampei" provetti. Questi neanderthaliani vissero in prossimità di una costa rocciosa, dove raccolsero lì sistematicamente patelle, granchi e una moltitudine di pesce. Infatti, sono state ritrovate tante ossa e denti, per la maggior parte appartenenti ad anguille, murene e gronghi. Le anguille erano belle grosse, infatti raggiunsero anche i 30 cm di lunghezza;
  • resti vegetali. L'87% del carbone identificato appartiene a Pinus pinea, e ciò denota che questa specie fosse utilizzata come combustibile, ma la maggior parte dei resti bruciati di pino sono gusci di noci e brattee. Venivano raccolti i frutti di questa specie;
  • una moltitudine di crostacei. Sono stati rinvenuti resti appartenenti a vari generi: Bittium, Nucella, Tritia e molti altri. Sono stati utilizzati per creare ornamenti (molti gusci sono stati forati), ma venivano raccolti sistematicamente e ciò porta alla conclusione che venissero utilizzati anche in ambito culinario.
Cosa possiamo dire sulla dieta di questi neanderthaliani dell'ultima Interglaciale iberica? In sostanza, si nutrivano in modo simile agli esseri umani dell'Olocene mentre, per quanto riguarda la sussistenza in sé, erano sia cacciatori che pescatori (in ambienti soprattutto temperati). La raccolta sistematica di molluschi implica una grande conoscenza del mare e di tutti i fenomeni legati ad esso (come le maree) lungo il litorale portoghese. Ciò presuppone uno sviluppo cognitivo non di poco conto.

Scorcio di vita neanderthaliana



Sapiens e Neanderthal: differenti velocità nello sviluppo del cervello (clicca qui). Con i nostri cugini condividiamo un antenato comune, qualche caratteristica morfologica e qualche informazione genetica ma, la la cosa straordinaria è che, nonostante siano i nostri parenti più prossimi, ci sono moltissime divergenze dal punto di vista biologico. Questa ricerca, pubblicata lo scorso anno, indica che le cellule staminali nel cervello in via di sviluppo degli esseri umani moderni impiegano molto più tempo a dividersi rispetto a quelle del Neanderthal, con la conseguenza che "commettono" meno errori quando distribuiscono i cromosomi alle cellule figlie rispetto ai nostri cugini, e anche rispetto agli scimpanzé.
Tutto questo potrebbe avere conseguenze sullo sviluppo di un individuo, ma al momento non ci è dato sapere molto sulla funzione di qiesta divisione veloce/lenta. Sappiamo, però, che gli amminoacidi (per intenderci, i mattoni delle proteine nei tessuti e nelle cellule), sono cambiati negli esseri umani moderni, per essere poi diffusi in tutta la popolazione odierna.
6 di questi cambiamenti di amminoacidi, per lo sviluppo della neocorteccia, si sono verificati in 3 proteine che svolgono ruoli chiavi nella distribuzione dei cromosomi, che come ben sapete sono portatori di informazioni genetiche.



Crani Sapiens (sx) e Neanderthal (dx) a confronto