Le ali degli uccelli
La teoria dell’evoluzione è stata spesso criticata su un aspetto particolare: la selezione naturale sembra non essere in grado di spiegare gli stadi intermedi (stadi incipienti) dello sviluppo di alcuni organi. Le ali sono sicuramente una struttura molto vantaggiosa per l’animale che le possiede. Che vantaggio possono avere gli animali che possiedono solo una parte di questo organo? Perché la selezione naturale dovrebbe aver premiato organismi che possedevano il 5% di un’ala? Per cercare di rispondere a queste critiche Darwin ipotizzò il cambio di funzione nella continuità strutturale di alcuni organi. Si occupò sia di organi che svolgono due funzioni sia di funzioni che vengono eseguite da due organi (ad esempio i Dipnoi, un gruppo di pesci, utilizza, per respirare, sia le branchie che i polmoni). Archaeopteryx lithographica è il più antico e primitivo uccello, i cui fossili sono stati trovati in rocce del Giurassico superiore (circa 150 milioni di anni fa) in Baviera (Germania). La conservazione eccezionale Di questi fossili permette di distinguere, senza ombra di dubbio, la presenza di piume e di penne sostanzialmente identiche a quelle degli uccelli odierni che formano vere e proprie ali oltre a bordare la lunga coda ed a coprire il corpo intero. Secondo gli scienziati queste ali primitive (che derivano da squame rettiliane modificate) potevano servire per la termoregolazione. Questo uccello, infatti, era molto piccolo e, come tutti gli animali di dimensioni ridotte, disperdeva il calore molto velocemente. Nel 1981 Douglas, uno studioso americano, riuscì a dimostrare che negli insetti una parte molto ampia delle ali serve proprio per la termoregolazione. Una farfalla del genere Colias, a cui era stata asportata una parte di entrambe le ali, presentava un aumento della temperatura corporea del 55%. Nel 1985 altri due scienziati, Kingsolver e Koehl, prepararono una serie di ingegnosi esperimenti (costruendo modelli in metallo) sugli insetti i cui risultati possono essere utilizzati per spiegare la funzione delle ali degli uccelli. Kingsolver e Koehl hanno effettivamente osservato il cambiamento di funzione di un organo (come aveva ipotizzato Darwin) mostrando che i primi stadi di sviluppo delle ali aiutano la termoregolazione ma non danno nessun beneficio aerodinamico. Ali più grandi, invece, non forniscono più nessun vantaggio termico ma possono consentire il volo. La lunghezza alare in corrispondenza della quale cessa il guadagno ai fini della termoregolazione e iniziano i benefici aerodinamici rappresenta effettivamente un cambiamento di funzione delle ali. A questo punto è necessario porsi un’altra domanda. Se le ali funzionano perfettamente per la termoregolazione perché l’evoluzione dovrebbe premiare un loro allungamento ulteriore? I due scienziati sono riusciti a rispondere anche a questa domanda. Hanno osservato che la zona di transizione varia con la lunghezza del corpo: tanto maggiori sono le dimensioni dell’animale tanto prima (in termini di lunghezza) le ali cambiano funzione acquisendo vantaggi aerodinamici. Per esempio negli insetti hanno osservato che in animali di 2 cm la transizione avveniva in corrispondenza di ali lunghe il 50% del corpo mentre per insetti più grani questo cambio di funzioni avveniva già in corrispondenza di ali lunghe solo il 10% del corpo. Supponiamo ora che ali ancestrali funzionassero per la termoregolazione e avessero raggiunto la lunghezza ottimale per fornire il massimo beneficio. La selezione naturale non avrebbe favorito lo sviluppo di ali più grandi. Se però le dimensioni del corpo, per altri motivi, fossero cresciute ecco che l’animale avrebbe ottenuto vantaggi aerodinamici semplicemente diventando più grande senza nessun mutamento della lunghezza delle ali. Una volta sviluppata la funzione del volo, la selezione naturale avrebbe poi “costruito” ali sempre più specializzate. Siamo di fronte, come nel caso del pollice del panda, ad un organo che svolge una funzione diversa rispetto a quella per cui si è formato: un particolare tipo di adattamento chiamato exaptation.
