Affinità/Divergenze tra gli estinti e Homo sapiens: del conseguimento della maggiore età. Pt.1

Homo sapiens - Affinità - Divergenze - Evoluzione - Scimmia - Scimmia antropomorfa - Orangutan

Era la fine degli anni ’90 ed io non avevo capito niente. Una manciata di fogli su un libro scolastico provava a tracciare il percorso della nostra evoluzione, un percorso veramente poco credibile, anche se a quell’età non ci stavo certo pensando!
A distanza di vent’anni, sento che è ora di confrontarmi con il ricordo di quelle pagine e avvicinarmi di più alla nostra possibile Storia. Che non è fatta solo di Noi: c’era un groviglio, un brulicare di forme di vita; ognuna aveva “trovato” un suo modo per sopravvivere e non ce n’era una che fosse metà umana e metà qualcos’altro. (Magari qualcos’altro di inferiore, come sarebbe piaciuto agli studiosi della prima ora.)
Sarà un viaggio per gradi, ma non una scalata; un percorso frastagliato da affinità e divergenze…

Homo sapiens, nosce te ipsum.

La specie a cui apparteniamo, Homo sapiens, è distribuita a livello planetario. Volendo descriverci con sole due frasi potremmo dire che:

  • H. sapiens ha la forte tendenza a modificare gli ambienti in cui si ritrova, a qualsiasi latitudine e in qualsiasi condizione climatica;
  • è capace di riflettere su se stesso, di farsi domande sulla propria storia e di studiare un modo per avere delle risposte.

La scienza delle nostre origini si chiama paleoantropologia, la quale si nutre del ritrovamento sul campo di fossili e antichi strumenti, ma che da diversi decenni necessita di altre scienze per andare avanti: la geologia, l’ecologia, la genetica, l’etologia, solo per dirne alcune.


La paleoantropologia nasce nel XIX secolo, a seguito della scoperta di fossili umani in Germania. I fossili appartenevano a una nostra specie cugina.


Già, cugina. Che cosa vuol dire? Ecco, ritornando alla storiella della mia infanzia, in genere l’evoluzione umana viene narrata come un percorso lineare di miglioramento: una specie per volta, che man mano cedeva il passo a quella con delle caratteristiche un po’ più moderne, e in questa narrazione Homo sapiens rappresenta il punto di arrivo.

E invece no.

Adesso sappiamo che non c’è mai stato alcun progresso lineare; al suo posto, un cespuglio intricato di forme viventi che è giusto imparare a conoscere, se vogliamo davvero guardare dentro di noi.

Un album di famiglia: l’albero filogenetico degli ominidi.

Un albero filogenetico è praticamente un albero genealogico che considera un lasso di tempo di milioni di anni.
È una costruzione che tiene traccia delle relazioni tra specie cugine, alcune saranno strettamente imparentate tra loro, altre solo alla lontana. Ma chi sono gli Ominidi?

Gli Ominidi sono una famiglia all’interno del più grande ordine dei Primati: famiglia che comprende H. sapiens, le grandi scimmie antropomorfe dell’Africa e dell’Asia – scimpanzé e bonobo, gorilla, orangutan – e specie estinte appartenenti a vari generi.

L’albero filogenetico ci mostra che prima di tutto noi umani siamo Primati, esattamente come le grandi antropomorfe, i gibboni, le scimmie con la coda, i lemuri…


E molto dell’anatomia e del funzionamento del cervello di H. sapiens dipende da questa ascendenza!


Le affinità di Homo sapiens con gli altri Primati: occhi e mani.

La particolarità di una specie sta nel mix di caratteristiche che possiede in sé e che ha ereditato da qualcuno. H. sapiens ha delle peculiarità che sono solo sue – per esempio, il concepire e costruire un calcolatore elettronico – ma ci sono diverse parti di noi, e diverse abilità, senza le quali non andremmo lontano e che condividiamo con le altre specie di Primati.


Il fatto che degli animali condividano certe caratteristiche ci dice che sono dei tratti ancestrali: delle omologie, tramandate da un antenato comune vissuto in passato lontanissimo, e che hanno avuto tanto successo.


Parliamo del sistema visivo e delle mani.

La vista dei Primati.

Una enorme differenza tra un Primate e un altro tipo di mammifero – come il gatto di casa – è che noi decifriamo il mondo soprattutto attraverso le immagini, e facciamo molto meno affidamento sugli odori.

Il nostro sistema visivo è speciale per tre ragioni:

  • gli occhi sono disposti frontalmente, a una distanza tale da consentire al campo visivo di un occhio di sovrapporsi a quello dell’altro;

Per questo possediamo una visione stereoscopica (in 3D) e siamo in grado di percepire la profondità.

La visione tridimensionale non si sviluppa correttamente se qualcosa ha danneggiato l’organo recettore, l’occhio, durante l’infanzia. Lo sappiamo grazie a Mike May; clicca qui per conoscere la sua storia.

  • gli umani e buona parte dei Primati vedono a colori, grazie alla presenza di fotorecettori della retina; i coni del rosso, del blu e del verde. Come mai?

La capacità di captare le componenti della luce dipende da alcuni geni e quindi dal DNA. È possibile che si sia verificato un evento di duplicazione genica: cioè, può essere nata una copia di qualche gene importante per la visione a colori, quindi la copia originale ha potuto continuare a svolgere la sua funzione, l’altra è stata libera di variare.

Le mutazioni sono state un motore fondamentale per l’evoluzione degli organismi, e ci ritorneremo spesso.
Infine, ultima ma non ultima specialità dei Primati:

  • una sensibilità spiccata a riconoscere le facce, grazie a un’espansione della corteccia temporale inferiore, un’area del cervello che contribuisce all’esperienza visiva.

Non è un caso se proprio nei Primati si sia sviluppata tanto la mimica facciale: non solo, intervengono anche strutture capaci di dare una “etichetta emotiva” alle espressioni, come l’amigdala. Saper decifrare lo stato emotivo degli altri è vitale per la convivenza sociale.

Le mani, appendici prensili e sensibili.

Torniamo un attimo alle foto di Primati qui sopra. Notate niente?
Abbiamo tutti delle mani, provviste di un pollice opponibile, grazie alle quali possiamo portarci il cibo alla bocca ed esaminare gli oggetti.


Il cervello dei Primati, grazie a un’espansione delle aree motorie, è molto bravo a dirigere i movimenti fini.



Ecco, Homo sapiens ha delle incredibili capacità manuali, tanto che si potrebbe pensare che il pollice opponibile sia stato concepito per reggere gli strumenti e fabbricarli…

In realtà, la conformazione delle mani è legata alla vita in un ambiente arboricolo: con le dovute eccezioni, i Primati sono animali di foresta che usano le mani per la locomozione, cosa che non fa parte della nostra quotidianità.

Le nostre mani sono talmente essenziali che si stanno producendo protesi sempre più avanzate, in grado di sopperire al meglio alla perdita di una mano. Clicca qui per i dettagli!


Addirittura lemuri & co., scimmie e grandi antropomorfe hanno quattro mani, perché anche l’alluce è opponibile, e le possono usare per aggrapparsi ai rami, per dondolarsi, o per il knuckle-walking (vedi scimpanzé e gorilla).

L’ordine di cui fa parte Homo sapiens attualmente include circa 400 specie note.

Ancora non sappiamo per certo quali eventi abbiano aperto la strada all’evoluzione di creature così complesse, capaci di muoversi e orientarsi in un ambiente intricato, di trovare cibo e avere relazioni sociali con gerarchie e regole. Ci sono varie teorie.


Sappiamo però che è un gruppo dall’origine molto antica, avvenuta prima di 65 milioni di anni fa – per intenderci, c’erano ancora i dinosauri non aviani in circolazione.



L’animale considerato come il Primate più arcaico viene chiamato Purgatorius, ma si trattava di una bestiola davvero piccina e probabilmente assai lontana da qualsiasi immagine di scimmia abbiamo in mente!

L’enorme varietà di Primati a cui assistiamo (per non parlare delle specie estinte) è dipesa dall’estinzione di massa dei dinosauri (evento K/T) che ha permesso una radiazione adattativa, ovvero una diversificazione di questi animali grazie al liberarsi di spazi e risorse…


…Ed essendo Homo sapiens un Primate, deriva come le altre specie da un evento ambientale che avrebbe potuto non verificarsi.


La suddetta radiazione adattativa non si è limitata unicamente al gruppo dei Primati: ha infatti coinvolto tutti i mammiferi, la gigantesca classe di cui facciamo parte.
Eppure… se escludiamo animali come i delfini, dotati perfino di una certa consapevolezza di sé, i Primati risultano decisamente più intelligenti dei loro cugini mammiferi.
Cerchiamo di capire il perché.

Una zuppa di cervelli prova a spiegare l’intelligenza dei Primati.

Si è osservato che esiste un trend di crescita del cervello nell’ordine dei Primati, passando dalle Strepsirrine – come i lemuri, nei quali il cervello raggiunge lo 0,2-0,5% del peso corporeo – alle scimmie del Nuovo e del Vecchio Mondo, fino ad arrivare alle antropomorfe e Homo sapiens.

La correlazione tra cervello grande e grande intelligenza non è però né affidabile né corretta.

Nel Regno animale esistono esempi di come un piccolo cervello sia associato a una grande intelligenza – vedi il corvo della Nuova Caledonia…

…E dei casi in cui il cervello è grande ma non si notano grandi differenze rispetto ad animali dello stesso gruppo. Un capibara del Sudamerica ha un cervello 190 volte più grande di quello di un topolino, ma non sembra più intelligente di un topo.

A fare la differenza sarebbero il numero di neuroni e l’organizzazione interna.

È un’ipotesi nata dalla ricetta di una “zuppa” per contare i neuroni che la scienziata Herculano-Houzel ha cominciato a sperimentare nei primi anni 2000.
Andando avanti con le sue ricerche, Herculano-Houzel si è resa conto che il cervello dei Primati si comporta diversamente da quello dei Roditori.


Per esempio, paragonando un cervello umano a quello di una marmosetta, non solo crescono le dimensioni cerebrali, ma anche il n° di neuroni aumenta notevolmente (di 134 volte!). Nel cervello di capibara si osserva un aumento molto più contenuto (di 22 volte) rispetto a un topolino.


Emicrania - Aura emicranica - Cervello

Altrettanto importante sembra essere la densità dei neuroni nella neocorteccia, cioè la porzione di corteccia più recente dal punto di vista evolutivo, che in H. sapiens è espansa in maniera abnorme.


(Fonte immagine: qui).

Sono dei risultati davvero interessanti, ma non dobbiamo dimenticare che esistono almeno 400 specie di Primati sparsi nel mondo, quindi per avallare questa ipotesi ci vogliono ancora più dati.
Ad ogni modo è bello che si faccia luce sul perché uno scimpanzé o un bonobo siano così intelligenti; soprattutto considerato che questi animali sono gli unici parenti stretti di Homo sapiens rimasti in vita.

Homo sapiens e genere Pan, cugini diversi ma simili.

Il genere Pan comprende solamente due specie:

  • Pan troglodytes, lo scimpanzé;
  • Pan paniscus, il bonobo (o scimpanzé pigmeo).

Queste scimmie antropomorfe popolano le foreste Africane, a loro agio nel clima caldo-umido di quei luoghi.
La somiglianza tra il genoma umano e quello di scimpanzé è davvero impressionante, abbiamo più del 98% di DNA in comune. si potrebbe quasi dire che noi siamo scimpanzé al 98%.
Nonostante questo salta all’occhio la grande differenza tra di noi…

Genotipo vs. Fenotipo

Genotipo: il corredo genetico di un individuo

Fenotipo: i caratteri osservabili di quell’individuo

Genotipo + Ambiente (esterno o interno) = Fenotipo

Scimpanzé e umani sono simili nel genotipo ma diversi nel fenotipo.

Tutto sta dove sono localizzate le differenze. Pensiamo per esempio ai geni regolatori, i quali controllano l’ordine e la tempistica con cui altri geni debbano essere accesi/spenti.


Un esempio: il gene BF-1, che regola la proliferazione delle cellule
della corteccia cerebrale durante lo sviluppo.


Una piccola differenza in un gene regolatore può produrre enormi differenze in termini anatomici/strutturali.
Inoltre, sembra che H. sapiens possieda molti più geni che codificano per lo sviluppo neuronale (quindi del cervello) rispetto alle sue cugine antropomorfe.

Differenze a parte, queste creature della foresta hanno un’intelligenza incredibile…

In entrambi i casi si tratta di animali molto sociali. Dall’osservazione di scimpanzé che vivono nel loro habitat sappiamo che usano un sacco di vocalizzi per comunicare – circa tre dozzine – e ripetono un particolare suono per intensificarne il significato.
Le diverse comunità selvatiche hanno una loro cultura, che prevede l’uso di strumenti come bastoncini per pescare le termiti, di pietre per aprire delle noci e via dicendo.

Ancora più interessante, forse, è il comportamento socio-sessuale dei bonobo. Il contatto sessuale ha lo scopo di limitare fortemente l’aggressività, favorire l’aggregazione e la condivisione. Un esempio di questo comportamento è lo strofinamento genito-genitale tra le femmine.

Un esempio notevole di intelligenza è Kanzi (fonte qui), un bonobo al quale sono state insegnate moltissime cose, tra le quali a usare una lavagnetta dove sono rappresentati i simboli di diverse parole.


Kanzi è in grado di costruire delle semplici frasi indicando i vari simboli sulla lavagnetta, e quindi di comunicare con un protolinguaggio.


Tuttavia, se nessuno glielo avesse insegnato, di suo non l’avrebbe fatto.

Questo è strabiliante. I relativi limiti delle grandi antropomorfe ci dicono che Homo sapiens ha sviluppato delle particolari risorse neurali lungo il cammino dell’evoluzione. Ma quando è cominciato questo viaggio?

Da diversi anni lo studio delle nostre origini si avvale dell’orologio molecolare, una tecnica che calcola le differenze tra DNA per capire quando due specie si sono separate.

Mettiamola così: se due specie sono cugine, significa che hanno un antenato in comune: si stima che questo antenato che condividiamo con gli scimpanzé sia vissuto fra i 5 e i 6 milioni di anni fa, in Africa.
Questo sarebbe il tempo che ci è voluto perché si accumulasse quella piccola percentuale di differenza.


Non sappiamo chi fosse, questo antenato comune; però, sappiamo che ad un certo punto ci sono stati degli animali che hanno intrapreso strade evolutive diverse. Alla fine siamo venuti fuori noi e gli scimpanzé.


Solo che la strada per arrivare a H. sapiens è ancora lunga, e dovrete aspettare il secondo episodio.

Alla prossima.


Nel frattempo, ecco le fonti:

Telmo Pievani – Homo sapiens e altre catastrofi: per un’archeologia della globalizzazione (ed. 2018)
Giorgio Manzi – Il grande racconto dell’evoluzione umana (2018)
Coolidge, Wynn – The rise of Homo sapiens: the evolution of modern thinking (2018)

Siti:

Scientific Human – Becoming Human: the evolution and the rise of intelligence (2006)
Scientific Reports – Reconstructing Neanderthal brain using computational anatomy (2018)
Sapiens.org – Diorama Nairobi National Museum
Sapiens.org – How human smarts evolved
Scuola di Paleoantropologia Perugia – Olduvai: la culla dell’umanità (2017)
Telmo Pievani – L’evoluzione umana: una Storia al plurale (2018)
Festival della mente Sarzana – Nella rete del tempo profondo: Lucy, Neanderthal e altre storie (2017)
Dialoghi sull’uomo Pistoia – Alle origini di Homo sapiens e del nostro mondo di simboli (2018)
Entropy for Life – Playlist sull’evoluzione umana
Zoosparkle – L’uomo NON discende dalla scimmia

Le altre fonti sono disseminate negli articoli della serie.

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