venerdì 1 ottobre 2010

Quando Madre Natura inventò i viventi con le ruote...

L'invenzione della ruota viene generalmente attribuita alle popolazioni Mesopotamiche, in particolare ai Sumeri, e inquadrata storicamente nel V millennio a.C., finalizzata, secondo gli studiosi, principalmente alla lavorazione di vasellame. Come però l'essere umano ha avuto modo di rendersi conto in tante altre occasioni, molte delle sue invenzioni, che riteneva rivoluzionarie, sono state riscontrate già presenti nel mondo naturale. Basti pensare alla magnificenza architettonica di un termitaio, alla magistrale organizzazione delle celle di un alveare o all'estrema precisione con cui i pipistrelli utilizzano l'ecolocalizzazione decisamente meglio dei Sonar impiegati in ambito militare.
Escherichia coli
Anche nel caso della ruota dobbiamo ricrederci, perché non dobbiamo andare molto lontano per trovare delle ruote naturali: in questo preciso istante ciascuno di noi ha tantissimi microorganismi nell'intestino che stanno azionando delle ruote: Escherichia coli (sai perché si chiama così?).
In E. coli è stato scoperto che il flagello è un'autentica ruota, perché non si limita soltanto ad oscillare con moto ondulatorio come si pensava, ma è proprio capace di ruotare come un'elica, in senso sia sinistrorso che destrorso per poter invertire la direzione del moto.
Parte rotante del flagello,
al di sotto della parete cellulare
Il flagello, inserito con la base al di sotto della parete cellulare, è provvisto di una sorta di rigonfiamento alla base, che quindi consente ad esso di restare fissato nella cellula senza staccarsi. Assicurato in questa cavità, il flagello è libero di ruotare perché privo di connessioni con la cellula (vedi fig. accanto).
Come passano la sostanze dalla cellula al flagello? Le dimensioni dell'organismo sono tali che la semplice diffusione di sostanze sia sufficiente a garantire tutto ciò che è necessario per il corretto funzionamento del metabolismo.
Come mai nel mondo dei viventi una "trovata" apparentemente così vantaggiosa è invece scarsamente diffusa? Perché ad esempio non osserviamo elefanti, giraffe o cavalli con le ruote?
Innanzitutto una vera e propria ruota dev'essere costituita da almeno due parti: una struttura rotante, che può essere elicoidale, circolare, ecc, ed un asse fisso intorno a cui ruotare. Viene da sè che le due cose non devono limitarsi vicendevolmente nei movimenti, altrimenti una delle due parti finirebbe per lacerarsi, per cui devono essere a contatto ma non "saldate".
In un organismo vivente questo è un problema di ardua risoluzione, perché ciascuna delle due parti deve poter essere raggiunta dai nutrienti, altrimenti finirebbe per decedere! E il problema dello scambio di sostanze nutrienti e tossiche si fa tanto più consistente quanto maggiore è il grado di complessità di un organismo.
Voliamo un attimo con la fantasia: se i nostri piedi fossero delle ruote, come avverrebbe il passaggio di sostanze nutrienti dalla caviglia al piede, visto che abbiamo un tegumento impermeabile come la pelle? E supponiamo anche che il tegumento non fosse impermeabile: la superficie corporea non sarebbe comunque sufficiente a garantire lo scambio di sostanze per diffusione in organismi di grosse e medie dimensioni, perchè al massimo ne potrebbero beneficiare le zone più superficiali della parte interessata; sicuramente quelle più interne resterebbero "tagliate fuori dal mondo."
Infine, sarebbe sempre e comunque vantaggiosa una ruota per un vivente? Se si vive in ambiente acquatico, è efficace quanto un'elica a motore, ma sulla terraferma, in cui manca il sostegno idrostatico dell'acqua, un arto "a ruota" sarebbe decisamente inadatto a sorreggere il peso del corpo, e l'attrito col suolo scabro finirebbe per lacerarlo inevitabilmente.
Madre Natura "sa" sempre cosa fare... ^__^

Riferimenti bibliografici:
Dawkins R., "The Ancestor's Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution," Houghton Mifflin Co: Boston MA, 2004, pp.543,547

3 commenti:

  1. Enigma della Sfinge:
    "Qual è l'animale che al mattino ha quattro zampe, a mezzogiorno ne ha solo due e alla sera tre?"

    Grazie a te Chris, volando un po' con la fantasia, bisognerà riformulare questo enigma ed aggiungere:
    "... e che quando è stanco tira fuori "le ruote di scorta ? "
    Ma il vero problema è:
    e chi glielo dice alla Sfinge che deve imparare un nuovo enigma da proporre?
    Lo sai come sono questi "matusa", è difficile fargli cambiare abitudini.

    Il tuo articolo è davvero interessante e proposto con un stile semplice e comprensibile.
    Stupendo.

    Sono felice che tu abbia potuto contribuire con il tuo articolo al Carnevale della Fifica.
    Si parlava di Didattica e credo che la tua assenza si sarebbe sentita; non basta conoscere gli argomenti, bisogna essere anche in grado di divulgarli in modo piacevole e comprensibile e questo tu lo fai perfettamente.
    Ancora complimenti

    Ciao
    Marco

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  2. Ciao Marco.
    E' difficile trovare parole per descrivere la felicità generata dall'ammirazione di un ragazzo che dimostra una tale maturità nonostante l'età giovanissima.
    Sei davvero una persona in gamba, perché qualunque cosa tu faccia è intrisa non solo di serio impegno, ma anche di un'intelligenza e fantasia uniche, che non danno adito a dubbi: hai una lunga strada da percorrere; il mondo scientifico ha bisogno di te, non deludere le sue aspettative.
    Ciao e a presto! ^__^
    P.S.: tra domani e dopodomani curioserò tra il materiale di tue proprietà intellettuale :)

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  3. Ti ringrazio per le bellissime parole.
    Per il momento io ho bisogno del mondo scientifico e di tutti coloro che come te riescono ad incuriosirmi ed emozionarmi.

    Sono consapevole della lunga strada da percorrere; proverò a mettercela tutta, sarà dura, ma in caso di bisogno alzerò la mano e qualcuno delle fantastiche persone che ho conosciuto in quest'ultimo periodo sono sicuro saprà consigliarmi e motivarmi.

    Sono io che devo ringraziare te.
    Ciao
    Marco

    PS: Fruga pure sul mio sito, spero tu possa trovare qualcosa di utile per i tuoi ragazzi.

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