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Dall'acqua alla terra e ritorno: la scienza dietro 'Luca' della Pixar

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Luca , l'ultimo film di Disney-Pixar , è una storia sull'essere diversi, adattarsi e trovare una famiglia. Il personaggio titolare, Luca Paguro, è un mostro marino con la capacità di mutare forma in forma umana quando si trova sulla terraferma.

Con l'aiuto dei nuovi amici Alberto e Giulia, intraprende una missione per vincere una gara locale per guadagnare abbastanza soldi per comprare una Vespa e vedere il mondo. I temi di Luca sono fin troppo reali: la paura di non essere accettati e di ritrovarsi durante quei primi anni vulnerabili. Ma quei temi sono espressi in una versione fantastica del nostro mondo, abitato da una società di mostri marini senzienti appena sotto la superficie dell'acqua.

film di walt disney mary poppins

Cosa ci dice la biologia di Luca sul tipo di creatura che è, e ci sono animali del mondo reale paragonabili?



DAL MARE ALLA TERRA E TORNARE ANCORA

La capacità della vita di passare dall'acqua alla terra e viceversa è ben consolidata. Se torni abbastanza indietro nei reperti fossili, gli antenati di tutti gli abitanti della terra sono emersi dal mare e occasionalmente una specie deciderà che la cosa delle gambe intere è una cattiva idea e tornerà in acqua.

Per i primi 1,5 miliardi di anni di vita sulla Terra, le cose sono rimaste piuttosto semplici. La vita unicellulare e procariota era tutto ciò che c'era (almeno per quanto ne sappiamo). Poi una cellula ne ha mangiata un'altra e, invece di digerirla, hanno messo su bottega insieme. La cellula più piccola divenne mitocondri. Questo processo si è ripetuto nel tempo, prestando nuovi organelli a queste cellule sempre più complesse e alla fine si sono divise in tre linee distinte: gli antenati di tutte le piante, i funghi e gli animali.

Ci vorrebbe circa un altro miliardo di anni perché la vita multicellulare si evolva. Una volta che questo è successo, le cose sono andate in overdrive, almeno su scale temporali geologiche. Per le successive centinaia di milioni di anni, gli oceani sono stati il ​​luogo della festa. Gli invertebrati proliferarono e i vertebrati entrarono in scena.

Ci sono prove che antichi artropodi come ragni, millepiedi e scorpioni strisciassero sulla terraferma circa 500 milioni di anni fa , ben prima dei nostri antenati più diretti. Naturalmente, il percorso dell'evoluzione non viaggia in linea retta, ma guardando indietro ai reperti fossili possiamo ringraziare animali come Tiktaalik per aver spostato i vertebrati sulla terra circa 375 milioni di anni fa .

Tiktaalik mostra una combinazione di caratteristiche tipicamente coerenti sia con i pesci che con gli animali terrestri. Era squamoso e aveva pinne, ma aveva anche un cranio piatto con occhi in alto e arti anteriori notevolmente simili ai moderni animali terrestri. Era, insomma, proprio il tipo di animale di cui avevamo bisogno per farci uscire dall'acqua.

In uno sbalorditivo capovolgimento delle sorti, tuttavia, questa non è la fine della storia. Poco più di 300 milioni di anni dopo, i discendenti dei mammiferi di Tiktaalik vivevano ancora la loro vita al confine tra terra e acqua.

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Credito: Jack Taylor/Getty Images

guardiano della galassia astronave

Pakicetus era un cetaceo anfibio vissuto da 56 a 41 milioni di anni fa. Immagina qualcosa come un lupo che vive sulla costa, a caccia di piccola selvaggina e pesce. Scoperto nel 1983, Pakicetus rispecchia in qualche modo Tiktaalik, avendo il corpo di un animale terrestre e una testa simile alle balene moderne . Nel corso del tempo, i discendenti di Pakicetus si sono spostati più in profondità nelle acque. I loro arti anteriori tornarono a qualcosa di più simile alle pinne. Le loro narici migrarono lungo le loro teste finché, alla fine, sarebbero finite sulla schiena come sfiatatoi.

La natura è piena di esempi di animali che passano dall'acqua alla terra o viceversa. È solo che ci vogliono generazioni, invece di verificarsi all'interno degli individui. Tuttavia, ci sono alcuni animali che esistono oggi ai margini, in grado di esistere in entrambi i mondi a seconda delle circostanze.

DI DUE MONDI: rane, rospi, saltafango e pesci polmonati

Gli anfibi - rane, rospi e salamandre, solo per citarne alcuni - sono gli animali moderni più evidenti che si trovano a cavallo del confine tra l'acqua e la terraferma. Nelle rane e nei rospi, i girini nascono interamente acquatici. I giovani hanno branchie e lunghe fiabe, oltre a bocche e budella specializzate, attrezzate per consumare e digerire in gran parte la vegetazione.

Il passaggio a terra avviene in modo relativamente rapido, con alcune porzioni che si verificano nel corso della giornata. Concentrazioni di la tiroxina stimola la metamorfosi mentre la prolattina contrasta esso. Le concentrazioni di ciascuno di questi ormoni determinano quando e come avviene la metamorfosi.

Le branchie vengono assorbite e sostituite con i polmoni. La mandibola e l'apparato digerente vengono ristrutturati in base alla nuova dieta carnivora. Gli arti si sviluppano all'interno del corpo e in seguito sfondano la superficie della pelle. Alla fine, la coda si perde e la rana emerge sulla terraferma. A questo punto, quasi tutto il corpo è cambiato dal momento in cui il girino è nato.

La forma adulta della rana è quasi irriconoscibile dal suo stato di girino giovanile e, a differenza di Luca, non si torna indietro. Questo cambio è un biglietto di sola andata per atterrare.

non sono un simpatico scheletro

Alcuni pesci, però, hanno un angolo in entrambi i mercati, essendosi adattati alla vita sia in acqua che a terra secondo necessità.

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Credito: Bildagentur-online/Universal Images Group tramite Getty Images

I saltafango sono ghiozzi originari dell'Indo-Pacifico e trascorrono la maggior parte della loro vita sopra l'acqua. Quando la marea si ritira, questi pesci emergono nelle distese fangose ​​dove usano pinne appositamente adattate per trascinarsi lungo il terreno. I loro occhi, come quelli di Tiktaalik, sono situati in cima alle loro teste, dando loro una migliore visibilità a terra.

hanno risolto il problema della respirazione intrappolando aria nelle branchie e assorbendo ossigeno attraverso la pelle. Questa è una tattica usata da molti pesci che vivono sulla terraferma. Alcune specie hanno vasi sanguigni solo un micron sotto la pelle , consentendo un facile scambio di gas senza la necessità di branchie o polmoni.

In termini di adattamento alla superficie, il lungfish africano completa una delle trasformazioni più impressionanti. I pesci polmonati hanno le branchie, ma prendono anche ossigeno direttamente dall'aria attraverso i polmoni, salendo in superficie circa ogni 30 minuti per respirare.

Trascorrono una parte dell'anno vivendo come la maggior parte dei pesci, completamente sott'acqua. Ma quando arriva la stagione secca e l'acqua si ritira, i lungfish si ritrovano nel fango che si asciuga rapidamente. Scavano sotto la superficie ed espellono il muco per creare una sorta di bozzolo intorno a loro. Il muco si indurisce, mantenendo l'umidità e lasciando passare l'aria. I Lungfish poi cadono in una sorta di letargo mentre aspettano il ritorno delle acque. A volte aspettano anni .

Superman e Wonder Woman si baciano

Non c'è nulla di biologico che impedisca a un animale come Luca di emergere sulla terraferma o addirittura di cambiare corpo per sopravvivere meglio nel suo nuovo ambiente. Ma è improbabile che vinceranno gare ciclistiche.



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