La locomozione terrestre ha un ruolo cruciale nella vita animale: permette lo spostamento, anche su grandi distanze, alla ricerca di cibo, la fuga dai predatori, l’inseguimento delle prede o la ricerca del partner. Velocità o accelerazioni maggiori possono spesso fare la differenza. Muoversi costa: nei pesci circa un terzo dell’energia ricavata dall’alimentazione viene spesa nel lavoro muscolare, un altro terzo serve a mantenere il metabolismo basale e il restante terzo, tolto quello che va disperso con urina e feci, serve alla crescita e alla riproduzione. Soluzioni che permettano un risparmio energetico nella locomozione possono andare direttamente ad incrementare le risorse disponibili per crescita e riproduzione, ed essere quindi di grande vantaggio per l’individuo e la specie. Le considerazioni appena esposte, entrambe logiche ma apparentemente contraddittorie, trovano una loro collocazione nel quadro, tracciato da Charles Darwin, di una evoluzione per selezione naturale. Nella cornice del processo evolutivo, lo studio della locomozione terrestre viene affrontato in termini filogenetici e di ottimizzazione, cioè rivolti a capire come i processi selettivi abbiano favorito soluzioni che tendono a massimizzare i risultati minimizzando i costi. I primi animali terrestri dotati di arti locomotori erano artropodi aracnidi, quindi ottapodi. D’altra parte, nei vertebrati, il modello a quattro arti sviluppatosi in ambiente acquatico si va riadattando alla locomozione terrestre: un esempio di exaptation. I primi vertebrati terrestri si muovono “nuotando” sulla terraferma, muovendo gli arti come pinne e la spina dorsale sul piano coronale. Queste andature sono poco efficienti dal punto di vista energetico. Importanti modificazioni, modellate dalla selezione naturale, a carico della spina dorsale e degli arti hanno portato i mammiferi a perfezionare andature diverse ed a raggiungere velocità, relativamente alla massa corporea, maggiori. Le principali andature: marcia, trotto e galoppo, si differenziano per le velocità relative e per il pattern di movimento degli arti. Analizzando i costi energetici delle diverse andature a velocità crescenti si osserva l’esistenza di velocità ottimali, alle quali il costo energetico raggiunge un minimo. Anche nel passaggio dal quadrupede al bipede l’evoluzione ha dovuto fare i conti con il materiale a disposizione e, attraverso mutazioni che si sono via via affermate, si è giunti ai modelli di marcia e corsa nell’uomo e negli uccelli corridori. Molte sono le domande cui stiamo cercando di rispondere: qual’è il numero di arti ottimale? Qual’è il pattern comune, se c’è, delle locomozioni miriapodi, ottapodi, esapodi, quadrupedi e bipedi? Qual’è il significato dei diversi tipi di galoppo? La cornice teorica impostata da Darwin ci ha permesso e ci permetterà di far luce su questi ed altri interrogativi.

Selezione naturale e locomozione : l'influenza del pensiero darwiniano negli studi sul movimento animale / C.M. Biancardi, A.E. Minetti - In: Darwin tra scienza, storia e società : 150° anniversario della pubblicazione di Origine delle specie / [a cura di] F. Stoppa, R. Veraldi. - Roma : EUR, 2011. - ISBN 9788860221568. - pp. 235-251 (( convegno Darwin tra Scienza, Storia e Società tenutosi a Chieti nel 2009.

Selezione naturale e locomozione : l'influenza del pensiero darwiniano negli studi sul movimento animale

C.M. Biancardi
Primo
;
A.E. Minetti
Ultimo
2011

Abstract

La locomozione terrestre ha un ruolo cruciale nella vita animale: permette lo spostamento, anche su grandi distanze, alla ricerca di cibo, la fuga dai predatori, l’inseguimento delle prede o la ricerca del partner. Velocità o accelerazioni maggiori possono spesso fare la differenza. Muoversi costa: nei pesci circa un terzo dell’energia ricavata dall’alimentazione viene spesa nel lavoro muscolare, un altro terzo serve a mantenere il metabolismo basale e il restante terzo, tolto quello che va disperso con urina e feci, serve alla crescita e alla riproduzione. Soluzioni che permettano un risparmio energetico nella locomozione possono andare direttamente ad incrementare le risorse disponibili per crescita e riproduzione, ed essere quindi di grande vantaggio per l’individuo e la specie. Le considerazioni appena esposte, entrambe logiche ma apparentemente contraddittorie, trovano una loro collocazione nel quadro, tracciato da Charles Darwin, di una evoluzione per selezione naturale. Nella cornice del processo evolutivo, lo studio della locomozione terrestre viene affrontato in termini filogenetici e di ottimizzazione, cioè rivolti a capire come i processi selettivi abbiano favorito soluzioni che tendono a massimizzare i risultati minimizzando i costi. I primi animali terrestri dotati di arti locomotori erano artropodi aracnidi, quindi ottapodi. D’altra parte, nei vertebrati, il modello a quattro arti sviluppatosi in ambiente acquatico si va riadattando alla locomozione terrestre: un esempio di exaptation. I primi vertebrati terrestri si muovono “nuotando” sulla terraferma, muovendo gli arti come pinne e la spina dorsale sul piano coronale. Queste andature sono poco efficienti dal punto di vista energetico. Importanti modificazioni, modellate dalla selezione naturale, a carico della spina dorsale e degli arti hanno portato i mammiferi a perfezionare andature diverse ed a raggiungere velocità, relativamente alla massa corporea, maggiori. Le principali andature: marcia, trotto e galoppo, si differenziano per le velocità relative e per il pattern di movimento degli arti. Analizzando i costi energetici delle diverse andature a velocità crescenti si osserva l’esistenza di velocità ottimali, alle quali il costo energetico raggiunge un minimo. Anche nel passaggio dal quadrupede al bipede l’evoluzione ha dovuto fare i conti con il materiale a disposizione e, attraverso mutazioni che si sono via via affermate, si è giunti ai modelli di marcia e corsa nell’uomo e negli uccelli corridori. Molte sono le domande cui stiamo cercando di rispondere: qual’è il numero di arti ottimale? Qual’è il pattern comune, se c’è, delle locomozioni miriapodi, ottapodi, esapodi, quadrupedi e bipedi? Qual’è il significato dei diversi tipi di galoppo? La cornice teorica impostata da Darwin ci ha permesso e ci permetterà di far luce su questi ed altri interrogativi.
locomozione animale ; evoluzione ; Darwin
Settore BIO/09 - Fisiologia
2011
Università degli Studi G. D'Annunzio di Chieti e Pescara
Ministero degli Affari Esteri
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