La transizione dei nostri antenati dall'acqua alla terra è stato un momento cruciale nell'evoluzione. Non più sostenuto dall'acqua, i primi tetrapodi (animali con quattro arti) dovevano vincere la gravità per poter muovere i loro corpi. Il modo esatto in cui quei primi pionieri hanno sviluppato per la prima volta la capacità fondamentale di camminare ha affascinato gli scienziati per molti anni.

Le scoperte fossili possono dirci come e quando i vertebrati hanno sviluppato le caratteristiche fisiche necessarie per spostarsi sulla terraferma. Ma una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Cell suggerisce che i circuiti neurali necessari per camminare probabilmente esistevano molto prima che le gambe si evolvessero. Poiché gli animali terrestri e i pesci condividono oggi gli stessi circuiti, il loro ultimo antenato comune, un pesce antico che esisteva 420 milioni di anni fa, probabilmente aveva anche quel circuito e lo usava per muoversi sott'acqua.

Abbiamo già un'idea ragionevolmente buona di quando i pesci si sono evoluti in tetrapodi terrestri perché i reperti fossili documentano la sequenza dei cambiamenti nei loro corpi. Uno degli esemplari più iconici è Tiktaalik , un fossile "di transizione" risalente a circa 375 milioni di anni fa.

Tiktaalik è speciale, perché pur conservando molte caratteristiche ittiche, possiede anche ossa del polso, suggerendo che potrebbe sostenersi sui suoi arti anteriori. I fossili di rocce più antiche di Tiktaalik mancano di queste ossa del polso, e sono generalmente più simili ai pesci. I fossili delle rocce più giovani includono specie più simili a tetrapodi, con dita e arti distinti.

Ma la nuova ricerca della New York University negli Stati Uniti suggerisce che i pesci avevano bisogno di più delle semplici gambe per imparare a camminare, e infatti si è evoluto il circuito neurale coinvolto molto prima. I ricercatori sono giunti a questa conclusione studiando piccoli pattini, pesci che si muovono lungo il fondo dell'oceano muovendo le pinne posteriori seguendo uno schema sinistro-destro, tanto quanto muoveremmo le gambe quando camminiamo.

I ricercatori hanno scoperto che i circuiti neurali che i piccoli pattini usano per il movimento alternato delle pinne sono gli stessi che usano quei topi e altri animali a quattro zampe per il movimento degli arti. Cosa c'è di più, questo circuito è prodotto da geni simili.

La mente prima della materia

Poiché è improbabile che lo stesso circuito si sia evoluto due volte, ciò implica che gli stessi geni e percorsi neurali trovati nei tetrapodi e nei pattini erano presenti nel loro ultimo antenato comune, circa 420 milioni di anni fa. Questo è molto prima delle prime prove fossili di tetrapodi, il che significa che i circuiti coinvolti nel camminare si sono evoluti milioni di anni prima della comparsa delle gambe o dei piedi.

I pattini non sono l'unico pesce che cammina ancora oggi. Infatti, sono pesci meno adatti alla vita fuori dall'acqua che si muovono come se camminassero, dove un arto è posto di fronte all'altro. I pesci delle caverne ciechi rientrano in questo gruppo, usando le pinne per camminare sul letto del fiume e per arrampicarsi sulle cascate. Polmone, che si muovono un po' a casaccio sulla terra, sembrano anche usare le loro pinne in uno schema alternato per spingersi lungo la superficie del sedimento quando sono in acqua.

Gli scienziati hanno anche osservato come i pesci moderni si muovono sulla terra, senza l'aiuto al galleggiamento fornito dall'acqua. Scelte ovvie per tali studi sono i pesci che sono in grado di muoversi sulla terra, e farlo regolarmente in natura. saltafango, ad esempio, muoversi usando gli arti anteriori come stampelle per spingersi in avanti. Polmone, d'altra parte, tendono ad ancorare la testa e a ribaltare in avanti il ​​resto del corpo, che a volte possono lasciare segni che sembrano impronte.

La nuova ricerca è un importante promemoria che, per quanto buona diventi la nostra documentazione sui fossili, può solo mostrarci la forma o l'anatomia di un organismo. La genetica, neurale, e le caratteristiche comportamentali che determinano ciò che fa un animale sono in definitiva i driver di quell'anatomia. I legami tra animali viventi spesso possono dirci tanto, se non di più, sui nostri antenati come ossa e impronte fossilizzate.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.