laboratorio evoluzione Marcello Sala IL POLLICE DEL PANDA [S.J. Gould (1980), “Il pollice del panda”, in: Il pollice del panda, Il Saggiatore 2001]

Rispondere alle seguenti domande utilizzando le informazioni contenute in ordine casuale nelle pagine successive Domande: a) Se i panda sono carnivori, perché mangiano solo bambù? b) Che rapporto c’è tra mangiare bambù e il “sesto dito” dell’arto anteriore? c) Perché un dito imperfetto e non un pollice opponibile? d) Perché l’arto posteriore ha l’osso sesamoide ingrandito ma non il dito in più?

1. Il falso pollice del panda è connesso a un osso sesamoide del polso esterno dalla parte del radio, che è molto allungato come le ossa metacarpali delle dita I - V 2. Lo sviluppo delle parti anatomiche che si ripetono avviene in maniera coordinata, probabilmente perché un unico gene regola il ritmo di crescita delle parti corrispondenti 3. I panda fanno parte dell’ordine dei carnivori; orsi e procioni sono i parenti più prossimi Informazioni (in ordine casuale)

4. Gli orsi sono onnivori 5. I carnivori hanno 5 dita adatte a camminare e ad artigliare; il I dito non è opponibile agli altri 6. I panda hanno 6 dita nell’arto anteriore: sul lato radiale, prima del I dito, c’è un falso pollice (un cuscinetto carnoso) 7. Il muscolo abduttore del falso pollice del panda nella maggior parte dei carnivori si attacca al pollice 8. I panda tengono le canne di bambù con le zampe e le ripuliscono delle foglie passandole tra un primo dito opponibile e le altre dita 9. Il procione e l’orso bruno sopravanzano gli altri carnivori per l’abilità nell’usare le zampe anteriori per manipolare oggetti 10. Il falso pollice del panda è dotato di muscoli che ne garantiscono l’agilità

11. I panda hanno un osso sesamoide ingrandito sia nel carpo (radio) sia nel tarso (tibia) 12. Negli orsi il muscolo abduttore del I dito ha due tendini, uno si attacca alla base del pollice, uno all’osso sesamoide del polso 13. I panda si nutrono esclusivamente di germogli di bambù 14. Gli orsi hanno un osso sesamoide nel polso leggermente ingrandito rispetto ad altri carnivori 15. I panda hanno 5 dita nell’arto posteriore

a) Se i panda sono carnivori, perché mangiano solo bambù? [3] I panda fanno parte dell’ordine dei carnivori; orsi e procioni sono i parenti più prossimi [4] Gli orsi sono onnivori [13] I panda si nutrono esclusivamente di germogli di bambù Presenza di denti canini e ferini nel panda  appartiene all’ordine carnivori caratteri “vestigiali” (non mangia carne)  antenato comune Nutrirsi di bambù: adattamento più recente a un ambiente dove non hanno nemici (alte montagne della Cina occidentale) Ipotesi: rifugiati come esito di una competizione persa

b) Che rapporto c’è tra mangiare bambù e il sesto dito? [5] I carnivori hanno 5 dita adatte a camminare e ad artigliare; il I dito non è opponibile agli altri [8] I panda tengono le canne di bambù con le zampe e le ripuliscono delle foglie passandole tra un primo dito opponibile e le altre dita [6] I panda hanno 6 dita nell’arto anteriore: sul lato radiale, prima del I dito c’è un falso pollice (cuscinetto carnoso) Mano modificata rispetto agli altri carnivori: adattamento al regime alimentare molto specifico (solo germogli)

c) Perché un dito imperfetto e non un pollice opponibile? [1] Il falso pollice del panda è connesso a un osso sesamoide del polso, esterno dalla parte del radio, che è molto allungato come le ossa metacarpali delle dita I - V [14] Gli orsi hanno un osso sesamoide nel polso, leggermente ingrandito rispetto ad altri carnivori Osso sesamoide del polso già ingrandito in altri carnivori senza però avere una funzione evoluzione del falso pollice del panda: crescita notevole di un osso già sviluppato  la variazione precede la selezione adattativa

[10] Il falso pollice del panda è dotato di muscoli che ne garantiscono l’agilità [7] Il muscolo abduttore del falso pollice del panda nella maggior parte dei carnivori si attacca al pollice [12] Negli orsi il muscolo abduttore del I dito ha due tendini, uno si attacca alla base del pollice, uno all’osso sesamoide del polso [9] Il procione e l’orso bruno sopravanzano gli altri carnivori per l’abilità nell’usare le zampe anteriori per manipolare oggetti Falso pollice del panda evoluto anche per estesa modificazione della muscolatura: parti anatomiche già presenti negli antenati carnivori (vedi parenti prossimi del panda) permettono una maggiore mobilità della mano Osso ingrandito blocca i muscoli fuori dalle loro posizioni originarie  loro diversa posizione

Vero pollice: troppo specializzato (carnivori) per evolversi in un dito opponibile adatto alla manipolazione fine selezione su un osso del polso ingrandito  “quasi dito”  “soluzione di ripiego” non “progetto perfetto” Darwin: “Anche se un organo può non essersi formato in principio per una funzione particolare, se oggi viene utilizzato efficacemente per quella funzione, possiamo giustamente dire che è particolarmente adatto ad esso. Per lo stesso principio, se un uomo avesse dovuto costruire una macchina per uno scopo particolare, ma avesse dovuto utilizzare, modificandole di poco, ruote, molle e pulegge vecchie, si potrebbe dire che l’intera macchina, con tutte le sue parti, è stata costruita per quello scopo specifico. Così in tutta la natura quasi ogni parte di ciascun essere vivente è probabilmente servita, con poche modifiche, ad altre funzioni e ha funzionato come parte della macchina vivente di molte e diverse forme antiche” Falso pollice del panda: prodotto di una storia  contingenza

d) Perché l’arto posteriore ha l’osso sesamoide ingrandito ma non il dito in più? [11] I panda hanno un osso sesamoide ingrandito sia nel carpo (radio) che nel tarso (tibia) [15] I panda hanno 5 dita nell’arto posteriore [2] Lo sviluppo delle parti anatomiche che si ripetono avviene in maniera coordinata, probabilmente perché un unico gene regola il ritmo di crescita delle parti corrispondenti Modificazione della mano: adattamento alla dieta specifica allungamento di un osso sesamoide anche nell’arto posteriore ma senza dito in più ingrandimento parallelo delle due ossa in risposta alla pressione selettiva esercitata su uno solo dei due  ipotesi: azione di un gene regolatore che coordina la crescita delle parti corrispondenti degli arti non un gene specifico del pollice e uno dell’alluce