Fate un po’ di istologia con i vostri ragazzi?

La settimana scorsa, in quarta, ho finito gli argomenti di scienze della Terra previsti  dalla mia programmazione (terremoti e vulcani) e così ho cominciato a riguardare/riorganizzare i materiali di anatomia umana per le prossime lezioni. Essendo nata biologa (ma geologa d’adozione!), amo moltissimo questa parte del percorso didattico che inizierò con una riflessione sulla relazione tra le strutture e le funzioni dei tessuti animali.

Come bene sapete, è fondamentale che i ragazzi comprendano che gli adattamenti strutturali che esploreranno  nelle lezioni di anatomia sono stati modellati dalla selezione naturale e, poiché mi piace “animare” le lezioni attraverso forme diverse di  narrazione unirò parole e immagini per parlare di una delle evidenze più note a questo proposito: la lunghezza del nervo laringeo ricorrente della giraffa.

La narrazione partirà, quindi, dall’osservazione di una immagine che mostra il decorso e la lunghezza del nervo laringeo ricorrente in una giraffa, stimolata da una domanda: come potete osservare, anche se l’encefalo delle giraffe non è molto lontano dalla gola, i nervi della laringe percorrono molta strada per raggiungerla. Come mai?

In effetti, i nervi che attraversano la laringe delle giraffe sono molto lunghi: partono dall’encefalo, si ripiegano a ”U” attorno all’aorta e raggiungono i muscoli della gola che permettono l’emissione dei suoni, il respiro e la deglutizione.

Per trovare una risposta a questa domanda leggeremo alcuni brani tratti dal libro di Richard Dawkins “Il più grande spettacolo della Terra – perché Darwin aveva ragione“.

Nel corso dell’evoluzione dei mammiferi […] il collo si allungò (i pesci non hanno collo) e le branchie scomparvero; alcune  si trasformarono in cose utili come la tiroide, la paratiroide e vari altri componenti della laringe. Queste cose utili, tra cui le parti della laringe, ricevettero il proprio rifornimento di sangue e le connessioni nervose dai discendenti evolutivi dei vasi sanguigni e dei nervi che un tempo irroravano le branchie in sequenza ordinata. […]

Nell’uomo, la via presa dal nervo laringeo ricorrente compie una deviazione di una decina di centimetri. Ma in una giraffa è davvero paradossale, perché, in un adulto di grandi dimensioni, raggiunge  i quattro metri e mezzo!

Nel suo libro, Dawkins racconta che il giorno dopo il Darwin Day del 2009 (bicentenario della nascita di Darwin) ha passato l’intera giornata con un’équipe di anatomisti comparati e anatomopatologi veterinari del Royal Veterinary College, vicino Londra, i quali hanno sezionato una giraffa morta da poco allo zoo.

Il teatro anatomico era un vero teatro con una enorme parete di vetro che divideva il <<palcoscenico>> dalla platea gremita di studenti di veterinaria.

La giraffa era stesa su un grande tavolo con una zampa tenuta sospesa da un gancio e una carrucola e il lungo collo era illuminato dai fari di scena. Tutti gli “attori” sul palco indossavano una tuta arancione e scarpe bianche.

La deviazione del nervo laringeo ricorrente della giraffa era così lunga che diversi anatomopatologi hanno dovuto lavorare contemporaneamente per isolare tratti distinti del nervo (la laringe vicino alla testa, la ricorrenza vicino al cuore e tutte le stazioni intermedie).

Con pazienza, l’intero percorso del nervo laringeo è stato così individuato. Un’impresa simile sembra sia stata compiuta solo da Richard Owen, creazionista convinto, nel 1837, che però non riuscì a trarre le ovvie conclusioni da quanto osservato.

… tutta la storia della deviazione dimostra in maniera mirabile come le creature viventi siano lungi dall’essere ben progettate. E, per un evoluzionista, è importante chiedersi perché la selezione naturale non faccia quello che farebbe un ingegnere, ossia tornare al tavolo da disegno per organizzare le cose in maniera più razionale.[…]

Il caso del nervo laringeo si presta a una risposta in termini di <<costo marginale>>, come lo chiamano gli economisti. Quando il collo della giraffa si allungò lentamente nel corso del tempo evolutivo, il costo della deviazione, in termini di economia come in termini di <<balbuzie>> (della giraffa), aumentò gradualmente. […] Il costo marginale di ciascun millimetro di aumento era esiguo. Quando il collo della giraffa cominciò ad avvicinarsi all’attuale, impressionante lunghezza, il costo totale della deviazione si stava forse approssimando al punto in cui un individuo mutante sarebbe – in via ipotetica – sopravvissuto meglio se le fibre laringee discendenti si fossero separate dal vago e, con un piccolo salto, avessero colmato la breve distanza che le divideva dalla laringe. […]

Molto probabilmente la mutazione necessaria non sarebbe comunque mai avvenuta. Anche se fosse avvenuta, avrebbe potuto benissimo comportare svantaggi, com’è inevitabile in qualsiasi grande perturbamento di un processo complesso e delicato. […]

Anche se, nel caso la si fosse potuta realizzare, l’idea di un <<ritorno al tavolo da disegno>> sarebbe stata migliore, l’alternativa era un aumento molto piccolo rispetto alla deviazione esistente, con un costo marginale altrettanto piccolo. Più piccolo, ho l’impressione, del costo del <<grande sconvolgimento>> necessario a produrre la soluzione più elegante.

Parole e immagini, dicevo. Infatti, in rete, ho scovato questo piccolo gioiello:

Stupendo, no?

Inizia così il nostro viaggio verso lo studio dell’anatomia e della fisiologia umana. Prossima lezione: un po’ d’istologia. A proposito, non mi avete ancora risposto! Voi fate un po’ di istologia?