Quando anche le dimensioni contano!

Quanto incide il fattore dimensione sull'evoluzione degli esseri viventi ed in che modo? Dai batteri alle balene, passando per gli uccelli, per cercare una risposta.

Il fascicolo di marzo 2008 della rivista Journal of Evolutionary Biology pubblica un interessante articolo dal titolo Body size evolution in Mesozoic birds, i cui autori hanno studiato la variazione delle dimensioni corporee degli uccelli, andando a verificare quali costrizioni fossero presenti (e se ve ne fossero) per limitarne l'accrescimento.

L'ipotesi da cui David W.E. Hone (Institute of Vertebrate Palaeontology and Palaeoanthropology, Xizhimenwai Dajie, Cina) e colleghi sono partiti è che la necessità di mantenere la capacità di volare potrebbe aver costituito un importante limite (vincolo) alla crescita delle dimensioni degli uccelli nella prima fase della loro evoluzione, rendendo in questo gruppo non applicabile la regola di Cope, secondo cui vi sarebbe una tendenza, durante l'evoluzione, ad aumentare le dimensioni corporee all'interno di ogni clade.

Contrariamente a questa ipotesi, Hone e colleghi hanno invece dimostrato che si è assistito nella maggior parte degli uccelli ad un incremento delle dimensioni corporee dal Giurassico al Cretaceo, come dimostrato dai cladi dei Pygostylia e degli Ornithothoraces (che comprende uccelli moderni, ma anche gruppi estinti). Non tutti gli uccelli hanno, tuttavia, seguito questa tendenza come dimostrato nei Ornithuromorpha (che comprende taxa tuttora presenti) in cui é stata osservata una tendenza alla diminuzione della massa corporea.
Questo aspetto è molto interessante da un punto di vista evolutivo, poiché nel passaggio tra Cretaceo e Paleogene la selezione naturale sembra avere favorito uccelli con dimensioni ridotte, portando ad una ampia radiazione del clade Ornithuromorpha (dato da specie che avevano piccole dimensioni) a discapito degli altri tre cladi (costituiti da specie le cui dimensioni erano andate progressivamente aumentando nel tempo).

Le dimensioni corporee sono quindi un importante, e spesso poco considerato, fattore di evoluzione in grado di influenzare anche altri aspetti, essendo le dimensioni correlate alla morfologia, alla fisiologia e, talvolta anche alla complessità, di ciascun vivente. Per chi fosse interessato ad approfondire questo aspetto, una lettura stimolante può indubbiamente essere l'ultimo libro (in senso cronologico!) di John Tyler Bonner intitolato "Dai batteri alle balene" e pubblicato da Raffaello Cortina Editore (2007).
"Dai batteri alle balene" (il cui titolo in inglese Why size matters rendeva più immediato capire ciò a cui l'autore pensava scrivendo il libro) mostra in modo sintetico, ma efficace, come le dimensioni corporee abbiano influenzato diversi fattori tra cui morfologia, fisiologia, forza, complessità, velocità, numerosità e longevità dei viventi. Come sottolinea Bonner quindi, le dimensioni di un organismo sono soggette ad una continua sorveglianza selettiva nel corso dell'evoluzione.

Tra i diversi fattori influenzati dalle dimensioni corporee vi è anche la complessità di un organismo. All'aumentare delle dimensioni corporee (generalmente ottenuto mediante un incremento del numero di cellule che costituiscono un organismo) può infatti seguire un aumento della complessità generale a seguito di una suddivisione dei compiti tra tipi cellulari diversi ovvero attraverso il differenziamento di tipi cellulari con morfologia e funzioni distinte.
Come recentemente sottolineato da Martin Willensdorfer (nell'articolo intitolato "Organism size promotes the evolution of specialized cells in multicellular digital organisms" e pubblicato su Journal of Evolutionary Biology) l'aumento delle dimensioni corporee è un fattore che ha favorito l'evoluzione di tipi cellulari specializzati, che sono andati progressivamente a sostituire cellule multifunzionali. L'evoluzione avrebbe quindi sfruttato la multicellularità per suddividere i compiti tra le cellule presenti favorendone il differenziamento.

Mauro Mandrioli

Hone D. W. E. , Dyke G. J. , Haden M. , Benton M. J. (2008). Body size evolution in Mesozoic birds. Journal of Evolutionary Biology 21: 618–624.
Willensdorfer M. (2008). Organism size promotes the evolution of specialized cells in multicellular digital organisms. Journal of Evolutionary Biology 21: 104-110.