Feed RSS

Archivi tag: bbc

Metamorfosi: la scienza del cambiamento.

Inserito il

Il titolo di questo post è preso in prestito dal magistrale documentario della BBC “Metamorphosis: the science of change” che analizza uno dei fenomeni più affascianti della vita, la metamorfosi appunto.

Il documentario di David Malone è del 2013 ed è visibile liberamente ed interamente su YouTube (lo incollo qui di seguito). Se non volete anticipazioni vi consiglio di smettere di leggere questo post e dedicare la prossima ora alla visione di questo viaggio nel mondo del cambiamento:


La metamorfosi, il cambiamento radicale della forma di un organismo vivente, è un fenomeno estremamente potente che affascina da sempre gli esseri umani di qualsiasi cultura.

Da “Le Metamorfosi” di Ovidio (8 d.C.) fino a “La Metamorfosi di Franz Kafka (1915), dalle leggende su licantropi e uomini mutaforma fino a “Lo strano caso del Dottor Jekyll e del signor Hyde” di Stevenson (1886). Il mutamento di forma ha intrigato, ispirato e spesso spaventato le menti di intere generazioni.

Dal punto di vista umano la metamorfosi non è solamente un cambiamento della forma fisica legato allo sviluppo ma acquista profondi significati filosofici in relazione ad aspetti propri della natura umana. La trasformazione di Gregor Samsa, ad esempio, rappresenta la caduta di un uomo dal un contesto sociale in cui è sempre stato inserito mentre la transizione tra Jekyll e Hyde analizza la dicotomia dello spirito umano.

Locandina di uno dei primi adattamenti cinematografici del racconto breve di Stevenson. “Dr Jekyll e Mr Hyde” per la regia di John Stuart Robertson (1920) [fonte: Wikipedia]

In Natura la metamorfosi è associata alla crescita dell’individuo, alla transizione dalla fase giovanile alla fase adulta. L’esempio sicuramente più noto è rappresentato dalla trasformazione del bruco in farfalla.

Nel passaggio dalla goffa forma larvale alla leggiadra e svolazzante forma adulta a cambiare non è solamente l’aspetto fisico ma l’intima natura della vita dell’insetto stesso. Le cellule che compongono il bruco si riorganizzano radicalmente e la creatura che emerge dalla crisalide è completamente rinnovata. Un nuovo aspetto, nuovi organi, un nuovo cervello, nuove abilità (il volo), nuove abitudini alimentari ed un nuovo scopo nella vita.

Se l’obiettivo del bruco è nutrirsi il più possibile, infatti, quello della farfalla è di riprodursi cercando un luogo dove la prole possa crescere in salute. Per questo la farfalla si alza in volo allontanandosi dalla zona povera di cibo lasciata dalla propria vorace forma larvale.

Una farfalla esce dalla crisalide completando la propria metamorfosi.

Il bruco e la farfalla sembrano non avere nulla in comune, ed è esattamente qui che risiede la meraviglia della metamorfosi. Il bruco e la farfalla sono infatti in tutto e per tutto lo stesso individuo, con lo stesso patrimonio genetico. Un singolo individuo, in grado di vivere due vite completamente differenti l’una dall’altra. Un cambiamento talmente radicale da ispirare le leggende secondo le quali il dio induista Brahma concepì l’idea della reincarnazione proprio dopo aver osservato una farfalla librarsi in volo dalla propria crisalide.

Ma la metamorfosi del bruco, condivisa da numerosi altri insetti, non è l’unico esempio di questo fenomeno.

Animali più vicini a noi rispetto agli insetti sono infatti in grado di mutare la propria forma nel corso della vita. È il caso, ad esempio, di Echinodermi come i ricci di mare (so che sembra strano ma non sono così lontani da noi all’interno dell’albero dell’evoluzione) o di Anfibi come le rane.

Proprio la trasformazione del girino in una rana adulta sembra portare la metamorfosi ad un altro livello. Se il bruco subisce la metamorfosi nel momento in cui il suo corpo interrompe la produzione di un ormone che lo mantiene allo stadio larvale, il girino in un qualche modo gestisce direttamente la propria metamorfosi, scegliendo quando diventare una rana in base agli stimoli che riceve dall’ambiente.

Non si può ovviamente parlare di scelta consapevole ma il girino riesce ad interpretare segnali dal mondo esterno (quali la temperatura, la profondità dell’acqua, il livello di predazione subito dai suoi fratelli…) e a regolarsi di conseguenza. Se un predatore inizia a decimare la popolazione di girini i superstiti “capiscono” che è meglio cambiare aria e attivano la metamorfosi verso lo stadio di rana adulta in grado di rifugiarsi all’asciutto. Se lo stagno è tranquillo e l’acqua profonda e ricca di cibo, invece, il girino può rimandare la metamorfosi ed impegnarsi ad aumentare le proprie dimensioni per diventare così una rana più grande in futuro.

I girini possono gestire e regolare la propria metamorfosi. Per questo motivo si possono trovare, nello stesso stagno ed all’interno della stessa generazione, girini a differenti stadi della propria metamorfosi.

Nel corso del documentario Malone si interroga su come la metamorfosi possa avere un ruolo anche nell’uomo. Il nostro organismo, soprattutto nel corso dello sviluppo embrionale, va incontro ad una serie di profondi cambiamenti morfologici e funzionali, ma nessuno di essi è considerabile una metamorfosi.

Nell’uomo la metamorfosi può essere intesa ad un livello più filosofico e cognitivo che fisico. Sono le nostre idee, piuttosto che in nostri geni, a mutarsi e ad evolversi modificando la realtà delle nostre società (questo concetto è già stato popolarizzato da Richard Dawkings nel suo “Il Gene Egoista” e lo approfondirò in uno dei prossimi post).

La trasformazione delle idee e dei comportamenti nell’uomo si può però ricollegare alla metamorfosi fisica degli animali grazie all’ultimo esempio riportato nel documentario di Malone che rispolvera una delle piaghe di biblica memoria, le locuste.

La locusta è di per sé un animale solitario ma la scarsità di cibo porta gli individui di questa specie di ortotteri ad entrare in contatto tra di loro. La promiscuità fisica induce cambiamenti radicali nel comportamento degli individui prima ancora che nel loro aspetto fisico e, da animale solitario, la locusta si trasforma letteralmente in un vorace animale gregario in grado di organizzarsi nei terribili sciami formati da milioni di individui e ben noti per la distruzione che sono in grado di portare.

In alto la forma solitaria della locusta. In basso la forma gregaria. Al cambiamento comportamentale segue un netto cambiamento fisico. Proprio come nel racconto del Dr Jekyll e Mr Hyde.

Alla metamorfosi comportamentale segue, con il passare di alcune generazioni, un cambiamento fisico del corpo della locusta che muta colore e dimensioni diventando scuro e più grande. Praticamente una versione a sei zampe di Jekyll e Hyde. Anche questo caso non è considerabile come una vera e propria metamorfosi in quanto il mutamento è reversibile e non è associato alla transizione tra differenti fasi della vita; ma in ogni modo sembra riavvicinare la metamorfosi del bruco e del girino all’evoluzione e ai cambiamenti della mente e dei comportamenti umani.

[Se questo post vi è piaciuto e volete rimanere aggiornati non dimenticate di mettere “mi piace” sulla PAGINA FACEBOOK!]

Annunci

La percezione dei colori ed il mistero del magenta.

L’arcobaleno è un fenomeno dovuto alla dispersione ottica della luce solare nelle gocce di pioggia. Il passaggio attraverso la pioggia porta la luce solare a separarsi nei diversi colori (lunghezze d’onda) che la compongono.

542762_10151535098526900_373688631_n

Foto scattata da me. Arcobaleno sulle rocce dello Stone Circle di Avebury nel Wiltshire (UK).

Osservando l’arcobaleno, quindi, possiamo vedere lo spettro della luce visibile nella sua totalità: dal rosso al violetto, passando per arancione, giallo, verde, ciano e blu.

All’appello manca però il magenta, parente stretto del fucsia. Come mai questo colore non appare all’interno dello spettro della luce visibile?

magenta-702548

Il colore magenta

Questo caso particolare, solo apparentemente misterioso, viene spiegato ottimamente dal divulgatore scientifico inglese Steve Mould in un video pubblicato sul canale della Royal Institution:

Proviamo a seguire il suo ragionamento partendo dal meccanismo fisiologico alla base della percezione dei colori.

Nell’occhio umano la percezione dei colori è affidata ad un particolare tipo di cellule sensoriali della retina chiamate coni (o cellule a cono).

Il nome “cono” deriva banalmente dalla forma del corpo cellulare di questi fotorecettori.

I coni vengono classificati in tre gruppi differenti a seconda del tipo di luce in grado di attivarli. All’interno della retina umana si trovano quindi:

– I coni rossi

– I coni verdi

– I coni blu

Rappresentazione grafica di una cellula a cono. Fonte: Wikipedia

La luce rossa, quindi, attiverà i coni rossi che invieranno un segnale al cervello il quale vi farà percepire il colore rosso. Lo stesso discorso varrà ovviamente per la luce blu, la luce verde ed i rispettivi coni.

Ma se esistono solo tre tipi di coni come mai siamo in grado di percepire tutti gli altri colori dello spettro?

Per rispondere a questa domanda bisogna prima di tutto considerare il fatto che ciascun tipo di cono è si sensibile ad una particolare lunghezza d’onda ma esiste un certo agio che definisce il range di attivazione del cono stesso. Una lunghezza d’onda che cada all’interno di questo range  è in grado di attivare (anche parzialmente) il meccanismo di percezione luminosa. I coni rossi, ad esempio, hanno un picco d’attivazione intorno ai 570nm, ma le lunghezze d’onda prossime a questo valore sono comunque in grado di stimolare un’attivazione parziale delle cellule a cono.

Come i coni rossi anche i loro fratelli blu e verdi vengono attivati da lunghezze d’onda che cadono all’interno di un particolare range d’attivazione. Questo fenomemo implica che i range di attivazione dei coni tendono a sovrapporsi l’uno con l’altro come si evince facilmente da questa immagine:

I range d’attivazione dei coni tendono a sovrapporsi tra di loro.

Diamo ora un’occhiata allo spettro della luce visibile. Prendendo in considerazione il giallo, ad esempio, si può notare come la lunghezza d’onda corrispondente a questo colore cada a metà strada tra il rosso ed il verde.

Il colore giallo cade tra il verde e il rosso

Come abbiamo visto nel grafico dei range d’attivazione una lunghezza d’onda che cade a metà strada tra il rosso ed il verde è in grado di attivare sia i coni rossi che i coni verdi. Questa sovrapposizione, data dall’attivazione simultanea di due tipi di coni, è cruciale ed è alla base della percezione del colore giallo. L’elaborazione dell’informazione è affidata al cervello il quale, ricevendo informazioni sensoriali sia dai coni verdi che dai coni rosi, capisce che sta guardando qualcosa di giallo.

La percezione di diversi colori, quindi, è dovuta all’attivazione simultanea di diversi tipi di coni. Il turchese, ad esempio, ha una lunghezza d’onda (480nm) che cade tra il verde ed il blu. L’attivazione contemporanea di coni blu e coni verdi data dalla luce tuchese si combina nel cervello dando come risultato la percezione del turchese (o ciano).

L’attivazione simultanea di tutti i tre tipi di coni, invece, da il bianco mentre la non attivazione dei tre tipi di coni (assenza di luce) da il nero.

Il nostro cervello, quindi, può percepire tutti i colori dello spettro solo indirettamente, come diverse combinazioni di attivazioni di tre tipi di coni. Questo implica, tra l’altro, che il cervello può venire facilmente ingannato: sovrapponendo una luce rossa (tra 630 e 760nm) ed una luce verde (tra 490 e 570nm), infatti, si possono attivare i coni rossi ed i coni verdi dando così la percezione del giallo anche in totale assenza di luce gialla (tra 565 e 590nm). Questo fenomeno viene sfruttato tra l’altro nella fabbricazione degli schermi televisivi:

Applicazione pratica delI’attivazione combinata dei tre tipi di coni. Gli schermi televisivi sono composti solamente da pixel rossi, verdi e blu i quali, combinandosi tra loro, inducono la percezione di colori le cui lunghezze d’onda non sono effettivamente emesse dallo schermo.

Ma, come detto al’inizio di questo post, il magenta rappresenta un caso particolare in quanto non si trova all’interno spettro del visibile, ovvero non corrisponde a nessuna singola lunghezza d’onda effettivamente presente nella luce bianca.

Quindi, dove si trova il magenta?

A livello dei coni della retina il magenta viene percepito quando si ha l’attivazione contemporanea dei coni blu e dei coni rossi posti ai due estremi dello spettro del visibile.

Seguendo la logica usata per il giallo ed il turchese, il colore percepito da questa doppia attivazione dovrebbe cadere a metà strada tra il blu ed il rosso. Ma a metà strada tra blu e rosso c’è il verde il quale ha un gruppo di coni dedicato e che, in questo caso, sono tutti inattivi.

È il cervello a risolvere questo problema: il nostro sistema di elaborazione dei dati sensoriali aggira questa mancanza inventandosi un colore: il magenta.

Il magenta, quindi, non è presente all’interno dello spettro del visibile semplicemente perché “non esiste” o, più precisamente, esiste solo nella nostra interpretazione visiva della luce e non corrisponde a nessuna singola lunghezza d’onda effettiva.

Approfondire questo argomento per il blog mi ha entusiasmato ed affascinato, ma devo confessarvi che da maschio medio la mia capacità di discriminazione dei colori (e di dare loro un nome) viene ben riassunta da questa immagine (seriamente…. esiste una qualche differenza tra color prugna e color melanzana?):

La percezione dei colori. Donne Vs Uomini.

Per approfondire questo argomento vi consiglio di guardare il video allegato a questo post e vi invito a visitare il BLOG di Steve Mould nonché a consultare il suo CANALE su YouTube.

[Se questo post vi è piaciuto e volete rimanere aggiornati non dimenticate di mettere un bel “mi piace” sulla PAGINA FACEBOOK!]

Recensione: One Life – un’avventura lunga una vita

Inserito il

Oggi vorrei consigliare un film che mi hanno regalato poco tempo fa. Si tratta di ONE LIFE – Il film, un documentario del 2011 realizzato da Mike Gunton e Martha Holmes, veterani della BBC Earth Films.

la locandina del film

Le musiche di George Fenton e la narrazione di Mario Biondi (nella versione originale il narratore è Daniel Craig) accompagnano un’opera a dir poco mastodontica. L’utilizzo di tecnologie avanzate come l’utilizzo di camere macro HD ha permesso di realizzare questa perla documentaristica che mostra i più piccoli e meravigliosi particolari della Vita sulla Terra.

Il film si organizza in tre parti principali, ciascuna delle quali ci ricorda come non vi siano poi così tante differenze tra la vita animale e le società umane, nel bene e nel male. Fenomeni positivi come il sacrificio di una madre per i propri piccoli o negativi come la discriminazione classista tra i membri di una comunità si ritrovano identici all’interno dell’enorme varietà della Vita.

La narrazione si sviluppa partendo dalla nascita e concentrandosi sulle cure parentali che molti esseri viventi mostrano nei confronti della propria prole. La dedizione dei genitori per i propri cuccioli è rappresentata con diversi esempi affascinanti. Incredibili, ad esempio, le immagini relative alla rana freccia avvelenata del genere Dendrobates che si carica un girino alla volta sulla schiena e si arrampica fin sulla cima delle palme per depositare il prezioso carico nelle sicure ampolle d’acqua che si formano tra le foglie della pianta.

La seconda parte del film tratta l’infinita battaglia per il cibo spaziando dalle più argute strategie di caccia (e di difesa) alle più intelligenti tecniche di raccolta o sfruttamento. Un’intelligenza in grado di stupire anche un essere umano è quella mostrata dai delfini di Florida Bay che realizzano anelli di fango nei bassi fondali per spingere i pesci verso le loro bocche o dal cebo dai cornetti (Cebus Apella) che utilizza i sassi come utensili per aprire le noci di palma. La necessità aguzza l’ingegno: il rapporto tra preda e predatore, ben illustrato da esempi come l’inseguimento tra una volpe e un giovane stambecco, è un’eterna sfida che spinge gli avversari a migliorarsi in continuazione. Guidati dall’evoluzione, per la sopravvivenza e il prosieguo della propria specie.

un fotogramma dal film

L’ultima parte del documentario ci porta nell’intimità dei rituali di corteggiamento e della selezione del partner. Anche in questo caso le immagini spettacolari ci conducono in un viaggio attraverso mondi differenti: dal microcosmo dei coleotteri che si battono sul ramo di un albero per la conquista di una femmina, fino al gigantesco mondo delle megattere dove maschi da 40 tonnellate fanno a gara per nuotare a fianco della femmina prediletta.

L’unica critica che posso fare a questo film sono i testi, forse un po’ troppo romanzati, che rischiano di essere poco accurati. In generale si inseriscono comunque bene all’interno di un contesto divulgativo che non disdegna una nota sentimentale.

In conclusione, vi consiglio vivamente di vedere questo film perché offre uno spaccato mozzafiato della meravigliosa avventura della Vita. La fatica, il sacrificio e l’eterna ricerca sono i motori che spingono gli esseri viventi verso la sopravvivenza. Questo documentario riesce a far passare questi messaggi con chiarezza sottolineando inoltre come la Vita pur nella sua incredibile varietà sia in fondo unica ed universale, dal più piccolo insetto al più grande cetaceo, dalla scimmia più agile alla pianta più stabile.

Se volete rimanere aggiornati non dimenticate di mettere un bel “mi piace” sulla PAGINA FACEBOOK!

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: