Gli uccelli sono una specie che ha sempre affascinato l’umanità per la loro capacità di volare. Avere specializzato gli arti anteriori in ali per poter volare è uno degli esempi più meravigliosi delle potenzialità dell’evoluzione.
Fin dall’antichità l’uomo ha cercato di imitare il volo degli uccelli, tanto da inserire tale capacità in racconti mitologici o portando avanti studi scientifici che hanno tentato di dare all’uomo la possibilità di volare.
Per scappare dal labirinto del re Minosse, Dedalo realizzò delle ali unendo delle penne di uccelli ad una struttura con la cera. Malgrado gli avvertimenti del padre di non volare troppo alto, Icaro si fece prendere dall’ebbrezza del volo avvicinandosi troppo al Sole che con il calore fuse la cera, facendolo precipitare.
Anche Leonardo da Vinci affrontò le problematiche del volo. I suoi studi si concentrarono principalmente sull’uomo. Leonardo studiò la struttura anatomica del corpo umano, le sue proporzioni e le caratteristiche dinamiche e cinematiche del movimento, proponendo infine un suo progetto.
Ma da dove viene la straordinaria capacità di volare degli uccelli? Come si sono evoluti gli arti anteriori in ali dotate di piume, ossa cave e potenti muscoli?
Ali tozze e non adatte al volo negli antenati degli uccelli
Gli antenati degli uccelli non erano in grado di volare e, in realtà, appartenevano ad un gruppo di dinosauri terrestri chiamati terapodi. Tra questi vi erano i giganteschi carnivori come il Tyrannosaurs rex ma, anche, dinosauri molto più piccoli e veloci. I fossili di molti di questi piccoli dinosauri mostrano che erano già dotati di semplici piume ma che i loro arti anteriori erano troppo piccoli e deboli per volare. Oggi sappiamo che anche alcuni, se non tutti, dinasauri di grandi dimensioni avevano un piumaggio.
Che utilità potevano avere le piume per i dinosauri se non venivano utilizzate per volare? I ricercatori hanno cercato indizi studiando gli uccelli odierni e hanno scoperto che le piume corte e soffici aiutano gli uccelli moderni a stare al caldo, mentre altre piume dotate di colori vivaci servono per il corteggiamento e attirare un partner.
Quindi, le piume probabilmente si sono evolute nel tempo per rispondere ad eseigenze diverse e solo molto più tardi l’evoluzione ha portato a piume più forti e più lunghe sulle ali, adatte per il volo.
Ad un certo punto della loro evoluzione, i piccoli antenati piumati degli uccelli moderni iniziarono a volare. Un’ipotesi su come sia iniziato l’adattamento per il volo è che arti anteriori corti e deboli potrebbero essersi progressivamente specializzati per aiutare l’uccello primordiale ad effettuare salti dai rami di un albero all’altro, diventando progressivamente le ali come le conosciamo oggi.
Purtroppo non abbiamo prove fossili che suggeriscano che almeno alcuni di questi piccoli terapodi fossero capaci di arrampicarsi sugli alberi.
Un’altra ipotesi è che arti anteriori corti e tozzi dotati di piume avrebbero potuto favorire i piccoli dinosauri nella corsa facendo guadagnare loro un po’ di velocità in più se mentre correvano sbattevano abbastanza vigorosamente quelle ali primordiali, oppure che fossero utili per aiutare i cambi di direzione quando correvano dietro a insetti e altre piccole prede.
Forse un indizio più consistente viene dall’osservare gli uccelli terrestri odierni, come le pernici o i giovani uccelli che non hanno ancora imparato a volare: quando si si sentono minacciati o anche se sono semplicemente spaventati iniziano a correre cercando di saltare su tronchi e rami o altri oggetti sopraelevati nel tentativo di mettersi al sicuro e sfuggire ai predatori.
Molte specie di uccelli che osserviamo oggi possono correre su pendii molto ripidi e perfino su superfici verticali. I giovani uccelli lo fanno sbattendo furiosamente le ali per spingersi in alto e in avanti contro la pendenza.
Questo potrebbe essere stato un altro uso delle tozze ali di cui erano dotati i piccoli dinosauti piumati poi evolutisi negli antenati diretti degli uccelli. Col tempo, quelle ali sono diventate gradualmente più potenti e ricoperte di piume sempre più adatte a sostenere il volo e, alla fine, furono usate per volare.
Gli pterosauri
Naturalmente, ci sono altri gruppi di animali che si sono evoluti sviluppando capacità di volo planante o sbattendo ali senza piume, specializzando la pelle degli arti in una membrana capace di dare portanza nel volo. Inizialmente fu un altro gruppo di rettili chiamati pterosauri o “lucertole alate” a sviluppare questa capacità.
Gli pterosauri la acquisirono ben prima dei primi uccelli, e invece delle piume, utilizzarono una membrana di pelle tesa tra il loro quarto dito dell’arto anteriore e la spalla. Alcuni erano enormi, con un’apertura alare di oltre 12 metri e dovevano pesare moltissimo; probabilmente questi pterosauri avevano enormi difficoltà a decollare da terra e appare probabile che vivessero in volo, posandosi solo nei pressi di alte scarpate o su strutture da cui potevano buttarsi per prendere portanza e riguadagnare quota.
Tutte queste creature furono spazzate via dall’estinzione di massa dei dinosauri provocata dall’asteroide, 66 milioni di anni fa, cui si sottrassero solo i dinosauri aviari, che poi divennero gli attuali uccelli.
Il volo nei mammiferi
Come ultima nota, è interessante osservare che anche i mammiferi mostrano un’attitudine ad imparare a volare: i chirotteri, o pipistrelli, ad esempio, hanno copiato gli pterodattili e sono effettivamente gli unici mammiferi in grado di compiere un volo battuto attivo come quello degli uccelli o degli insetti, grazie alle loro ali formate da una membrana di pelle, chiamata patagio, sorretta dalle dita allungate della mano e attaccata poi ai lati del corpo e alle zampe posteriori. Tuttavia, esistono anche altri mammiferi che possono essere considerati “volanti”, seppur in modo diverso.
Sebbene i pipistrelli siano gli unici mammiferi in grado di volare con un volo battuto attivo, esistono altri mammiferi che sono in grado di spostarsi attraverso l’aria, seppur in modo diverso. Un esempio sono i colughi, noti anche come lemuri volanti, ma anche i petauri dello zucchero, gli scoiattoli volanti e altri roditori. Questi animali possiedono una membrana cutanea chiamata sempre patagio, che si estende tra le zampe anteriori e posteriori, consentendo loro di planare nell’effettuare, per esempio, lunghi salti in volo da un albero all’altro.
Tuttavia, a differenza dei pipistrelli, i colughi, gli scoiattoli volanti e gli altri mammiferi, non sono in grado di compiere un volo attivo e non possono sollevarsi da fermi come fanno chirotteri, uccelli e insetti.
Questo sembra dimostrare che l’attitudine al volo, alla conquista del regno dell’aria non sia completamente una casualità ma una delle direzioni cui sembra tendere l’evoluzione.
Fonte: https://theconversation.com/curious-kids-how-did-some-animals-evolve-wings-to-fly-148496?
