Definizione delle strutture vestigiali

Le strutture vestigiali sono varie cellule, tessuti e organi di un corpo che non hanno più una funzione. Una struttura vestigiale può sorgere a causa di una mutazione nel genoma. Questa mutazione causerà un cambiamento nelle proteine che sono necessarie per la formazione della struttura.

Strutture vestigiali spiegate

Anche se la struttura non funziona più, la prevalenza della struttura vestigiale può aumentare nella popolazione se è vantaggiosa per la sopravvivenza o la riproduzione. Nei pesci cavernicoli, per esempio, lo sviluppo e la manutenzione degli occhi sono una spesa energetica inutile quando non c’è luce. Pertanto, gli occhi vestigiali possono essere selezionati rispetto agli occhi funzionanti.

Dai primi giorni di studio dell’anatomia di vari animali, strutture vestigiali sono state incontrate e osservate in quasi tutte le specie. Il processo di evoluzione è imperfetto. Mentre l’evoluzione cerca costantemente di adattare perfettamente gli organismi alle condizioni presenti, può lavorare solo con ciò che le viene dato. Pertanto, ogni volta che una popolazione sposta ambienti o l’ambiente cambia, devono essere fatti adattamenti risultanti. In molti organismi, le strutture vestigiali sono il risultato di un grande cambiamento evolutivo che ha portato una struttura precedentemente funzionale a diventare pesante e inutile.

Vestigiale da solo significa privo di funzione o uso e può applicarsi a comportamenti, percorsi chimici e altri aspetti dell’esistenza di un organismo che non sono direttamente fisici. Tuttavia, questi aspetti inutili sono anche controllati dal genoma e sono diventati vestigiali a causa di una mutazione o di un cambiamento nell’ambiente. La mutazione, anche se vantaggiosa per la popolazione, non ha eliminato completamente un tratto o un comportamento. Questo è il motivo per cui strutture, comportamenti e percorsi vestigiali sono ancora presenti.

Esempi di strutture vestigiali

Strutture vestigiali nei moscerini della frutta

Il comune organismo di laboratorio Drosophila melanogaster (il moscerino della frutta) è stato uno dei primi ad avere il suo piccolo genoma mappato. Durante la mappatura del genoma, gli scienziati hanno trovato molti geni che se inattivati causerebbero mutazioni vestigiali nei moscerini della frutta. Sono state trovate centinaia di mutazioni che potrebbero produrre strutture vestigiali. Le ali, gli occhi, i piedi e molti organi potrebbero diventare vestigiali attraverso la disattivazione di diversi geni. Usando queste mosche come modello, gli scienziati sono stati in grado di mostrare accuratamente e chiaramente come le strutture vestigiali possono sorgere attraverso la semplice riproduzione sessuale, e come queste strutture vestigiali potrebbero diventare frequenti in una popolazione.

Popolazioni di mosche della frutta sono state sviluppate per avere diverse strutture vestigiali per scopi diversi. Le mosche con le ali vestigiali sono allevate e usate come insetti alimentatori per le rane da compagnia. Poiché gli umani forniscono un ambiente con molto cibo e nessun predatore, le mosche possono ancora crescere e riprodursi. Quando è il momento di nutrire le rane da compagnia, le mosche possono essere facilmente spillate dal loro tubo di coltura. Senza ali, le mosche non possono volare via o altrimenti fuggire dal recinto della rana. In altri casi, gli scienziati possono voler testare gli organi sensoriali delle mosche. Producendo mosche con occhi vestigiali, per esempio, gli altri sensi possono essere testati senza l’aggiunta della variabile della vista.

Arti vestigiali

Prima dei tempi dei reperti fossili, dei raggi X e dell’analisi del DNA, si è pensato a lungo che i serpenti avessero dato origine alle lucertole, non il contrario. Quando gli scienziati hanno iniziato ad osservare realmente l’anatomia dei serpenti, hanno cominciato a rendersi conto che molti serpenti hanno ancora strutture vestigiali dove sarebbero stati gli arti di una lucertola. Altre strutture vestigiali nei serpenti, come un polmone vestigiale, erano anche la prova che i serpenti si sono evoluti da un antenato che usava due polmoni e camminava con 4 arti. Questo, unito a un record fossile che mostrava un declino nella dimensione degli arti che portava ai serpenti e all’aumento delle prove del DNA, rivelava che era vero il contrario: i serpenti provenivano dalle lucertole e non il contrario.

La perdita degli arti si vede anche nelle balene. Gli antenati delle balene erano organismi un po’ come gli ippopotami, che si muovevano lentamente nell’acqua. In acqua, gli arti creano resistenza e rendono il nuoto meno efficiente. Lentamente, gli arti anteriori sono stati cambiati in pinne, e gli arti posteriori sono stati persi del tutto. Tuttavia, lo scheletro di una balena rivelerà una serie di ossa, non attaccate allo scheletro principale, dove c’erano gli arti posteriori. Le ossa non escono dal corpo e sembrano fornire solo un supporto minore ai muscoli. Queste strutture vestigiali sono un indizio che, come i serpenti, le balene provengono da un antenato a 4 zampe.

Strutture vestigiali negli esseri umani

Gli esseri umani hanno una vasta gamma di tratti che sono considerati strutture vestigiali. Una delle più evidenti è l’osso della coda, o coccige. Il coccige è una piccola serie di vertebre fuse che si trovano alla base del bacino. Nei nostri antenati, probabilmente formava una grande coda prensile, capace di afferrare i rami. Quando ci siamo evoluti in bipedi, abbiamo passato meno tempo sugli alberi e più tempo a camminare e stare seduti a terra. Come si è visto nella transizione dalle scimmie alle grandi scimmie, la perdita della coda rappresenta uno stile di vita meno arboricolo, o basato sugli alberi.

Se ti hanno mai rimosso i denti del giudizio, sai che le strutture vestigiali possono essere più che inutili. Nel caso dei denti del giudizio, il cranio umano si è ridotto man mano che ci evolviamo. Parte della ragione è che la nostra dieta è diventata molto più morbida e facile da masticare perché cuciniamo o altrimenti lavoriamo il nostro cibo. Mentre la nostra mascella è diventata più piccola, l’ultimo dente della mascella non è stato perso. Nella maggior parte delle persone, questo dente causa dolore quando entra e può deformare gli altri denti della mascella.

Hai mai avuto la pelle d’oca quando hai freddo? Quando questo accade, piccoli muscoli vestigiali alla base dei tuoi follicoli piliferi tirano i capelli in modo che si alzino verso l’alto. Nei nostri antenati, questo creava un mantello molto più soffice e spesso, che poteva trattenere più aria. Il mantello di un animale funziona intrappolando l’aria e riscaldandola. Gli esseri umani hanno perso il mantello ma hanno conservato i muscoli che fanno alzare i peli. Anche le vie che fanno alzare i peli possono essere considerate vestigiali. Mentre ci aiutano a sapere che abbiamo freddo, certamente non ci aiutano a riscaldarci.