I genitori di Bigfoot hanno piccoli cervelli

Original cartoon by Alex Martin
Fonte: cartone originale di Alex Martin

Come è noto, per qualsiasi dimensione corporea, uccelli e mammiferi hanno cervelli più grandi di rettili, anfibi e pesci. Questa distinzione è sicuramente legata a un'altra importante differenza. Uccelli e mammiferi sono "a sangue caldo", con adattamenti della loro energia familiare (metabolismo) per mantenere una temperatura corporea abbastanza costante, in genere ben al di sopra di quella dei loro dintorni. Gli esseri umani, ad esempio, mantengono una temperatura corporea media di circa 98,6 ° F (37 ° C) anche in ambienti ghiacciati. Rettili, anfibi e pesci, al contrario, sono "a sangue freddo", privi di adattamenti metabolici per mantenere le temperature corporee innalzate a un livello costante. Le loro temperature corporee sono quindi generalmente piuttosto basse e generalmente fluttuano, seguendo le oscillazioni della temperatura ambientale. Meno ovviamente, un terzo fattore interessante mostra una distribuzione parallela. Uccelli e mammiferi mostrano comunemente un'intensa cura genitoriale della prole, che è una rarità tra rettili, anfibi e pesci. Quindi sembra abbastanza probabile che si possano collegare costantemente temperature corporee elevate, cervelli grandi e cure parentali.

Sviluppo della prole

Chiunque abbia allevato coppie di criceti, ricci o topi a casa sa che le madri danno alla luce cucciolate di prole poco sviluppata. I neonati sono piccole larve rosa e senza pelo alla nascita, con gli occhi e le orecchie sigillati con le membrane. Al contrario, molte altre madri di mammiferi come cavalli, mucche, delfini e scimpanzé danno alla luce un bambino unico e ben sviluppato. La loro prole è in genere nata con una ciocca di capelli già presente, e gli occhi e le orecchie sono aperti alla nascita. In gran parte grazie allo zoologo svizzero Adolf Portmann, la distinzione cruciale tra la prole altriminale mal sviluppata e i neonati precoci ben sviluppati è ora ampiamente riconosciuta. Di norma, i neonati altriminali nascono in un nido d'infanzia in cui si sviluppano fino a quando non sono in grado di muoversi autonomamente. Gli occhi e le orecchie si aprono mentre si sviluppano nel nido. La maggior parte dei neonati precociali, d'altra parte, può muoversi indipendentemente dalla nascita in poi, e di solito hanno poco bisogno di un nido. Le ricostruzioni evolutive indicano chiaramente che l'antenato comune dei mammiferi viventi di oggi (marsupiali e placentali) ha dato alla luce una prole mal sviluppata. Un indizio sorprendente è una parte evidente della via attraverso lo sviluppo fetale. Nei mammiferi precoci – compresi gli umani – gli occhi e le orecchie inizialmente vengono sigillati con le membrane e poi riaperti nuovamente prima della nascita. Ciò suggerisce che, durante la loro evoluzione, una fase di nidificazione originale fu sostituita da uno sviluppo esteso nel grembo materno.

Author’s illustration based on a 1952 diagram by Portmann, republished in 1990.
Distinzione tra sviluppo di prole altrially poco sviluppata (fila superiore) e progenie precocemente sviluppata (fila inferiore) nei mammiferi. La prole di Altricial nasce dopo una gravidanza relativamente breve (zona rosa) e in genere vive in un nido per qualche tempo prima di emergere. La prole precoce nasce dopo una gravidanza relativamente lunga che comprende la fase originaria del nido, come indicato dalla formazione e quindi dalla perdita di membrane che sigillano gli occhi e le orecchie.
Fonte: illustrazione dell'autore basata su un diagramma del 1952 di Portmann, ripubblicato nel 1990.

La stessa distinzione tra prole altriminale mal sviluppata e bambini precoci ben sviluppati si riscontra anche negli uccelli. In questo caso, è in gioco lo stato della progenie quando cova da un uovo, piuttosto che emergere dall'utero di una madre. Gli uccelli del canto, ad esempio, producono tutti una prole altruativa che trascorre un po 'di tempo nel nido prima e dopo la schiusa, mentre i membri del gruppo di polli (ordine Galliformes) hanno tipicamente prole precoce che si schiudono relativamente rapidamente e diventano indipendenti subito dopo la schiusa. Curiosamente, tuttavia, la sequenza evolutiva negli uccelli è l'esatto opposto di quella osservata nei mammiferi. Le ricostruzioni indicano che l'antenato comune di tutti gli uccelli moderni deponeva uova dalle quali nasceva una progenie ben sviluppata. Come Portman realizzò astutamente, durante lo sviluppo di qualsiasi pulcino precociale nell'uovo, gli occhi e le orecchie non sono mai sigillati con membrane in qualsiasi momento. Non vi è quindi alcuna indicazione che durante l'evoluzione degli uccelli precoci sia stata incorporata una fase di nidificazione originale nello sviluppo all'interno dell'uovo.

Costruttori di tumuli dai grandi piedi

 File licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.
A sinistra: rappresentazione dell'artista del malleefowl. A destra: Malleefowl allo Yongergnow Malleefowl Center (Ongerup, Australia occidentale).
Fonte: immagini da Wikimedia Commons. A sinistra: Plate di Keulemans di The Birds of Australia di Gregory Mathews. A destra: file con licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

La selezione naturale ha generato alcuni adattamenti davvero strani, non ultimo quando si tratta di genitori. Un bizzarro esempio è fornito da un gruppo di uccelli dai grandi piedi noti come uccelli incubatori o costruttori di tumuli. I membri di questa famiglia di oltre 20 specie viventi (giustamente chiamate Megapodiidae) includono scrubfowl, brushturkeys e malleefowl. Un primo esempio è il malleefowl ( Leipoa ocellata ), un uccello tarchiato, dalle dimensioni di un pollo con i piedi enormi che vive gran parte della sua vita scorrazzando per le zone asciutte della macchia di mallee dell'Australia meridionale. Sebbene il maschio e la femmina malleefowl si abbinino abitualmente per la vita e condividano una vasta gamma di case che copre circa un chilometro quadrato (4 chilometri quadrati), si evitano in gran parte l'un l'altro tranne quando si riproducono e non si nutrono o posano insieme. La femmina depone le uova in un grande cumulo di vegetazione in decomposizione, facendo affidamento sul calore generato da questo cumulo di compost da aviario per incubare le sue uova. Quando la progenie estremamente precociale emerge dal loro incubatore improvvisato, sono a tutti gli effetti indipendenti.

 Glen Fergus (own work). File licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic License.
Immagini di un tumulo malleefowl. A sinistra: immagine d'archivio. A destra: fotografia recente.
Fonte: a sinistra: dalla National Audubon Society. Internet Archive Book Image da Flickr di The Commons. Non esistono restrizioni note sul copyright. A destra: dai commons di Wikimedia, autore: Glen Fergus (lavoro proprio). File concesso in licenza in base alla licenza generica Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5.
 Pengo). File licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic license.
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Fonte: figura dei beni comuni di Wikimedia. Fonte: Encyclopedia of the Animal World, Volume 11, 1972, p1006. Credito fotografico: Peter Halasz (Utente: Pengo). File concesso in licenza con licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.

All'inizio dell'inverno ogni anno, un maschio adulto mallefowl usa movimenti di rastrellamento all'indietro dei suoi piedi fuori misura per scavare una trincea nel terreno sabbioso profondo circa 10 piedi e profondo tre piedi. Una volta che la trincea è pronta, foglie, cortecce e ramoscelli vengono gradualmente ammucchiati per costruire un tumulo che si innalza di due piedi dal suolo. Quando la pioggia – un ingrediente essenziale – spruzza l'incubatrice improvvisata, il maschio solca gli ingredienti per innescare la decomposizione. Alla fine, mentre l'inverno volge al termine, scava una camera per le uova. Il tumulo, compresa la camera delle uova, è coperto da uno strato di terra sabbiosa per l'isolamento. Durante i successivi mesi estivi, se il suo cumulo di compost è in decomposizione, la femmina depone le uova nella camera, depositando circa una dozzina di uova grandi e con guscio sottile (ciascuna circa un decimo del suo peso corporeo) nel corso di tante settimane. Successivamente, il maschio, che può essere aiutato dalla sua compagna, tende regolarmente il tumulo, aggiungendo il terriccio in cima secondo necessità e mantenendo la temperatura della camera d'uovo approssimativamente costante. L'esperto di Malleefowl David Booth ha riferito che le temperature delle uova possono variare tra 82 ° F e 100 ° F (28 ° C – 38 ° C) durante l'incubazione, sebbene lo sviluppo sia ottimale a 93 ° F (34 ° C). La temperatura del cumulo viene regolata aprendo e chiudendo le prese d'aria sopra per bilanciare il calore che sale dal compost sottostante. È stato stimato che per l'apertura e la chiusura del tumulo per la deposizione delle uova e per la regolazione della temperatura una coppia di mallefowl sposta un totale di circa 3,6 tonnellate di sabbia. Dopo un periodo di incubazione variabile della durata di due o tre mesi, i piccoli completamente piumati usano quei grandi piedi multifunzione per uscire dalle loro uova e poi faticosamente affondare in superficie con spinte all'indietro. Una volta liberi, barcollano fino alla base del tumulo e scompaiono rapidamente nella boscaglia. Entro la fine del primo giorno, i pulcini possono correre veloci e volare bene. Dalla schiusa in poi conducono una vita essenzialmente solitaria come i loro genitori.

Lezioni per la cura dei genitori

Gli uccelli incubatori come il malleefowl sono insoliti perché, a differenza degli altri uccelli e di tutti i mammiferi, interagiscono a malapena con la loro prole dopo che sono emersi. Come notato, la cura dei genitori è apparentemente associata alla dimensione del cervello negli uccelli e nei mammiferi e la genitorialità diligente è spesso associata a forti legami sociali. Malleefowl ha anche un ricambio energetico particolarmente basso (tassi metabolici). Quindi non sorprende che gli uccelli incubatori abbiano cervelli minuscoli, corrispondenti alle loro miserabili vite sociali. Purtroppo, tutti gli sforzi faticosi per costruire e regolare l'incubatrice non si traducono in una grande prole.

Adapted from a graph kindly provided by Karin Isler.
Traccia di dimensioni del cervello contro le dimensioni del corpo per un grande campione di specie di uccelli. Si noti che i membri del gruppo di polli (ordine Galliformes), che hanno prole precociale, generalmente hanno cervelli relativamente piccoli. Gli uccelli incubatori (famiglia Megapodidae) assomigliano ad altri uccelli del gruppo di galline per avere tra le più piccole dimensioni di cervello conosciute per gli uccelli.
Fonte: adattato da un grafico gentilmente fornito da Karin Isler.

Gli uccelli incubatori sono anche insoliti sotto un altro aspetto. Di norma, la temperatura di incubazione non influenza i rapporti sessuali negli uccelli, sebbene questo sia comune nei rettili. Insieme alla sua collega Ann Göth, David Booth ha dimostrato che la temperatura di incubazione influenza i rapporti sessuali negli uccelli incubatori. Il rapporto tra i sessi è approssimativamente bilanciato alla temperatura media dei tumuli naturali, ma più maschi si schiudono a temperature di incubazione più basse mentre più femmine si schiudono a temperature più alte. Poiché il sesso è determinato dai cromosomi negli uccelli incubatori come in altri uccelli, tuttavia, i rapporti sessuali obliqui sorgono presumibilmente perché la mortalità degli embrioni maschili e femminili differisce a temperature alte e basse.

La lezione da portare a casa qui è che la cura intensiva dei genitori che vediamo negli umani è presumibilmente direttamente collegata al nostro cervello insolitamente grande.

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