L’evoluzione dell’occhio
di Edoardo Boncinelli
Università Vita-Salute San Raffaele, Milano
L’ occhio è sempre stato oggetto di meraviglia e stupore, tanto appare complesso e ben congegnato. Per secoli la sua forma e la sua architettura funzionale sono state scrutate, commentate e portate come esempio della perfezione del creato e del suo creatore. Neanche a Darwin sfuggì la sua particolarità, ed egli non poté fare a meno di chiedersi se la teoria evolutiva da lui proposta fosse in grado di spiegare anche la comparsa di organi complessi e di natura sempre più perfezionata come i nostri occhi.
Darwin confessa, infatti, che sembra assurdo supporre che per sola selezione naturale possa essersi formato l’occhio, con tutti i suoi «inimitabili accorgimenti per aggiustare il fuoco alle diverse distanze, per fare entrare luce di intensità variabile e per correggere le aberrazioni sferiche e cromatiche» tipiche di ogni apparato ottico. «Eppure… la ragione mi dice», afferma, «che ciò è possibile se solo si ammetta che tra un occhio perfetto e complesso e uno semplice e assai imperfetto ci siano innumerevoli gradazioni, ciascuna in qualche modo utile a chi la possiede; che l’occhio vari di poco ogni volta e che le sue variazioni siano ereditabili; e che ogni variazione o modificazione dell’organo stesso possa essere utile a un animale nelle più diverse condizioni di vita».
Insomma, per Darwin dovrebbe esserci un’enorme varietà di tipi di occhi, di diversa complessità, ma comunque tutti di qualche utilità per chi li possiede, a partire da un elementare «proto-occhio» composto di due sole cellule, un fotorecettore e una cellula pigmentata che lo protegga dai raggi luminosi che potrebbero giungere da altre direzioni.
Proprio questo è ciò che si è verificato e che rappresenta uno dei maggiori trionfi dell’evoluzionismo darwiniano. Nel regno animale – dai protozoi ai primati, passando per vermi, insetti, ragni, molluschi, crostacei, echinodermi, pesci e anfibi – ci sono più di 40 tipi di occhi diversi. Molti di questi non «vedono» nel senso umano, cioè non veicolano nessuna immagine ottica, ma danno informazione su luce e oscurità oppure su quantità e direzione dei raggi luminosi. E questo molte volte basta.
Un interessante tipo di proto-occhio è stato ora studiato nell’anellide marino Platynereis dumerilii (G. Jékely, «Nature», Voi. 456, pp. 395-399). Nella larva di questa creatura ci sono, uno a destra e uno a sinistra, due occhi elementari comprendenti appunto un fotorecettore e una cellula pigmentata. Ciascuno di questi due minuscoli proto-occhi è in grado di registrare l’intensità dell’illuminazione dell’ambiente circostante ed è disposto in modo da dare informazioni anche sulla direzione della luce incidente. Questo apparato visivo minimo è sufficiente a garantire alla larva la fototassi, vale a dire la possibilità di disporsi nella maniera più appropriata rispetto alla direzione della luce.
La larva in questione fa parte del plancton marino che esibisce un comportamento fototattico, muovendosi in continuazione tra la superfìcie e il fondo, regolandosi con le mutevoli condizioni di luce, nel quadro di quello che è stato definito il maggiore spostamento di biomassa del globo. Il movimento della larva è assicurato da una cintura di ciglia che battono l’acqua con ritmo variabile. Gli autori hanno osservato che il segnale nervoso passa direttamente da ciascun proto-occhio alle ciglia più vicine, senza passare per il ganglio cefalico, l’equivalente del cervello. Se la luce batte più su uno dei due proto-occhi, le ciglia più vicine a questo rallentano il loro battito; e poiché quelle più lontane non lo fanno si osserverà un orientamento dell’asse della larva nella direzione della luce.
Semplice e lineare, e incredibilmente simile a quello che accadeva nei primitivi robot fototattici costruiti dall’uomo una cinquantina d’anni fa. La larva non si limita a questo, ma, come tutte le altre componenti del plancton fototattico, ruota continuamente su se stessa in un movimento a spirale, per spostarsi nella direzione giusta. Ridotto all’essenziale, il rapporto degli esseri viventi con la luce consiste in una sua percezione direzionata, accoppiata a un movimento. I nostri preziosi e meravigliosi occhi non sono che un’elaborazione particolarmente sofisticata di questo tema fondamentale.
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