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Archivio Luglio 2010

La culla degli ominidi

12 Luglio 2010 1 commento

regione ominidi-EtiopiaIl luogo dove gli ominidi hanno avuto origine, si sono evoluti e hanno vissuto più a lungo, circa sei milioni di anni, è l’Africa orientale, soprattutto l’Etiopia. Qui, a nord della linea dei grandi laghi Malawi, Tanganika, Vittoria, Kivu, Edoardo, Alberto, Turkana, si sono concentrate le ricerche di fossili di ominidi negli ultimi decenni. Una di queste ricerche, i cui risultati sono stati comunicati nel 2009, ha portato al recupero nella Valle dell’Awash del più antico scheletro fossile di ominide: Ardi, appartenente al genere Ardipithecus ramidus.

La fossilizzazione in ambiente terrestre, dove prevale l’erosione, è un processo rarissimo ma evidentemente in questa regione della Terra si sono verificate le condizioni necessarie per farlo avvenire: la presenza delle strutture scheletriche, la rapida copertura del corpo ad opera dei sedimenti e l’ambiente che ha favorito la sostituzione della materia organica con sostanze minerali e la successiva conservazione. Anche il genere Homo ha avuto origine qui, lungo la grande Rift Valley caratterizzata da vulcani, terremoti e laghi. I sedimenti lacustri sono senza dubbio quelli più favorevoli alla conservazione dei resti di organismi morti ma, il caso di Pompei ce lo insegna, anche i prodotti delle eruzioni vulcaniche, ceneri, pomici, lapilli, sono adatti a questo scopo.

Ardi ha un’età di circa 4,4 milioni di anni ed è lo scheletro di un adulto femmina, come lo è la più famosa Lucy, che però ha circa 3,3 milioni di anni. Nella stessa regione è stato recuperato anche un cranio umano completo: Herto, con un’età compresa tra i 160.000 e i 155.000 anni. Si tratta dei resti del più antico Homo sapiens, molto simile a noi mentre la distanza evolutiva e temporale da Ardi è notevole. Il ritrovamento di Ardi ha permesso ai paleontologi di immaginare l’evoluzione umana in tre stadi: l’ Ardipithecus, parzialmente bipede, adattato a vivere in un ambiente forestale; l’Australopithecus, del tutto bipede, adattato a vivere bene anche fuori dalla foresta; l’ Homo, che al bipedismo aggiunge un cervello grande, denti e mascella ridotti, l’uso di strumenti, la diffusione su un areale sempre più vasto e in ambienti diversi.

Tutte le parti ossee recuperate di Ardi consentono ai paleontologi di pensare ad un primate molto primitivo che, secondo alcuni, farebbe parte della stessa linea evolutiva che ha portato all’ Australopithecus. Secondo altri, questo è molto improbabile ed è un azzardo affermarlo data l’esiguità dei resti fossili e l’arco temporale enorme di oltre 4 milioni di anni.

L’affascinante ricerca delle origini umane continua e purtroppo non avrà mai certezze assolute.

Molecole biologiche (3): le proteine

aminoacidoLe proteine sono biomolecole molto complesse e rappresentano i composti organici più abbondanti nelle cellule animali. Quali elementi le costituiscono? Soprattutto carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto, spesso è presente anche lo zolfo e talvolta anche fosforo, ferro o altri metalli. Le proteine sono formate da catene di unità dette aminoacidi. I tipi di aminoacidi sono solo venti e costituiscono i “mattoni” con cui costruire le proteine. Ci sono proteine formate da qualche centinaio di aminoacidi e altre costituite da migliaia di questi mattoni. I venti aminoacidi sono: alanina, cisteina, serina, glicocolla, metionina, treonina, acido aspartico, acido glutammico, lisina, idrossilisina, valina, arginina, istidina, fenilalanina, tirosina, triptofano, prolina, idrossiprolina, leucina e isoleucina.

Ogni aminoacido ha una struttura caratteristica: contiene un gruppo aminico (NH2), un gruppo acido (COOH), un gruppo di atomi (radicale, R) che varia nei diversi aminoacidi, un atomo di carbonio centrale, legato ad un atomo di idrogeno. Due aminoacidi si uniscono fra loro formando un dipeptide con un legame peptidico eliminando una molecola d’acqua. Quando gli aminoacidi che si uniscono sono numerosi e formano una catena, si ha un polipeptide che è una molecola proteica. In una stessa molecola proteica non sono contenuti tutti e venti gli aminoacidi e le varie proteine si differenziano sia per il numero e il tipo di aminoacidi costituenti, sia per il loro allineamento nelle catene polipeptidiche. Per questo esistono milioni di proteine diverse. Gli individui appartenenti alla stessa specie hanno molte proteine in comune. Quelli che fanno parte di uno stesso gruppo familiare: fratelli, genitore e figlio, hanno moltissime proteine in comune. Alcune proteine ci caratterizzano come singoli individui, altre come appartenenti alla specie umana, altre come mammiferi, altre ancora come animali e così via. I singoli mattoni necessari per la costruzione delle proteine nelle nostre cellule, in particolare nei ribosomi, li otteniamo dal processo digestivo che demolisce le proteine vegetali e animali che ingeriamo con l’alimentazione. Gran parte delle proteine sintetizzate nei ribosomi sono strutturali, cioè vanno a formare le varie strutture cellulari. Esistono però anche proteine speciali, gli enzimi, che controllano e catalizzano tutte le reazioni chimiche che avvengono nelle cellule. Ogni cellula infatti costituisce un complesso laboratorio chimico dove continuamente si demoliscono sostanze ed altre se ne formano, riciclando quasi tutto, al contrario di ciò che è avvenuto per decenni nella nostra società sprecona. Tutte queste attività chimiche vitali possono realizzarsi grazie agli enzimi che svolgono un’azione catalitica specifica, cioè ogni tipo di reazione ha un suo particolare enzima che la facilita o la rende possibile. Ad esempio l’amilasi contenuto nella saliva trasforma gli amidi in maltosio, che rappresenta l’inizio della digestione di questi carboidrati. Molti avranno sicuramente notato che, per tranquillizzare un bambino che piange, spesso basta solo una crosta di pane: si ottiene un’azione fisica, lenitiva sulle gengive se è in atto la dentizione, e l’azione chimica della trasformazione in maltosio, dolce.

Uno dei problemi affrontati negli ultimi decenni è stato quello della struttura delle proteine. Così oggi sappiamo che esistono almeno quattro livelli di organizzazione: una struttura primaria, costituita dal numero di aminoacidi, dalla loro sequenza e dal numero di legami tra le catene polipeptidiche. La struttura secondaria è quella tridimensionale a spirale o a foglietto ripiegato ottenuta dalle catene. Se la forma della molecola è sferoidale o ellissoidale si ha una struttura terziaria. La struttura quaternaria infine è data dall’associazione di due o più unità polipeptidiche.

Per quanto riguarda l’origine delle proteine di cui ci cibiamo, secondo gli orientamenti degli ultimi anni, per una corretta alimentazione, i due terzi dovrebbero essere di origine vegetale (prevalentemente legumi) e solo un terzo di origine animale. Una persona, ogni giorno, ha bisogno di tanti grammi di proteine quanti sono i suoi chilogrammi di peso corporeo. Ciascuno può calcolare di quanti grammi di proteine ha bisogno giornalmente e quanto pochi dovrebbero essere quelli di origine animale!