Natural Sciences

Homo erectus sapeva navigare!!!

L'Homo erectus è un Primate estinto della sottofamiglia degli ominidi, il gruppo che include l'uomo. I metodi più recenti di datazione dei resti fossili hanno permesso di accertare che Homo erectus era presente a Giava quasi 2 milioni di anni fa; le ultime tracce risalirebbero a 30.000 anni fa.
Rispetto agli ominidi più primitivi, le caratteristiche anatomiche di Homo erectus sono le più vicine a quelle dell'uomo moderno: il suo cervello aveva capacità di 1150 cc e il cranio era arrotondato; era inoltre più alto, aveva la faccia più piatta e i denti più piccoli. Infine, la differenza di corporatura tra maschi e femmine risultava meno evidente.
Il maggior volume cranico e lo sviluppo fisico lo resero in grado di compiere attività prima impossibili: era infatti in grado di cacciare in modo sistematico, di costruire insediamenti, di accendere il fuoco e di produrre manufatti litici di una certa complessità. Homo erectus fu il primo ominide che si diffuse fuori dal continente africano.
Gli studi su Homo erectus iniziarono nel XIX secolo, stimolati dalla teoria di Darwin sull'evoluzione: si cercava l'anello mancante tra l'uomo moderno e le scimmie antropomorfe. Nel 1891 E. Dubois trovò a Giava un frammento di cranio e un osso di una gamba che dovevano essere appartenuti a un ominide con volume cerebrale di 850 cc e di statura eretta. Attorno al 1920 vennero trovati altri fossili in Cina che confermarono tali ipotesi, finché nel 1984 venne ritrovato in Kenia uno scheletro quasi completo, familiarmente chiamato "il ragazzo di Turkana".
Per lungo tempo gli antropologi ritennero che Homo sapiens si fosse evoluto in varie parti della Terra a partire da popolazioni di Homo erectus preesistenti; tuttavia tale ipotesi è stata oggi da molti abbandonata. Si ritiene infatti che Homo sapiens sia comparso in Africa e che discenda dalla specie Homo ergaster, inizialmente classificata come Homo erectus; Homo ergaster si sarebbe diffuso poi su altri continenti, dando origine anche a Homo erectus.
Tra le questioni oggetto di dibattito risulta particolarmente interessante quella relativa al linguaggio. Alcuni scienziati, sulla base di considerazioni anatomiche, ritengono che Homo erectus fosse in grado di produrre più di una rudimentale vocalizzazione, mentre altri, tenendo conto della qualità dei manufatti e dell'assenza di produzione artistica, respingono questa ipotesi.

Secondo uno studio pubblicato dalla rivista scientifica "Nature", Homo erectus, un ominide comparso in Africa circa due milioni di anni fa, sarebbe stato capace di compiere viaggi per mare. La ricerca, condotta dai ricercatori dell'università australiana del New England, offre nuovi spunti di discussione nel dibattito in corso sull'evoluzione umana.
Nel 1998 un gruppo di ricercatori dell'università australiana del New England ha annunciato il rinvenimento sull'isola indonesiana di Flores di alcuni utensili di pietra che risalirebbero a più di 800.000 anni fa. Questa scoperta sembra avvalorare l'ipotesi secondo cui Homo erectus, un primate comparso quasi due milioni di anni fa, avrebbe compiuto ripetuti viaggi marittimi. Finora gli studiosi avevano invece ritenuto che la prima prova delle capacità di navigazione degli esseri umani fosse la colonizzazione dell'Australia, avvenuta circa 40.000 – 60.000 anni fa da parte di Homo sapiens sapiens.
Secondo l'ipotesi dei ricercatori australiani, Homo erectus sarebbe migrato sull'isola di Giava attraversando i ponti di terra che oltre un milione e mezzo di anni fa congiungevano Giava all'isola di Sumatra. Da Giava si sarebbe poi spostato nell'isola di Flores, che oggi è a circa 24 km dall'isola successiva e che anche all'epoca era completamente circondata dall'acqua, come dimostra l'assenza, sull'isola, di fossili di animali presenti invece su Giava. Per raggiungere Flores era necessario attraversare 3 bracci di mare per un totale di almeno 19 km ed era pertanto indispensabile l'uso di zattere che permettessero a gruppi di decine di individui la traversata. La capacità di costruire semplici zattere di bambù richiederebbe intelligenza e abilità tecnica superiori a quelle finora attribuite a Homo erectus così come l'organizzazione di una traversata marittima potrebbe aver richiesto capacità di comunicazione verbale più evolute di quanto finora sospettato.
I ritrovamenti di Flores sembrano coerenti con l'ipotesi detta "multiregionale". Essa prevede che l'evoluzione di Homo sapiens sapiens sia avvenuta a partire da Homo erectus in modo simultaneo in aree diverse del pianeta. L'ipotesi alternativa, detta "out of Africa", sostiene invece che Homo sapiens sapiens sia originariamente comparso nell'Africa subsahariana oltre 150.000 anni fa e che da qui si sia rapidamente diffuso in tutto il mondo, soppiantando Homo erectus, migrato dallo stesso continente molto tempo prima.

Tettonica a zolle e deriva dei continenti

In questo messaggio descrivo brevemente questo fenomeno in continuo movimento, che ogni giorno modifica la morfologia del nostro pianeta.

La litosfera (crosta terrestre + mantello) è suddivisa in numerose placche, o zolle, formate da litosfera oceanica o da litosfera oceanica e/o continentale, che si spostano reciprocamente, trascinate da lenti movimenti convettivi presenti nel mantello superiore. Le interazioni tra le placche sono responsabili dei principali lineamenti strutturali della Terra e delle attività vulcanica, sismica e orogenetica. Il modello dinamico della litosfera noto come tettonica a placche riesce a inquadrare in modo unificato e coerente parecchi gruppi di dati fra loro indipendenti, quali le anomalie magnetiche dei fondali oceanici, la variazione dell'età dei sedimenti oceanici e della sottostante litosfera oceanica, la distribuzione degli ipocentri dei terremoti, la morfologia dei fondi oceanici ecc. Gli scudi sono parti di continenti, le più stabili, spianate dall'erosione, nelle quali affiorano rocce scistoso-cristalline intensamente deformate e rocce plutoniche acide precambriane; le piattaforme sono invece aree continentali in cui un basamento cristallino, analogo allo scudo, è ricoperto da una copertura più o meno spessa di rocce prevalentemente sedimentarie, di età dal Precambriano al Cenozoico. I bacini oceanici sono formati da un basamento di litosfera oceanica ricoperta da una sottile copertura sedimentaria, di spessore minimo in corrispondenza delle dorsali oceaniche e crescente in direzione dei margini continentali. I fondi oceanici sono caratterizzati dalla presenza di anomalie magnetiche con disposizione in bande allungate parallele all'andamento della dorsale oceanica più prossima. Il fatto che non esistono parti di fondo oceanico di età superiore ai 250 milioni di anni è conseguenza della continua formazione di nuovo pavimento oceanico in corrispondenza delle dorsali e della consumazione di quello più vecchio per discesa nel mantello lungo le zone di subduzione, indicate dalla presenza di fosse oceaniche. Le dorsali costituiscono rilievi sommersi che formano un sistema di cinture interconnesso presente in tutti gli oceani, molto spesso nella parte mediana degli stessi. Lo sviluppo complessivo delle dorsali raggiunge gli 80. 000 km e interessa il 10% circa della superficie terrestre. Le dorsali sono caratterizzate da un'attività vulcanica molto intensa; sono inoltre attraversate da faglie perpendicolari alla loro direzione (faglie trasformi) che dislocano trasversalmente i singoli segmenti della dorsale, causando terremoti ed eruzioni vulcaniche. La fratturazione delle dorsali è messa in relazione al loro spostamento orizzontale conseguente all'espansione dei fondali oceanici. Gli espandimenti vulcanici basici (plateau basaltici) sono il risultato di imponenti manifestazioni di attività vulcanica lineare che hanno portato alla copertura di vaste aree con più strati di colate per spessori che possono raggiungere anche i 3 km. L'orogenesi è il complesso dei processi che concorrono alla formazione di una catena montuosa. Questi processi si verificano in corrispondenza dei margini di placca convergenti e, a seconda del tipo di convergenza tra placche, il prodotto può essere l'orogenesi di un arco insulare (convergenza oceano-oceano), orogenesi di cordigliera (convergenza oceano-continente) oppure orogenesi collisionale (collisione continente-continente). Il processo orogenetico è molto lungo nel tempo (dell'ordine del centinaio di milioni di anni). Nel lontano passato la Terra è stata interessata da numerosi cicli orogenetici, che hanno formato l'ossatura degli scudi precambriani; quelli più recenti si sono verificati durante l'eone fanerozoico (il cui inizio risale a 570 milioni di anni fa): si tratta del ciclo caledoniano (sviluppatosi nel Paleozoico inferiore, tra il Cambriano e il Devoniano inferiore, ossia tra 570 e 370 milioni di anni fa), del ciclo ercinico (sviluppatosi essenzialmente nel Paleozoico superiore, va dal Devoniano medio al Triassico inferiore, ossia tra 370 e 220 milioni di anni fa) e del ciclo alpidico (da dopo l'inizio del Mesozoico fino a oggi, ossia a partire da 220 milioni di anni fa ). Le zone di frattura sono depressioni per lo più strette e allungate, dovute a porzioni di crosta terretsre abbassatesi lungo sistemi di faglie: di questo tipo è la stretta e lunga zona di frattura che decorre dalla Siria al Mar Rosso, ai grandi laghi dell'Africa orientale (Rift Valley).

Il Nautilus: l'architetto sottomarino

Classificazione scientifica
Regno:             Animalia
Phylum:           Mollusca
Classe:            Cephalopoda
Sottoclasse:    Nautiloidea
Ordine:            Nautilida
Famiglia:         Nautilidae

Vorrei raccontare qualcosa a proposito di questo splendido animale.  Innanzitutto è bene spiegare cosa sono i cefalopodi.

I cefalopodi sono molluschi con un capo ben sviluppato che porta intorno alla bocca una corona di braccia o tentacoli, estremamente mobili, armati di ventose o uncini. Sono molluschi a simmetria bilaterale. La bocca possiede mandibole a forma di becco di pappagallo e una lingua munita di denti che viene chiamata radula. I cefalopodi posseggono ghiandole salivari, esofago, stomaco, cieco, fegato e intestino. Sono ovipari e a sessi separati, di conseguenza possono presentare dimorfismo sessuale. Il cuore è formato da un ventricolo e da un numero di orecchiette pari al numero delle branchie (2 o 4 nel Nautilus). Posseggono un sistema nervoso ben sviluppato e occhi ben organizzati. La conchiglia è ridotta e può essere esterna (Nautilus), interna (Seppia), vestigiale (Calamaro) o assente come nel Polpo.
Un imbuto espelle l'acqua dalla cavità del corpo generando un getto che consente all'animale rapidi spostamenti, ma i cefalopodi possono muoversi anche utilizzando i tentacoli e le pinne. La livrea è estremamente variabile e i rapidi cambiamenti di colore sono una caratteristica fondamentale del loro comportamento. Le dimensioni variano da pochi centimetri a 20 metri di lunghezza totale. Circa mille specie vivono tutt'ora in ambiente oceanico da 0 a 5000 metri di profondità.
In base al numero di branchie i cefalopodi possono essere classificati in dibranchiati e tetrabranchiati (Nautilus). A seconda del numero di tentacoli o braccia, i dibranchiati si dividono in ottopodi (8tentacoli) e decapodi (8 braccia e 2 tentacoli). Gli ottopodi sono prevalentemente bentonici e comprendono specie molto comuni come il polpo (Octopus vulgaris) e il moscardino (Eledone).

Anatomia del Nautilus

Il Nautilus presenta caratteristiche che lo distinguono dagli altri cefalopodi. Ha un guscio piano-spiralato, involuto, con una grande camera d’abitazione ed un fragmocono (spessa conchiglia) costituito da numerose camere minori piene di gas (ossigeno, anidride carbonica, azoto e argon). L’evoluzione del fragmocono ha permesso ai primi cefalopodi di svincolarsi dal fondo. La conchiglia è uno speciale organo destinato essenzialmente a due compiti:
1) proteggere le parti più delicate del corpo
2) provvedere, attraverso le camere contenenti gas e liquido, all’equilibrio idrostatico dell’animale.
Il corpo di un Nautilus può essere suddiviso in tre parti:
1) una regione anteriore che comprende tentacoli, bocca, occhi, iponomo e cappuccio
2) una regione viscerale che è formata dagli organi del sistema circolatorio, dal tubo digerente, dall’apparato riproduttore ed escretore
3) il sifone, un sottile tubo racchiuso da una guaina calcarea e proteica, si estende dalla parte posteriore del capo alla camera più interna della conchiglia.
Il sifone è un prolungamento del mantello; ha l’aspetto di un cordone carnoso, cavo per contenere i vasi venosi e arteriosi. E’ protetto da un rivestimento di conchiolina (polisaccaridi e polipeptidi) e aragonite secrete dal sifone stesso. Esso percorre tutto il fragmocono, passando attraverso i fori sifonali di ciascun setto. Detti fori sono provvisti di collaretti abbastanza lunghi, rivolti all’indietro, cioè verso la loggia embrionale (tipo retrosifonato). Al sifone spetta la funzione di regolazione di pressione dei gas, col risultato di variare la quota di immersione (funzione idrostatica).
I tentacoli sono numerosi (circa 90) e sono specializzati per una varietà di compiti, dalla ricerca del cibo alla riproduzione, ma non vengono usati dal Nautilus per compiere spostamenti.
Circondata dai tentacoli, la bocca è munita di due grandi e robuste mandibole cornee impregnate distalmente di carbonato di calcio, simili nell’insieme ad un becco di pappagallo e manovrate da forti muscoli.
Gli occhi, prominenti e peduncolati, si trovano ai lati del capo e contrariamente agli altri cefalopodi, sono sprovvisti di cristallino e funzionano in base al principio della camera obscura. La pupilla, un foro pieno di acqua di mare che comunica con l’interno dell’occhio è in grado di restringersi o dilatarsi in relazione al variare dell’intensità luminosa. Questa struttura oculare, a sua volta, consente di compensare i movimenti ritmici o oscillatori dovuti al sistema propulsivo, cosi’ l’immagine resta fissa sulla retina. E’ probabile che il Nautilus sia in grado di ‘correggere’ l’immagine imperfetta fornita dall’occhio con qualche meccanismo a livello della regione ottica del cervello, utilizzando la vista come sistema di riferimento per valutare i propri spostamenti e orientarsi.
Il vistoso cappuccio, che si trova sopra il capo e i tentacoli, chiude l’apertura della conchiglia quando l’animale è retratto al suo interno. La superficie del cappuccio è coperta da rugosità e la sua morfologia varia secondo la specie, mentre la sua colorazione è simile a quella della conchiglia. Se l’animale si trova in condizioni ambientali non favorevoli o ha subito un attacco da parte di un predatore, il cappuccio si sbianca progressivamente. Tale cambiamento di colore è tuttavia reversibile anche se non è correlato alla presenza di cromatofori cosi’ comuni nei cefalopodi e assenti nel Nautilus. Il cappuccio aderisce alla parte dorsale della conchiglia che in quest’area di contatto è nera e completamente liscia e sigillata ermeticamente con muco.
Il sistema circolatorio del Nautilus, formato ampliamente da seni e vasi con pareti piuttosto sottili, funziona a bassa pressione (0,2 – 0,6 atmosfere). Anche le pulsazioni del cuore hanno un ritmo poco elevato che corrispondono a circa 20/min.
Le branchie sono relativamente grandi (sino a 6 cm in individui adulti) e si trovano ventralmente nella cavità del mantello all’interno della conchiglia. Il Nautilus è un tetrabranchiato, possiede cioè due paia di branchie, anziché un solo paio come gli altri cefalopodi. Ciascuna branchia è connessa con il cuore attraverso un’auricola.
Il mantello, che avvolge la parte posteriore del corpo dell’animale, si è specializzata nella secrezione dei setti che formano le camere all’interno della conchiglia. I setti sono formati soltanto dallo strato interno: nel Nautilus appaiono come sottili pareti arcuate, a concavità rivolta in avanti (setti proceli) e regolarmente distanziati tra loro. L’attacco tra guscio e setto avviene lungo la cosidetta linea di sutura non visibile all’esterno. Il guscio, costituito di conchiolina e aragonite, presenta uno strato esterno, porcellanaceo, ed uno interno, madreperlaceo.
Il principale organo di locomozione è rappresentato dall’ iponomo, situato al di sotto dei tentacoli. A differenza di altri cefalopodi l’iponomo del Nautilus è formato da un foglio muscolare ripiegato anziché da un tubo ed è estremamente mobile e flessibile e può estendersi oltre l’apertura della conchiglia.

E'estremamente interessante e complicato il processo di formazione di una nuova camera d'abitazione (non per niente viene definito Architetto Sottomarino!!)

Attraverso l’uso della radiografia sono state osservate le varie fasi della formazione di una nuova camera e sono stati identificati stadi principali:
1) formazione di un bordo calcareo sulle pareti della conchiglia
2)  secrezione di un nuovo setto
3)  svuotamento di liquido diluito
4)  svuotamento di liquido concentrato.
La secrezione del tubo che avvolge il sifone è contemporanea alla seconda fase. Il bordo calcareo è il punto di ancoraggio del nuovo setto e ne definisce la posizione e la forma, intersecandosi con le pareti della conchiglia. Il corpo migra in avanti e la parte posteriore del mantello, attaccandosi al bordo calcareo inizia la secrezione del setto che diventa progressivamente più spesso. Nello stesso tempo i vari strati che compongono il tubo del sifone vengono secreti dal sifone stesso. Il nuovo spazio che si è formato risulta pieno di liquido. Questo consente al setto di raggiungere uno spessore sufficiente a sopportare sul suo lato concavo, la differenza di pressione tra l’esterno e l’interno della camera. L’apparire di bolle di gas definisce l’inizio del terzo stadio. La rimozione del liquido camerale si verifica quando lo spessore del setto è 25-60% dello spessore definitivo. Quando circa il 50% del liquido camerale è stato rimosso il suo assorbimento diminuisce a causa della mancanza di contatto diretto tra sifone e liquido. Inizia così la quarta fase che continua finchè la camera non è completamente vuota. Contemporaneamente inizia il ciclo che porta alla formazione di un’altra camera.
La secrezione dei tre strati del tubo che avvolge il sifone avviene per opera del suo epitelio.

Complicato è! ...ma lo rende molto affascinante..