Occhi diurni, occhi notturni

La retina dei primati, come quella di tutti i mammiferi, è costituita da due tipi di cellule, i coni, le cellule fotopigmentate adibite alla visione dei colori durante il giorno, e i bastoncelli, le cellule che contribuiscono a captare la poca luce disponibile durante le ore notturne. La proporzione di coni e bastoncelli varia, tuttavia, tra le specie in relazione

La retina dei primati, come quella di tutti i mammiferi, è costituita da due tipi di cellule, i coni, le cellule fotopigmentate adibite alla visione dei colori durante il giorno, e i bastoncelli, le cellule che contribuiscono a captare la poca luce disponibile durante le ore notturne. La proporzione di coni e bastoncelli varia, tuttavia, tra le specie in relazione alle abitudini e allo stile di vita.

Ma come si sono evoluti occhi tanto diversi a partire dal medesimo programma di sviluppo embrionale? La risposta a questa domanda giunge da un interessante studio pubblicato recentemente sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences. Un gruppo di riceratori americani e brasiliani ha analizzato lo sviluppo delle strutture legate al cervello durante l’embriogenesi di due specie di scimmie del Nuovo Mondo, la scimmia gufo o aoto felino (Aotus infulatus), primate con abitudini notturne, e il cebo dai cornetti (Cebus apella), specie diurna. Tutte le scimmie (comprese le antropomorfe) odierne sono diurne, con la singola eccezione Aotus infulatus, che si ritiene si sia differenziata dal suo antenato diurno intorno a 15 milioni di anni fa in Sud America.

Lo studio evidenzia che in entrambe le specie la specializzazione delle cellule dell’occhio avviene a partire da una sola cellula progenitrice di tutte quelle che andranno a costituire la retina. Anche la sequenza è la medesima, con i coni che si sviluppano prima rispetto ai bastoncelli. Le analisi hanno però mostrato che le differenze tra i due tipi di occhi, adattati alle due differenti modalità di visione, sono dovute in larga parte alla diversa durata della retinogenesi. In Aotus infulatus, infatti, lo sviluppo delle cellule specializzate della retina prosegue per un periodo di tempo decisamente superiore a quello impiegato durante l’embriogenesi di Cebus apella, con il risultato di un incremento del numero delle cellule bipolari, che fungono da connessione tra i fotorecettori e le cellule gangliari, ma soprattutto di bastoncelli. L’esito di questo “ritardo” dello spegnimento del segnale per la conclusione della retinogenesi è dunque la proliferazione delle cellule fotorecettrici in grado di favorire la visione notturna.

Questo processo favorisce, inoltre, lo sviluppo di occhi di dimensioni maggiori, come quelle della specie in questione, la cui superficie è di circa il 50% più grande rispetto ad una specie diurna avente la stessa taglia e massa cerebrale.

Ancora una volta viene mostrato come una piccola differenza a livello molecolare, che avviene però durante le delicate fasi dello sviluppo embrionale, possa aver comportato differenze molto grandi a livello mascroscopico, dal punto di vista sia anatomico che funzionale, provocando anche importanti conseguenze su stile di vita e comportamenti.

Andrea Romano


Riferimenti:
Michael A. Dyer, Rodrigo Martins, Manoel da Silva Filho, José Augusto P. C. Muniz, Luiz Carlos L. Silveira, Constance L. Cepko, Barbara L. Finlay. Developmental sources of conservation and variation in the evolution of the primate eye. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2009; DOI: 10.1073/pnas.0901484106