Il termine neotenia deriva dal latino neotenia; neo + greco teinein = estendere, che significa quando la vita larvale è estesa. Neoteny chiamato anche juvenilization, è la conservazione, da parte degli adulti in una specie, di tratti precedentemente visto solo nei giovani. La neotenia ha due forme che dipendono dalla capacità degli individui di riprodursi.
La pedomorfosi fu proposta per la prima volta da WalterGarstang nel 1922. I meccanismi sottostanti per questo includono l’eterocronia (cambiamento delle caratteristiche durante lo sviluppo). La pedomorfosi è comune in molte specie animali addomesticate dall’uomo, tra cui cani, polli, maiali e bovini. Si ritiene che sia un effetto collaterale della pressione selettiva dell’allevamento diretto dall’uomo per le caratteristiche comportamentali giovanili come la docilità e la carineria. La pedomorfosi si verifica anche nelle termiti e in diverse specie di scarafaggi. Gli esseri umani sono considerati da alcuni scienziati pedomorfi, a causa della loro faccia appiattita, mascella corta e fronte bulbosa rispetto ad altri primati adulti.
La pedogenesi è l’atto di riproduzione da parte di un organismo che non ha raggiunto la maturità fisica. In altre parole, la pedogenesi è la produzione di prole da parte di un organismo nella sua forma larvale o giovanile e l’eliminazione della fase adulta del ciclo vitale. È associato alla progenesi, dove la maturità sessuale viene raggiunta nella forma giovanile e non viene raggiunta un’ulteriore maturità fisica. La pedogenesi si trova negli insetti in cui lo stadio larvale si riproduce senza raggiungere la maturità. Si verifica nelle femmine di alcuni coleotteri, Strepsiptera, bagworms, cocciniglie e moscerini della cistifellea.
ESEMPI DI NEOTENIA
Uccelli senza volo
Si ritiene che gli uccelli senza volo come struzzi, emù, casuari e kiwi si siano evoluti mantenendo i caratteri dei pulcini e perdendo la capacità di volare. Le proporzioni fisiche di questi uccelli assomigliano a quelle dei pulcini degli uccelli svolazzanti.
Si pensa che gli umani
Con tratti umani come peli del corpo radi e teste ingrandite ricordino i primati del bambino. La tolleranza al lattosio negli adulti è una forma di neotenia ora considerata normale in alcune popolazioni che tradizionalmente consumano latte mentre la maggior parte degli altri esseri umani sono intolleranti al lattosio da adulti. Anche se le femmine maturano in età precoce, le donne non vanno ad acquisire la pelle indurita, peli grossolani del corpo, cartilagine tiroidea, creste ossee occhio, o voci approfondite che sono l’eredità comune della maggior parte degli ominoidi adulti e altri primati. Le caratteristiche pedomorfe nelle donne sono ampiamente riconosciute come desiderabili dagli uomini. Ad esempio, i capelli vellus sono una caratteristica giovanile. Tuttavia, mentre gli uomini sviluppano capelli terminali più lunghi, più grossolani, più spessi e più scuri attraverso la differenziazione sessuale, le donne no, lasciando visibili i loro capelli vellus.
Stephen Jay Gould era un sostenitore del punto di vista che gli esseri umani sono una specie neotena di scimpanzé. L’argomento è che gli scimpanzé giovanili hanno una struttura ossea quasi identica agli umani e che la capacità di apprendimento dello scimpanzé sembra essere interrotta al raggiungimento della maturità.
Un’altra teoria suggerisce che le caratteristiche neoteniche degli umani fossero una strategia evolutiva che consentiva ai Cro-Magnon di ottenere la predominanza sui neanderthal (e forse H. erectus e H. heidelbergensis) facendo appello agli istinti di nutrimento di queste specie attraverso la carineria pedomorfa e per evitare l’aggressione territoriale.
Bolk (1926) fornì una lista abbreviata di caratteri neotenici umani:
- La nostra ortognatia “dalla faccia piatta”.
- Riduzione o mancanza di peli sul corpo.
- Perdita di pigmentazione in pelle, occhi e capelli.
- La forma dell’orecchio esterno.
- La posizione centrale del forame magnum (migra all’indietro durante l’ontogenesi dei primati).
- Alto peso relativo del cervello.
- Persistenza delle suture craniche ad un’età avanzata.
- Le grandi labbra delle donne.
- La struttura della mano e del piede.
- La forma del bacino.
- La posizione ventralmente diretta del canale sessuale nelle donne.
- Piccoli denti e variazioni della fila dei denti e delle suture craniche. Eruzione tardiva dei denti.
- Assenza di creste oculari.
- Assenza di creste craniche.
- Magrezza delle ossa del cranio.
- Posizione delle orbite sotto la cavità cranica.
- Nessuna rotazione dell’alluce.
- Periodo prolungato di dipendenza infantile e periodo prolungato di crescita.
- Portata di lunga vita.
- Piangere è tra i comportamenti infantili. Certamente l’anatomia e la fisiologia del viso umano sono progettate in modo complicato sia per lo scarico delle lacrime che per le espressioni facciali e vocali che li accompagnano per attirare l’attenzione e la simpatia.
Origine dei cordati
È possibile che i cordati abbiano avuto origine dalla neotenia. Le prove molecolari suggeriscono che i parenti più stretti dei cordati sono i tunicati, alimentatori di filtri marini. Sebbene sessili nella loro forma adulta e sessualmente matura, i tunicati hanno una forma di dispersione larvale mobile, che ha una notocorda simile a quella che si trova nei cordati. Ad un certo punto, le larve mobili del tunicato divennero sessualmente mature prima della metamorfosi e diedero origine a cordati nuotatori liberi.
Neotenia in amphibia
La pedomorfosi naturale si verifica in molte specie di anfibi, in particolare ambistomatidi e salamandre proteiche. Negli anfibi può essere obbligato o facoltativo. Ad esempio, alcune salamandre mantengono le loro branchie durante l’età adulta, a differenza della maggior parte degli altri anfibi.
La maggior parte delle popolazioni neoteniche appartiene al complesso della Salamandra tigre – Ambystoma tigrinum, Ambystoma velasci, Ambystoma mavortium e i loro parenti stretti. Le specie di ambistoma interamente neoteniche comprendono l’Axolotl, l’Ambystoma taylori, l’Ambystoma andersoni e l’Ambystoma dumerilii. I neoteni mantengono la capacità di rigenerare arti, code e quasi tutti gli organi del loro corpo. Neotenia, a volte chiamato pedomofismo, è evidente in Urodela, tranne Rhyacotritonidae.
Esistono tre tipi di neotenia, obbligare, obbligare inducibile e facoltativa.
Neotenia obbligata
Tutti i membri delle famiglie Amphiumidae, Sirenidae, Cryptobranchidae e Proteidae sono neoteni obbligati, il che significa che non metamorfosano mai completamente e mantengono le caratteristiche larvali in vari gradi fino all’età adulta. La maggior parte di queste specie sono insensibili alle dosi di ormone tiroideo.
Neoteni obbligati inducibili
I neoteni obbligati inducibili della famiglia Ambystomatidae e alcune specie della famiglia Plethodontidae sono unici in quanto la metamorfosi può essere indotta manipolando la funzione tiroidea in laboratorio. Il più famoso neotene obbligato inducibile è forse Ambystoma mexicanum (Ambystomatidae).
Neotenia facoltativa
La neotenia facoltativa è osservata in Salamandridae, Dicamptodontidae, Ambystomatidae, Hynobiidae e Plethodontidae. La neotenia facoltativa si verifica in individui o intere popolazioni a causa di fattori ambientali. Ad esempio, a temperature estremamente fredde, dove un’esistenza terrestre sarebbe inospitale, individui o popolazioni possono rimanere acquatici, mantenendo le caratteristiche larvali nell’età adulta.
La larva Axolotl e Neoteny
Un axolotl sessualmente maturo, all’età di 18-24 mesi, varia in lunghezza da 15-45 centimetri. Gli Axolotl possiedono caratteristiche tipiche delle larve di salamandra, tra cui branchie esterne e una pinna caudale che si estende da dietro la testa fino allo sfiato. Le loro teste sono larghe e i loro occhi sono senza coperchio. I loro arti sono sottosviluppati e possiedono cifre lunghe e sottili. I maschi sono identificati dalla loro cloaca gonfia rivestita di papille, mentre le femmine sono evidenti per i loro corpi più larghi pieni di uova. Gli Axolotl hanno denti vestigiali appena visibili che si sarebbero sviluppati durante la metamorfosi. Tre paia di branchie esterne sono utilizzate per la respirazione, anche se il pompaggio buccale (inghiottendo aria dalla superficie) può anche essere utilizzato al fine di fornire ossigeno ai polmoni.
Fattori che influenzano la neotenia
Nell’axolotl, il fallimento metamorfico è causato da una mancanza di stimolazione della tiroideormone, che viene usato per indurre la tiroide a produrre tiroxina nella trasformazione delle salamandre. Axolotls può essere indotto a metamorfosi da un’iniezione di iodio (utilizzato nella produzione di ormoni tiroidei) o da colpi di ormone tiroxina.
Un altro metodo per indurre la metamorfosi è quello di tenerli in serbatoi di acque poco profonde. In seguito, per un periodo di settimane, si trasformeranno lentamente in salamandre adulte. Tuttavia, la maggior parte dei tentativi di indurre la metamorfosi portano alla morte. Ciò è probabilmente dovuto alla forte base genetica per la neotenia negli axolotl dell’animale domestico. Anche la metamorfosi artificiale accorcia drasticamente la durata della vita degli axolotl, se sopravvivono al processo.
La ricerca indica che la neotenia si verifica perché l’ipotalamo del cervello non riesce a produrre l’ormone che induce l’ipofisi a stimolare la ghiandola tiroidea a produrre ormoni della crescita che innescano la metamorfosi. Alcuni scienziati pensano che la neotenia possa essersi evoluta come risposta ai pericoli della vita sulla terra.