Evoluzione Bipede PDF - Riassunto Parte 2

EVOLUZIONE BIPEDE DELL’UOMO – PARTE 2 1. Trasformazioni dell’Architettura Vertebrale e dei Muscoli Associati 1.1. Processi Trasversi e Differenze tra Quadrupedi e Bipedi Quadrupedi (es. macaco): I processi trasversi sono sottili ed originano in posizione anteriore, all’interno del corp...

EVOLUZIONE BIPEDE DELL’UOMO – PARTE 2 1. Trasformazioni dell’Architettura Vertebrale e dei Muscoli Associati 1.1. Processi Trasversi e Differenze tra Quadrupedi e Bipedi Quadrupedi (es. macaco): I processi trasversi sono sottili ed originano in posizione anteriore, all’interno del corpo vertebrale, adatti a un’andatura quadrupede. Bipedi (es. Homo sapiens): I processi trasversi sono spostati posteriormente, a partire dal peduncolo e dalla lamina dell’arco vertebrale (punto di fuoriuscita del nervo spinale). Evoluzione nei primati: I gibboni, primi brachiatori, mostrano un iniziale spostamento posteriore; nelle scimmie clinogradi (es. scimpanzé) il processo, pur meno robusto, si orienta progressivamente verso una posizione posteriore, mentre nei bipedi diventa marcato e robusto. 1.2. Impatto sulla Muscolatura Nei quadrupedi: La posizione anteriore dei processi trasversi favorisce lo sviluppo della muscolatura addominale, mentre quella dorsale risulta meno sviluppata. Nell’uomo: La postura eretta richiede una muscolatura dorsale maggiormente sviluppata; i muscoli ventrali (come il psoas e l’ileopsoas, situati tra il processo spinoso e trasverso) risultano più sottili, poiché il sostegno viscerale viene affidato principalmente al bacino. Origine genetica: Mutazioni nei geni homebox, che regolano lo sviluppo dei somiti (le masse embrionali da cui derivano ossa e muscoli), hanno favorito queste modifiche strutturali, unitamente alla scomparsa della coda e alla posterizzazione dei processi trasversi, elementi fondamentali per l’agilità e il passaggio al bipedismo. 2. Adattamenti della Colonna Vertebrale e dei Movimenti 2.1. Evoluzione del Movimento della Colonna Dalla Notocorda alle Vertebre: La notocorda (tessuto cordoide) si trasforma in un asse cartilagineo che ossifica, lasciando il nucleo polposo come residuo funzionale. Da Ambiente Acquatico a Terrestre: Nei vertebrati marini il movimento è prevalentemente serpentiniforme, o laterale, della colonna vertebrale; con la transizione al terrestre si sviluppa il movimento flesso- estensore (gli arti divengono para-saggittali). Nel bipedismo: La colonna vertebrale assume principalmente il ruolo di supporto gravimetrico, consentendo maggiore rotazione e inclinazione laterale e dissipando parzialmente le forze di spinta. 2.2. Rinforzi Strutturali e Ligamentosi Supporto ed Elasticità: I legamenti longitudinali (anteriore e posteriore), i legamenti gialli e il collegamento tra i processi spinosi garantiscono coerenza ed elasticità durante i movimenti flesso-estensori. Curvatura Sigmoide: L’incremento delle curvature cervicale, toracica e lombare migliora la dissipazione delle forze durante la deambulazione bipede.  In un quadrupede la colonna vertebrale partecipa direttamente alle dinamiche di spinta, in un clinograde le forze di spinta in parte impattano lungo la colonna, in parte no e quindi si perde la fenomenologia di potenza e di velocità, nel bipede la colonna vertebrale non partecipa più alla direzione del moto, in quanto il movimento deambulatorio è perpendicolare alla colonna vertebrale stessa, mentre nell’uomo la colonna vertebrale è coinvolta minimamente nel dinamismo, ma è ampliamente coinvolta nella condizione gravimetrica, che interviene anche nel caso di carichi aggiuntivi posti sule spalle. 3. Adattamenti della Gabbia Toracica, degli Arti, della Colonna Vertebrale e del Bacino 3.1. Trasformazione della Gabbia Toracica e del Bacino: Forma: La gabbia toracica si trasforma da una forma a campana (tipica dei quadrupedi e degli scimpanzé) a una forma a botte nell’uomo, con conseguenti modifiche nelle superfici d’inserzione dei muscoli. Ciò comporta uno sviluppo di una massa intestinale più corta per le specie onnivore e non va ad influire sulle capacità respiratorie. Funzione: Questa trasformazione allinea il margine superiore del bacino, che si riduce soprattutto nella sua componente ileale, migliora la distribuzione del carico e consente una migliore organizzazione della muscolatura addominale e pelvica, essenziale per il bipedismo e per il trasporto di carichi (es. cura dei nascituri). 3.2. Evoluzione dello Scheletro Vertebrale ed Appendicolare: Colonna Vertebrale: Acquisizione delle curvature sigmoidee fondamentali per la postura eretta (come anche l’irrobustimento e lo spostamento in posizione posteriore dei processi trasversi, volte a garantire l’inserzione di muscoli dorsali e posturali di maggiori dimensioni), che insieme all’instaurarsi di un concetto di gradualità cranio-caudale delle vertebre in ogni compartimento di esse (corpo, processo spinoso e trasverso, ecc.), dove i settori più in basso tendono ad aumentare la loro dimensione e robustezza per sopportare il carico di quelli superiori, fornisce una maggiore elasticità, supporto dinamico delle forze, riducendo l’aspetto dissipativo di esse. Inoltre, abbiamo l’acquisizione di movimenti di inclinazione laterale e rotazione, oltre a quelli flesso-estensori. Organizzazione Appendicolare: L’architettura standard degli arti, condivisa da tutti i tetrapodi, si basa sul concetto di stilopodio, zeugopodio e autopodio. Questo quadro comune è la base dalla quale si differenziano l’arto superiore e inferiore. Gli arti sono ancorati alla colonna vertebrale dai cinti, un raggruppamento osseo presente sia a livello del bacino che all’apice della gabbia toracica (pelvico e pettorale, rispettivamente). Arto Superiore: Si riduce in lunghezza, con diminuzione degli elementi lunghi della mano e dello spazio tra radio ed ulna, liberando le mani dalla funzione di arrampicata per favorire la manipolazione fine. Inoltre, la scapola acquisisce la posizione posteriore e la fossa glenoidea, invece, acquisisce la posizione laterale, migliorando la gestione dello spazio anteriore, posteriore e laterale. Arto Inferiore: Si adatta per la corsa: si allunga il femore, aumenta l’inclinazione mediale, si ingrossa la tibia (sia corpo che testa) al fine di offrire una maggiore superficie di inserzione muscolare, si riduce la distanza tra tibia e fibula, l’alluce si avvicina alle altre dita, oltre alla riduzione degli elementi lunghi del piede, per la formazione degli archi plantari volta ad ottenere una migliore deambulazione. 3.4. Ripasso delle Articolazioni Sinartrosi: Articolazioni per continuità (fibrose, sindesmosi, gonfosi, suture) che garantiscono immobilità o mobilità limitata. Diartrosi: Articolazioni costituite da capsula sinoviale e profili ossei, che permettono movimenti rotazionali, circonduzioni ed estensioni; supportate da manicotti esterni e spazi tra i capi ossei. Questi adattamenti articolari assicurano una maggiore flessibilità e una trasmissione efficace delle forze durante il movimento. 4. Trasformazioni Craniche e Sviluppo Sensoriale 4.1. Modifiche del Cranio Riduzione del Massiccio Facciale: L’area splancnocranica si accorcia, alleggerendo il cranio e facilitando una postura eretta più stabile. Espansione delle Aree Occipitale e Frontale: Queste aree supportano lo sviluppo del sistema visivo e l’aumento della capacità cerebrale (neurocranio), essenziali per la manipolazione e le funzioni cognitive. Aumento della Volumetria Cerebrale e Cranica: L’aumento della prima, ovvero del cerebro, ha concesso anche l’aumento della seconda, delle quali, in termini di massa, abbiamo raggiunto il limite massimo supportato. 4.2. Evoluzione Sensoriale e Relazioni Sociali Sensibilità Cutanea: La riduzione del pelo ha portato a un’iper-sensibilità nelle spalle e nel volto, fondamentale per il contatto affettivo (ad es. l’abbraccio). Transizione Sensoriale: Nei primati l’olfatto era dominante; nell’uomo, lo sviluppo della visione tricromatica e l’espansione dell’area occipitale consentono una migliore percezione delle distanze, cruciale in ambienti aperti come la savana. 5. Considerazioni sulla Transizione Evolutiva e Funzionale 5.1. Linee Evolutive Biforcazione dal Proconsul: o Scimmie Antropomorfe: Comprendono gibbone, orangutan, gorilla, scimpanzé e bonobo, caratterizzati da strutture clinogradi e movimenti limitati a terra. o Linea Umana: Ritrovamenti come Sahelanthropus (~7 ma), Orrorin (~6 ma), Ardipithecus, Australopithecus (bipedi, pur mantenendo tratti da arrampicata) evolvono verso i protoumani (Homo abilis) e successivamente Homo ergaster/erectus (bipedi corridori). 5.2. Implicazioni Funzionali ed Endocrine Gestione del Carico: La riduzione della muscolatura ventrale, unitamente all’incremento della muscolatura dorsale e alla trasformazione del bacino, consente una gestione efficiente del carico corporeo, favorendo il trasporto di oggetti e cibo. Aspetti Sociali ed Endocrini: L’instaurarsi di coppie stabili e la partecipazione congiunta nelle cure parentali sono supportate da modificazioni endocrine (aumento di ossitocina e vasopressina) che rafforzano i legami affettivi e facilitano la cura della prole. 6. Nascita degli Arti e Transizione dai Pesci ai Tetrapodi 6.1. Origine degli Arti Da Movimento Nuotatorio a Appoggio: I primi vertebrati acquatici possedevano una notocorda e si muovevano con un andamento serpentiniforme; l’arto non esisteva come struttura d’appoggio, bensì come membrana remigante. 6.2. Pinna Ossea e Differenziazione Attinopterigi vs. Sarcopterigi: o Attinopterigi: Sviluppano pinne delicate, costituite prevalentemente da raggi cartilaginei. o Sarcopterigi: Presentano una pinna ossea robusta (es. Eusthenopteron) con un corredo muscolare sviluppato, che consente l’appoggio a terra e costituisce la base per la transizione e la formazione degli arti. 6.3. Sviluppo delle Cavità Nasali e dei Polmoni Modifica delle Cavità Nasali: Nei sarcopterigi le cavità nasali si allungano e si dividono in una narice esterna e una interna (a livello del palato), predisponendo lo sviluppo della vescica natatoria e, successivamente, l’evoluzione dei polmoni (come nei dipnoi). 7. Conclusioni Generali Trasformazioni Strutturali: Le modifiche nell’architettura vertebrale (posterizzazione e robustezza dei processi trasversi), nella gabbia toracica (da campana a botte) e nello scheletro appendicolare (specializzazione degli arti inferiori e riduzione dell’arto superiore, con base nel quadro di stilopodio, zeugopodio e autopodio) hanno consentito il passaggio dal movimento quadrupede/clinograde a quello bipede stabile. Sviluppo Cranico e Sensoriale: La riduzione del massiccio facciale e l’espansione delle aree occipitale e frontale, insieme alla transizione da un sistema sensoriale basato sull’olfatto a uno incentrato sulla visione, hanno supportato l’aumento della capacità manipolatoria e lo sviluppo cognitivo. Impatti Funzionali ed Endocrini: Questi adattamenti strutturali, uniti a modificazioni nei sistemi muscolari ed endocrine (che favoriscono legami affettivi e la cura parentale), hanno facilitato il successo evolutivo della linea umana. Transizione dagli Arti dei Pesci ai Tetrapodi: La trasformazione delle pinne (da attinopterigi a sarcopterigi) e lo sviluppo delle cavità nasali hanno posto le basi per la formazione degli arti e l’evoluzione della respirazione aerea.