Un recente studio pubblicato sulla rivista scientifica iScience rivela che le tartarughe sono i primi vertebrati conosciuti a utilizzare due diversi meccanismi per formare le squame della testa: uno basato su segnali genetici e l'altro puramente meccanico. Questa scoperta migliora la nostra comprensione dell'evoluzione e apre le porte a innovazioni tecnologiche.
Tradizionalmente, le strutture cutanee come squame, piume e peli nei vertebrati hanno origine dalle placodi, regioni specializzate dell'epidermide controllate da segnali genetici altamente conservati. Tuttavia, i coccodrilli presentano un'eccezione: le loro squame della testa si formano attraverso la piegatura fisica della pelle in crescita. Gli scienziati dell'Università di Ginevra (UNIGE) hanno ora scoperto che le tartarughe combinano entrambi i processi, un approccio senza precedenti tra i vertebrati.
Utilizzando la microscopia a foglio di luce 3D e la modellazione computazionale, il team ha dimostrato che semplici forze fisiche sono sufficienti per generare i modelli irregolari osservati nelle squame delle tartarughe. I modelli simulati, regolando parametri come la rigidità dei tessuti e il tasso di crescita, sono riusciti a replicare le forme squamose reali osservate in diverse specie di tartarughe. Questo risultato mette in discussione i paradigmi tradizionali della biologia dello sviluppo.
Da una prospettiva evolutiva, le tartarughe (Testudinata) sono i parenti viventi più vicini dei coccodrilli e degli uccelli. Il fatto che le tartarughe e i coccodrilli condividano il meccanismo fisico per la formazione delle squame suggerisce che si tratta di un tratto ancestrale, presente nell'ultimo antenato comune del gruppo. Questa ricerca evidenzia il ruolo attivo della fisica nella morfogenesi, il processo biologico che fa sviluppare a un organismo la sua forma.
Oltre al suo impatto accademico, questo studio apre le porte a innovazioni tecnologiche. Comprendendo come la natura crea strutture complesse basate su semplici regole fisiche, si aprono opportunità per progressi nella biomimetica, nella medicina rigenerativa e nella progettazione di materiali. Questa ricerca dimostra come la piegatura meccanica possa modellare i modelli biologici, offrendo soluzioni pratiche ispirate alla natura.