Un team internazionale di ricercatori, guidato da scienziati in Canada, ha finalmente risolto il mistero del perché gli embrioni di serpente si attorcigliano in spirali strette prima della schiusa. La risposta, pubblicata su Current Biology, non è una qualche angoscia esistenziale per la lunghezza dei loro corpi – anche se ci va vicino. Si scopre che l'avvolgimento è una necessità fisica per accogliere i loro corpi eccezionalmente lunghi, che li distingue da ogni altro vertebrato.

La spirale si forma mentre il corpo dell'embrione si allunga rapidamente e il suo intestino funge da guinzaglio, facendo sì che il corpo in crescita si pieghi e si attorcigli in una spirale destrorsa. "È come quando regoli la lunghezza di una cinghia e il lato più lungo che si piega si attorciglia", spiega il dottor Tetsuto Miyashita, biologo evoluzionista del Canadian Museum of Nature e autore senior dello studio.

La scoperta aggiunge gli embrioni di serpente alla crescente lista di strutture a spirale naturali che continuano a sconcertare gli scienziati. "C'è un tocco di mistero nelle spirali, e stiamo solo iniziando a capire come queste forme vengono prodotte negli animali, come il nostro intestino che si avvolge, le conchiglie delle lumache, e ora questi bellissimi embrioni di serpente avvolti a spirale", dice l'autrice principale Alexandra Weber, ora studentessa laureata in zoologia all'Università della British Columbia.

Miyashita aggiunge: "Questi enigmi stuzzicano la nostra curiosità. Dopotutto, le forme a spirale in natura hanno ispirato creazioni umane che vanno dalla pasta rotini, al palo da barbiere o persino alle raffigurazioni della 'Torre di Babele' biblica."

Il progetto stesso è nato da una circostanza piuttosto banale: il lockdown per il COVID nel 2020. Miyashita, lavorando da casa, aveva bisogno di una domanda di ricerca che i suoi studenti potessero affrontare senza laboratori o collezioni museali. "Poi la lampadina si è accesa. Avevo ereditato dal mio supervisore di dottorato questa fascinazione per le asimmetrie nelle forme animali. Quindi ogni volta che vedevo immagini di embrioni di serpente negli articoli, mi chiedevo se fossero destrorsi o mancini nel loro avvolgimento."

Quella domanda è diventata la base dello studio. Miyashita ha chiesto a Weber, allora alla Carleton University, insieme a due studenti universitari dell'Università di Ottawa, di setacciare ricerche pubblicate e database museali per fotografie di serpenti in via di sviluppo. "Abbiamo ottenuto immagini di più di 900 embrioni appartenenti a 39 specie di serpenti e altri squamati senza arti. È un campione statisticamente robusto."

È emerso un chiaro schema: nelle prime settimane dopo la deposizione delle uova, gli embrioni si avvolgevano solo destrorsamente – verso destra, visti dalla testa alla coda. "In questi stadi, gli embrioni non hanno muscoli per muoversi, quindi forze diverse li fanno avvolgere a destra", spiega Weber. "Ma non sapevamo cosa li spingesse a farlo."

Un indizio cruciale è venuto dal dottor Raul Diaz, un collaboratore della California State University di Los Angeles. Diaz ha usato la tomografia computerizzata per esaminare gli embrioni di serpente in maggiore dettaglio anatomico, rivelando qualcosa di inaspettato: "La TAC di Raul di un embrione di serpente ha rivelato una struttura che non avevamo mai visto prima – era un pilastro di intestino che si estendeva attraverso la spirale del corpo avvolto", dice Miyashita. "C'è un intestino staccato dal resto del corpo, circondato da viticci di vasi sanguigni dal tuorlo."

Quell'osservazione ha dato al team il meccanismo che cercavano. Gli embrioni di serpente devono allungarsi rapidamente, ma l'intestino non cresce alla stessa velocità. La discrepanza crea un vincolo meccanico che costringe il corpo a spirale. "Quindi staccano l'intestino a crescita lenta, che ora funge da guinzaglio per il corpo che si allunga. Il corpo si piega e si attorciglia in una spirale", spiega Miyashita. "Questa forza di avvolgimento è diretta in modo che gli embrioni crescano sul lato opposto del tuorlo. E il tuorlo è sempre sul lato sinistro dell'embrione, quindi l'embrione inizierà sempre ad avvolgersi a destra."

Gli embrioni non rimangono bloccati in questa disposizione destrorsa per sempre. Man mano che crescono, il tuorlo si restringe, dando loro più spazio per muoversi, e i loro muscoli maturano, permettendo loro di muoversi da soli. "Alcuni rimangono in spirali destrorse, ma alcuni si riavvolgono a sinistra..."