La spirotromba della sfinge e l’orchidea cometa

Il Darwin Day è l’occasione per ricordare Charles Darwin, illustre biologo e naturalista del 19° secolo, e si tiene ogni anno nell’anniversario della sua nascita, il 12 febbraio del 1809. Il celebre scienziato, nato a Shrewsbury in Inghilterra 216 anni fa e deceduto nel 1882, nel corso della sua vita si occupò con successo di numerose discipline. Può essere considerato un naturalista, biologo, geologo, antropologo, così come un grande esploratore. È passato alla storia per la sua teoria dell’evoluzione naturale, pubblicata nel 1859 con il titolo L’origine delle specie. Un’opera rivoluzionaria che avrebbe segnato per sempre il nostro modo di studiare e comprendere la natura. Non a caso, ancora oggi è la cornice di riferimento per capire il mondo vivente.

Il più conosciuto della dinastia dei Darwin fu proprio Charles, ma l’intera famiglia ha sempre mostrato una grande passione per la ricerca scientifica nel corso delle generazioni. Diversi esponenti si sono occupati con successo di scienza: dal nonno di Charles, al padre, allo zio, fino alla botanica Sarah Darwin, nata a Londra e ancora oggi attiva presso il Museum für Naturkunde di Leibniz. Tra tutte le discipline, è probabilmente la botanica quella che più ha attirato l’interesse dei Darwin. E Charles non fa eccezione. Il suo amore per le piante lo portò a pubblicare parecchi libri che ancora oggi rappresentano delle pietre miliari per la comprensione del mondo vegetale. Durante il famoso viaggio di 5 anni a bordo del Beagle (1831-1836), in cui fece tutta una serie di osservazioni chiave in campo evoluzionistico, riuscì anche a dimostrare le sue competenze botaniche: in sole tre settimane il giovane Charles riuscì a osservare e descrivere un quarto dell’immensa flora delle Isole Galapagos, dove la spedizione aveva fatto tappa. Anche grazie alle sue molteplici osservazioni sulle piante, svilupperà l’idea di fondo della teoria dell’evoluzione. Non a caso, per illustrare L’origine delle specie si serve di moltissimi esempi tratti dal mondo vegetale. In questo senso l’episodio più famoso riguarda lo stretto legame tra un’orchidea e una farfalla.

Nel 1862 Darwin riceve un’orchidea appena scoperta in Madagascar. Il suo nome è Angraecum sesquipedale, oggi anche conosciuta come orchidea cometa o orchidea di Darwin. Ha la particolarità di possedere uno sperone di circa 25 centimetri, una struttura allungata alla base del fiore in cui si accumula il nettare. Darwin, analizzando l’interno dello sperone con un finissimo cilindro si accorge che il nettare si trova solo negli ultimi 4 centimetri dal fondo; inoltre, ritirando il cilindro, i granuli di polline si attaccano sulla sua superficie e, reintroducendolo, restano incollati allo stigma, cioè quella struttura che fa da ricettacolo del polline. In questo modo Charles riesce a dimostrare che la produzione di nettare così in profondità ha lo scopo di favorire l’impollinazione. 

Questa scoperta lo spinge poi a fare una cosa importantissima ancora oggi in ambito scientifico: emette un’ipotesi, fa una predizione. Immagina cioè che da qualche parte nel luogo in cui vive l’orchidea esista un insetto ancora sconosciuto, in grado di impollinare quel fiore. In particolare, secondo Darwin si tratterebbe di una sfinge (una farfalla notturna) con una spirotromba (o spiritromba, si chiama così la proboscide con cui le farfalle succhiano il nettare) di almeno 25 cm di lunghezza per accedere al nettare situato nello sperone dell’orchidea. 

Sebbene l’ipotesi venne avvallata anche da un altro grande naturalista di quegli anni, Alfred Russel Wallace, per molto tempo l’idea fu attaccata e derisa da alcuni scienziati dell’epoca. Ma 41 anni più tardi, nel 1903, due entomologi tedeschi (Lionel Walter Rothschild e Heinrich E. K. Jordan) riuscirono finalmente a descrivere la farfalla in grado di impollinare l’orchidea cometa. Si tratta della sfinge di Morgan (Xanthopan morganii praedicta). Un insetto “predetto”, come indica il nome, e che possiede effettivamente una proboscide di 25 cm di lunghezza, proprio come immaginato da Darwin.

Inoltre, Darwin ipotizzò che lo sperone di Angraecum sesquipedale e la spiritromba di Xanthopan morganii praedicta sono il frutto di una coevoluzione, cioè ognuna delle due specie ha influenzato l’evoluzione dell’altra. Un’appendice boccale più lunga permette alla farfalla di raggiungere più facilmente il nettare, senza competere con altre farfalle dotate di proboscide più corta; l’orchidea dal canto suo, grazie ad uno sperone più lungo, approfitta della sfinge per ottenere un’impollinazione precisa e assicurare la propria riproduzione. Se gli speroni non fossero lunghi a sufficienza, le sfingi riuscirebbero a raggiungere il nettare senza toccare il polline (quindi senza garantire la riproduzione della pianta). Nel corso delle generazioni, la selezione naturale ha quindi privilegiato gli esemplari delle due specie in grado di massimizzare il reciproco beneficio.

Una storia curiosa che riassume la bellezza e la forza della selezione naturale come motore dell’evoluzione e che ben dimostra tutta la competenza e la perspicacia del famoso naturalista. Buon compleanno Darwin!