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Full text of "Le Scienze, n. 30"

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LE SCIENZE 



SCI ENTI ne 
AMERICAN 



numero 30 
febbraio 1971 
anno iv 
volume vi 



I reattori convertitori veloci 



i reattori nucleari a neutroni veloci producono più combustibile di 
quello che consumano e permettono cosi di ottenere energia elettrica a 
basso costo senza pesare sulle risorse naturali e rispettando lambiente 

di Glenn T. Seaborg e Justin L. Bloom 



Uno dei pili gravi problemi socia- 
li e tecnologici che la nostra 
società dovrà risolvere nei pros- 
simi decenni, è rappresentato dalla ne- 
cessità di produrre enormi quantità di 
energia elettrica senza modificare in 
modo sensibile l'ambiente esterno. La 
Federai Power Commission degli USA 
ha valutato che nei prossimi 30 anni 
le industrie americane utilizzeranno, ol- 
tre agli attuali 300. altri 1600 milio- 
ni di chilowatt di energia elettrica. L'o- 
pinione pubblica si è sempre interes- 
sata dei problemi concernenti l'habitat, 
del miglioramento delle qualità e delle 
caratteristiche di purezza dell'acqua e 
dell'aria, ma ha sempre trascurato un 
fattore estremamente importante: per 
far funzionare i diversi tipi di impianti 
di purificazione dell'aria e dell'acqua e 
gli impianti di rigenerazione dei rifiuti 
sarà necessaria in futuro una grande 
quantità di energia elettrica. 

Un problema dì uguale importanza 
riguarda la razionale utilizzazione delle 
riserve naturali di carbone, di petrolio 
e di gas. Fra non molto queste mate- 
rie prime saranno di gran lunga più 
utili come fonti di prodotti organici 
che non come fonti di energia. Inoltre 
una riduzione del consumo di combu- 
stibili organici comporterà una diminu- 
zione proporzionale dell'inquinamento 
atmosferico da parte dei residui di 
combustione. 

Questi problemi potrebbero essere ri- 
solti convenientemente dai reattori nu- 
cleari del tipo « breeder » (cioè conver- 
ti tori o autojertiiizzaitti). Questi reat- 



tori producono una quantità di combu- 
stibile nucleare superiore a quella con- 
sumata e permetteranno quindi di uti- 
lizzare per migliaia di anni, come sor- 
genti di energia a basso costo, le enor- 
mi quantità di uranio e di torio conte- 
nute in bassa concentrazione nelle roc- 
ce terrestri. Inoltre, questi reattori non 
daranno origine a inquinamenti atmo- 
sferici. Alta luce dì queste considera- 
zioni la US Atomic Energy Comrnis- 
sion. l'industria nucleare e i produt- 
tori di energia elettrica stanno com- 
piendo un grosso sforzo per sviluppare 
gli studi che renderanno possibile la 
realizzazione, entro il 1984, di un reat- 
tore capace di produrre energia elettri- 
ca su scala commerciale. 

T a conversione nucleare è ottenuta 
utilizzando i neutroni liberati du- 
rante il processo di fissione. La fissio- 
ne di ogni atomo di combustibile nu- 
cleare, come quella deli'uranio-235, li- 
bera in media più di due neutroni ve- 
loci (cioè di alta energia). Perché si 
mantenga la reazione nucleare a cate- 
na è necessario che uno di questi neu- 
troni stimoli una successiva fissione; al- 
cuni neutroni vanno persi, altri invece 
vengono impiegati per generare nuovi 
atomi fissili, cioè, per trasformare iso- 
topi fenili di elementi pesanti in iso- 
topi fissili. Gli elementi fertili utili 
per questo tipo di reattore sono il to- 
rio-232, che si trasforma in uranio-233, 
e l*uranio-238. che si trasforma in plu- 
toni 0-239 {si veda la figura nella pagi- 
na seguente). 



Come già detto, si parla di conver- 
sione quando si produce una quantità 
di materiale fìssile doppia di quella pre- 
sente inizialmente nel reattore. Alla fi- 
ne de! tempo di raddoppiamento, il 
reattore avrà cosi prodotto una quan- 
tità dì materiale fissile sufficiente per 
autoalimentarsi e per alimentare un'al- 
tro reattore identico. Un reattore con- 
vertitore, per essere competitivo, do- 
vrebbe avere un tempo di raddoppia- 
mento compreso fra sette e dieci anni. 

Si possono avere due diversi tipi di 
conversione a seconda del materiale 
sottoposto alla trasformazione nuclea- 
re: la conversione termica, cioè a neu- 
troni lenti, è più efficiente per la tra- 
sformazione del torio-232 in uranio- 
-233 (ciclo del torio): la conversione 
veloce, cioè a neutroni a più alta ener- 
gìa, è invece più efficace per la trasfor- 
mazione dell'uranio-238 in plutonio- 
-239 (ciclo dell'uranio). Nei reattori ve- 
loci l'assorbimento non produttivo dì 
neutroni è inferiore a quello dei reat- 
tori termici e questo comporta per i 
reattori veloci, un tempo di raddoppia- 
mento minore. 

L'idea di un reattore convertitore è 
praticamente nata con quella delta rea- 
zione nucleare a catena e subito dopo 
la II guerra mondiale, vennero studiati 
molti reattori convertitori, sia termici 
che veloci. Un'importante caratteristica 
che differenzia questi due tipi di reat- 
tori riguarda il refrigerante impiegato 
per scambiare il calore prodotto dalla 
fissione con il sistema generatore di po- 
tenza. Fra i refrigeranti proposti tro- 



viamo l'acqua e i sali fusi, per i reat- 
tori convertitori termici; i gas inerti 
(quali l'elio), i metalli liquidi (il sodio 
per esempio) e il vapore acqueo, per 
quelli veloci. 

Negli Stati Uniti e in molte altre na- 
zioni si arrivò ben presto a concludere 
che i reattori convertitori più conve- 



nienti da realizzare erano quelli veloci 
raffreddati con metalli fusi che i ricer- 
catori hanno battezzato con la sigla 
LMFBR (liquid-metal-cooled fast bree- 
der reactor). Poiché la maggior parte 
degli studi tende a sviluppare tale ti- 
po di reattori, questo articolo è dedi- 
cato principalmente ai reattori conver- 



titori veloci a metallo liquido, anche se 
alcune società industriali hanno allo 
studio progetti che tendono a utilizza- 
re come refrigerante per questo tipo di 
reattori l'elio sotto pressione. Negli Sta- 
ti Uniti sono attualmente in fase di svi- 
luppo due reattori convertitori termici 
operanti sul ciclo del torio: il reattore 





A 



■>(-u- J 




VITA MEDIA 
24 MINUTI 



ENERGIA 
CINETICA 



ISOTOPO 
FERTILE 



UNO O PIO NEUTRONI 




Il ciclo dell'uranio in un reattore convertitore veloce si avva- 
le per il suo sostentamento di neutroni veloci, cioè altamente 
energetici. Nel ciclo un atomo di uranio-238 fertile assorbe un 
neutrone e, dopo aver emesso una particella beta, si trasfor- 
ma in nettunio, che a sua volta, in seguito a un secondo de- 
cadimento beta, si trasforma in un elemento fìssile, il plutonio- 
-239. Quando un atomo di plutonio-239 assorbe un neutrone, si 



disintegra, liberando una certa quantità di energia, dei prodot- 
ti di fissione ■' /' , / > i e almeno due neutroni. Uno dei due neu- 
troni viene utilizzato per continuare la reazione a catena, men- 
tre l'altro o gli altri sono disponibili per la trasformazione di 
un isotopo fertile in uno fìssile, permettendo la conversione del 
combustibile. In alcuni anni un reattore convertitore è in gra- 
do di raddoppiare la quantità originaria di combustibile. 



ENERGIA 

CINETICA 




Il ciclo del torio di un reattore convertitore è del tutto si- 
mile a quello dell'uranio, a eccezione del fatto che questo ci- 
clo trova migliore applicazione in un reattore termico, cioè in 



un reattore che funzioni con neutroni termici, cioè con neu- 
troni relativamente lenti. In questo ciclo l'isotopo fertile che si 
trasforma prima in protoattinio e poi in uranio-233 è il tori 0-232. 



10 



ad acqua del Bettis Atomic Power La- 
boratory e il reattore a sale fuso del- 
l'Oak Ridge National Laboratory. 

[ reattori convertitori veloci refrige- 
rati a metallo liquido presentano al- 
cune interessanti caratteristiche. Il 
nocciolo (core) di un reattore velo- 
ce può essere molto piccolo; per ra- 
gioni economiche il reattore deve fun- 
zionare con una densità di potenza su- 
periore rispetto a quella dei reattori a 
fissione convenzionali. Il volume attivo 
del nocciolo, di soli pochi metri cubi, 
è grosso modo proporzionale alla ener- 
gia che è in grado di fornire e la sua 
densità di potenza è circa dì 0,4 mega- 
watt al litro. 

Per dissipare il calore durante il fun- 
zionamento e per mantenere il combu- 
stibile a una temperatura accettabile, il 
sodio impiegato come refrigerante de- 
ve quindi fluire attraverso il nocciolo 
con una velocità di decine di migliaia 
di metri cubi all'ora. Per permettere la 
circolazione del sodio il combustibile 
viene suddiviso in migliaia di sottili 
sbarre verticali, racchiuse in un conte- 
nitore di acciaio o di altra lega resi- 
stente alle alte temperature. 

Il combustibile è utilizzato preferi- 
bilmente come ossido o carburo sotto 
forma dì ceramica, poiché questa è sta- 
bile anche dopo lunghe esposizioni alle 
radiazioni e alle alte temperature, pre- 
senta una temperatura di fusione mol- 
to elevata ed è relativamente inerte ai 
metalli liquidi. I componenti del com- 
bustibile nucleare possono essere l'ura- 
nio-235 arricchito, il plutonio-239 o 
una miscela dei due. Normalmente il 
combustibile viene diluito con uranio- 
-238, in modo che una parte della con- 
versione avvenga nel nocciolo del reat- 
tore. L'uranio-238, presente nel noccio- 
lo del reattore, contribuisce anche al si- 
stema di sicurezza, come spiegheremo 
più avanti con maggiori dettagli. Per 
ottenere la massima economia e le mi- 
gliori prestazioni il combustibile deve 
non solo poter sopportare irradiazioni 
neutroniche molto superiori a quelle 
che si hanno nei normali reattori nu- 
cleari, ma il suo consumo fra due suc- 
cessivi cicli deve essere almeno doppio 
di quello che si ha nei reattori conven- 
zionali. Per realizzare un simile com- 
bustibile occorre sperimentare nei reat- 
tori varie combinazioni di elementi poi- 
ché proprio il raggiungimento di que- 
ste caratteristiche condiziona il succes- 
so del programma di ricerca sui reat- 
tori convertitori. 

Una seconda importante caratteristi- 
ca dei reattori convertitori veloci è rap- 
presentata dalla presenza del mantel- 
lo che circonda ti nocciolo. Dato che 
la maggior parte della conversione av- 




II nocciolo e il mantello di un reattore convertitore veloce, nella foto si vede l'Expe- 
rimental Breeder Reactor II, sono il centro vitale delle operazioni di conversione. 
L'area esagonale scura è il nocciolo, nel quale gli elementi di combustibile vengono in- 
trodotti o rimossi per mezzo del sistema meccanico visibile sulta destra della parte 
centrale della foto. Il raggruppamento di sbarre che si vede a sinistra è collegato in- 
vece alle barre di controllo del nocciolo. Attorno al nocciolo vi è la parte superiore 
del mantello costituita da tubi con uranio-238 che verrà poi trasformato in plutonio. 




L'Experimenlal Breeder Reactor li che opera sotto il controllo della US Atomic Energy 
Commission presso la National Reactor Testing Station neLTIdaho. I componenti pri- 
mari del reattore nucleare si trovano sotto il piano del pavimento in un involucro ci- 
lindrico di circa 7 metri di diametro per 7 metri dì altezza, contenente anche il refri- 
gerante sotto forma di sodio liquido. A destra nella foto si può vedere la torre che 
contiene il sistema meccanico per il movimento delle barre di controllo per la ma- 
nipolazione degli elementi di combustìbile all'interno del reattore. Questo reattore vie- 
ne usalo per studi sui materiali impiegati nella costruzione dei reattori convertitori. 



11 



FORI DI ACCESSO 
AL COMBUSTIBILE 



CHIUSURA 

SUPERIORE 

DELLO SCHERMO 



STRUTTURA 

DI SOSTEGNO 

E SCHERMATURA 

DI CEMENTO 



CONDOTTA 
DI USCITA 
DEL SODIO 



CONTENITORE 

DEL COMBUSTIBILE 

ESAURITO 



PARETE 

ISOLANTI 

DEL CONTENITORE 

DEL REATTORE 




GUIDE 

DELLE BARRE 
DI CONTROLLO 



STRUTTURA DI 
SOSTEGNO DELLA 
STRUMENTAZIONE 



MANTELLO 
ASSIALE 



NOCCIOLO 
ATTIVO 



..MANTELLO 
RADIALE 



BARRE DI 
CONTROLLO 



CONTENITORE 
DEL REATTORE 



In questo disegno è rappresentato lo spaccalo di un reattore 
convertitore veloce a metallo liquido che servirà come proto- 
tipo e polrù produrre circa 500 megavvatt di potenza elettrica. 
L'impianto commerciale, la cui entrata in (unzione è prevista 
per il 1984, si invarrà degli sludi effettuati sii questo modello, 



e potrà fornire una potenza di circa 1000 megawatt. Il proget- 
to è del lipo a ricircolo. In esso, il reattore vero e proprio, 
contenuto in un grosso involucro riempito di sodio liquido, è 
separato dallo scambiatore di calore e dalle pompe alle quali 
è collegato da condotti per il sodio die funge da refrigerante. 



12 



viene in questa zona, il mantello è co- 
stituito da uranio-238 racchiuso in tubi 
di acciaio inossidabile. (Questo può es- 
sere l'uranio impoverito dell'isotopo 
235, ottenuto come residuo del proces- 
so di arricchimento operato per pro- 
durre uranio-235 da usare come com- 
bustibile per i reattori nucleari: sono 
attualmente disponibili grandi quantità 
di questo uranio impoverito). Poiché 
nel mantello avvengono un certo nu- 
mero dì fissioni, esso deve essere raf- 
freddato per mezzo di un flusso di so- 
dio liquido. Il mantelli) ha però un'al- 
tra importante funzione: esso non cat- 
tura tutti i neutroni che lo raggiungo- 
no, ma ne riflette gran parte verso il 
nocciolo del reattore, aumentando cosi 
l'economia ncutronica generale. 

Il sodio impiegato come refrigeran- 
te è anche un ottimo trasferitore di ca- 
lore e ha inoltre il vantaggio di poter 
essere impiegato a bassa pressione an- 
che se esce dal reattore a una tempe- 
ratura (superiore a 500 gradi centigra- 
di) che, impiegando acqua, darebbe ori- 
gine a pressioni elevatissime e a pro- 
blemi di difficile soluzione. La pressio- 
ne del sodio infatti deriva solamente 
dalle forze che sono richieste per man- 
tenere un'alta velocità di scorrimento 
fra i tubi presenti nel nocciolo e nel 
mantello del reattore. Paragonato ad 
altri refrigeranti, quali l'acqua e i gas. 
il sodio richiede basse potenze di pom- 
paggio e non risulta particolarmente 
corrosivo per il reattore. 

Il sodio presenta però alcuni svan- 
taggi che influenzano notevolmente la 
realizzazione di un simile reattore. Poi- 
ché il sodio è opaco, si deve tener pre- 
sente che non è possibile un'osservazio- 
ne diretta durante le operazioni di ma- 
nutenzione e di ricarica del combusti- 
bile. Il sodio inolire è chimicamente 
molto reattivo, e diventa altamente ra- 
dioattivo dopo una esposizione ai neu- 
troni, anche se la sua sezione d'ur- 
to, o capacità di assorbimento dì neu- 
troni, è relativamente bassa. Di conse- 
guenza il sodio deve essere mantenuto 
isolato dall'aria e dall'acqua, e si devo- 
no impiegare schermi hiologici per pro- 
teggere gli operatori che devono lavo- 
rare vicino al sodio che è fluito attra- 
verso il nocciolo e il mantello di un 
reattore durante il suo funzionamento. 

IVeila regione del nocciolo sono pre- 
disposte numerose barre di guar- 
dia e di controllo. Il loro compito è 
quello di mantenere la potenza di usci- 
ta al giusto livello e di permettere l'av- 
viamento e lo spegnimento della reazio- 
ne nel reattore. Queste barre sono co- 
struite con materiali capaci di assorbi- 
re i neutroni, come il carburo di boro 
o il tantalio metallico. 



REINTEGRATORE 
DI CALORE 



TURBINA A 
BASSA PRESSIONE 



SCAMBIATORE 
DI CALORE 
INTERMEDIO 




EVAPORATORE 



RISCALDATORE 
DELL'ACQUA DI 
ALIMENTAZIONE 



3ISCALDAT0RE POMPA DEL 

DELL'ACQUA DI CONDENSATORE 
ALIMENTAZIONE 



Il sistema di trasmissione termica dì un reallore convertitore veloce a metallo liqui- 
do. Le pompe fanno circolare nel reattore, dove diviene radioattivo, il refrigerante co- 
sdrailo da sodio liquido [linee colorate), successivamente esso passa in uno scambia. 
lore di calore intermedio, nel quale il calore viene trasferito a un sistema di tra- 
diti i spione indipendente e separato dal precedente ma avente come refrigerante sodio 
non radioattivo i grigio seitroi. Questo circuito trasferisce il calore a un circuito termi- 
co che viene impiegalo per produrre elettricità e che funziona ad acqua e vapore (grì- 
gio chùirot. I valori numerici nello schema indicano la temperatura in gradi centigradi. 



Tutte le sostanze presentano un coef- 
ficiente dì assorbimento per i neutroni 
veloci molto più basso di quello che 
hanno i neutroni termici. Questa sezio- 
ne d'urto pili hassa fa si che, a parità 
di dimensioni, le barre di controllo ri- 
sultino meno efficienti nei reattori ve- 
loci che non in quelli termici. D'altra 
parte, nel nocciolo di un reattore ter- 
mico è presente una grande quantità 
di combustihile in eccesso, il cui scopo 
è quello di integrare il combustibile 
consumato nella fissione e di compen- 
sare l'effetto avvelenante dei prodotti 
di fissione (i prodotti di fissione cattu- 
rano neutroni producendo una quan- 
tità di energia insignificante). Ma con 
una maggiore quantità di combustibile 
è indispensabile esercitare anche un 
maggiore controllo. I reattori converti- 
tori veloci richiedono un minor nume- 
ro di barre di controllo dato che la lo- 
ro maggiore efficienza nel convertire 
l'uranio-238 in plutonio-23y fissile com- 
pensa la minore quantità di combusti- 
hile iniziale e anche perché i neutroni 
veloci non sono assorbiti dai prodotti 
di fissione come i neutroni termici. 

Durante la fissione non tutti i neu- 
troni vengono liberati nell'istante nel 
quale il nucleo si disintegra, ma una 



piccola percentuale di essi viene emes- 
sa in seguito al decadimento dei pro- 
dotti di fissione. Si possono quindi di- 
stinguere dei neutroni ritardati rispetto 
ai neutroni immediati emessi diretta- 
mente dai nuclei durante la loro fis- 
sione. Sono quindi i neutroni ritardati 
che impediscono che la reazione si pro- 
paghi in modo istantaneo da una gene- 
razione di neutroni alla successiva. 

La percentuale dì neutroni ritardati 
dipende in modo sostanziale dal tipo dì 
nucleo sottoposto alla fissione. La mag- 
gior parte dei reattori termici è alimen- 
tala con uranio-235, mentre ì reattori 
convertitori veloci saranno alimentati 
con plutonio-239. La percentuale di 
neutroni ritardati prodotti in seguito 
alla fissione dell 'uranio-235 è di circa 
lo 0,65 % mentre per il plutonio-239 
tale percentuale è dello 0,3 % . In con- 
dizioni di funzionamento normale la 
minore percentuale di neutroni ritarda- 
ti presentì in un reattore veloce non 
dà eccessive preoccupazioni. 

A itual mente sono allo studio due di- 
verse soluzioni per il montaggio 
dell'insieme nocciolo-mani elio e del si- 
stema primario di trasferimento termi- 
co: il tipo a immersione e il tipo a 



13 



POMPA 




Il sistema a immersione prevede un unico contenitore che racchiude in sé l'insieme 
nocciolo-mantello di un reattore e lo scambiatore di calore primario. Nel contenitore, 
riempito di sodio, trovano posto il reattore, le pompe che convogliano il sodio nel 
reattore e lo scambiatore di calore, che trasferisce il calore al sodio non radioattivo. 




DEPOSITO DEL COMBUSTIBILE 



CONTENITORE SECONDARIO 



Nel sistema a ricircola lo scambiatore dì calore è all'esterno del contenitore del real- 
tore. Il sodio che riempie solamente il contenitore del reattore viene fatto circolare 
da una pompa nel circuii" dello scambiatore di calore, esterno al reattore. La tecno- 
logia dei reattori convertitori studia entrambi i principi schematizzati in queste figure. 



ricircolo (si vedano le figure qui ac- 
canto). Nel tipo a immersione un gros- 
so serbatoio riempito di sodio con- 
tiene 1) il reattore vero e proprio, 
2) la pompa che preleva il sodio dallo 
stesso serbatoio e Io convoglia nel noc- 
ciolo e nel mantello e 3) uno scambia- 
tore dì calore intermedio che trasferi- 
sce il calore dal sodio radioattivo a 
un secondo circuito funzionante anche 
esso a sodio. Nel tipo a ricircolo solo 
il contenitore del reattore è riempito 
con sodio e il metallo liquido viene fat- 
to circolare per mezzo di una pompa 
nello scambiatore di calore montato al- 
l'esterno del contenitore del reattore. Il 
sistema a immersione ha il vantaggio 
di presentare una capacità termica mol- 
to grande nel caso si manifesti un gua- 
sto nel sistema di pompaggio, ma na- 
turalmente richiede una quantità assai 
maggiore di sodio. 

Sia nel sistema a immersione che 
nel sistema a ricircolo, il reattore con- 
vertitore veloce a metallo liquido ri- 
chiede uno scambiatore di calore mol- 
to complesso per isolare il sodio che 
fluisce nel nocciolo dal generatore di 
vapore. A questo provvede uno scam- 
biatore di calore intermedio. Esso tra- 
sferisce il calore dal sodio radioattivo 
al sodio non radioattivo che a sua vol- 
ta viene fatto fluire nel generatore di 
vapore. Per surriscaldare il vapore e 
per ri innalzarne la temperatura dopo 
ogni passaggio nella turbina, si impie- 
gano circuiti sussidiari al sodio. 

In entrambi i sistemi, a immersione 
o a ricìrcolo, è necessario che parte 
della struttura, che risulta essere in di- 
retto contatto con il nocciolo radioat- 
tivo e con il mantello, sia a perfetta 
tenuta. Nelle normali operazioni non 
devono esserci in modo assoluto delle 
perdite o delle dispersioni di prodotti 
di fissione radioattivi nell'ambiente 
esterno. A causa della bassa pressione 
propria del sistema di refrigerazione 
al sodio, il contenitore del reattore e 
le relative condutture possono essere 
progettate per sopportare solo carichi 
moderati, diversamente da quanto av- 
viene per i contenitori a pressione e 
per gli altri componenti dei sistemi pri- 
mari dei reattori che impiegano come 
refrigeranti acqua in pressione, acqua 
bollente o gas. 

Attualmente sembra che il sistema 
a immersione sìa il più interessante. 
Esso è indubbiamente meno complesso 
del sistema a ricircolo, tuttavia non è 
privo di inconvenienti uno dei quali è 
senza dubbio la scarsa accessibilità al 
reattore per la manutenzione. 

T I reattore convertitore veloce refrige- 
rato a gas sta destando un certo in» 
teresse (anche se non eccessivo) come 



14 



sistema parallelo e complementare di 
quello refrigerato a metallo liquido. 
Poiché i reattori termici a refrigerante 
gassoso esistono e funzionano in modo 
soddisfacente, un reattore convertitore 
veloce a refrigerante gassoso non do- 
vrebbe presentare grossi inconvenienti 
tecnici per quanto riguarda il sistema 
di refrigerazione. Le caratteristiche ri- 
chieste e le prove cui deve essere sot- 
toposto il combustibile di un reattore 
veloce a refrigerazione gassosa presen- 
tano molte analogie con quelle già stu- 
diate per il combustibile dei reattori 
convertitori veloci a metallo liquido. 

La principale differenza fra i due ti- 
pi di reattori è che il tipo a refrigera- 
zione gassosa, invece del sodio fuso, im- 
piega l'elio a una pressione variabile 
fra 70 e 100 atmosfere per trasferire 
il calore dal nocciolo del reattore al 
generatore di vapore. Poiché il gas non 
diventa radioattivo e non reagisce chi- 
micamente con l'acqua del generatore 
di vapore, non c'è la necessità di in- 
serire uno scambiatore di calore inter- 
medio. Questa semplificazione è oltre- 
modo vantaggiosa e bilancia la mag- 
gior complessità di progettazione deri- 
vante dalla maggiore pressione di eser- 
cizio di un impianto a refrigerazione 
gassosa. 

Ma l'impiego dell'elio come refrige- 
rante presenta ulteriori vantaggi. Esso 
infatti non reagisce con i neutroni velo- 
ci nel nocciolo del reattore e aumenta 
la produzione di nuovi elementi fìssili 
da parte di nuclei fertili. Inoltre l'elio 
è trasparente e chimicamente inerte; 
ciò consente di eseguire le operazioni 
di ricarica del combustibile e di ma- 
nutenzione in visione diretta e permet- 
te una maggiore semplicità nella pro- 
gettazione eliminando qualsiasi fenome- 
no di corrosione. 

In un reattore convertitore veloce a 
refrigerante gassoso, il nocciolo, il si- 
stema di circolazione di elio e il gene- 
ratore di vapore, sono tutti contenuti 
in un involucro a tenuta costruito in 
cemento armato precompresso. Questo 
contenitore è simile a quello di un 
reattore termico refrigerato a gas. 

Lo sviluppo dì un reattore converti- 
tore veloce refrigerato a gas potrà ap- 
portare nuove sostanziali conoscenze 
oltre a quelle che saranno acquisite per 
mezzo dei reattori convertitori a metal- 
lo liquido. Nell'elio i neutroni vengo- 
no rallentati molto meno di quanto non 
lo siano nel sodio e di conseguenza il 
tempo di raddoppiamento risulta mino- 
re, È inoltre possibile prevedere che in 
un reattore convertitore veloce a refri- 
gerazione gassosa si possa sviluppare 
un sistema a ciclo diretto nel quale il 
gas refrigerante fluisca direttamente 



dal reattore nella turbina a gas che 
muove il generatore elettrico. Questo 
sistema potrebbe aiutare a ridurre l'e- 
levato costo dei convertitori veloci. 

Il programma di ricerca della US 
Atomic Energy Commìssìon per i reat- 
tori convertitori veloci a metallo liquido 
viene essenzialmente sviluppato presso 
tre grossi reattori, due dei quali sono 
già operanti: V Experi menta! Breeder 
Reactor II (EBR II) e lo Zero Power 
Plutonium Reactor (ZPPR). 

L'EBR II è un reattore sperimentale 
a neutroni veloci funzionante presso la 
National Reactor Testing Station del- 
l'Idaho e gestito dall' Argonne Natio- 
nal Laboratory. Questo reattore, che 
al 1 luglio vantava un record di più 
di 35 000 mega watt-giorno di funzio- 
namento, è il punto focale del pro- 
gramma di ricerca sui combustibili per 
ì reattori convertitori veloci a metallo 
liquido, A tutt'oggi sono state irradia- 
te nel reattore più di 800 barre di com- 
bustibili sperimentali e più di 100 cap- 
sule contenenti centinaia dì campioni 
di materiali strutturali, di controllo e 
di schermo. L'EBR II ha raggiunto 
l'anno scorso la potenza di progetta- 
zione di 62,5 megawatt (termici). 

L'Argonne National Laboratory ha 
fatto entrare in funzione l'anno scorso 
anche lo ZPPR (zero power o poten- 
za zero significa in questo caso che il 
reattore non deve produrre una quanti- 
tà significativa di calore). Questo reat- 
tore è il reattore veloce di potenza ze- 
ro più grande d'America e il solo nel 
mondo sufficientemente grosso e ricco 
di plutonio (almeno 3000 chilogrammi) 
da rappresentare un modello in dimen- 
sioni reali del sistema a combustibile al 
plutonio che sarà impiegato nei gran- 
di reattori convertitori che saranno co- 
struiti entro il 1980 e negli anni succes- 
sivi. Questo reattore fornirà importan- 
ti informazioni sul comportamento dei 
neutroni nel nocciolo dei convertitori. 

Il terzo reattore, ora in fase di pro- 
gettazione, sfrutta le conoscenze otte- 
nute da EBR II, da ZPPR e da altri 
reattori più piccoli. Questo reattore, 
chiamato Fast Flux Test Facìlity, fun- 
zionerà con flussi di neutroni molto 
elevati e sarà in grado di collaudare e 
di sperimentare i combustibili e i ma- 
teriali strutturali che dovranno essere 
impiegati nei reattori convertitori com- 
merciali. Il reattore, che verrà a costa- 
re circa 100 milioni di dollari, funzio- 
nerà a una potenza di 400 megawatt 
(termici) che non verranno però con- 
vertiti in energia elettrica. Il reattore 
verrà costruito a Richland sotto l'egi- 
da della Atomic Energy Commissioni 
la sua costruzione inizi era quest'anno 
e la massima potenza sarà raggiunta 



presumibilmente intorno al 1974-75. 

Lo sviluppo dei reattori termici ha 
permesso di acquistare molte nuove co- 
noscenze sulla base delle quali la com- 
missione ha incominciato a muovere i 
primi passi verso la costruzione di di- 
versi impianti sperimentali di reattori 
convertitori veloci a metallo liquido. La 
spesa sarà sostenuta dal governo e dal- 
t'industria americana. Il primo di que- 
sti impianti, con una capacità da 300 a 
500 megawatt (elettrici), permetterà di 
accumulare una valida esperienza sia 
sul reattore che sul sistema di conver- 
sione di potenza. Questo impianto, da 
un punto di vista economico, non sarà 
competitivo con gli impianti termoelet- 
trici o con quelli nucleari ora esistenti, 
sia a causa delle sue dimensioni rela- 
tivamente piccole, sia perché sì troverà 
al primo stadio di sviluppo, I reattori 
convertitori veloci a metallo liquido che 
potranno entrare in funzione nel 1980 
saranno in grado di fornire 1000 o più 
mega watt di potenza elettrica. 

Mei programma di sviluppo di un reat- 
tore convertitore veloce è necessa- 
rio fare alcune considerazioni sui pro- 
blemi della sicurezza. I prodotti di scar- 
to della fissione sono costituiti da ele- 
menti che hanno collocazione nella 
parte centrale della tavola degli elemen- 
ti e che derivano dalla fissione degli 
atomi di combustibile; molti isotopi di 
questi elementi sono radioattivi. Fin dai 
primi anni di sviluppo dei reattori è 
stata subito evidente la necessità di un 
continuo controllo dei prodotti di fis- 
sione, controllo che deve essere effet- 
tuato anche nel ciclo del combustibile. 
Nei reattori convertitori, oltre ai pro- 
dotti di fissione, è presente anche una 
grande quantità di plutonio, che in cer- 
te forme è radiologicamente tossico. La 
procedura seguita, sia nei reattori ter- 
mici che in quelli veloci, consiste nel 
racchiudere tutte le sostanze potenzial- 
mente dannose in un involucro a tenu- 
ta in grado di resistere a qualsiasi even- 
to improvviso, compresi i terremoti. 

Forse il sistema di sicurezza pili im- 
portante è rappresentato dal fatto che 
i reattori nucleari commerciali sono au- 
toregolati, nel senso che essi sono pro- 
gettati per compensarsi automaticamen- 
te nel caso che un qualsiasi inconve- 
niente possa portare a un aumento in- 
desiderato e incontrollato della potenza 
prodotta. Nei reattori ad acqua questa 
compensazione è ottenuta sfruttando 
la diminuzione della densità dell'acqua 
all'aumentare della sua temperatura. 
Nei reattori veloci la variazione di den- 
sità del refrigerante può portare in- 
vece a un effetto controproducente, 
cioè a un aumento di reattività. 



15 



Nei reattori convertitori veloci la 
compensazione è ottenuta quindi sfrut- 
tando l'effetto Doppler, che provoca un 
aumento della velocità di assorbimento 
dei neutroni da parte deiruramo-238 
allorquando nel nocciolo del reattore 
aumenta la temperatura del combusti- 
bile. Poiché un improvviso aumento dt 
potenza è necessariamente accompa- 
gnato da un aumento di temperatura 
del combustibile, si manifesterà un au- 
mento deH'assorhi mento neutronìco e 
conseguentemente si avrà una tendenza 
verso una riduzione della potenza svi- 
luppata. Per misurare questi effetti in 
condizioni analoghe a quelle che si ve- 
rificano in un grande reattore di po- 
tenza, è stato costruito nell'Arkansas, 



con capitale privato, un piccolo reatto- 
re veloce con refrigerante al sodio. A 
questo programma di studio è stato da- 
to il nome Southwest Experimental Fast 
Oxide Reactor. 

TI fatto che una diminuzione della den- 
sità o del volume del refrigerante 
comporti un aumento della reattività, 
porta ad altre considerazioni sul proble- 
ma della sicurezza dei reattori veloci re- 
frigerati al sodio. Se per esempio si ve- 
nisse a formare una bolla di gas o di 
vuoto per la quale una zona del noccio- 
lo potrebbe surriscaldarsi in modo in- 
controllato, alcune barre di combustìbile 
potrebbero presentare pericolosi inde- 
bolimenti che darebbero luogo a ulte- 



riori disturbi, e una serie consecutiva 
di tali eventi non porterebbe necessa- 
riamente a uno spegnimento automa- 
tico del reattore. Per questo è necessa- 
rio evitare, già in fase di progetto, la 
propagazione di tali inconvenienti alle 
barre di combustibile. 

Questo controllo può essere effettua- 
to con tecniche diverse. Per esempio, 
l'aggiunta di un moderatore quale l'os- 
sido di berillio, aumenta l'efficenza del- 
l'effetto Doppler sui neutroni, mentre 
gli effetti di vuoto possono essere ridot- 
ti variando il rapporto tra refrigerante e 
combustibile. Altri metodi ancora si 
basano sul criterio di distribuzione del- 
le barre di combustibile che possono 
essere sistemate in modo tale da ridur- 



CONTENITORE 

DEL REATTORE 

IN CEMENTO 

PRECOMPRESSO 



RICIRCOLATOLE 
AUSILIARIO 



GENERATORE 
DI VAPORE 




GUIDE 

DELLE BARRE 
DI CONTROLLO 



RICIRCOLATORE 
DELL'ELIO 



TENSORI 
CIRCONFERENZIALI 



NOCCIOLO 
DEL REATTORE 



Nel disegno è raffigurato lo spaccato di un reattore refrigerato 
a gas. con potenza elettrica di 300 megavvatt, costruito per le 
ricerche sul processo di conversione. La differenza principale 
fra questo tipo di reattore e quello refrigerato a metallo liqni- 



16 



ANCORE DELLE 
ASTE VERTICALI 
DI TRAZIONE 



FORO Di TRASFERIMENTO DEL COMBUSTIBILE 
FORO DEL DEPOSITO DI COMBUSTIBILE 



do consiste nel fatto che in questo caso il refrigerante è elio 
ad alta pressione invece di sodio liquido. Per sopportare l'eie- 
vata pressione l'intero complesso del reattore è contenuto al- 
l'interno di un contenitore di cemento armato precompresso. 



re la potenziale reattività dei vuoti di 
refrigerante aumentando il numero di 
neutroni perduti dal nocciolo. 

In un reattore veloce refrigerato a 
gas non esistono ovviamente problemi 
di vuoti dato che nel gas non è pos- 
sibile la formazione di boHe. E tuttavìa 
necessario tener conto di altre eventua- 
lità come improvvisi cali di pressione 
del gas dovuti a incrinature del conte- 
nitore a pressione. L'impiego di conte- 
nitori di cemento armato precompresso 
minimizza tuttavia la possibilità di que- 
sti inconvenienti. 

Una volta sicuri che in condizioni 
normali di funzionamento le perturba- 
zioni non si autoesaltino, è necessario 
prendere in esame gli altri problemi. 
Il primo consiste nella possibilità di ar- 
resto del sistema di raffreddamento a 
causa di un blocco meccanico. Simili 
incidenti sono già capitati, ma è chiaro 
che essi diventano meno frequenti man 
mano che si acquista una esperienza 
tecnica specifica in materia. In caso 
di simili incidenti si evita la fuoriu- 
scita di quantità significative di prodot- 
ti di fissione impiegando più contenito- 
ri strutturali concentrici per l'intero si- 
stema del reattore. 

Un altro incidente potrebbe essere 
provocato da un aumento di potenza 
in un punto dove il calore viene pro- 
dotto con un ritmo superiore a quello 
con cui viene asportato dal refrigeran- 
te. Un incidente di questo tipo è acca- 
duto all'EBR I alcuni anni fa. Anche 
in questo caso un miglioramento del 
progetto può eliminare l'inconveniente. 
Per ogni tipo di incidente, anche se 
molto improbabile, si devono preve- 
dere opportuni accorgimenti struttura- 
li al fine di ridurre al mìnimo i possi- 
bili danni. 

Nella progettazione di un reattore 
convertitore veloce si devono anche 
prendere Ln considerazione i fattori am- 
bientali. Poiché i reattori convertitori 
veloci funzioneranno a temperature 
molto più alte di quelle che sì sono 
finora avute con i reattori refrigeranti 
ad acqua, essi dovranno presentare ef- 
ficenze termodinamiche molto più ele- 
vate. Oggigiorno i reattori ad acqua 
funzionano con una efficenza di circa 
ti 32 %, cioè il 32 % dell'energia ter- 
mica prodotta viene convertita in ener- 
gia elettrica, mentre gti impianti ter- 
moelettrici a combustibile fossile han- 
no un'efficenza del 39 % . I reattori ad 
acqua forniscono quindi all'ambiente, 
per dispersione, una quantità di calore 
per unità di energìa elettrica prodotta, 
maggiore di quella dispersa da un im- 
pianto a combustibile fossile. I reat- 
tori veloci raggiungeranno probabilmen- 
te efficienze uguali a quelle dei più 



REATTORE 



TURBINA 
AD ALTA PRESSIONE 



TURBINA 
A BASSA PRESSIONE 



GENERATORE 
ELETTRICO 




GENERATORE 
DI VAPORE 



RISCALDATORE 
DELL'ACQUA DI 
ALIMENTAZIONE 



RISCALDATORE 
DELL'ACQUA DI 
AUMENTAZIONE 



POMPA DEL 
CONDENSATORE 



Lo schema del circuito di refrigerazione di un reattore convertitore veloce refrigerato 
a gas comprende il sistema di trasferimento termico del refrigerante a elio (colorato! 
al sistema a vapore acqueo [grigio), fi sistema non ha uno scambiatore di calore inter- 
medio. I valori numerici riportali in fi pura indicano le temperature in gradi centigradi. 



moderni impianti a combustìbile fossi- 
le, riducendo in questo modo il proble- 
ma delle dispersioni di calore dovute 
a effetti nucleari. 

L'immissione di radioattività nell'a- 
ria da parte di questi reattori è molto 
prossima a zero. Anche la piccola per- 
centuale di radioattività dovuta ai gas 
dei prodotti di fissione (principalmente 
cripto-85 e tritio) dispersa attualmen- 
te in condizioni controllate dai reattori 
refrigerati ad acqua, verrà a essere 
eliminata. Infatti, poiché il contenitore 
racchiude il nocciolo ermeticamente, es- 
so stesso costituirà un sistema efficen- 
te per la raccolta e l'immagazzinamen- 
to dei gas, che non potranno quindi 
costituire un pericolo, fnoltre, poiché 
il refrigerante in un reattore converti- 
tore veloce è mantenuto in un conteni- 
tore sigillato, e poiché l'acqua impie- 
gata per generare il vapore non è espo- 
sta ai neutroni, non si avrà formazione 
radioattiva negli scarichi liquidi pro- 
venienti dall'impianto nucleare. 

T I vantaggio economico dei reattori 
convertitori veloci sta principalmen- 
te, ma non interamente, nel fatto che 
essi permettono un risparmio di com- 
bustibile nucleare. Nei prossimi 50 an- 
ni l'impiego dei reattori convertitori po- 
trà, secondo le attuali previsioni, ri- 
durre di 1,2 milioni di tonnellate la 
quantità di uranio che verrebbe con- 
sumata qualora si impiegassero reat- 
tori normali. Questa quantità è equi- 



valente a circa 3 miliardi di tonnella- 
te dì carbone. 

Lo sviluppo dell'economia di un reat- 
tore convertitore dovrebbe inoltre por- 
tare a un guadagno finanziario diretto 
di grandi proporzioni. Gli studi ora con- 
dotti hanno indicato che la spesa per 
la ricerca e lo sviluppo dei reattori con- 
vertitori veloci a metallo liquido supe- 
rerà entro il 2020, per la sola US 
Atornk Energy Commission, i 2 miliar- 
di di dollari, senza considerare molte 
altre spese industriali. Se il primo reat- 
tore convertitore commerciale entrerà 
in funzione, secondo i programmi, nel 
1984, la riduzione nella spesa per la 
produzione di energia elettrica negli 
anni seguenti (fino al 2020) può essere 
valutata in 200 miliardi di dollari. 

L'attuale costo per la produzione di 
energia elettrica negli Stati Uniti va- 
ria da 5 a 10 millesimi di dollaro per 
chilowattora all'uscita della centrale 
elettrica, a seconda del tipo, dell'età e 
dell'ubicazione dell'impianto di produ- 
zione. Praticamente tutti gli impianti 
rientrano in questi limiti di costi. Il reat- 
tore convertitore veloce dovrebbe in- 
vece produrre energia elettrica con un 
costo compreso fra 0,5 e 1 millesimo 
di dollaro per chilowattora. 1 sistemi di 
grossi reattori convertitori capaci di ab- 
bassare il costo dell'energìa elettrica 
sotto i 2 millesimi di dollaro per chilo- 
wattora renderanno possibile l'estrazio- 
ne, l'uso e la riutilizzazione delle risor- 
se naturali in modo oggi impensabile. 

17 



© 



L'attività genetica 
dei mitocondri e dei cloroplasti 

Questi organelli cellulari, che contengono DNA e RNA, sono capaci di 
sintetizzare le proteine. La loro organizzazione fa ritenere che 
possano aver avuto origine da organismi indipendenti simili ai batteri 

di Ursula W. Goodenough e R. P. Levine 



La genetica della cellula vivente è 
più complessa di quanto possa 
apparire da una concisa defini- 
zione. Infatti si usa dire che il DNA, 
la struttura a doppia elica, che si trova 
nel nucleo di ogni cellula vegetale e 
animale, contiene la completa matri- 
ce genetica per ricostruire l'intero orga- 
nismo. Però da un po' di tempo i ge- 
netisti hanno riconosciuto che questa 
affermazione non può essere rigorosa- 
mente vera, giacché il citoplasma (la 
regione non nucleare) di tutte le cellu- 
le vegetali e animali contiene certi or- 
ganelli, o strutture subcellulari, che 
possiedono un loro DNA. Un organa- 
lo del genere, il mitocondrio, si trova 
nelle cellule di tutte le piante e di tut- 
ti gli animali; ai mitocondri è dovuto 
l'accumulo di energia sotto forma di 
ade n osi ntri fosfato (ATP) e ia produzio- 
ne di una varietà di altre piccole mo- 
lecole essenziali. Un altro organello 
contenente DNA, il cloroplasto, si tro- 
va soltanto nelle alghe e nelle piante 
superiori. I cloroplasti contengono clo- 
rofilla e simili pigmenti per catturare 
l'energia della luce solare e produrre 
carboidrati mediante la fotosintesi. Du- 
rante questo processo anche i cloropla- 
sti producano ATP. Di tanto in tanto 
c'è chi descrive la presenza di DNA 
anche in altri organelli ma, anche se 
questo verrà confermato, i mitocondri 
e i cloroplasti probabilmente rimarran- 
no unici in quanto contengono non so- 
lo acidi nucleici (DNA e RNA), ma so- 
no anche in grado di sintetizzare alcu- 
ne proteine. Una ipotesi affascinante è 
che i mitocondri e i cloroplasti, presen- 
ti oggi nelle cellule vegetali e animali, 
una volta fossero organismi indipenden- 
ti, parenti alla lontana degli odierni 
batteri, che vennero incorporati in cel- 
lule più grandi divenendo endosimbion- 
ti durante il corso dell'evoluzione. 
Quando i biologi cellulari del XDC se- 



colo studiarono per la prima volta i mi- 
tocondri e i cloroplasti con il microsco- 
pio ottico furono colpiti dal loro com- 
portamento chiaramente indipendente 
all'interno della cellula. Questi organel- 
li spesso si riproducono in momenti in 
cui la cellula stessa non si divide e, 
in genere, si sviluppano in grandezza e 
in complessità funzionale. Per esempio, 
i precursori dei cloroplasti nei semi 
delle piante sono minuscoli corpiccioli 
incolori chiamati proplastidi. Certi pro- 
piasti di rimangono nelle radici delle 
piante e si differenziano in amiloplastì 
incolori, particelle piene di amido che 
predominano in alcuni vegetali come 
nelle patate. Altri proplastidi, quando 
vengono esposti alla luce, diventano 
cloroplasti acquistando un complesso si- 
stema di membrane, la clorofilla e i 
pigmenti carotenoidi essenziali per la 
fotosintesi (sì veda la figura a pagina 
20). I cloroplasti dei pomodori e si- 
mili si differenziano infine in crorhopla- 
sti accumulando grandi quantità di ca- 
rotenoidi rossi (si veda la figura a pa- 
gina 21). Lo sviluppo strutturale dei 
mitocondri è generalmente meno visto- 
so di quello dei cloroplasti, ma con il 
microscopio elettronico si può seguire 
la trasformazione dei piccoli mitocon- 
dri delle cellule embrionali in organelli 
assai più grandi come quelli presen- 
ti nel muscolo cardìaco (si veda la fi- 
gura in alto a pagina 22). La crescita 
e lo sviluppo dei cloroplasti e dei mito- 
condri sono influenzati da molti fatto- 
ri. Però quello che ci interessa di più 
in questo articolo è come il DNA di 
questi organelli influenzi la loro strut- 
tura e funzione e quanto gli organelli 
siano sotto i] controllo del DNA con- 
tenuto nel nucleo. 

L'acido desossiribonucleico (DNA) e 
l'acido ribonucleico sono i soli due tipi 
di molecole capaci di codificare e tra- 
smettere l'informazione genetica. Oltre 



al DNA i mitocondri e i cloroplasti con- 
tengono RNA-polimerasi DNA dipen- 
denti, enzimi che provvedono alla sin- 
tesi di vari tipi di RNA. Un tipo, noto 
come RNA messaggero, trascrive l'in- 
formazione genetica del DNA. Altri ti- 
pi di RNA sono chiamati RNA di tra- 
sferimento (l-RNA) perché * riconosco- 
no » singoli amminoacidi e li dispon- 
gono nella precisa sequenza dettata dal- 
l'RNA messaggero, per la sintesi di una 
proteina specifica. Per compiere questa 
sintesi anche i mitocondri e i cloropla- 
sti possiedono piccole ma complesse 
particelle, chiamate ribosonù, costituite 
da almeno due tipi di RNA e da 30 a 
50 tipi di proteine. I ribosomi agisco- 
no da supporto per l'RNA messaggero 
mentre i t-RNA portano gli amminoa- 
cidi ai posti loro assegnati. Infatti, se a 
mitocondri e cloroplasti, isolati dal re- 
sto della cellula, vengono forniti i sub- 
strati appropriati, essi possono duplica- 
re il loro DNA, sintetizzare nuovo 
RNA e incorporare amminoacidi per 
formare proteine. Capacità genetiche 
comparabili a queste non sono mai sta- 
te descritte per altri organelli cellulari, 
quali il reticolo endoplasmico, l'appara- 
to di Golgi, i centrioli, i corpi basali e 
i glìossisomi (si veda la figura nella pa- 
gina a fronte). 

Il fatto che i mitocondri e i cloro- 
plasti compiano funzioni genetiche non 
sarebbe particolarmente interessante se 
essi semplicemente utilizzassero pezzi 
dì DNA provenienti dal nucleo median- 
te ribosomi ed enzimi del citoplasma. 
Però, non avviene così. L'apparato ge- 
netico di questi organelli è chiaramen- 
te differente da quello presente nel nu- 
cleo o nel citoplasma. Un'indicazione 
di questa differenza si ha dal confron- 
to della composizione chimica del DNA 
nucleare con quella del DNA mitocon- 
dri ale. La molecola del DNA consiste 
in due filamenti appaiati le cui subunì- 




L'alga unicellulare C. reinh/irdi possiede sia cloroplasti che mi- 
tocondri, due organelli che contengono oltre all'acido desossi- 
ribonucleico (DNA) anche l'apparato per la sintesi delle pro- 



teine. La cellula, in questa fotografia al microscopio elettro- 
nico eseguita da Ursula W. Goodenough, è ingrandita 15 500 
volte. I costituenti cellulari sono indicati nella figura qui sotto. 



MITOCONDRI 



STROMA DEL CLOROPLASTO 
(CONTENENTE HIBOSOMI) 



CLOROPLASTO 



VACUOLI 



AMIDO 



RETICOLO ENDOPLASMICO 
(CON RIBOSOMI) 



MEMBRANA CELLULARE 



PARETE CELLULARE 




AMIDO 



APPARATO DI GOLGI 



RETICOLO ENDOPLASMICO 
(CON RIBOSOMI) 



FLAGELLO 



SOSTANZA CITOPLASMATICA 
FONDAMENTALE (CON RIBOSOMI) 



NUCLEOLO 



NUCLEO 



Il cloroplasto di C, re.inhardi (area colorata) è costituito da mol- 
te membrane circondate da un rivestimento. I ribosomi, cioè 
le particelle su cui vengono sintetizzate le proteine, si trovano 
nello stroma, la fase solubile del cloroplasto. I ribosomi cito- 



plasmatici, sintetizzati nel nucleolo, si trovano nella sostanza 
citoplasmatica fondamentale, attaccati al reticolo endoplasmico. 
Sono indicali" soltanto due dei numerosi mitocondri. Il vacuolo 
è una vescicola citoplasmatica circondata da una membrana. 



18 



19 





Questo cloroplasto maturo, ingrandito 
22 000 volte nella foto in allo, proviene 
da una foglia della graminacea « coda di 
topo . Questi cloroplasti si sviluppano 
da proplastidi, due dei quali sono foto- 
grafali a sinistra, ingranditi 38 000 volte- 
Questi sono proplastidi di un apice radi- 
cale del comune fagiolo, ma la loro sem- 
plice struttura è tipica di tulli i propla- 
stidi. Essi contengono alcuni fillosomi 
sparsi e, in un caso, l'inizio di una ripiega- 
tura della membrana. Nel cloroplasto ma- 
turo le membrane sono organizzate in nu- 
merose pile chiamate grana. I grana sono 
collegali Ira loro da altre membrane chia- 
male lamelle dello stroma. Nello stroma 
si possono vedere molti cromosomi clo- 
roplasti» (punti neri). La funzione delle 
gocce nere, i granuli osmiofili, è scono- 
sciuta. Le fotografie sono stale fatte da 
William Wergin nel laboratorio di Eldon 
H. Newcomb dell'Università del Wisconsin. 



tà, chiamate nucleolidi, sono sempre 
complementari. Cosi un nucleotide con- 
tenente la base aderti n a (A) si accoppia 
sempre con uno contenente ti mina (T); 
analogamente i nucleolidi conlenenti 
guanina (G) e cìtosìna (C) sono appaia- 
ti. Anche se è molto diffìcile stabilire !a 
sequenza di nucleolidi in un campione 
di DNA, è abbastanza facile determi- 
nare il rapporto delle coppie di nucleo- 
lìdi. Si è trovato che la percentuale di 
G più C nel DNA mitocondriale è in 
genere abbastanza diversa da quella del 
DNA nucleare della stessa cellula. In 
una cellula vegetate il contenuto in G 
più C è spesso differente per le tre spe- 
cie di DNA (nucleare, mitocondriale e 
cloroplastico) cosi che essi possono es- 
sere separati l'uno dall'altro mediante 
centrifugazione ad alta velocità in un 
gradiente di densità ottenuto con clo- 
ruro di cesio (si veda la figura in alto 
a pagina 24), 

A differenza del DNA nucleare, il 
DNA di questi organelli non si associa 
con certe proteine chiamate istonì, e 
quindi si trova nell'organello come una 
fibra nuda. Nei mitocondri le fibre nu- 
de di DNA in genere si chiudono su se 
stesse formando molecole circolari. 
Questi anelli non sono ancora stati iden- 
tificati nei cloroplasti, dove invece il 
DNA appare sotto forma di ammassi 
di lunghi filamenti (si veda la figura in 
basso a pagina 22). 

Le fibre nude di DNA prive di isto- 
ni e spesso di forma circolare, sono ti- 
piche dei cloroplasti e dei mitocondri 
nelle cellule fornite di nucleo, ma non 
sono le sole nel regno biologico. Tutti 
i batteri conosciuti e le alghe azzurre 
contengono cromosomi che rispondo- 
no esattamente a questa descrizione. È 
questa soltanto una coincidenza? Molti 
biologi pensano che non lo sia. è sta- 
to suggerito che i mitocondri e i cloro- 
plasti siano moderni discendenti delle 
forme primitive dei batteri o delle alghe 
azzurre che si insediarono in cellule 
primitive dove subirono un'evoluzione 
indipendente. Si suppone che le cellule 
primitive che avevano come « inquili- 
ni * tali batteri e alghe azzurre dispo- 
nessero di mezzi addizionali per pro- 
durre energia e fossero cosi più av- 
vantaggiati di quelli che non li ave- 
vano. 

I batteri e le alghe azzurre sono chia- 
mati procarioti, perché mancano di un 
nucleo delimitato da una membrana, 
presente invece negli organismi nuclea- 
ri, chiamati eucarioti (karion in gre- 
co significa nucleo). Il DNA dei bat- 
teri e delle alghe è situato in € nu- 
cleoidi » che sì trovano anche nei mito- 
condri e nei cloroplasti (si veda la fi- 
gura a pagina 25), il che fornisce una 



ulteriore prova all'ipotesi che essi una 
volta fossero procarioti indipendenti. 

TVrse la più evidente somiglianza tra 
mitocondri, cloroplasti e gli attuali 
procarioti sta nell'apparato per la sin- 
tesi proteica. Per esempio, i loro ribo- 
somi sono molto simili: quando ven- 
gono centrifugati essi hanno un coeffi- 
ciente di sedimentazione di 70 unità 
svedberg (70 S). Il coefficiente di sedi- 
mentazione è una misura relativa della 
grandezza di un ribosoma: più grande 
è il coefficiente, più grande è la parti- 
cella. I ribosomi che si trovano nel ci- 
toplasma delle cellule eucariote hanno 
un coefficiente di sedimentazione di 80 
S. Cosi se si prepara un omogenato to- 
tale di cellule vegetali o animali e lo si 
centrifuga in un gradiente di soluzione 
di saccarosio di densità diverse, la po- 
polazione di ribosomi si separa in due 
frazioni, che appaiono in grafico come 
un grande picco corrispondente a 80 
S e uno più piccolo equivalente a 
70 S circa (si veda la figura in basso 
a pagina 24). Una eccezione a questa 
regola è rappresentata da certi funghi. 
come il lievito e la muffa rossa del pa- 
ne Neurospora, che hanno i ribosomi 
mitocondri ali con un coefficiente di 
77 S. 

Se si dissociano i ribosomi nei loro 
due principali componenti di RNA, la 
somiglianza tra i ribosomi dei procario- 
ti e i ribosonii dei mitocondri e cloro- 
plasti persiste. Tutti e tre contengono 
una specie di RNA più pesante con un 
coefficiente di sedimentazione di 23 S e 
una specie più leggera con un coeffi- 
ciente dì 16 S. Invece nei ribosomi del 
citoplasma la specie di RNA più pesan- 
te ha un coefficiente da 25 a 28 S e la 
specie più leggera un coefficiente di 
18 S. 

Anche i tipi di proteine contenute 
nei ribosomi 70 S e 80 S sembrano ap- 
partenere a due distinte famiglie, co- 
me si può dimostrare dalla loro rispo- 
sta a certe sostanze chimiche. Si pensa 
che un certo numero di antibiotici (tra 
cui la streptomicina, il cloramfenicolo 
e la tetraciclina) uccidano i batteri rea- 
gendo con le proteine specifiche dei ri- 
bosomi, impedendo cosi la sintesi di 
altre proteine batteriche. Questi stessi 
antibiotici impediscono efficacemente ai 
ribosomi 70 S dei mitocondri e dei clo- 
roplasti di sintetizzare proteine, ma non 
hanno effetto sui ribosomi 80 S delle 
cellule vegetali e animali. AI contrario, 
il fungicida cicloeximide inibisce la sin- 
tesi proteica dei ribosomi 80 S, ma non 
ha effetto sui ribosomi 70 S dei proca- 
rioti e degli organelli cellulari. 

Gli antibiotici forniscono altre indi- 
cazioni sulle affinità tra l'apparato ge- 



netico dei procarioti e degli organelli. 
La rifampicina, un antibiotico scoperto 
recentemente, si lega, inattivandola, al- 
l'RNA-polimerasi DNA dipendente che 
si trova nei batteri, ma non si lega alla 
polìmerasi nucleare delle cellule euca- 
riote. Questo antibiotico inibisce an- 
che la sintesi di RNA nei cloroplasti e 
mitocondri, indicando che l'RNA-poli- 
merasi in questi organelli rassomiglia a 
quella dei batteri. 

Il fatto che mitocondri e cloroplasti 
abbiano un sistema genetico simile a 
quello dei batteri e l'ipotesi che essi ab- 
biano antenati comuni, non significa 



che essi siano simili in tutto. I proca- 
rioti di oggi, e probabilmente anche 
quelli primitivi, contengono tutta l'in- 
formazione genetica necessaria, per la 
loro, autoriproduzione. In un ambiente 
adatto e con una disponibilità di car- 
bonio, azoto e minerali, essi possono 
sintetizzare tutto ciò che a loro serve 
per crescere e dividersi. D'altra parte i 
mitocondri e i cloroplasti non sono ca- 
paci di sintetizzare la maggior parte 
delle proteine che li costituiscono e 
muoiono subito se isolati dal resto del- 
la cellula. Gli organelli mancano di 
molti enzimi necessari per la biosintesi 




Il cromoplasto del pomodoro è un cloroplasto che si sta differenziando con l'accumulo 
di una grande quantità di pigmento rosso carotenoide. La struttura a grana della 
membrana cloroplasti va perduta durante questo processo. Questa fotografìa al mi- 
croscopio elettronico, ingrandita 45 000 volle, è stata eseguita da William M. Harris. 



20 



21 




In queste due fotografìe at microscopio elettronico con un in- 
grand ime Etto di 35 000 si può osservare Io sviluppo dei mito- 
condri. La foto a sinistra mostra mitocondri immaturi di una 
cellula muscolare proveniente da una coda rigenerante di giri- 
no. Essi presentano poche introflessioni della membrana inter- 
na, dette creste. I mitocondri maturi, a destra, forniti di creste 



addossate l'una all'altra, appartengono invece a una cellula mu- 
scolare di cuore di pipistrello. Si può notare clie in questo ca- 
so i filamenti sono disposti ordinatamente, mentre nella cellu- 
la del girino appaiono disorganizzali. La fotografia della cellula 
di girino è stata fatta da R. Warren. La fotografìa della libra 
miocardica è di Kcith Porter dell'Università del Colorado. 




Il DNA cloroplasto isolato da foglie di spinaci appare come 
una rete di fibre in questa fotografia di L.F, Woodcock otte- 
nuta al microscopio elettronico con un ingrandimento di 32 000 



volte. Ira alto a destra si vede un'ammasso di cloroplasti che, 
fatti scoppiare per osmosi sulla superfìcie dell'acqua, hanno libe- 
rato le fibre di DNA insieme a membrane granali e ìntergranali. 



dì nucleotidi, dì amminoacidi e di al- 
tre molecole essenziali. Gli enzimi ri- 
chiesti sono localizzati esclusivamente 
nel citoplasma della cellula ospite. Co- 
si gli organetti sono veri endostmbion- 
ti, che dipendono dal loro ospite per 
funzioni metaboliche indispensabili. 

Che ì mitocondri e i cloroplasti sia- 
no, o siano diventati, cosi dipendenti 
dai loro ospiti non fa poi tanta mera- 
viglia. Sembra ragionevole che, per una 
migliore economia ed efficienza, le uni- 
tà molecolari necessarie per varie parti 
di una cellula debbano venire sintetiz- 
zate ne! citoplasma dove sono facil- 
mente accessibili a tutti gli organeili. 
Quello che invece sorprende è trovare 
che la maggior parte degli enzimi e dei 
componenti che si trovano esclusiva- 
mente nei mitocondri e nei cloroplasti 
siano sintetizzati sotto la direzione di 
geni localizzati nel DNA del nucleo cel- 
lulare. 

Gli esempi sono molti, il più chiaro 
ci è dato dal citocromo e, componente 
essenziale del processo respiratorio me- 
diante il quale i mitocondri ossidano i 
carboidrati e immagazzinano energia 
sotto forma di ATP. Nelie cellule for- 
nite di nucleo organizzato vegetali e 
animali, il citocromo e si trova soltan- 
to nei mitocondri. Nel lievito sono sta- 
te trovate molte mutazioni geniche che 
impediscono la formazione del citocro- 
mo e, bloccando cosi la respirazione. 
Questi ceppi mutanti possono crescere 
soltanto per fermentazione. È stato di- 
mostrato (in gran parte dal lavoro di 
Fred Sherman e dei suoi colleghi della 
Rochester School of Medicine and 
Dentistry) che la maggior parte di que- 
ste mutazioni alterano un gene nuclea- 
re che contiene l'informazione per la 
sequenza primaria dì amminoacidi nel- 
la porzione proteica della molecola del 
citocromo e. Un altro gene nucleare 
codifica per una specie minore della 
molecola, il citocromo fj. Se un ceppo 
di lievito porta mutazioni in ambedue 
i geni non si trova nessun citocromo di 
tipo e in nessuna parte della cellula, 
compresi i mitocondri. Si può dunque 
concludere che il DNA dei mitocondri 
non contiene l'informazione per la sin- 
tesi di questa proteina mitocondri ale. 
Bernhard Kadenbach dell'Università di 
Monaco ha dimostrato inoltre che la 
proteìna del citocromo e viene sintetiz- 
zata sui ribosomi 80 S nel citoplasma 
e poi trasferita nel mitocondrio. Il ci- 
tocromo e non è un caso isolato. Per 
esempio, i geni nucleari controllano gli 
enzimi solubili dei mitocondri che 
prendono parte alla respirazione. Altri 
geni nucleari sono responsabili della clo- 
rofilla, i carotenoidi, i citocromi e mol- 
ti enzimi fotosintetici dei cloroplasti. 



Nella maggior parte degli organismi 
i geni nucleari si distìnguono dai ge- 
ni degli organeili per il modo in cui 
vengono ereditati durante la riprodu- 
zione sessuale. Le cellule germinali ma- 
schili e femminili contengono una quan- 
tità uguale di DNA nucleare, cosi che 
la progenie erediterà un egual numero 
di geni nucleari da ciascun genitore. 
Questo tipo di eredità viene chiamata 
mendelìana dal nome di Gregor Men- 
del che la scopri. Però la cellula ger- 
minale femminile, o cellula uovo, ha 
una cospicua quantità di citoplasma 
con mitocondri e proplastidì, mentre 
le cellule germinali maschili e il polli- 
ne non portano quasi niente citopla- 
sma alio zigote al momento della ferti- 
lizzazione. Ne deriva che la progenie 
eredita il DNA dei suoi organeili qua- 
si interamente dal genitore femminile. 
Questa eredità viene chiamata non-men- 
deliana o materna. 

/""he tipo dì mutazione genica non 
mendelìana è stata identificata che 
sia in grado di alterare le funzioni degli 
organeili? Il gruppo di mutazioni più 
ampiamente studiate si trova nel lievi- 
to. Queste mutazioni, genericamente 
chiamate p~, risultano essere piuttosto 
complesse. Descritte per la prima vol- 
ta circa vent'anni fa, da Boris Ephrussì 
al Centre de Génétique Moléculair a 
Gif-sur-Yvette, continuano a essere stu- 
diate in molti laboratori, specialmen- 
te in quello di Piotr P. Sionimskì, pu- 
re a Gif, 

Le cellule del lievito, che sono p~ 
non possono respirare e possono soltan- 
to crescere lentamente mediante il pro- 
cesso noto come glicolisi. Poiché for- 
mano piccole colonie esse vennero de- 
nominate f petites » dai ricercatori fran- 
cesi che te scoprirono. I mitocondri 
nelle cellule p- sono tipicamente rudi- 
mentali, ma i vari ceppi di cellule 
p- differiscono molto per l'entità di ta- 
li difetti. Inoltre, in alcuni mutanti la 
composizione in nucleotidi del DNA 
mitocondri ale è simile a quella dei cep- 
pi normali; in altri mutanti il conte- 
nuto in G più C è drasticamente al- 
terato. Questa distruzione dell'informa- 
zione genica dei mitocondri del lievito 
avviene spontaneamente, ma può anche 
venire indotta da vari mutageni. 

A differenza delle mutazioni « pun- 
tiformi * che spesso avvengono nel 
DNA, alterazioni causate nel DNA mi- 
tocondri ale p~ sono difficili da analiz- 
zare. Una mutazione puntiforme, poi- 
ché colpisce un solo gene del genoma, 
che è un patrimonio completo di geni, 
causerà tipicamente l'assenza di un sin- 
golo enzima. Quando l'intero genoma 
mìtocondriale è reso non funzionale e 



il mitocondrio che ne risulta manca di 
molti enzimi e di molte attività, è diffi- 
cile capire che cosa sia successo, fe pos- 
sibile che la condizione p~ impedisca 
semplicemente la sintesi di una o due 
proteine critiche, forse importanti per 
l'integrità di certe strutture, il che poi 
porta a un certo numero di difetti se- 
condari. O forse la condizione p - im- 
plica una radicale alterazione del DNA 
mitocondriale si che molte proteine non 
vengono sintetizzate. 

Simili problemi complicano lo stu- 
dio delle mutazioni non-mende] iane che 
si verificano nei cloroplasti. Nella mag- 
gior parte dei casi queste mutazioni non 
portano a una chiara e facilmente ana- 
lizzabile perdita di una singola protei- 
na o enzima. Si osserva piuttosto un or- 
ganetto genericamente difettoso, comu- 
nemente mancante dì clorofilla o caro- 
tenoidi, dalla struttura molto disorga- 
nizzata e privo di attività fotosintetica. 
In questi casi qual è l'effetto primario 
della mutazione e che cosa è invece do- 
vuto a una alterazione secondaria del- 
l' integrità dell'organello? Almeno un 
fatto è chiaro; la presenza di DNA nor- 
male; il DNA non è affatto un residuo 
superfluo di una precedente esistenza 
di tipo procariota. 

■Decentemente sono state indotte mu- 
tazioni ereditarie per vìa materna 
che sono più accessìbili a un'analisi 
biochimica. Queste rendono il lievito 
resistente agli effetti di antibiotici, co- 
me quelli sopra elencati, che inibiscono 
specificamente la sintesi proteica sui ri- 
bosomi 70 S. L'esistenza di queste mu- 
tazioni suggerisce che il DNA mitocon- 
driale contenga geni che controllano la 
sintesi di certe proteine che costituisco- 
no i ribosomi 70 S dei mitocondri; le 
proteine normali sono evidentemente 
inattivate dagli antibiotici, mentre le 
proteine mutate non lo sono. Ruth Sager 
del Hunter College e altri ricercatori 
hanno studiato mutazioni analoghe che 
conferiscono resistenza agli antibiotici 
all'alga unicellulare Chlamydomonas 
reinhardi, ma non hanno ancora stabi- 
lito se le mutazioni risiedono nel DNA 
dei mitocondri o dei cloroplasti del- 
l'alga. 

L'esistenza di mutazioni che confe- 
riscono resistenza agli antibiotici sugge- 
rirebbe che una delle funzioni del DNA 
dell'org anello sia quella di contenere 
l'informazione per la costruzione del- 
l'apparato per la sintesi proteica del- 
l'organello. Che il DNA dell'organello 
sia infatti responsabile della sintesi del- 
l'RNA rìbosomale dell'organello stesso 
è stato dimostrato in vari organismi. 
Una tecnica molto usata è quella di 
isolare l'RNA rìbosomale degli orga- 



22 



23 




1.68) 1,695 1,723 

DENSITÀ (GRAMMI PER MILLILITRO) 

I tre tipi di DNA estratti dall'alba unicellulare C. reinhardi, vengono rentrifugati in 
un gradiente di cloruro di resto, in modo da separarli secondo la densità. In grafico 
appaiono come Ire picchi olire al picco R che serve da controlio ed è ottenuto da 
UNA sintetico. Il DNA più abbondante nella cellula (A), deriva presumibilmente dal 
nucleo. Il picco di grandezza intermedia lill deriva probabilmente dai cloroplasti. 11 
picco (C) si pensa che rappresenti il DNA milocondriale. ma non è ancora stalo 
dimostralo. I dati sperimentali riportati sono siali ottenuti da Kwen-»heng Chiang. 




FONDO 



POSIZIONE ENTRO IL GRADIENTE 



I ribosomi della C. reinhardi, centrifugali in un gradiente di saccarosio, danno luogo 
a due picchi. Il maggiore è costituito di ribosomi citoplasmatici con un coefficiente dì 
sedimentazione di 80 S. Il picco minore è costituito di ribosomi più leggeri (68 S), 
probabilmente derivali dai cloroplasti. L'ampia banda di assorbimento all'estrema destra 
è data dalla clorofilla. La curva è stala ottenuta da SJ. Surzychi dell'Università di Iowa. 

24 



nelli cresciuti in una coltura radioatti- 
va e incubarli con DNA non radioat- 
tivo per vedere se si forma tra loro un 
complesso stabile, ovvero un ibrido. 
L'avvenuta ibridazione indica che il 
DNA contiene sequenze di nucleotidi 
complementari alle sequenze dell'RNA 
e quindi l'RNA è presumibilmente sin- 
tetizzato sullo stampo del DNA. Que- 
sti esperimenti hanno dimostrato una 
complementarietà tra DNA milocon- 
driale e cloroplastico e i loro corrispon- 
denti RNA ribosomali. Un altro modo 
per studiare lo stesso problema, segui- 
to da Stefan J. Surzychi dell'Univer- 
sità di Iowa, fa uso della rifampicina 
l'antibiotico che inattiva l'RNA polime- 
rasì DNA dipendente che si trova nei 
batteri e nelle alghe azzurre. In pre- 
senza di rifampicina la C. reinhardi non 
è capace di sintetizzare le specie 16 S 
e 24 S dell'RNA ribosomale dei cloro- 
plasti, indicando che questi RNA sono 
sintetizzati su uno stampo di DNA 
cloroplastico. 

Che cosa si può dire delle altre par- 
ti dell'apparato per la sintesi proteica 
degli organelli? Sia i mitocondri che i 
cloroplasti contengono ai meno certe 
specie dì t-RNA con proprietà differen- 
ti da quelle dei loro corrispondenti cito- 
plasmatici. Sono anch'essi trascritti da 
geni localizzati nell'organello? Forse, 
ma non necessariamente. Fino a che 
non sarà stato dimostrato diversamen- 
te, mediante esperimenti di ibridazione, 
o in qualche altro modo, l'esistenza di 
un particolare tipo di RNA in un or- 
ganello non significa che esso debba 
essere stato trascritto dal DNA dell'or- 
ganello stesso. Per esempio il t-RNA 
del citoplasma potrebbe migrare nel 
cloroplasto o mitocondrio e venire ivi 
modificato in qualche modo critico si 
che le sue proprietà biochimiche sì 
adattino al sistema di sintesi proteica 
dell'organello. 

IV oi abbiamo constatato che certi geni 
nucleari codificano per le proteine 
che si troveranno poi localizzate esclu- 
sivamente negli organelli e che, nel ca- 
so ben documentato del citocromo e 
del lievito, il componente proteico del 
citocromo è completamente sintetizza- 
to sui ribosomi 80 S presenti nel cito- 
plasma e poi trasportato dentro il mi- 
tocondrio, Però, non c'è motivo di cre- 
dere che questa via debba essere segui- 
ta dal l'RNA messaggero derivante da 
tutti i geni nucleari che codificano le 
proteine degli organelli. Poiché i ribo- 
somi sono chiaramente capaci di tra- 
durre qualsiasi RNA messaggero ven- 
ga a essi fornito, è possibile, sebbene 
ancora non sìa stato dimostrato, che 
l'RNA messaggero del nucleo venga 









4 T,V* ^*Tj 
■ - *»« 









è.± 



Batteri, cloroplasti e mitocondri presentano caratteristiche comu- 
ni che fanno ritenere che questi moderni organelli e i batteri 
possano avere antenati comuni. Il batterio cilindrico In sinistrai 
è circondato da una parete e da una membrana cellulari, ma 
non contiene organelli attaccali alla membrana. Contiene però 
ribosomi fortemente addensali e nucleoidi, in cui si possono 



vedere i filamenti di DNA, Anche il cloroplasto di C. reinhardi 
■iti mézzo) ronticne ribosomi fortemente addensati e nucleoidi 
con fi lamenti dì DNA, A destra si vedono due mitocondri di 
C. reinkardi immersi nel citoplasma. Essi contengono .pochi 
ribosomi e il DNA milocondriale non è visibile. Le tre fotogra- 
fie, tulle ingrandite 50 000 volte, sono di Ursula W, Goodenoughi. 



trasportato nell'organello e tradotto dai 
ribosomi 70 S dell'organello stesso. Al 
contrario, l'RNA messaggero dell'or- 
ganello potrebbe venire tradotto sia nei 
cloroplasti che nel citoplasma. 

Queste considerazioni sono impor- 
tanti per dare la corretta interpretazio- 
ne a certi tipi di esperimenti. Per esem- 
pio, è stato dimostrato che organelli 
isolati incorporano amminoacidi in 
proteìne relativamente insolubili che 
si pensa facciano parte delle membra- 
ne degli organelli. Questi esperimenti 
indicano che gli organelli isolati con- 
tengono RNA messaggero che porta 
l'informazione per le proteine della 
membrana, ma essi non possono da soli 
dirci dove sono localizzati i geni per 
queste proteine. Similmente, è stato di- 
mostrato che la sintesi di certe protei- 
ne specifiche degli organelli viene ini- 
bita da antibiotici specifici per i ribo- 
somi 70 S. mentre la sintesi di altre 
proteine non viene inibita. 

FJopo queste considerazioni, possiamo 
riassumere quello che correntemen- 
te e ipotelieamente si pensa sulla capa- 
cità genetica degli organelli cellulari. 
Probabilmente il DNA mitocondriale 
contiene l'informazione per l'RNA ribo- 
somale dei mitocondri, per almeno alcu- 
ne proteine dei ribosomi mitocondria- 
li e per certe proteine necessarie per 
l'integrità strutturale e funzionale delle 
membrane mitocondri ali. I ribosomi 
mitocondriali sono impegnati nella sin- 
tesi di alcune proteine, probabilmente, 



ma non è stato ancora dimostrato, quel- 
le codificate dal DNA mitocondria- 
le. La maggior parte del complesso en- 
zimatico dei mitocondri è chiaramente 
codificato dal DNA nucleare e sinte- 
tizzato nel citoplasma. Quindi il geno- 
ma mitocondriale non sembra contene- 
re molti geni, cosa che non fa mera- 
viglia considerando le sue dimensioni. 
Una tipica molecola di DNA (cromo- 
soma) dei mitocondri di cellule anima- 
li ha un peso molecolare di circa li 
milioni, minore di quello dei più pic- 
coli virus. Ciò significa DNA sufficien- 
te per costituire forse da 10 a 25 geni 
di media lunghezza. 4Mb 

Il peso molecolare medio del DNA 
cloroplastico è più diffìcilmente deter- 
minabile, ma sembra che sia circa 300 
volte più grande dì quello del DNA 
mitocondriale e quindi dovrebbe essere 
in grado di portare un'informazione 
molto maggiore. Questa informazione 
probabilmente include parecchi geni per 
l'RNA ribosomale dei cloroplasti, al 
meno alcuni per le proteine ribosomali 
dei cloroplasti, parecchi geni per la 
corretta organizzazione delle membra- 
ne cloroplastiche e uno o più geni per 
la sìntesi di un complesso fotosintetico 
funzionale. Probabilmente i ribosomi 
cloroplasitci sono impegnati nella sin- 
tesi della maggior parte di queste pro- 
teine. Nel C. reinhardi ì ribosomi dei 
cloroplasti partecipano alla sintesi del- 
la ribosio-!,5-fosfatocarbossilasi, enzi- 
ma impegnato nella fissazione fotosin- 
tetica dell'anidride carbonica. È noto 



però che il DNA dei cloroplasti non 
contiene l'informazione per la sintesi 
di questo enzima. 

Abbiamo studiato un ceppo mutan- 
te di C. reinhardi chiamato ac-20 che 
può fabbricare solo pochi ribosomi clo- 
roplastici in certe condizioni di cresci- 
ta. Le lesioni fotosintetiche e struttu- 
rali di queste cellule sono molto simili 
a quelle di cellule la cui sintesi proteica 
viene bloccata dal cloramfenicolo, co- 
me ci sì potrebbe aspettare. È signifi- 
cativo il fatto che il gene ac-20 venga 
ereditato secondo lo schema mende) ia- 
no suggerendo che il nucleo può eser- 
citare un controllo sulla sintesi dei ri- 
bosomi degli organelli. 11 controllo nu- 
cleare sulla sintesi del DNA degli or- 
ganelli è pure stato riscontrato. Se si di- 
mostrerà che il nucleo ha acquistato un 
controllo sostanziale sulla produzione 
dei sistemi genetici dell'organello in tut- 
ti i casi, diventerà difficile capire per- 
ché questi sistemi genetici continuino 
a essere prodotti, per quale ragione i 
mitocondri e i cloroplasti, tralasciando 
la loro origine, non si siano evoluti in 
semplici organelli contenenti enzimi la 
cui perpetuazione è interamente con- 
trollata dal nucleo. Sì può pensare che 
questo non sia avvenuto perché il DNA 
degli organelli contiene geni essenziali 
le cui funzioni, per qualsivoglia ragio- 
ne, non possono essere esplicate da ge- 
ni nucleari e che almeno alcuni di que- 
sti geni debbano essere trascritti e tra- 
dotti da un sistema primitivo di sinte- 
si proteica, simile a quello dei batteri. 

25 



Woodhengi 



es 



Il celebre monumento di Stonehenge è solo uno degli 80 complessi del 
periodo neolitico noti in Gran Bretagna. Recenti scavi hanno rivelato 
che essi racchiudevano all'origine strutture di legno e non di pietra 



di Geoffrey Wainwright 



I] complesso circolare in pietre mas- 
sicce nella piana di Salisbury, cono- 
sciuto con il nome di Stonehenge, 
è cosi noto presso il pubblico da de- 
formare l'idea che la maggior parte del- 
la gente si è fatta sugli altri monu- 
menti dello stesso tipo, costruiti nel pe- 
riodo neolitico in Gran Bretagna. Tut- 
ti questi monumenti consistono, essen- 
zialmente, in un terrapieno circolare 
che racchiude un fossato. In alcuni ca- 
si, come a Stonehenge, il terrapieno 
racchiude un gruppo di monoliti. Re- 
centi ricerche archeologiche, condotte 
in due fra i più grandi monumenti esi- 
stenti in Gran Bretagna, hanno rivela- 
to che i vasti terrapieni circondavano 
delle strutture di legno e non di pietra. 
Questa scoperta aumenta da due a quat- 
tro il numero noto di questo tipo di 
monumenti dalle strutture lignee, e a 
otto il numero conosciuto di strutture 
in legno all'interno di questi complessi. 
II fattore più importante di questa sco- 
perta è che, per mezzo di essa, si può 
in parte capire la funzione per la qua- 
le erano stati costruiti questi vasti com- 
plessi del secondo millennio a.C. Per 
un periodo che va dalla fine del terzo 
millennio alla metà del secondo millen- 
nio a.C, gli abitanti neolitici della Gran 
Bretagna costruirono almeno 80 di que- 
sti monumenti. In termini di fatica 
umana lo sforzo fu veramente gigante- 
sco. Per esempio, la costruzione di uno 
dei quattro complessi più grandi, la 
cerchia di Avebury nel Wiltshire, ri- 
chiese lo scavo di un fosso circolare 
profondo all'incirca 10 metri, largo un 
po' più del doppio, e lungo più di un 
chilometro. La terra rimossa servi per 
innalzare una banchina, al di fuori del 
fossato, alta quasi 6 metri e larga 25. 
Si ritiene che l'impresa abbia richiesto 
più dì un milione e mezzo di ore la- 
vorative. 

G i sono fatte molte ipotesi sul signifi- 
cato di questi monumenti. Il prezzo 
di energia umana complessivamente im- 



piegato, suggerisce che la società di al- 
lora fosse sufficientemente solida per 
permettersi di trasferire la mano d'o- 
pera dal compito principale, quale era 
quello della produzione del cibo, a cosi 
impegnative opere di costruzione. Ciò 
che sappiamo sulla vita familiare nel 
periodo neolitico in Gran Bretagna, 
non può condurci a pensare che esistes- 
se una società cosi ricca da permettere 
la costruzione di simili monumenti. Gli 
scavi condotti in queste due nuove co- 
struzioni lignee, hanno avvalorato le 
nostre ipotesi su questo, in apparenza 
paradossale, enigma. Prima di dare un 
resoconto delle nuove scoperte da noi 
fatte sarà però utile collocare questi 
monumenti nella loro esatta prospettiva. 

I quattro monumenti più importanti 
della Gran Bretagna neolitica sono si- 
tuati tutti in una zona dell'Inghilterra 
meridionale, nota per il gran numero di 
altri monumenti di ogni dimensione ri- 
trovati. Uno dei quattro, chiamato 
Mount Pleasant, giace vicino alla costa 
del Dorset, 96 chilometri a sud-ovest 
di Stonehenge. Gli altri tre, da nord a 
sud^^o: Avebury, Marden e Dur- 
rington Walls nel Wiltshire. Sono tutti 
sulle sponde del fiume Avon e distano 
fra loro non più di una cinquantina di 
chilometri. Alcuni lavori stradali in 
quella zona, condussero il Dipartimento 
alle antichità, divisione del Ministero 
dei lavori pubblici, a intraprendere uno 
studio archeologico a Durrington Walls 
nel 1966-1967. Le scoperte fatte con- 
dussero poi a intraprendere degli scavi 
a Marden nel 1969. 

II risultato di più di due secoli di 
studi da parte di appassionati e di pro- 
fessionisti, è che solo un quarto dei 
molti monumenti neolitici scavati in 
Gran Bretagna, hanno prodotto dei re- 
perti che possono venire datati. Appare 
però evidente, che la tradizione di co- 
struire terrapieni circolari iniziò nelle 
Isole Britanniche, verso il terzo millen- 
nio a.C. All'inizio, 1 fossati intorno al- 
le cerchia centrali non erano continui: 



questi circoli interrotti -vennero definiti 
con il nome di e zone rialzate » . L'evi- 
denza archeologica ìndica che questi 
primi terrapieni non erano, come inve- 
ce era stato suggerito all'inizio, dei luo- 
ghi di accampamento o dei recinti per 
il bestiame. In molti di questi la quan- 
tità di reperti che indicano animali ma- 
cellati, strumenti per macinare cereali 
e diversi tipi di terraglia, fa pensare, 
piuttosto, che gente proveniente da va- 
rie parti, si radunasse in queste zone 
rialzate di tanto in tanto e in gran 
numero. Anche oggi non si può visi- 
tare uno di questi complessi neolitici, 
senza pensare che fosse stato creato 
per dei raduni pubblici. Il terrapieno o 
banchina, più alto dell'area che rac- 
chiude e che sembra ancora più alto 
a causa del fossato profondo all'inter- 
no, è una tribuna ideale per poter se- 
guire le attività all'interno della cer- 
chia. Niente di simile accoglie chi vì- 
sita Durrington Walls, sebbene le sue 
dimensioni siano abbastanza impressio- 
nanti. La sua banchina esterna, in ori- 
gine larga circa 28 metri, ha un diame- 
tro approssimativo di oltre mezzo chi- 
lometro e aveva un'altezza di 2,70 me- 
tri dal livello del suolo. All'interno del- 
la banchina si estende una superficie 
piana, larga da 6 a 43 metri, sino alla 
sponda del fossato in origine largo 15 
metri e profondo quasi 6. Ho calcola- 
to che la costruzione del fossato e del- 
la banchina di Durrington Walls abbia 
richiesto circa 900 000 ore di lavoro 
umano. 

Approssimativamente 12 ettari di 
una vallata arida che scende verso il 
fiume Avon, sono circondati dal terra- 
pieno. Purtroppo, si può ora intrave- 
dere ben poco dell'antico splendore del 
monumento; secoli dì aratura hanno 
del tutto cancellato il terrapieno, il fos- 
sato e le tracce dei due « marciapie- 
di » che servivano d'accesso alla cer- 
chia sia da nord-ovest che da sud-est. 
Ciononostante, non si può fare a me- 
no d'immaginarsi la vista della vallata 



26 




Lo scavo che si vede in questa fotografia aerea, attraversa il 
fossato che circondava Durrington Walls. All'incirca 27 me- 



tri all'interno del recinto {al centro a destra), sono state 
riportate alla luce tracce di una struttura lignea antecedente. 



27 



come doveva essere dalla sommità del- 
la banchina e vìen fatto di domandar- 
si se quel luogo non fosse stato scelto 
proprio per quella ragione. 

TV e! 1966, venne dato il permesso di 
costruire una strada che attraver- 
sasse la parte est della cerchia di Dur- 



a 




rington Walls a patto che venisse pri- 
ma compiuta un'investigazione archeo- 
logica su! posto scelto. Gli scavi, ini- 
ziati ne! 1966 e completati nel 1967, 
prevedevano lo scavo di una striscia 
che seguiva il tracciato della futura 
strada e comprendeva una parte del 
fossato e del marciapiede dì sud-ovest. 



N 



Nel punto d'incontro tra il fossato e il 
marciapiede, riportammo alla luce una 
gran quantità di terraglie rotte, di ossa 
di animali, di pietre focaie e di uten- 
sili appuntiti fatti di corno di cervo. 
Evidentemente tutti questi oggetti era- 
no stati gettati nel fossato da chi era 
passato dal marciapiede per entrare o 












BANCHINA 



FOSSATO 





(SEZIONE) 

Quattro dei maggiori complessi neolitici della Gran Bretagna 
sono riprodotti nel disegno qui sopra. Essi sono: Mount Plea- 
sant (a\ Avebury ib), Durrington Walls (e) e Marden (i). I 
disegni mostrano le dimensioni attuali o ricostruite della ban- 



china e del fossato di ogni complesso. 1 contorni delle strutture 
di legno, che sono 6tale riportate alla luce a Diari ngton Walls 
e a Marden, sono qui riprodotte in nero; l'insieme di pietre 
che è stato riportato alla luce ad Avebury è indicato in colore. 



uscire dalla cerchia. 

All'i nei re a 27 metri all'interno di 
questa, scoprimmo, nel corso degli sca- 
vi, delle buche per pilastri che forma- 
vano una complessa struttura circolare. 
Esse giacevano, protette da una coltre 
di terra arata e spessa circa un metro 
e mezzo, in una zona piana del terreno 
in fondo alla vallata. Procedendo con 
gli scavi, divenne evidente il fatto che 
non una, ma due strutture erano state 
costruite nella zona che chiamammo la 
cerchia meridionale. L'evidenza della 
prima struttura ci venne data da una 
serie di quattro cerchi quasi concentri- 
ci di buche che dovevano avere soste- 
nuto delle esili colonne di legno; il cer- 
chio più esterno aveva un diametro 
di circa 30 metri e quello piti interno 
di un paio di metri. Questa prima strut- 
tura era stata sostituita da una più va- 
sta, formata da 6 cerchi, quasi concen- 
trici, di pali. Molte buche della secon- 
da struttura incrociavano o addirittura 
avevano cancellato le impronte delle bu- 
che della precedente struttura. 

Il cerchio esterno di questa seconda, 
aveva un diametro di 39 metri. Parten- 
do dal cerchio più esterno, da noi con- 
trassegnato come cerchio A, e arrivan- 
do a quello più interno, cerchio E, le 
buche aumentavano di misura. Le bu- 
che di quest'ultimo cerchio avevano in 
media un diametro un po' inferiore a 
2 metri ed erano profonde poco più 
di 2 metri; era evidente che esse ave- 
vano sostenuto dei pali di circa 60 cm 
di diametro. La struttura aveva una 
sola entrata da sud-ovest, davanti al 
marciapiede. L'entrata era indicata da 
due buche più larghe di quelle del cer- 
chio A. Una buca aveva un diametro 
di 1,80 metri, e l'altra di 1,50; esse 
avevano rispettivamente sostenuto dei 
pali del diametro di 100 e di 90 cm. 

Al dì fuori dell'entrata, si ergeva una 
piattaforma costruita con blocchi di 
gesso e breccia di selce. Su questa era- 
no stati fatti bruciare dei fuochi e il 
terreno intorno conteneva frammenti di 
terraglia, di pietre focaie, pezzetti di 
corno e ossa di animali. A nord della 
struttura era stata ricavata, nello stra- 
to di roccia gessosa, una cavità in par- 
te circondata da uno steccato di palet- 
ti. Questa cavità era riempita di terra 
nera cinerina che conteneva anch'essa 
frammenti di terraglia, di pietre focaie 
e di ossa di animali. 

Continuando con gli scavi, trovam- 
mo i resti di una seconda struttura cir- 
colare, circa 120 metri a nord della 
prima. Chiamammo questa la cerchia 
settentrionale; essa era molto più sem 
plice e piccola della sua vicina. Quat- 
tro larghe buche tracciavano il contor- 
no di un cerchio interno del diametro 




11 basso fossato di Marden visto durante ima fase degli scavi; la fotograna è presa 
dal recinto. La supernee piana a sinistra, un po' più in basso di quella attuale, è il 
marciapiede di accesso a nord. I sassi in alto a destra, sono ciò che rimane della 
banchina che una volta formava un semiperimetro intorno al recinto di circa 15 ettari. 



di 7,50 metri. Concentrico a questo 
cerchio interno, trovammo un cerchio 
di buche più piccole, de! diametro di 
circa 14,50 metri. L'unica entrata guar- 
dava quasi esattamente a sud e veniva 
raggiunta attraverso una via tracciata 
irregolarmente da pertiche di legno e 
nascosta alla vista da pali disposti ai 
due lati della strada, in fila e molto vici- 
ni l'uno all'altro, perpendicolari alla via 
d'accesso e a circa 6 metri di distanza 
da questa. 

Vi sono molti dati che permettono 
di dimostrare che Durrington Walls 
venne frequentato per più di 500 anni. 
Analizzando il carbonio- 14 contenuto 
in campioni di carbone trovati nel fos- 
sato, si potè dimostrare che questo era 
stato affondato nello strato di roccia 
gessosa, ali 'incirca 2000 anni a.C. Una 
delle buche della cerchia meridionale 
conteneva frammenti di carbone, di os- 
sa di animali e di corno; le analisi del 
carbonio- 14 su questi resti, indicarono 
che la più recente delle strutture fu 
eretta fra il 2000 e il 1900 a.C. Fram- 
menti di carbone, presi in due zone 
del fossato dove vi era evidenza che 
erano stati accesi dei fuochi, provaro- 
no che questi fuochi erano stati accesi 
a Durrington Walls fino al 1600 a.C. 

I" a fondamentale domanda da porsi 

sulle strutture di Durrington Walls 

è se i pali di legno verticali fossero 

parte di un qualche ornamento all'a- 



perto, oppure se fossero invece il so- 
stegno dì tetti. Il mio collega C.R. Mus- 
son ha condotto delle ricerche su que- 
sto problema. La sola forma di costru- 
zione che egli pensa si adatti alla di- 
sposizione delle buche della cerchia 
meridionale di data più recente, è un 
recinto a forma anulare, coperto da un 
tetto di paglia, inclinato verso il basso 
e in fuori, il cui colmo fosse all'altezza 
del cerchio E. La costruzione dovrebbe 
aver racchiuso un cortile centrale aper- 
to e il tetto in pendio avrebbe dovuto 
finire con un muro esterno, rappresen- 
tato dal cerchio A (xi veda la figura nel- 
la pagina seguente). Supponendo che la 
pendenza del tetto sia di 25 gradi e 
l'altezza esterna di circa 2.70 metri, il 
tetto sarebbe stato alto poco più di 
9,20 metri in corrispondenza al cerchio 
E. I pali che formavano il cerchio F, 
probabilmente rappresentavano un cir- 
colo di pali verticali, posti nella corte 
non con funzione di sostegno, ma come 
ornamento centrale della costruzione. 
Musson considera le buche della cer- 
chia settentrionale come ì resti della 
struttura di una costruzione a tetto, me- 
no importante della prima, con un tet- 
to di paglia esterno circolare a forma 
di cono, e al centro, un « lucernario » 
sorretto dai quattro pali grossi di cui 
restano le tracce delle buche. 

Da tutti gli scavi nelle varie zone di 
Durrington Walls. abbiamo ricavato 
una gran quantità di materiale, in rap- 



28 



29 



porto a quanto poco è stato ricavato 
dagli scavi negli altri monumenti del 
genere. La terraglia appartiene a un 
tardo esempio di ceramica del periodo 
neolitico, conosciuta con il nome di 
« Grooved Ware ». Nel riunire con at- 
tenzione i vari pezzi di coccio, ci si ac- 
corse che, talvolta, frammenti dello 



stesso vaso erano depositati accura- 
tamente in luoghi diversi. Per esem- 
pio, dei frammenti dello stesso vaso 
erano stati messi vicino ai vari pali del- 
la cerchia meridionale. In un caso, il 
frammento di un recipiente era stato 
appoggiato contro un palo all'interno 
della struttura, e un altro, invece, in un 



cumulo insieme ad altri resti, al di fuo- 
ri della stessa. Ritorneremo sull'argo- 
mento per cercare di capire il signifi- 
cato di queste azioni. 

Le ricerche nel fossato, nelle buche, 
sulla piattaforma e nel cumulo di ro- 
vine, fruttarono un totale di circa 
12 000 pietre focaie usate e di 360 at- 




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Il maggiore edificio di Durrington Walls è ricostruito in alto 
a sinistra. La pianta delle buche (a destra al centro) mostra che 
gli scavi non hanno riportato alla luce l'intera struttura. Il 



B A 



disegno della sezione (in basso a destra), mostra che la 
lunghezza dei pali verticali aumentava verso l'interno. Questa è 
la più recente delle due costruzioni della cerchia meridionale. 



trezzi; tra questi vi erano 200 raschiet- 
ti e 60 punte di frecce, quasi tutte del 
tipo trasversale (si veda la figura qui ac- 
canto). I 30 strumenti di osso trovali sul 
luogo comprendevano dei punteruoli e 
delle spille. Fra i resti di animali ven- 
nero identificate in maggioranza ossa 
di maiale. I resti completi o i frammen- 
ti di 440 strumenti appuntiti fatti di 
corno di cervo e usati, in quel periodo, 
principalmente per scavare, ci danno 
una qualche indicazione sullo sforzo 
compiuto nel costruire le cerchia e per 
innalzare le costruzioni interne. 

Ideile operazioni di scavo compiute 
su 29 monumenti in Inghilterra, 
Galles e Irlanda, solo in 9 casi vi è evi- 
denza di attività umana all'interno del- 
le cerchia. Fu quindi con un certo pes- 
simismo che Fanno scorso iniziammo 
gli scavi a Marden, il più vasto dei 
quattro grandi monumenti neolitici. Si- 
tuato nella valle di Pewsey, in una pia- 
nura bassa vicina alle sorgenti dell' A- 
von, esso dista una quindicina di chi- 
lometri da Durrington Walls, 13 chi- 
lometri da Avcbuxy e comprende un'a- 
rea dì 14 ettari. Secoli di aratura han- 
no quasi completamente cancellato ogni 
traccia del terrapieno e del fossato 
che, in ogni caso, non formano un 
cerchio; tutta la delimitazione della 
cerchia a sud e metà del loro quadrante 
ovest, è invece segnata dal corso del- 
l'Avon {si veda la figura a pag. 28). 
Marden è unico rispetto agli altri mo- 
numenti neolitici, non solo per questa 
caratteristica, ma anche perché le sue 
due entrate, invece di essere diametral- 
mente opposte, sono ad angolo retto, 
una a nord e l'altra a est. 

Trovandoci davanti a 14 ettari dì su- 
perficie e avendo un periodo di tempo 
a disposizione limitato, non sapevamo 
da dove cominciare a lavorare. Data 
la natura del sottosuolo e a causa delle 
innumerevoli tane scavate dalle talpe, 
non potemmo fare uso di nessuno de- 
gli apparecchi per saggiare il terreno, 
alla ricerca di tracce di eventuali strut- 
ture lignee. Infine venne deciso di co- 
minciare a scavare dall'entrata nord e 
di ripulire anche 3 metri quadri all'in- 
terno della cerchia, approssimativamen- 
te a 30 metri dall'entrata. Prendemmo 
questa decisione in seguito al succes- 
so ottenuto con analogo metodo a Dur- 
lington Walls, la cui cerchia sud venne 
infatti scoperta all'incirca 30 metri al- 
l'interno dell'entrata di sud-est, speran- 
do che fra i due monumenti vi fos- 
sero delle analogie. 

Scoprimmo che il fossato di Marden 
era stato largo più di 1 5 metri, ma pro- 
fondo solo 2 metri circa. Le dimen- 
sioni originali del terrapieno che l'ave- 









Fra gli oggetti portati alla luce a Durrington Walls vi erano 440 punteruoli intatti o 
in frammenti, ricavati da pezzi di corno; nella figura ne sono raffigurati due, le cui 
dimensioni sono un quarto delle reali (a, 6). Fra gli oggetti di selce, trovati sul 
luogo, 60 erano punte di frecce; quattro di esse sono qui riprodotte, in scala 2:3 ri- 
spetto alla dimensione reale (e, d, e, /). Quasi tutti i frammenti di terraglie apparten- 
gono al tipo Grooved Ware, comune in Gran Bretagna durante la tarda epoca neoli- 
tica; due esempi sono qui riprodotti a un quarto della loro dimensione reale (g, h). 



30 



31 



va circondato sono incerte. Come a 
Durrington Walls, la parte del fossa- 
to adiacente al marciapiede che porta- 
va all'entrata, quando venne da noi sca- 
vata, ci procurò quantità di vasi, pie- 
tre focaie, strumenti appuntiti di cor- 
no e ossa di animali, li gettati dalla 
gente che entrava o usciva dalla 
cerchia (si veda la figura qui sot- 
to). Quando iniziammo i lavori nel- 
le due zone prescelte all'interno della 
cerchia, trovammo un'analogia pure qui 
fra Marden e Durrington Walls. Du- 
rante gli scavi scoprimmo un cerchio 
di buche all'incirca di 9,70 metri di dia- 
metro e altre tre buche poste in fila più 
o meno al centro del cerchio. Il terre- 
no sopra di esse era stato così smosso 
da secoli di aratura che oramai era ri- 
masto intatto solo il fondo di queste. 
Le buche di Marden contenevano 
pietre focaie e frammenti di terraglia. 
Come quelli trovati nel fossato, anche 
questi appartenevano allo stesso tipo 
di ceramica Grooved Ware, trovata a 
Durrington Walls, suggerendoci che 
questi due luoghi, distanti fra loro solo 



sedici chilometri, abbiano svolto una 
funzione pubblica contemporaneamente 
per un periodo di molti secoli. Può an- 
che darsi, tuttavìa, che Durrington 
Walls abbia avuto una vita più lunga. 
Alcuni frammenti di terraglia li dissot- 
terrati, mostrano l'influenza stilistica ti- 
pica di un gruppo di persone emigra- 
te dall'Europa, conosciuto con il nome 
di Beaker, Questi nuovi arrivati costrui- 
vano strumenti di rame e di bronzo, e 
il loro arrivo segnò il principio della 
fine del periodo neolitico in Gran Bre- 
tagna, Nessuna traccia di frammenti di 
tipo Beaker è stata trovata a Marden e 
si può quindi dedurne che Durrington 
Walls venisse frequentato in un perio- 
do più tardo. 

Questo verrà chiarito probabilmen- 
te del tutto, quando le analisi del car- 
bonio- 14 compiute sui resti organici ri- 
trovati a Marden verranno rese note. 

Gino a oggi, nessun lavoro archeo- 
logico è stato intrapreso a Mount 
Pieasant, il grande monumento nel Dor- 
set. Qui l'aratura ha profondamente in- 



cìso sullo stato del terrapieno e del fos- 
sato; si può solo vedere che la cerchia, 
un ovale di 274 metri per 366, aveva 
una soia via d'entrata, posta nel qua- 
drante di sud-est. Il quarto dei grandi 
monumenti neolitici. Avebury, è sta- 
to invece oggetto d'intensi studi. Ho 
già accennato al suo terrapieno e al 
suo fossato. Fra i due si estende 
una striscia di terreno livellato che va- 
ria in larghezza; l'accesso alla cerchia 
è dato da quattro entrate separate, si- 
tuate all'incirca a 90 gradi l'ima dal- 
l'altra. Avebury è il solo in Gran Bre- 
tagna ad avere tante entrate. 

Come a Stonehenge, il terrapieno di 
Avebury racchiude un gruppo di mo- 
noliti, ma questa è la caratteristica co- 
mune ad ambedue. Stonehenge consiste 
essenzialmente di quattro fila di pie- 
tre: due cerchi esterni concentrici e, 
dentro di essi, due semicerchi a ferro 
di cavallo, sempre concentrici. Il cer- 
chio più esterno, che in origine consi- 
steva di 30 monoliti verticali, ha un 
diametro dì circa 30 metri e il terra- 
pieno che lo circonda un diametro di 



M 




»•** 



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La maggior parie degli oggetti di Marden, è stata ritrovala al- 
l'incrocio del marciapiede nord con il fossato. Nella fotografìa 
ai possono vedere vari punteruoli di corno e frammenti di 



ossa di animali, inclusa parte della mandinola di un maiale, 
che ancora giacciono nelle stesse posizioni dove sono stali ab- 
bandonati dagli antichi visitatori del grande complesso neolitico. 



90 metri. Al contrario, il grande cer- 
chio di pietre dì Avebury, immediata- 
mente all'interno del fossato, ha un dia- 
metro di più di 300 metri e in origine 
può darsi abbia contenuto un totale di 
98 grandi monoliti. All'interno di que- 
sto insieme di pietre, vi erano due cer- 
chi, sempre di pietre, entrambi più 
grandi di Stonehenge. Quello a nord 
ha un diametro di quasi 50 metri; 
quello a sud, due metri di più. I 
monoliti di Avebury sono blocchi di 
arenaria locale formati naturalmente e 
non ricavati dalla roccia. Da secoli, la 
gente del posto se ne è servita, spez- 
zandoli uno dopo l'altro, e ora non ne 
rimane che meno della metà di quanti, 
in origine, avevano formato l'intera 
struttura. 

Nel 1930 un ricco appassionato di ar- 
cheologia, Alexander Keiller, esegui de- 
gli scavi in alcune zone della cerchia 
di Avebury. La sua ricerca nel fossato 
riportò alla luce cosi pochi oggetti da 
far ritenere che Avebury fosse stata de- 
liberatamente mantenuta pulita dai suoi 
visitatori neolitici. Sulla superficie ori- 
ginale, sotterrati sotto il terrapieno. 
Keiller ritrovò dei resti fra i quali dei 
frammenti di Grooved Ware e due pun- 
te di freccia in selce del tipo trasver- 
sale, cosicché si può dedurne che il luo- 
go sia stato frequentato nello stesso pe- 
riodo di Durrington Walls e Marden. 
Dai tempi di Keiller nessun altro sca- 
vo è stato fatto nella cerchia di Ave- 
bury, 

/"'osa possiamo dedurre dai dati, an- 
che se sommari, dello studio di tre 
dei quattro monumenti neolitici più im- 
portanti della Gran Bretagna? Soffer- 
miamoci prima un momento a conside- 
rare altri fatti che riguardano Avebury 
e ciò che lo circonda. Un « viale » di 
pietre conduce dal monumento a un 
punto distante quasi 2 chilometri, do- 
ve si trova una pìccola costruzione di 
pietre, conosciuta con il nome di * San- 
tuario ». formata da cerchi concentrici 
di pietre verticali. Degli scavi condotti 
nel 1930 rivelarono, però, che il san- 
tuario non era sempre stato una strut- 
tura di pietra. All'origine era stato fat- 
to in legno e ricostruito in legno alme- 
no due volte prima di raggiungere la 
sua definitiva struttura di pietra. Un 
cerchio di buche, del diametro circa 
di 4 metri, forma la prima struttura, 
probabilmente una capanna. Questa 
venne sostituita da una seconda strut- 
tura in legno del diametro di circa 10 
metri che, a sua volta venne sostituita 
dalla terza, sempre in legno, dei diame- 
tro di circa 18 metri. 

I monumenti di pietra, possono quin- 
di in origine essere stati di legno. Per 




Parie dello scheletro di un essere umano adulto è stata ritrovata tra i riliuti nel fos- 
sato di Marden. 11 peso del terreno che lo ricopriva ne ha schiacciato il cranio. 



quanto riguarda il Santuario, la cosa è 
stata provata; solo altri studi potranno 
provare se si può dire lo stesso per il 
monumento di Avebury. In questo 
caso, è interessante la scoperta fatta 
nel 1920 da William Hawiey della So- 
ciety of Anliquaries, a Stonehenge, 
quando vennero alla luce molte buche, 
alcune delle quali possono appartenere 
al periodo che a noi interessa, anche se 
la più gran parte del recinto centrale 
è ancora inesplorata. A Stonehenge so- 
no state pure ritrovate terraglie del tipo 
Grooved Ware. 

A Durrington Walls vi è un piccolo 
monumento di pietra solo 55 metri al 
di fuori del recinto centrale. Noto con 
il nome di « Woodhenge * , fu sottopo- 
sto a scavi tra il 1926 e il 1928. Come 
il suo nome indica, in origine aveva una 
struttura di legno; i suoi resti sono 6 
cerchi concentrici di buche. I cerchi 
formano un disegno ovale e hanno un 
diametro massimo di 40 metri. 

Stuart Piggott dell'università di Edim- 
burgo, nel 1940, suggerì che le buche 
significavano la presenza, in passato, di 
un solo grande edificio, probabilmen- 
te con un cortile centrale aperto e un 
tetto che scendeva, sia all'interno che 
all'esterno, da un alto colmo centra- 
te. Il mio collega Musson suggerisce, 
come alternativa, che le buche della co- 
struzione lignea siano ì resti di due 
strutture di legno consecutive, ciascuna 
con un cortile centrate ma con un solo 
tetto inclinato all'esterno come a Dur- 
rington Walls. Non vi sono indicazioni 



che suggeriscano quali delle due rico- 
struzioni sia la giusta. 

Tuttavia, è evidente che le tre strut- 
ture di Durrington Walls e quella sco- 
perta a Marden, sebbene siano scoper- 
te recenti, non sono le sole strutture in 
legno conosciute nei monumenti neoli- 
tici inglesi. Tre di esse vennero erette 
consecutivamente nel Santuario, una o 
due (a seconda di quale interpretazio- 
ne si preferisca) a Woodhenge, proba- 
bilmente una a Stonehenge e vi è la pos- 
sibilità che ve ne siano altre a Avebury 
e altre ancora a Mount Pieasant, Dur- 
rington Walls e a Marden. 

Prima di fare delle congetture sull'u- 
so al quale queste strutture erano de- 
stinate, vediamo cosa ci possono rivela- 
re sulla costruzione centrale le rovine 
di Durrington Walls, preservate in mo- 
do ammirevole. 

T dentificando i resti di carbone trova- 
ti nelle buche della cerchia meridio- 
nale, si potè sapere che il materiale per 
la struttura della costruzione posterio- 
re era la quercia. Il diametro dei pali 
può venir desunto dalla grandezza del- 
le buche che essi occupavano; per ciò 
che concerne la toro altezza si sono 
fatti dei calcoli sulla base della rico- 
struzione di Musson. In aggiunta ai pa- 
li, devono essere state usate delle tra- 
vi di legno più piccole per controven- 
tare e per intelaiare la struttura che so- 
steneva il tetto di paglia. Dai calcoli 
fatti risulta che più di 900 metri lineari 
di tronchi di varie dimensione erano 



32 



33 



® 



occorsi per costruire i pali per la strut- 
tura portante e più di 1350 metri di 
legname più piccolo per travi, travetti 
e altri elementi. 1 due pali all'entrata, 
i più grossi dell'intera costruzione, pe- 
savano rispettivamente all'i ncirca 5 e 
3,5 tonnellate; il peso totale del legna- 
me utilizzato deve essere stato di 260 
tonnellate. Si dovrebbero abbattere al- 
l'incirca 145 ettari di foresta dì quercia 
per ottenere la stessa quantità di legna- 
me, tuttavia questa struttura in legno 
era solo una delle varie esistenti nella 
zona. Non è quindi un'esagerazione af- 
fermare che la distruzione del patrimo- 
nio boschivo del sud dell'Inghilterra 
deve aver avuto inizio al principio del 
secondo millennio a.C. 

Sebbene vadano considerate molte 
variabili, è possibile valutare la durata 
delle costruzioni. Ricerche compiute al 
Forest Products Research Laboralo- 
ry, mostrano come la resistenza dì 
un palo di legno conficcato vertical- 
mente nel suolo, è direttamente pro- 
porzionale al suo diametro. I pali di 
quercia, come quelli usati a Durrington 
Walls, hanno una probabilità di resi- 
stenza vitale di circa 15 anni per ogni 
2,30 cm di raggio. Calcolando i tempi 
su questa base, la costruzione posterio- 
re della cerchia meridionale ha resisti- 
to da un minimo di 100 a quasi 200 
anni. Gli enormi pali all'entrata sareb- 
bero rimasti in piedi rispettivamente 
per 270 e 315 anni; ma poiché essi 
non sono degli elementi chiave della 
struttura, la loro durata non è determi- 
nante per valutare la vita complessiva 
della costruzione stessa. Il probabile 
investimento in ore lavorative necessa- 
rie per tagliare il legname e per erigere 



la costruzione non pare eccessivo se 
ammortizzato in più di un secolo. 

Quale era la funzione di questi mo- 
numenti lignei? La prima domanda da 
porsi è se questi fossero delle abitazio- 
ni o costruzioni ideate e realizzate per 
scopi pubblici. Il cortile aperto al cen- 
tro di Woodhenge e quello centrale or- 
nato di pali decorativi di Durrington 
Walls, sembrano ambedue più adatti 
per cerimonie che per usi domestici. 

Il viale di arrivo e la facciata che 
protegge alla vista la struttura nord di 
Durrington Walls sono altri aspetti che 
non sembrano adattarsi a un contesto 
domestico. Si deve inoltre considerare 
che l'ultima struttura in legno, il San- 
tuario, fu sostituita da cerchi di mono- 
liti, congiunti al gran recinto di Ave- 
bury da un viale. Quest'ultima disposi- 
zione in pietra dà certo l'impressione 
di essere ritualistica. Non può essere 
stata la stessa cosa per le anteceden- 
ti costruzioni in legno? Un'altra ra- 
gione per suggerire delle attività socia- 
li, piuttosto che domestiche in tutti que- 
sti monumenti lignei, è la natura e la 
posizione degli oggetti li ritrovati, in 
particolare dei frammenti di terraglie. 
Non sì può mettere insieme un solo 
vaso, sebbene a Durrington Walls, nel 
fossato e nelle altre parti, si siano tro- 
vati enormi quantità di vasellame e al- 
cuni pezzi, trovati in luoghi diversi, 
appartenessero allo stesso oggetto. È 
difficile distinguere fra i rifiuti di una 
occupazione domestica e ì detriti la- 
sciali da pratiche religiose; tuttavia il 
vasellame trovato a Durrington Walls. 
non suggerisce in alcun modo un im- 
piego domestico di questi luoghi. Un 
paragone etnografico di questi monu- 




Un cerchio di huclie del diametro di circa 9 m, è stato trovato 30 m all'interno della 
entrata nord di Marden. Secoli di aratura hanno cancellato lutto fuorché il loro fondo. 



menti, può venir fatto con le * Sedi di 
Consiglio » degli indiani Creek e Che- 
rokee nel diciassettesimo e diciottesi- 
mo secolo, delle quali abbiamo molte 
descrizioni lasciateci da chi fece i pri- 
mi viaggi nell'America del nord meri- 
dionale. Il paragone è particolarmen- 
te interessante perché oltre ad avere 
delle testimonianze visive, esiste pure 
una dettagliata descrizione archeolo- 
gica di una di queste strutture. Essa 
era stata eretta fra il 3 500 e il 1600 
d.C. su un promontorio del fiume Sa- 
vannah, e venne messa alla luce du- 
rante gli scavi compiuti da studenti 
dell'Università di Georgia fra il 1937 e 
il 1940. Per colmare le lacune che esi- 
stono in ambedue le documentazioni, 
considerate singolarmente, possiamo 
andare dall'evidenza etnografica a quel- 
la archeologica e viceversa, attingendo 
informazioni da entrambe. 

Il naturalista William Bartram. de- 
scrivendo una sede del consiglio Creek 
del 1700, scrisse: « La grande... casa 
o rotonda... è una costruzione vasta e 
conica o un duomo circolare, capace di 
accogliere centinaia di persone. Vi è 
una sola grande porta che serve anche 
a immettere luce dal di fuori e a per- 
mettere al fumo di uscire quando vie- 
ne acceso il fuoco ». Nel discutere que- 
sta costruzione Bartram dichiara: « Es- 
si fissano per prima cosa nei suolo una 
fila circolare di pali o tronchi d'albero 
alti approssimativamente 2 metri, a 
uguale distanza uno dall'altro, i quali 
vengono intagliati all'estremità per in- 
castrarvi, tra l'uno e l'altro, una serie 
di travi o piani di posa: all'interno di 
questi vi è un'altra serie circolare di 
pilastri molto larghi e forti, intagliati 
all'estremità allo stesso modo per ac- 
cogliere un'altra serie di travi s>. Secon- 
do Bartram una delle attività che si 
svolgevano nella sede del consiglio, 
era rappresentata dal bere una bevan- 
da sacra chiamata « cassine ». Essendo 
questa bevanda sacra, anche il vasel- 
lame usato in quelle occasioni può 
aver assunto un carattere speciale. 

La sede del consiglio, scavata in 
Georgia, era parte dell' « Irene Mound ». 
Oltre ai resti della costruzione circo- 
lare, che aveva una sola entrata, un 
posto adibito a focolare e un diametro 
esterno di più di 35 metri, furono mes- 
se alla luce un gran numero di abita- 
zioni domestiche di forma quadrata e 
rettangolare. La forma della struttura 
principale era evidente dal disegno for- 
mato da sei cerchi concentrici di sol- 
chi profondi che accoglievano un tem- 
po delle palizzate. Il cerchio più esterno 
era il muro della sede del consiglio; gli 
altri cinque cerchi più interni costitui- 
vano i tramezzi che incorporavano i 
supporti del tetto. Proprio fuori dal 



34 



muro esterno, si trovò una grossa fossa 
per i rifiuti contenente solo i frammen- 
ti di recipienti di coccio contempora- 
nei alla struttura stessa. Gli archeologi 
pensarono che t recipienti fossero sta- 
ti usati per bere il cassine, e poi messi 
nella fossa, dopo averli rotti intenzio- 
nalmente o per caso. Il paragone fra 
l'eliminazione del vasellame delle ceri- 
monie degli indiani del Nuovo Mondo, 
e l'accurata ripartizione a Durrington 
Walls di alcuni dei pezzi di coccio neo- 
litici, sebbene non completo, fa pensa- 
re a dei riti in ambedue i casi. 

Senza troppo sforzo, nonostante la 
differenza di era di più di 3000 anni. 
la descrizione di Bartram sulla sede del 
consiglio Creek nel diciottesimo secolo, 
può venire applicata ai monumenti neo- 
litici della Gran Bretagna. Ci viene. 
cost> la tentazione di sfruttare la cono- 
scenza che abbiamo dell'uno, per ri- 
spondere alle domande che ci poniamo 
sugli usi sconosciuti degli altri. Ciò, 
evidentemente, non si può fare, non so- 
lo perché ce lo impedisce la diversità 
di era, ma anche la distanza geografica 
e le immense differenze di cultura. Tut- 
tavia, in ciò che è minimamente pa- 
ragonabile, troviamo la conferma che 
le strutture neolìtiche erano adibite a 
qualche funzione pubblica e non a uso 
domestico. 

presumendo che questa ipotesi sia 
corretta, ne conseguono subito altre 
domande. Queste strutture erano dei 
templi? Oppure avevano uno scopo più 
laico? Potevano avere una funzione al- 
lo stesso tempo religiosa e laica? So- 
pralluoghi fatti con i magnetometri che 
indicano le discontinuità del suolo, 
hanno portato a pensare che, un tem- 
po, vi fossero state all'interno della 
cerchia di Durrington Walls, molte al- 
tre costruzioni lignee; cosi come si può 
pensare di Marden e degli altri luoghi 
simili. Se questa ipotesi è esatta, si 
tratta di monumenti aperti al pubblico 
che, di tanto in tanto, li visitava pro- 
venendo da abitazioni ancora non sco- 
perte? Oppure, come nel caso di Irene 
Mound. essi includevano sia gli edifici 
pubblici che quelli privati? La struttu- 
ra di questi ultimi, durante il perio- 
do neolitico, è ancora praticamente 
sconosciuta, eppure essi devono essere 
esistiti per provvedere alla mano d'o- 
pera necessaria per erigere i grandi ter- 
rapieni dell'epoca e per costruire gli 
edifici in essi racchiusi. Mancando ogni 
indicazione che questi edifici privati 
possano essere scoperti altrove, occor- 
re iniziare la loro ricerca proprio al- 
l'interno della cerchia di Durrington 
Walls, di Marden, di Mount Pleasant e 
di Avebuxy. 



LA BIOSFERA 



Il fascicolo monografico di dicembre 1970 di LE SCIENZE 
edizione italiana di SCIENTIFIC AMERICAN è dedicato ai 
problemi della biosfera e all'influsso della tecnologia sull'am- 
biente. Esso contiene i seguenti contributi: 



La biosfera 

di G. Evelyn Huichinson 
Come la sottile pellicola di so- 
stanza vivente della Terra è so- 
stenuta da cicli energetici e 
chimici su grande scala. 

Il ciclo energetico della Terra 

di Abraham H. Oort 

L'energia solare assorbita dalla 
Terra viene alla fine reirradia- 
ta nello spazio extraterrestre 
ma solo dopo essere stata di- 
stribuita sul nostro pianeta dal- 
la circolazione atmosferica e 
oceanica. 

Il ciclo energetico 
della biosfera 

di George M, Woodwetl 

La vita si mantiene grazie alla 
quantità finita di energia sola- 
re che è fissata dalle piante 
verdi. Una frazione sempre 
maggiore di quest'energia vie- 
ne deviata oggi a diretto van- 
taggio di un'unica specie: 
l'uomo. 

Il ciclo dell'acqua 

di H, L. Penman 

L'acqua, il mezzo in cui si svi- 
luppa la vita e sorgente del- 
l'idrogeno a essa necessario, 
fluisce nella materia vitale so- 
prattutto attraverso il meccani- 
smo della traspirazione. 

Il ciclo dell'ossigeno 

di Presto n Cloud e Aharon Gibor 

L'ossigeno fu introdotto nell'at- 
mosfera dai primi organismi 
vegetali. Essi hanno reso pos- 
sibile l'evoluzione delle piante 
superiori e degli animali. 

Il ciclo del carbonio 

di Beri Boiin 

Il ciclo fondamentale si com- 
pie tra l'anidride carbonica at- 
mosferica e la materia vivente. 
Una parte del carbonio, tutta- 
via, viene accumulata in grandi 
quantità sotto forma di compo- 
sti nelle rocce sedimentarie. 



Il ciclo dell'azoto 

dì C. C. Deiwiche 

L'azoto costituisce il 79 per 
cento dell'atmosfera, ma non 
può essere usato direttamente; 
deve prima essere « fissato » 
da organismi specializzati o 
mediante processi industriali. 

I cicli inorganici 

di Edward S. Deevey jr. 

La biosfera è composta in pre- 
valenza da idrogeno, carbonio, 
azoto e ossigeno. Altri elemen- 
ti sono, tuttavia, costituenti es- 
senziali della materia vivente: 
tra essi, in particolare, il fosfo- 
ro e lo zolfo. 

L'industria umana 
e la biosfera 

di Harrìson Brown 

Materiali come i metalli e il ce- 
mento non si riproducono. Il 
problema è di organizzare ci- 
cli di utilizzazione che conser- 
vino queste risorse naturali e 
che impediscano il loro accu- 
mularsi sotto forma di rifiuti. 

La produzione di alimenti 

di Lester R. Brown 

II rapporto tra aumento della 
popolazione umana e aumento 
della produzione alimentare 
pone un problema: quante per- 
sone la biosfera può sostenere 
senza pregiudicare il comples- 
so delle sue operazioni? 

La produzione di energia 

dì S. Fred Singer 

Liberando l'energia immagaz- 
zinata nei combustibili fossili e 
nucleari, l'uomo accelera lenti 
cicli naturali. I prodotti di rifiu- 
to che si hanno in questa pro- 
duzione vanno a interagire con 
cicli veloci della biosfera. 

L'ingegneria ambientale 

di Luigi Mendìa 

Gli sviluppi della tecnologia 
vanno controllati secondo una 
coscienza ecotecnica. 



L'Italia e i problemi della biosfera 

Tavola rotonda con la partecipazione di: Enzo Capaccioli, Emi- 
lio Gerelli, Luigi Mendia, Giorgio Nebbia, Roberto Passino, Ma- 
rio Pavan, Gabriele Scimemì. Moderatore Felice Ippolito. 



35 



Intelligenza e razza 

Hanno una base genetica le differenze tra bianchi e negri nei valori di 
quoziente d'intelligenza (Q.L)? Due genetisti esaminano criticamente i 
dati disponibili e concludono che attualmente è impossibile rispondere 



dì Walter F. Bodmer e Luigi Luca Cavalli Sforza 



In quale misura differenze di com- 
portamento tra classi sociali e ira 
razze potrebbero avere una deter- 
minazione genetica? 11 problema viene 
discusso spesso, anche se generalmen- 
te non a livello scientifico. Recentemen- 
te un esperio dì psicologia dell'educa- 
zione, Arthur R. Jensen, e un fisico, 
William Shockley, hanno richiamato 
l'attenzione sulle differenze medie d'in- 
telligenza, quale viene misurata dal 
Q.L, tra bianchi e negri degli Stati 
Uniti. Noi siamo genetisti interessati al- 
lo studio dell'interazione tra eredità e 
ambiente. Lo scopo di questo nostro ar- 
ticolo è di esaminare criticamente, so- 
prattutto per i non genetisti, il signifi- 
cato dei termini razza e Q.I.. nonché le 
metodologie utilizzate per stabilire in 
che misura il Q.L sia ereditario. Questo 
esame può fornire la base per una va- 
lutazione oggettiva della evidenza ri- 
guardante l'esistenza di una componen- 
te genetica nelle differenze di Q.L tra 
razze e tra classi. 

Prima di tutto bisognerebbe defini- 
re i termini «eredità», «intelligenza» 
e « razza ». Il termine * eredità » si ri- 
ferisce a tutte le caratteristiche dell'in- 
dividuo che questi eredita dalle prece- 
denti generazioni. L'unità funzionale 
primaria dell'eredità è il gene. L'intero 
corredo genetico di un individuo è in- 
dicalo con il termine di genoma e con- 
siste nell'uomo di circa dieci milioni di 
geni. Alcuni di questi geni, e la loro 
espressione, possono essere analizzati a 
livello biochimico. Caratteri comporta- 
mentali complessi come l'intelligenza 
subiscono però probabilmente l'influen- 
za dell'azione combinala di molti geni. 
A tal riguardo giova osservare subito 
che mentre e possibile fare previsioni 
attendibili circa l'ereditarietà di quelle 
differenze che sappiamo essere determi- 
nale da uno o da pochi geni, non è pos- 
sibile fare altrettanto circa l'ereditarietà 
di caratteristiche più complesse, perché 
mancano ancora adeguati mezzi di in- 
dagine. 



Che cosa è l'intelligenza? Non è fa- 
cile formulare una rigorosa e obietiiva 
definizione di questo complicato carat- 
tere, ma per i fini di questa discussione 
ci si può limitare a qualità che pos- 
sono essere oggettivamente osservale 
e misurate. Fra gli strumenti atti a que- 
sta misurazione si annovera il reattivo 
mentale di Stanford-Binet, realizzato 
per misurare le capacità di apprende- 
re, o, più in generale, la capacità di 
trarre profitto dall'esperienza. 

I reattivi per misurare l'inlelligenza 
si fondano sulla risoluzione di brevi 
problemi di vario genere, nonché sulla 
risposta a domande semplici. Il punteg- 
gio totale viene standardizzato per una 
certa età confrontandolo con i valori di 
un grande campione di una determinata 
popolazione (per esempio, i bianchi na- 
ti negli Stali Uniti). Il punteggio finale 
standardizzato che va sotto il nome di 
Q.L. viene abitualmente espresso in una 
scala che pone la media della popola- 
zione dì riferimento uguale a 100, con 
una distribuzione tale che il 70 % de- 
gli individui hanno un Q.L tra 85 e 115 
e il 5 "b un Q.L o sotto 70 o sopra 130 
(la misura di variabilità indicata con il 
termine di deviazione standard corri- 
sponde dunque, nel caso del Q.L. a cir- 
ca 15 punti! 

Con il reattivo di Stanford-Binet e 
con gli altri reattivi dello stesso tipo, 
si ottengono risultati suscettibili di re- 
cìproco confronto. Sono stati compiuti 
tentativi anche più ambiziosi per mi- 
surare il « fattore generale dell'intelli- 
genza », e vi sono psicologi tanto otti- 
misti da ritenere che i reattivi di que- 
sto tipo possano effettivamente misu- 
rare una abilità * innata » potenziale. 
Tuttavia bisogna notare che tutti i reat- 
tivi mentali saggiano necessariamente 
l'abilità posseduta da un soggetto a una 
determinala età della sua vita. Poiché 
tale abilità è il prodotto di una combi- 
nazione fra la disposizione innata e 
l'esperienza del soggetto stesso, i reatti- 
vi d'intelligenza sono necessariamente 



test di abilità acquisita. 

Questa limitazione risulta confermata 
dal fatto che il valore diagnostico di 
tulli i test d'intelligenza è funzione del 
particolare ambiente culturate. L'appli- 
cazione di un determinato reattivo a 
soggetti di cultura differente da quella 
per cui è stato realizzato è difficile e in 
qualche caso impossibile. Fino a oggi 
i tentativi di costruire reattivi assoluta- 
mente * lìberi da influenze culturali s 
sono regolarmente falliti. 

L'utilità dei reattivi mentali può es- 
sere verificata attraverso l'esame della 
loro attendibilità (che è la costanza a 
breve terni ineì, stabilità ( che corrispon- 
de invece alla costanza a lungo termi- 
ne) e validità. Per quanto riguarda il 
reattivo di Stanford-Binet la differenza 
modi li tra prove ripetute a brevi inter- 
valli varia da 5,4 punti - quando il Q.L 
è di 130 - a 2.5 punti - quando il Q.L 
è inferiore a 70 - indicando una ripro- 
ducibilità piuttosto alta. 

A lungo termine la consistenza è me- 
no marcata, soprattutto se il soggetto ha 
subito la prima prova in età inferiore 
ai sci anni. La ripetizione della prova 
a distanza di anni può far registrare 
forti discrepanze (persino di 20 o 30 
punti), tanto più pronunciale quanto 
più lungo è l'intervallo fra una prova 
e l'altra. 

La validità di ogni reattivo viene 
giudicata in riferimento ai suoi scopi 
preditevi. Se lo scopo è quello di pre- 
dire future prestazioni scolastiche al- 
lora la validità è misurata dalla bontà 
delle previsioni del Q.I. riguardo alle 
prestazioni. A ogni modo tutte le pre- 
dizioni hanno un carattere di probabi- 
lità, nel senso che un alto Q.L si as- 
socia a un buon rendimento scolastico 
in un elevato numero di casi, ma non 
in tutti. Tuttavia si è in genere d'accor- 
do che vi è una alta correlazione tra 
Q.L e successo scolastico. La stessa cor- 
relazione esiste in ordine al successo 
nelle professioni e. più in generale, nel- 
la società. 1 test di intelligenza hanno 



dunque un certo valore prediti vo, in 
senso probabilistico. In questo senso 
si può dire che i test per la misurazione 
del Q.L hanno qualche validità. 

T e razze sono sottogruppi che si diffe- 
renziano nell'ambito di una detcr- 
minata specie. La specie umana, come 
ogni altra specie, è composta di indivi- 
dui cosi somiglianti gli uni agli altri 
per ciò che riguarda la costituzione ge- 
netica che in linea teorica qualunque 
maschio può congiungersi a qualunque 
femmina e dar vita a una prole fer- 
tile. La specie umana e caratteriz- 
zala da un'alta mobilità territoriale, 
tanto che nel corso dell'evoluzione es- 
sa si è distribuita su tutta la superficie 
della Terra. Tuttavia sono molti gli in- 
dividui che. anche ai nostri giorni, tra- 
scorrono l'intera esistenza sempre nel 
medesimo luogo. Questo tipo di com- 
portamento, insieme con le barriere 
geografiche e quelle d'altra natura, fa 
st che in diverse parti del mondo esi- 
stono popolazioni in condizioni di ac- 
centuato «isolamento produttivo». 

Poiché i diversi habitat di una spe- 
cie possono differire profondamente tra 
loro per ciò che concerne le caratte- 
ristiche ecologiche - quali la composi- 
zione del suolo, il clima, la flora e la 
fauna - la selezione naturale, cioè il 
processo per cui preferenzialmente so- 
pravvivono e si riproducono i soggetti 
meglio adattati al loro habitat, porta 
inevitabilmente alla formazione di ca- 
ratteristiche che differenziano l'uno dal- 
l'altro i gruppi isolati. In più, l'isola- 
mento riproduttivo favorisce l'emer- 
genza di un fattore di differenziazione 
correlato con le fluitazioni statistiche 
casuali che le caratteristiche geniche di 
qualsiasi popolazione subiscono nel suc- 
cedersi delle generazioni; tale processo 
va sotto il nome di deriva genetica. 

Nell'ambito di una specie i sotto- 
gruppi isolati tendono dunque a diffe- 
renziarsi. Il processo si svolge con estre- 
ma lentezza: centinaia o addirittura mi- 
gliaia di generazioni possono essere ne- 
cessarie perché certe differenze biolo- 
giche diventino apprezzabili a prima 
vista. A ogni modo, noi indichiamo 
quei soltogruppi con il termine di razze 
quando, per il tempo trascorso, le ca- 
ratteristiche che li differenziano sono 
diventate palesi. 

Nella specie umana la differenziazio- 
ne biologica è di solito accompagnata 
o preceduta da una differenziazione 
culturale: un processo, questo, che si 
svolge con una velocità di gran lunga 
superiore a quella dell'evoluzione biolo- 
gica. 1 due tipi di differenziazione ine- 
vitabilmente interagiscono. Infatti le 
differenze culturali possono contribuire 
alla perpetuazione delle barriere geo- 



grafiche che hanno determinato l'isola- 
mento riproduttivo. Per esempio, diffe- 
renze d'ordine religioso possono pro- 
muovere l'isolamento riproduttivo. Ne- 
gli Stati Uniti le differenze relative alla 
pigmentazione cutanea, riflesso di una 
differenza biologica, riducono le pro- 
babilità di matrimonio fra i gruppi raz- 
ziali. Tuttavia la rarità di questi scambi 
è probabilmente attribuibile anche a un 
atteggiamento psicologico che non di- 
pende direttamente dalla differenza di 
colore ma piuttosto da divergenze cul- 
turali che si accompagnano a quel trai- 
lo somatico. 

6 straordinariamente diffìcile stabili- 
re quale sia la rispettiva incidenza dei 
fattori biologici e dei fattori culturali 
nella determinazione di fatti complessi 
quali le differenze di comportamento, 
comprese quelle che distinguono le raz- 
ze. A tal riguardo è utile considerare 
prima di tutto le differenze razziali che 
possono essere facilmente attribuite a 
fattori biologici. È chiaro, per esem- 
pio, che le differenze relative alla pig- 
mentazione cutanea sono generalmente 
di natura biologica. In certi casi il ca- 
rattere della pigmentazione cutanea può 
essere determinato da un qualche fat- 
tore non genetico, che opera durante 
la vila di un individuo (l'irradiazione 
solare è uno di questi fattori). Si tratta 
allora di un adattamento fisiologico a 
breve termine, quasi sempre reversibile. 



A parte questi processi adattativi, le dif- 
ferenze di pigmentazione cutanea fra 
le diverse razze o fra i lipi di una raz- 
za hanno origine genetica. 

In realtà molte differenze tra indivi- 
dui sono interamente sottoposte al 
conUollo genetico, e perciò sottratte a 
qualsiasi processo di adattamento fisio- 
logico, sia pure di modesta portata co- 
me quello ricordato a proposito della 
cute. Le differenze genetiche di questo 
tipo, quando le versioni alternative dei 
geni che le determinano si riscontrano 
in una determinata popolazione con 
una certa frequenza, vanno sotto il 
nome di polimorfismi genetici. Di soli- 
to esse possono essere rilevate median- 
te l'analisi biochimica o immunologica, 
come nel caso dei gruppi sanguigni del 
sistema ABO (in questo sistema si di- 
stinguono quattro gruppi sanguigni, in 
rapporto alla distribuzione di tre geni : 
A, B. O). 

Vi sono profonde differenze fra le 
varie razze per quanto riguarda l'inci- 
denza statistica dei geni polimorfici. 
Per esempio, nelle popolazioni orientali 
la frequenza dei geni A, B, O è rispetti- 
vamente del 49 per cento, del 1 8 per 
cento e del 65 per cento; nelle popola- 
zioni caucasiche è invece del 29 per 
cento, del 4 per cento e del 60 per cen- 
to. Questi polimorfismi sono di prezioso 
aiuto quando si vuole stabilire la natura 
e l'entità delle differenze e delle somi- 




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PUNTEGGIO Q.I. 



Per quanto riguarda il 0-1- la differenza tra nianrii) e neri statunitensi emerse dui con- 
fronto Ira un campione rappresenlativo di bianchi (ftiruu col rirafni e un campione ili 
18111) scolari negri dell'Alabama, della Florida, della Georgia, del Tennessee e della 
Carotina de-! -ud irunm nemi, Wallace A. Kennedy della Florida State University, che 
si è orrtipalo dell'indagine, ha arcertato che per il secondo gruppo il Q.I. medio era 
8U.7, mentre per il rnnipione ilei bianchi era 1111,8, con una differenza di 21, i punti. 
Tra Ì due campioni si nota una marcata sovrapposizione, ma anche una notevole ilinv- 
renza Ira le due medie. Studi diversi indicano una differenza ira i 10 e ì 21) punti. 



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70 SS 100 115 

PUNTEGGIO Q.l. 



130 



La curva registra la distribuzione normale di frequenza del Q.l. per una popolazione 
con media 100. La deviazione standard, cioè la misurazione di variazione più co- 
mune, è di circa 15 punti, e la distanza nei due sensi dalla media è misurata in multi- 
pli della deviazione standard. Pertanto, circa il 34% ha un valore Q.l. tra 85 e 100, 
mentre un altro 34% della popolazione registra valori tra 100 e 115 teotore scuro). 
I soggetti con punteggio molto elevato o mollo basso sono una parte mìnima: solo il 2 % 
circa con Q.l. inferiore a 70, e un altro 2 % con QJ. superiore a 130 (colore chiaro*. 



glìanze esistenti fra le diverse razze: 
sono infatti dovuti a fattori d'ordine 
esclusivamente genetico. 

L'analisi dei polimorfismi genetici 
melte in luce tre fatti molto importan- 
ti circa la natura delle differenze gene* 
tiene che contraddistinguono le singole 
razze o i diversi tipi di una razza. Pri- 
mo, il grado di variabilità che si os- 
serva nell'ambito dì una qualsiasi popo- 
lazione supera di gran lunga le diffe- 
renze medie tra popolazione e popola- 
zione. Secondo, le differenze fra popo- 
lazione e popolazione, tra razza e raz- 
za, sono più d'ordine quantitativo che 
qualitativo, nel senso che esse general- 
mente dipendono dalla diversa frequen- 
za di una data serie di geni e non dalla 
presenza, in ciascuna popolazione o raz- 
za, di geni peculiari. In altre parole, 
una data combinazione genica può es- 
sere riscontrata in quasi tutte le razze: 
ciò che varia da razza a razza è la sua 
frequenza. Terzo, per effetto di proces- 
si di ibridizzazione, che a dispetto del- 
l'isolamento riproduttivo si verificano dì 
continuo nelle zone di frontiera dei 
gruppi razziali, e altresì per la forma- 
zione di gruppi ibridi dovuta a una 
migrazione recente che sia seguita da 
un profondo mescolamento di gruppi 
precedentemente isolati, i caratteri che 
differenziano una razza dall'altra sono 
caratteri continui: e con questa espres- 
sione del linguaggio statistico si vuol 
dire che la loro variazione passa attra- 
verso numerose gradazioni intermedie 
dì gruppi o tipi di » confine ». 

Pome abbiamo già rilevato l'intelligen- 
za è probabilmente una caratteristi- 
ca complessa, cioè sottoposta al con- 
trollo dì molti geni, Le deviazioni estre- 



me dai livelli medi, quali si verificano 
in casi di grave ritardo mentale, pos- 
sono nondimeno essere attribuite alle 
modificazioni di un unico gene. Le de- 
viazioni di questo tipo sono utili per 
descrivere importanti meccanismi attra- 
verso cui i fattori genetici influenzano 
il comportamento. Si consideri per 
esempio quella particolare malattia del 
metabolismo protidico che va sotto il 
nome di fenilchetonuria. Essa si presen- 
ta nei soggetti che ricevono da ambe- 
due i genitori una versione mutata del 
gene designato al controllo dell'enzima 
che converte l'amminoacido fenilalanina 
in un altro amminoacido, la tirosina. 
Quando in soggetti omozigoti il gene è 
presente in questa versione mutata l'en- 
zima è assente, sicché nel sangue e nel 
cervello di tali soggetti si verifica un 
accumulo di fenilalanina che causa un 
grave ritardo mentale (oligofrenia fe- 
nilpinivica). Se fin dai primi giorni di 
vita si impedisce l'accumulo di fenil- 
alanina somministrando una dieta po- 
vera dì questo amminoacido l'accumulo 
viene impedito e il ritardo mentale non 
si verifica. 

La differenza fra la concentrazione 
ematica della fenilalanina nei soggetti 
fenilehetonurici e quella dei soggetti 
normali, strettamente correlata all'at- 
tività primaria del gene la cui altera- 
zione provoca fenilchetonuria, permet- 
te di distinguere nettamente due classi 
genetiche di soggetti (vedi l'illustrazione 
nella pagina 40, in basso). Quando si 
confronta la curva relativa alla distri- 
buzione di queste differenze con la cur- 
va relativa alla distribuzione del Q.L i 
soggetti affetti da fenilchetonuria risul- 
tano nettamente distinguibili da quelli 
che hanno una normale concentrazione 



ematica dì fenilalanina anche sotto l'a- 
spetto dello sviluppo intellettuale, tanto 
è lieve il grado di sovrapposizione del- 
le due curve. Ciò riflette semplicemen- 
te il fatto che il genotipo fenitchetonu- 
rico, cioè la costituzione genetica che 
porta alla fenilchetonuria, è associato 
a un gravissimo ritardo mentale. Se 
invece sì confrontano le differenze re- 
lative alle dimensioni della testa e al 
colore dei capelli (i soggetti fenilehe- 
tonurici tendono a presentare microce- 
falia e capelli biondissimi) le curve mo- 
strano un notevole grado di sovrappo- 
sizione. Ciò significa che la misura di 
queste caratteristiche somatiche non rie- 
sce utile per distinguere il genotipo fe- 
nile he ton urico da quello normale anche 
se bisogna dire che il gene della fenil- 
chetonuria influenza le dimensioni del- 
la testa e il colore dei capelli. Ciò di- 
pende dal fatto che nei soggetti nor- 
mali si osservano ampie variazioni per 
quanto riguarda tali caratteristiche. Si 
deve perciò concludere che le differen- 
ze genetiche tra soggetti fenilehetonu- 
rici e soggetti normali sono la causa 
principale delle variazioni del tasso 
ematico di fenilalanina, ma incidono so- 
lo in misura secondaria sulle variazioni 
relative alle dimensioni della testa e al 
colore dei capelli. 

T a natura della fenilchetonuria dimo- 
stra un altro fatto importante : l'e- 
spressione di un gene è profondamen- 
te influenzata dall'ambiente. Esistono 
notevoli differenze fra i fenilehetonu- 
rici per quanto riguarda i valori della 
concentrazione ematica di fenilalanina. 
Ciò significa che la differenza genetica 
implicata nella fenilchetonuria è lungi 
dall'essere l'unico fattore, e neppure il 
più importante, nella determinazione 
del livello ematico dì questo amminoa- 
cido. È chiaro che le differenze diete- 
tiche hanno effetti di rilievo, dal mo- 
mento che somministrando a un fe- 
ntlchetonurico una dieta povera dì fe- 
nilalanina se ne abbassa la concentra- 
zione ematica fino a valori quasi nor- 
mali. Se un soggetto riceve il gene 
fenilchetonurico da uno solo dei geni- 
tori, il suo sviluppo mentale non risul- 
ta alterato in modo clinicamente sen- 
sibile, e nondimeno egli tende ad avere 
una concentrazione ematica di fenil- 
alanina più elevata di quella normale. 
Tale concentrazione dipende dunque da 
una combinazione di fattori genetici e 
ambientali. Pertanto se si stabilisce la 
misura in cui i fattori genetici contri- 
buiscono alla variazione complessiva si 
arriva altresì a stabilire quale sia l'im- 
portanza delle differenze genetiche nel- 
la determinazione di questo tipo di 
variazione quantitativa. 



Quando noi ci volgiamo all'analisi 
di una caratteristica complessa come il 
Q.L, sottoposta al controllo di molti 
geni, ciascuno dei quali esercita, media- 
mente, un'influenza modesta, possiamo 
anche supporre che tale caratteristica 
sia influenzata, in modo più spiccato, 
anche da tutta la storia precedente del- 
l'individuo e da una serie di altri fat- 
tori esterni, non-genetici, che possono 
tutti insieme essere designati con il ter- 
mine di % ambiente >. Per distinguere 
l'uno dall'altro gli effetti di questi vari 
fattori bisogna ricorrere all'analisi sta- 
tistica. C'è un esperimento approntato 
dalla natura stessa che consente la di- 
sti n/ione, sia pure approssimativa, fra 
fattori genetici e fattori ambientali. 
Questo esperimento è dato dall'esisten- 
za di due tipi di gemelli : gemelli mono- 
vulari, che derivano da un unico zigote, 
cioè dalla fecondazione di una cellula- 
-uovo e gemelli biovulari. che derivano 
da due distinti zigoti, cioè dalla fecon- 
dazione simultanea di due distinte cel- 
lule-uovo. I primi hanno il medesimo 
corredo genetico, e perciò sono anche 
detti * gemelli identici »; i secondi han- 
no un diverso corredo genetico, e per- 
ciò vengono detti * gemelli fraterni ». 

Senza dubbio la differenza fra i due 
membri di una coppia di gemelli mo- 
novulari dipende esclusivamente da fat- 
tori ambientali. Pertanto si può suppor- 
re che la distribuzione di tali differen- 
ze in un certo numero di coppie ge- 
mellari permetta di stabilire in che 
misura due soggetti possano differire 
esclusivamente a causa di fattori am- 
bientali. I membri della coppia gemel- 
lare di solito non hanno lo stesso Q.L: 
vi può essere fra l'uno e l'altro persino 
una differenza di 20 punti, anche se 
nella maggior parte dei casi essa non 
supera i 10 punti. Da ciò si può desu- 
mere che i fattori ambientali possono 
influire sul Q.t, determinando fra sog- 
getto e \oageito differenze ì 1 cui valore 
medio è uguale, o leggermente superio- 
re, al valore delle differenze che si ri- 
scontrano fra i diversi Q.l. volta a 
volta presenti nello stesso soggetto che 
sia stato sottoposto a diverse prove per 
un certo periodo di tempo. 

Per stabilire se esistono o no diffe- 
renze di Q.L dovute a fattori genetici, 
e per determinare la loro entità, vol- 
giamoci ai gemelli biovulari. L'osser- 
vazione di questo tipo di gemelli in 
effetti consente di affermare che in que- 
sto caso le differenze non sono dovu- 
te soltanto a fattori ambientali ma an- 
che a fattori genetici. Le differenze di 
Q.l. che possono sussistere tra gemelli 
biovulari hanno una ampiezza maggio- 
re di quelle riscontrate fra gemelli mo- 
novutari, e ciò dimostra che la diver- 
sità del corredo genetico, sommando- 



si ai fattori ambientali di differenzia- 
zione, aumenta la differenza complessi- 
va fra i due membri della coppia ge- 
mellare. Da ciò si può desumere che 
i fattori genetici possono contribuire a 
stabilire una differenza di Q.L anche 
fra due individui qualsiasi. 

Potrebbe sembrare che i dati relativi 
ai gemelli possano fornirci facilmente 
la misura dell'importanza che i fattori 
genetici e quelli ambientali hanno nelle 
determinazioni del Q.l. Si può pensare 
infatti che si possa ottenere un buon 
indice della rispettiva importanza dei 
fattori dell'imo e dell'altro ordine met- 
tendo a confronto la differenza media 
rilevala fra i gemelli monovulari e la 
differenza media rilevata fra i gemel- 
li biovulari. (Si noti che nelle moderne 
analisi statistiche abitualmente si calco- 
la non la media delle differenze ma la 
media del loro quadrato. Un tal va- 
lore può essere confrontato con la va- 
rianza, che è una nota misura di varia- 
zione, o addirittura essere convcrtito in 
essa). 

Vi sono tuttavia due fondamentali e 
opposte ragioni per cui questo sempli- 
ce metodo di misurazione non è del tut- 



to soddisfacente. Primo, la differenza 
tra due gemelli biovulari costituisce solo 
una parte delle differenze genetiche 
che possono sussistere tra due indivi- 
dui. I gemelli biovulari si assomigliano 
come si assomigliano due fratelli ger- 
mani, e tuttavia la loro somiglianza è 
più forte di quella che può sussistere 
fra due soggetti presi a caso da una 
certa popolazione: in altre parole, le 
differenze genetiche medie che sì riscon- 
trano fra gemelli biovulari messe a con- 
fronto con le differenze genetiche me- 
die che si riscontrano tra due soggetti 
presi a caso risultano nettamente mi- 
nori. Secondo, le differenze d'origine 
ambientale tra due gemelli costituiscono 
solo una parte di tutte le differenze di 
identica origine che possono sussistere 
tra due individui, sia pure appartenenti 
alla stessa famiglia. Anche nell'ambito 
della stessa famiglia le differenze d'ori- 
gine ambientale tra due gemelli sono 
meno numerose di quelle che si riscon- 
trano fra fratelli germani : per esem- 
pio, non esiste per essi quel particola- 
re fattore ambientale di differenziazione 
collegato con lordine delle nascite. Per 
questa ragione le differenze fra fra- 




PfiOFES- PROFES- IMPIEGATI SPECIA- QUALI- COMUNI 

SIONI SIONI LIZZATI FICATI 

SUPERIORI INFERIORI 

CLASSE SOCIALE 

< .>me rivela l'indagine condotta da Cyril Hurt dell'Università di Londra, esiste una 
relazione stretta ira riassi sociali e intelligenza. Le colonnine a sinistra indicano che 
il C*.L medio per le professioni superiori i colonna scura') è 139,7 e che i tigli di questi 
professionisti hanno un QJ. medio pari a 120,8 (colonna chiara*. La seconda coppia di 
colonne indica che le professioni inferiori hanno un Q.l. medio di 130,6 e che i figli 
di questi altri professionisti hanno QJ. medio 114.7. La lena coppia di colonne indira 
che gli impiegati hanno un Q.L medio di 115,9 e i loro figli di 107,8. La quarta coppia 
mostra un Q.L medio di 108,2 per gli operai specializzati e di 104,6 per i loro figli. 
1.B quinta coppia indica un Q.l. medio di 97,8 per i qualificati e di 98,9 per i loro figli. 
La s e s|a roppia di colonne per gli operai specializzati indica, rispettivamente p<*r 
padri e figli. ì valori di 84,9 e 92,(i. Il Q.l. medio delle mogli iche qui non compare! è 
in buona correlazione con quello dei mariti. Al di sopra della media il QfX dei figli 
tende a essere inferiore a quello dei genitori. Il ronlrario avviene al di sotto della media. 
La mobilità sociale conserva tale distribuzione, in quanto il QJ. tende a rresrere nei 
soggetti che lo tanno già elevati, e a diminuire in quelli rhe lo hanno più basso. 



38 



39 



GRUPPO SANGUIGNO AGO 



GENE Rh 



ALTRI GRUPPI SANGUIGNI 



ALTRI GHUPPI SANGUIGNI 



ENZIMI ERITROCIT1CI 



PROTEINE SERICHE 



_ 100 




Rn Ri Ri r 



KELL LEWIS KIDD 



DIEGO 



Le frequenze dei se"' polimorfi presso gli africani, i raucasici 
e gli orientali forniscono un elemento di differenziazione ira le 



Ire razze. (Per pene polimorfi! fi intende quello appartenente 
a un gruppo rapare di determinare la variabilità di mi cara!- 




tfat 




LUTHEHAN 



DUFFY 



FOSFA- 


FOSFO- 


ADENIL- 


TASI 


GLUCO- 


ATE 


ACIDA 


MUTASI 


CHINASI 



CPGD 



INV< CO BETA- LIPO- 

LIPO- PROTEINE 
PROTEINE 



tere 

ni" 



l. Qui vediamo circa la metà dei sistemi polimorfi nell'un- 
Le differenze medie di frequenza Ira africani (in colore) 



e caucasici (colore scurai sono del 22%, ira africani e orientali 
(colore chiaro' del 30 % e tra caucasici e orientali del 22 



telli germani tendono a essere più mar- 
cate che non fra gemelli biovulari. 
D'altra parte si ha ragione di credere 
che fra gemelli monovulari le differen- 
ze dovute all'ambiente per il particola- 
re tipo di relazioni che essi tendono a 
stabilire con gli altri siano minori di 
quelle che si riscontrano fra gemelli 
biovulari. In breve, il confronto fra ge- 
melli monovulari e quello tra gemelli 
biovulari, fa apparire trascurabile il pe- 
so delle differenze genetiche e conside- 
revole invece quello delle differenze 
ambientali. 

per superare tutte queste difficoltà bi- 
sogna cercare di utilizzare lutti i 
possibili confronti tra consanguinei di 
vario tipo e grado. I dati relativi ai ge- 
melli costituiscono solo un caso parti- 
colare. Per ragioni tecniche sì misura- 
no più spesso le somiglianze che le dif- 
ferenze fra due serie di valori, per 
esempio il Q.I. dei genitori e quello 
dei figli. Questa misura di somiglianza 
è chiamata coefficiente di correlazione, 
ed è uguale a I quando nelle due se- 



rie di misure i valori sono identici, o, 
più in generale, quando un valore può 
essere espresso come funzione lineare 
dell'altro. Il coefficiente di correlazio- 
ne è invece uguale a quando le due 
serie di misure sono completamente in- 
dipendenti, mentre ha un valore inter- 
medio se la relazione tra le due serie è 
tale che il valore dell'una tende ad au- 
mentare quando aumenta l'altra. 

In ordine al Q.I. i valori medi del 
coefficiente di correlazione tra genitori 
e figli o tra membro e membro di cop- 
pie di fratelli comuni è risultato assai 
vicino a 0.5. Questo effettivamente 
è il valore che ci si poteva attendere 
sulla base del più semplice dei modelli 
genetici possibili, sulla base cioè di un 
modello genetico secondo il quale il Q.I. 
è sottratto all'influenza di lutti ì fattori 
ambientali ed è esclusivamente deter- 
minato in via genetica, senza interfe- 
renze d'altro tipo. Sembra tuttavia che 
tale valore sia il risultato di un compli- 
cato gioco di coincidenze. Diversi fat- 
tori di complicazione, quali differenti 
modalità dell'azione genica, la tenden- 



za al matrimonio fra persone che si so- 
migliano, l'esposizione dei membri di 
una stessa famiglia agli stessi fattori am- 
bientali - si equilibrano sulla bilancia 
in modo che il risultato coincida con 
quello del modello genetico piti sem- 
plice. Se noi ignorassimo queste possi- 
hili complicazioni e coincidenze pò 
Iremmo ingenuamente concludere (con- 
tro altre prove, come quelle che deri- 
vano dall'osservazione dei gemelli) che 
il Q.I. è determinalo interamente dai 
meccanismi più elementari dell'eredita- 
rietà biologica. 

È invece necessario cercare i mezzi 
atti a determinare sia la rispettiva im- 
portanza dei fattori ambientali e dei fat- 
tori genetici, in modo da prendere in 
con siderazione molti dei fattori di com- 
plicazione. In teoria questa misura può 
essere realizzata calcolando i quozienti 
che sono noti sotto il nome di stime di 
ereditabilità. Per capire ciò che si in- 
tende misurare con questi quozienti si 
consideri una situazione semplificata. Si 
immagini che sia possibile identificare 
il genotipo di ogni individuo relativa- 



mente ai geni che influenzano il Q.I. 
In tal caso i soggetti caratterizzati dal- 
lo stesso genotipo possono essere rag- 
gruppati insieme, le differenze tra ì sog- 
getti appartenenti al medesimo gruppo 
potranno essere attribuite a fattori am- 
bientali, e sarà possibile pertanto misu- 
rare l'ampiezza della distribuzione di 
tali differenze. Per semplificare ulterior- 
mente, si assuma che l'ampiezza della 
variazione del Q.I, dovuta a fattori am- 
bientali sia la stessa per ogni genotipo. 
Se noi misuriamo il Q.I. di tutti gli in- 
dividui di una data popolazione ot- 
teniamo una distribuzione che ci pre- 
senta la variazione totale del Q.I. Nel- 
l'ambito di ciascun genotipo la varia- 
zione è di origine ambientale. La diffe- 
renza tra il valore della variazione to- 
tale e il valore della variazione dì ori- 
gine ambientale permette di determi- 
nare quanto della variazione totale può 
essere attribuito alle differenze geneti- 
che. Questa componente quando espres- 
sa come frazione della variazione to- 
tale, è una possibile misura dcU'eredi- 
tabilieà. 



Tuttavia la stima della componente 
della variazione totale che può essere 
attribuita alle differenze genetiche (in 
base ai dati che si riferiscono alle cor- 
relazioni tra affini) in pratica dipende 
sempre dalla costruzione di un modello 
genetico specifico e ha pertanto i limiti 
di tutti i modelli. Un problema sta ne! 
fatto che vi è un certo numero di 
definizioni alternative dell'ereditabili tà, 
ognuna delle quali risulta collegata alla 
scelta di un particolare modello gene- 
tico, perché le variazioni genetiche pos- 
sono avere molte componenti, e queste 
a loro volta differenti significali. Spesso 
si usa una definizione di ercditabìlitàche 
riguarda unicamente gli aspetti della 
variazione genetica che generalmente si 
ritengono importanti nella riproduzione 
di piante e animali. Rispetto a questi 
casi si parla di ereditabilità in senso 
stretto. Se invece si usa una definizione 
di ereditabilità che prenda in considera- 
zione tutti i fattori genetici di varia- 
zione si parla di ereditabilità in senso 
lato. Le stime di ereditabilità variano a 
seconda della definizione prescelta. Nel 



primo caso saranno ovviamente minori 
che nel secondo. 

Le differenze tra queste stime di ere- 
ditabilità possono essere valutate con 
sufficiente precisione in termini di mo- 
delli genetici specifici. Tali differenze 
possono essere notevoli. Tipiche stime 
di ereditabilità de! Q.I. (ottenute sulla 
popolazione londinese a! principio de- 
gli anni '50, secondo i dati di Cecil 
Burli danno per l'ereditabilità in senso 
stretto valori dal 45 per cento al 60 per 
cento, per l'ereditabilità in senso lato 
dall'SO per cento all'85 per cento. 

ITn "altra difficoltà di rilievo in cui ci 
si scontra quando si procede a sti- 
me dì ereditabilità è data da quell'insie- 
me di processi che si designa con D termi- 
ne di « interazione genotipo-ambiente ». 
La difficoltà sia nel fatto, che non vi è 
una chiara possibilità di predire quale 
Q.I. determinati genotipi potranno con- 
seguire in determinati ambienti. Un 
dato genotipo potrà avere uno sviluppo 
intellettuale migliore in un ambiente 
piuttosto che in un altro, ma questo 




10 15 20 30 40 

FENILALANINA NEL PLASMA SANGUIGNO (•/. PER MILLIGRAMMO) 

1 livelli di fenilalanina nel plasma sanguigno che compaiono 
nella coppia di curve a sinistra servono a distinguere I soggetti 
portatori di una doppia dose del gene difettoso che determina 
elevati valori fenilalaninici (curva coloratili, cioè l'affezione 
nota come fenilchetonuria, dai soggetti con livelli fenilalaninici 
normali (curva nernl. La seconda serie di curve rivela come 



50 
PUNTEGGIO O.l. 

questo genotipo abbia un'incidenza diretta sull'intelligenza: i 
feni Ichetonurici (curva colorata* presentano bassi quozienti d'in- 
lelligenza poiché l'accumulazione nel sangue e nei tessuti ner- 
vosi della fenilalanina e dei suoi prodotti danneggia il cervello. 
I suggelli con gene funzionante (curva nera* hanno Q.I. normali. 
Nella terza coppia di curve i valori fenilalaninici sono riferiti 




\ ~i r i r~i m 

350 330 310 290 270 

DIMENSIONI CRANICHE (LUNGHEZZA PIO LARGHEZZA IN MILLIMETRI) 

alle dimensioni craniche 'rome somma dell» lunghezza più la 
larghezza del cupol. mentre nel quarto diagramma i livelli di fe- 
nilalanina sono riferiti al colore dei capelli (come percentuale di 
In..- .i liitiglii-z/Li d'onda di Tini niilliiiiii roit rifletei d.ti eapeUD, 
È evidente in enlramhi i casi il notevole effetto del genotipo 
fenilchetonurico sulle caratteri stiche in esame: il fattore di ri- 



r ~r 

D 1 2 3 4 5 6 7 8 

PERCENTUALE DI LUCE INCIDENTE RIFLESSA DAI CAPELLI 

flessione dei capelli è maggiore mentre le dimensioni craniche 
risultano minori 'rune in colare' per, i -nagctii fenilclietonurìci 
rispetto agli individui normali irurpe scure'. Tuttavia dai dise- 
gni risulta altrettanto evidente ionie queste caratteri sii che siano 
distribuite in modo tale che non possono -ervire a distingue- 
re i soggetti ammalali da fenilchetonuria da quelli sani. 



40 



41 



GEMELLI M0N0ZIG0T1CI 



GEMELLI DIZIGOTICI 



ai 



20 



15 



o . 

CE 10 

3 











- 




■ 
















■ - 1 



5 10 15 20 ?5 30 15 40 

DIFFERENZA TRA GEMELLI (PUNTI CU.) 

La Rpei i mediazione diretta basala sui dati di (J.L rari- olii da 
Horatio II. New man del l'Uni verbi là di Chicago fornisce 1 1 n . ■ 
misura generica dell'incidenza relativa dell'ereditarietà e del- 
1'atnhiente sull'intelligenza. Il grafico a sinistra mostra le diffe- 
renze di Q.l. tra i gemelli facenti parie di cinquanta coppie. Si 
tratta di gemelli iminozigolici. ossia nati dal medesimo ovulo e 
in possesso di genotipi identici. Le differenze sono in questo 
raso molto deboli: in 24 coppie l pari a quasi la metà del cani' 
pione) la differenza in punti va da zero a cinque. Solo per una 
coppia sì è avuta una differenza Ira 15 e 20 punti. In media 
la differenza tra ì gemelli di una stessa coppia è di 5,9 punti. 
Dato elle nelle coppie i genotipi sono idenliri, si può affermare 



tQ 15 20 25 30 35 

DIFFERENZA TRA GEMELLI (PUNTI Q.l.) 



40 



che l'incidenza dell'ambiente sia trascurabile, Il secondo grafico 
si riferisce alle differenze di Q.t. riscontrate in 45 coppie di ge- 
melli dizigotici, ossia nati da ovuli diversi e in possesso di gè- 
nolipi differenti. In questo caso la differenza media tra Ì gemelli 
delie varie coppie è di cirra 11), per mi sembra di poter attri- 
buire un effetto marcato aLTereditarielà. Il confronto non può 
tuttavia dìscernere con esattezza Ira l'incidenza dell'ereditarietà 
<• quella dell'ambiente. I gemelli monozigotici, infatti, hanno 
ambiente mollo simile, mentre ì genotipi dei gemelli dizigotici 
sono in media meno diversi tra loro Iper un fattore 21 che non 
quelli dei soggetti senza alcun nesso. Si sottovaluta quindi l'ef- 
fetto dell'ereditarietà, ma si minimizza l'influenza ambientale. 



non è necessariamente vero per un altro 
genotipo, e anche se fosse vero la mi- 
sura del vantaggio potrebbe non essere 
ia stessa. L'ideale sarebbe prevedere la 
reazione di tutti ì genotipi in tutti gli 
ambienti. Ma la varietà dei genotipi è 
praticamente infinita, come la varie- 
tà degli ambienti. Perciò questo genere 
di previsioni è praticamente impossibi- 
le, tanto più che rispetto all'uomo non 
abbiamo i mezzi per controllare i fat- 
tori ambientali che influiscono sul Q.L 
E anche se fossero conosciuti tutti Ì 
fattori ambientali che influiscono in 
modo rilevante sullo sviluppo del com- 
portamento, il controllo statistico con 
adeguate misure e la successiva analisi 
Statìstica dei dati farebbero sorgere ul- 
teriori e gravissime difficoltà. Bisogna 
d'altra parte sottolineare il fatto che le 
quote di ereditarietà dipendono dal rap- 
porto di forza fra fattori ambientali e 
fattori genetici esistente in quella popo- 
lazione al momento dell'analisi, e per- 
ciò non valgono per un'altra popola- 
zione, e neppure per la popolazione cui 
si riferiscono una volta trascorso il mo- 
mento storico in cui è stata compiuta 
l'analisi. 

Quando si tratta di animali e dì 
piante il controllo sperimentale delle 
condizioni ambientali è più facile, ed è 
perciò possibile esplorare l'interazione 
genotipo-ambiente. Al riguardo, un in- 
teressante esperimento è slato realiz- 
zato da R. Cooper e da John P. Zubek, 
dell'Università di Manitoba, su due 
ceppi di ratti nei quali erano state 



accumulate, mediante un processo dì 
selezione artificiale, differenze geneti- 
che rispetto alla capacità di orientarsi 
in un labirinto. I due ceppi erano stali 
differenziati in modo che rispetto a que- 
sto compito gli individui di un gruppo 
erano * intelligenti i- mentre gli indivi- 
dui dell'altro ceppo erano istupidì». 
Quando esemplari di questi due ceppi 
venivano allevati insieme, per una ge- 
nerazione in un ambiente « ristretto », 
cioè povero di stimoli, e diverso da 
quello di provenienza, non si osservava 
fra loro alcuna differenza. Gli esem- 
plari di ambedue i ceppi, quelli « intel- 
ligenti » e quelli » stupidi*, mostra- 
vano la stessa scarsa capacità di ese- 
cuzione. Quando invece l'allevamento 
misto di esemplari dei due ceppi av- 
veniva in un ambiente ricco di stimoli, 
allora essi eseguivano ugualmente bene 
il loro compito (si veda l'ili lustrazione 
a pai;. 47), Poiché la differenza fra 
i due ceppi è genetica, da questo espe- 
rimento si desume che l'effetto delle 
condizioni ambientali dovrebbe essere 
reversibile nelle generazioni successive. 
Data la struttura delle società umane 
questo esperimento è di rilevante im- 
portanza nell'esame delle differenze di 
Q.l. Se i bambini che crescono nei 
ghetti e i bambini che hanno genitori di 
elevata condizione socio-economica ten- 
dono ad avere indici di Q.l. rispettiva- 
mente inferiori e superiori a quelli che 
si potrebbero attendere se ambedue i 
gruppi fossero allevali nello stesso am- 
biente, allora i valori di ereditabìlità 



possono essere sovrastimati. 

La sola potenziale salvaguardia con- 
tro questi vizi di stima è lo studio dello 
stesso genotipo o di genotipi molto so- 
miglianti in differenti ambienti. Nel- 
l'uomo uno studio di questo lipo può 
essere fatto solo attraverso l'osservazio- 
ne dei bambini adottati. Di particolare 
interesse, in questo ambito di ricerche 
è lo studio di gemelli monovulari che 
siano stati separati al momento della na- 
scita o subito dopo per essere allevati in 
famiglie differenti. In generale si rileva 
che la somiglianza tra gemelli che siano 
stali separati e allevati in ambienti di- 
versi è di poco inferiore a quella dei 
gemelli cresciuti insieme. Sulla stessa 
linea di ragionamento la somiglianza 
tra genitori e figli adottivi può essere 
misurala e confrontata con quella tra 
genitori e figli e veri». Al riguardo 
sono state compiute alcune ricerche, da 
cui risulta che l'ambiente familiare ha 
effettivamente un'influenza, sebhene 
non così marcata come quella dell'ere- 
dità biologica. Il coefficiente di corre- 
lazione fra genitori e figli adottivi è 
superiore a zero ma e indubbiamente 
inferiore a quello che si riscontra tra 
genitori e figli * veri », 

rjn'analisi approfondita di questi dati è 
quasi impossibile perché l'ambiente 
varia da famiglia a famiglia, perché le 
interazioni genotipo-ambiente sono nu- 
merose e di vario genere, e perché infi- 
ne fattori ambientati e fattori genetici 
si intrecciano in tanti modi cosi che 



è difficile stabilire, caso per caso, quale 
sia la loro importanza. L'adozione e 
l'allevamento in ambienti diversi dj ge- 
melli che siano stati separati fin dalla 
nascita avvengono in condizioni che 
son lungi dall'essere quelle ideali per 
un esperimento, e pertanto tutte le con- 
clusioni restano solo semiquantitative. 
Sulla base dei dati di cui disponiamo, 
e tenuto conto di queste limitazioni, si 
può dire che l'ereditarietà dell'intelli- 
genza, misurata in base al Q.l., è an- 
cora abbastanza elevata. Tuttavia bi- 
sogna badare al fatto che in queste ri- 
cerche l'analisi dei fattori ambientali 
e delle loro conseguenze è generalmen- 
te limitata alle differenze tra famiglia 
e famiglia nonché tra membro e mem- 
bro della stessa famiglia, nell'ambito di 
una frazione abbastanza omogenea del- 
la popolazione inglese o americana. 
Pertanto non sì possono fare estrapo- 
lazioni per predire le conseguenze di 
differenze ambientali più marcate o di 
diversa natura. 

Tra le varie classi sociali vi sono 
rilevanti differenze per quanto riguarda 
il Q.l. Lina delle ricerche più ampie e 
apprezzate circa queste differenze e 
circa le ragioni della loro persistenza 
è quella pubblicata da Burt nel 1961, 
che ebbe per oggetto gli scolari di un 
tipico sobborgo londinese e i loro ge- 
nitori {si veda la figura nella pagina 
39). In base allo status lavorativo de- 
gli adulti i soggetti furono suddivisi, 
dal punto di vista socioeconomico, in 
sei classi. Si andava dalla classe I, che 
comprendeva « professori universitari, 
professionisti di ugual rango del campo 
giuridico, medico, educazionale, eccle- 
siastico, l'alta borghesia commerciale 
e industriale, i funzionari di grado ele- 
vato della amministrazione pubblica. » 
fino alla classe 6, che comprendeva « la- 
voratori specializzali, lavoratori occa- 
sionali, e gli addetti ai lavori manuali 
pio grossolani ». I dati essenziali emer- 
si dalla ricerca possono essere raggrup- 
pati nei seguenti quattro ordini : 

1. Esiste una stretta correlazione tra 
il Q.l. medio dei genitori e la loro 
classe occupazionale. La differenza me- 
dia fra classe superiore e classe in- 
feriore è dì oltre 50 punti. Il livello 
socioeconomico di una famiglia è gene- 
ralmente determinato dallo status la- 
vorativo de! padre, ma il coefficiente 
di correlazione tra il Q.l. del padre e 
quello della moglie è piuttosto elevato, 
e contribuisce a differenziare le classi 
sociali Putta dall'altra rispetto al Q.l. 

2. Malgrado il Q.l. medio dei geni- 
tori presenti una notevole variazione 
da classe a classe, la variazione residua 
del Q.l. tra genitori appartenenti alla 
medesima classe presenta anch'essa una 
notevole ampiezza. La deviazione sian- 



dard media de! Q.l. dei genitori in 

ognuna delle 6 classi è 8.6, cioè quasi 
Ire quinti della deviazione standard per 
l'intero gruppo. Questa deviazione stan- 
dard è di circa 15 punti e si osserva 
generalmente per quanto riguarda il 
Q.l. in ogni gruppo. 

3. II Q.L, medio della prole in cia- 
scuna classe dista in misura quasi ugua- 
le dal Q.L medio dei genitori e dal Q.L 
medio della popolazione globale (que- 
st'ullimo corrisponde a 100). Si tratta 
di un daio che era prevedibile e che 
conferma la correlazione tra il Q.L dei 
genitori e quello dei figli, che, come 
abbiamo già visto, tende, in qualsiasi 
popolazione a essere pari a 0.5. 

4. Un altro dato importante emerso 
dalla ricerca è che la deviazione stan- 
dard del Q.L della prole, che in media 
è di 13,2, ha quasi lo stesso valore 
della deviazione standard della popo- 
lazione globale, cioè 15. Questo è un 
altro segno del fatto che nell'ambito di 
ciascuna classe sociale esiste un'ampia 
variabilità del Q.L 

Da tulli questi dati sembra risultare 
che il Q.L è il principale dei fattori che 
determinano la classe occupazionale in 
cui un individuo si colloca, e che d'al- 
tronde tale quoziente ha uno spiccato 
carattere di ereditarietà (sebbene non 
sia possibile distinguere l'eredità biolo- 
gica dall'eredità culturale I. Tenendo 
conto de! fatto che tra i giovani di ogni 
classe socio-economica il Q.l. presenta 
ampie variazioni e che esso tende a 
spostarsi verso il Q.L medio della po- 
polazione globale. Burt ha notato che 
le differenze di Q.L tra classe e classe 
possono persistere solo a condizione che 
ogni generazione sia caratterizzata da 
un intenso processo dì mobilità socia- 
le. Secondo le sue slime affinché la di- 
stribuzione delle differenze di Q.L tra 
le varie classi possa permanere, biso- 
gnerebbe che a ogni generazione alme- 
no i! 22 per cento della popolazione 
potesse cambiare classe fondamental- 
mente a causa del Q.L Questa percen- 
tuale è inferiore a quelle riguardanti la 
mobilità sociale intergenerazionale in 
Inghilterra, che risulla pari a circa il 30 
per cento. 

T esistenza nell'ambito di una popo- 
lazione umana di sottogruppi in 
condizioni di isolamento riproduitivo 
per ragioni culturali, e spesso anche 
razziali, provoca quasi inevitabilmen- 
te l'insorgenza di tensioni sociali che 
sono i semi del razzismo. Questa è una 
verità generale che vale per tutta la 
storia del genere umano, e non è dun- 
que riferibile solo alle odierne teasio- 
ni fra i gruppi razziali, del genere di 
quelle che esistono fra bianchi e negri 
degli Stali Uniti. I conflitti fra gruppi 



religiosi, per esempio il conflitto tra 
protestanti e cattolici dell'Irlanda de! 
nord, sono un altro caso di tensioni 
sociali dello stesso tipo. La divergenza 
culturale spesso s'accompagna a una 
condizione economica di inferiorità del- 
l'uno o dell'altro gruppo, e ciò inaspri- 
sce le teasioni. 

Alle forti differenze culturali fra 
bianchi e negri s'aggiungono forti dif- 
ferenze somatiche che contribuiscono 
potentemente al conflitto razziale. Se le 
differenze culturali fra protestanti e 
cattolici venissero meno non vi sareb- 
be alcun modo dì distinguere un grup- 
po dall'altro. Non si può dire la mede- 
sima cosa a proposito delle tensioni 
fra bianchi e negri degli Stati Uniti. La 
differenza dì colore della pelle potrebbe 
diminuire solo se per molte generazio- 
ni i matrimoni avvenissero completa- 
mente a caso. 

Questi matrimoni avvengono di rado 
negli Stati Uniti. La frequenza media 
dei matrimoni tra bianchi e negri cor- 
risponde ancora al 2 per cento circa di 
quella che ci sì potrebbe attendere se 
i matrimoni si verificassero a caso, cioè 
senza riguardo alle differenze di razza. 
Questo dato riflette la persistenza di 
un altro grado di isolamento riprodut- 
tivo dei gruppi razziali, malgrado il 
movimento sviluppatosi in anni recen- 
ti per sollecitare un energico interven- 
to legislativo in favore della desegrega- 
zione. In fatto di separazione razziale te 
Hawaii costituiscono un'eccezione degna 
dì rilievo, ma anche qui la frequenza 
dei matrimoni misti è solo del 40 o 50 
per cento di quella che sì registrerebbe 
se i matrimoni capitassero a caso. 

L'inferiorità socioeconomica di un 
gruppo rispetto all'altro suscita inevi- 
tabilmente la domanda se essa dipenda 
o no prevalentemente da fattori gene- 
tici. Di recente si è cercato di rispon- 
dere a questa domanda, riguardo ai 
bianchi e ai negri degli Stati Uniti, pren- 
dendo in esame le differenze inedie tra 
i due gruppi rispetto al Q.L Molte ri- 
cerche hanno dimostrato che tra i due 
gruppi esistono effettivamente forti dif- 
ferenze nella distribuzione del Q.l. De- 
pongono, per esempio, in questo senso 
i dati ottenuti da Wallace A. Kennedy 
e dai suoi collaboratori dell'Università 
Statale della Florida, in una ricerca 
estensiva, pubblicata nel 1961. che fu 
eseguita mediante la somministrazione 
di reattivi mentali a 1800 bambini negri 
nelle scuole elementari di cinque stati 
del sud (Florida, Georgia, Alabama, 
Tennessee, Carolina del sud). Se si con- 
fronta la distribuzione messa in evi- 
denza da questi ricercatori con quella 
rilevata in un campione di 190 bam- 
bini appartenenti alla popolazione bian- 
ca degli Stati Uniti, si rilevano forti dif- 



42 



43 



GENITORE E FIGLIO 



FRATELLI E SORELLE CRESCIUTI INSIEME 



GEMELLI DIZIGOTICI (SESSO DIVERSO) 



GEMELLI DIZIGOTICI (SESSO UGUALE) 



GEMELLI MONOZ1 GOTICI CRESCIUTI INSIEME 



0,10 O.Z0 0.30 0.40 0,50 0,60 0,70 O.BO 

SIMILARITÀ (COEFFICIENTE DI CORRELAZIONE) 



0.90 



I coeflicienti di correlazione servono u determinare, per 
pio, la somiglianza Ira i Q.l. di due serie di congiunti, per esem- 
plo peni tori da un lato e figli dal l'altro. Il coefficiente 1 sigili li- 
ca idenlità; In zero indica l'indipendenza reciproca delle varia- 
bili. Questi dati sono ^tati traili dalla letteratura da L. Erlen- 
tneyer-Kimling e Lissy F, Jarvik dell'lstiluto psichiatrico dello 
Stalo di New York allo scopo dì oltenere la misura dell'inciden. 
sa relativa dell'ereditarietà e dell'ambiente, tenendo conto di 
lutti i possibili effetti dei legami di parentela tra i soggetti in 
esame. Il segmento in alto indica che per campioni di genitori e 
figli attinenti a indagini diverse i coefficienti vanno da circa 



0,20 a circa 0,80. 11 secondo segmento indila che i eoetToienti 
per fratelli e/o sorelle allevati insieme rata» da MQ ;i circa 
78. Il campo di correlazione per gemelli dizigotici di sesso op- 
posto va da 0.Ì8 a 0.65: per gemelli dizigotici del medesimo 
-e-M. va da 0.43 a II.8K- La media i trottino verticale sui «"«■ 
Menti) per ciascuna serie di parentela è di circa 0.50. IV r i ge- 
melli monozigolici I identici I, però, si ha un campo di correlazio- 
ne tra «.77 e 0.92 con media 0,8". Il coefficiente medio 0...H e 
quello ebe sì dovrebbe avere ili assenza completa degli .•(Tetti ani- 
Mentali sul Q.l. Ma proprio a causa dell'incidenza dell'ambimi e 
questi calcoli avrebbero bisogno di ulteriore approfondimento. 



fetenze. La differenza media dì Q.L tra 
bianchi e negri era di 21.1 punti, men- 
tre la deviazione standard della distri- 
buzione tra negri era inferiore di circa 
il 25 per cento a quella rilevata fra i 
bianchi (12,4 contro 16,4). Come c'era 
da attendersi, le due curve di distribu- 
zione tendono a sovrapporsi, perché la 
variabilità del Q.l. come la variabilità 
di altre caratteristiche, è, nell'ambito 
dì una qualsiasi popolazione, più gran- 
de dì quella che si riscontra fra due 
popolazioni qualsiasi. Nondimeno il 
95,5 per cento dei negri ha un Q.l. in- 
feriore a 101,8, che è il valore medio 
dei bianchi, e il 18 per cento inferiore a 
70. Solo nel 2 per cento dei bianchi il 
Q.l. scende al dì sotto di questo valore. 
Poiché le differenze tra media del 
Q.L nei bianchi e media del Q.L nei 
negri segnalate da altri ricercatori sono 
generalmente comprese fra 10 e 20 
punii, il valore trovato da Kennedy e 
dai suoi collahoratori e uno dei più pro- 
nunciali. Negli stati del nord la diffe- 
renza tra bianchi e negri è minore che 
negli stati del sud, e ciò è in evidente 
rapporto con le particolari condizioni 
delle popolazioni esaminate. Un noto 
studio sui risultati del reattivo Alfa, 
usato nell'esercito degli Stati Uniti, ha 
dimostralo che negri di alcuni stali -del 
nord avevano indici di intelligenza su- 
periori a quelli di bianchì degli stati 
del sud, sebbene i bianchi risultassero 
costantemente superiori ai negri del 
medesimo stato. Vi sono indubbiamen- 
te molte variabili che influenzano il 
Q.L, ma le differenze medie riscontra- 
te fra bianchi e negri negli Stati Uni- 
ti sono confermate da molle ricerche e 
risultano piuttosto marcate. 



Le differenze correlate con la classe 
sociale si distinguono da quelle corre- 
late con le differenze razziali riscon- 
trate tra bianchi e negri in base a due 
principali caratteristiche. La prima di 
queste caratteristiche è data dal fatto 
che i fattori ambientali sono più rile- 
vanti nella determinazione delle diffe- 
renze correlate alla razza che non nella 
determinazione delle differenze correlate 
alla classe sociale. Infatti non si può 
assumere che la variazione dì tali fat- 
tori nell'ambito di una popolazione in- 
glese relativamente omogenea abbia 
una ampiezza tale che le differenze 
derivanti da essa siano paragonabili alle 
differenze ambientali medie che si ri- 
scontrano tra bianchi e negri degli Sta- 
ti Uniti. Il secondo fattore di distin- 
zione, ancor più importante, è che le 
differenze di Q.L tra classe e classe si 
mantengono nel tempo a causa della 
mobilità occupazionale, dovuta soprat- 
tutto al Q.L. per cui sono i soggetti 
intellettualmente più dotati che di nor- 
ma entrano nelle classi occupazionali 
più elevate. La mobilità professionale 
non ha corrispettivo quando in luogo 
delle differenze correlate alla classe si 
considerano le differenze correlale alla 
razza: il colore delta pelle impedisce 
la mobilità da una razza all'altra. 

Le argomentazioni che sostengono 
la natura prevalentemente genetica del- 
le differenze di Q.L tra razza e razza 
si basano sul presupposto che le attua- 
li stime circa l'ereditarietà del Q.L. ben- 
ché rimandino esclusivamente a osser- 
vazioni effettuate nell'ambito della razza 
bianca, stano valide anche per la mi- 
surazione delle differenze razziali d'or- 
dine genetico. Noi abbiamo sottolinea- 



to il fatto che le stime di ereditarietà 
hanno valore solo per la popolazione 
studiata, e in riferimento all'ambiente 
a essa peculiare. L'estrapolazione del- 
le attuali stime dì ereditarietà alle dif- 
ferenze razziali si fondano sul presup- 
posto che le differenze ambientali fra 
razza e razza siano comparabili alle 
variazioni d'ordine ambientale che sì 
rilevano nell'ambito di ciascuna razza. 
Poiché questo presupposto è arbitrario, 
bisogna concludere che dalle stime di 
ereditarietà compiute nell'ambito delle 
singole razze non si possono derivare 
indicazioni di sorta circa le differenze 
gè n eli che tra razza e razza. Il fatto che 
la variazione del Q.L nell'ambito di 
una razza sìa interamente determinato 
da fattori genetici o interamente deter- 
minalo da fattori ambientali non ha 
niente a che fare con la domanda rela- 
tiva alla misura in cui i fattori am- 
bientali e i fattori genetici rispettiva- 
mente influiscono sulla determinazio- 
ne delle differenze tra razza e razza. 

Una delle principali prove fomite da 
Jensen per dimostrare che le differen- 
ze di Q.L hanno una cospicua compo- 
nente genetica è data dal fatto che es- 
se sussistono anche quando si mettono 
a confronto bianchi e negri appartenen- 
ti al medesimo status socioeconomico. 
Poiché tale status è definito in termini 
di scolarità, occupazione e reddito, esso 
può consentire una misura delle varia- 
zioni ambientali o almeno di quelle che 
risultano correlate alle differenze di 
classe che abbiamo esaminato in pre- 
cedenza. 

Se si assume che lo status socioeco- 
nomico è veramente una misura dello 
ambiente totale - i dati che si otten- 



44 



gono da questo confronto potrebbero 
effettivamente dimostrare che le diffe- 
renze di Q.l. hanno una determinazio- 
ne genetica. Tuttavia è diffìcile stabi- 
lire fino a che punto sia legittimo con- 
frontare lo status dei negri con lo sta- 
tus dei bianchi. La reale esistenza di 
una stratificazione razziale collegata con 
la stratificazione socioeconomica rende 
sospetto un confronto del genere. Tut- 
ti sanno che nelle scuole per ragazzi 
negri il livello delle prestazioni didat- 
tiche generalmente è inferiore a quello 
delle scuole per bianchi, sicché il me- 
desimo numero di anni dì scuola non 
garantisce il medesimo grado di pre- 
parazione. D'altra parie nella medesima 
classe occupazionale c'è ampia varia- 
zione del livello di occupazione e si 
potrebbe dimostrare che anche nel- 
l'ambito della stessa classe occupazio- 
nale i negri sono situati a livelli in- 
feriori a quelli dei bianchi. Non v'è ric- 
chezza che possa far entrare un negro 
nella upper-class di una comunità bian- 
ca, o annientare tutti i pregiudizi raz- 
ziali che per più di duecento anni si 
sono accumulati nei bianchi, o ricosti- 
tuire la famiglia negra, sgretolata an- 
che a causa di fattori culturali che ven- 
gono trasmessi di generazione in gene- 
razione sin dai tempi della schiavitù. È 
impossibile accettare l'idea che le mi- 
surazioni relative allo status socioeco- 
nomico possono fornirci un'adeguata 
verifica circa le più importanti diffe- 
renze ambientali tra bianchi e negri. 

Tensen ha avanzato altre prove in fa- 
vore della tesi che le differenze me- 
die tra bianchi e negri in ordine al Q.l, 
sono interamente o quasi di natura ge- 
netica, e ha sfidato i lettori di un suo ar- 
ticolo sulla * Harvard Educational Re- 
view » a verificarle. Una di queste prove 
è costituita da una serie di dati da cui 
risulta che anche fra i negri è presente 
il fenomeno da noi già segnalato a 
proposito di alcune ricerche su sogget- 
ti di razza bianca: il fatto, cioè, che il 
Q.l, della prole sia in rapporto con la 
classe sociale cui i genitori apparten- 
gono, e che esso tende d'altronde' a 
spostarsi verso i valori medi. La sola 
conclusione che sì può trarre da questi 
dati è che nei negri l'ereditabilità del 
Q.l. è piuttosto marcala. Ma nulla ci 
dicono sulle differenze tra bianchi e ne- 
gri che più influenzano il Q.L, e qui 
sta il vero problema. 

Jensen ha esaminato anche le diffe- 
renze razziali relative sia agli indici di 
sviluppo della motricilà durante i pri- 
mi mesi di vita, sia agli indici di svi- 
luppo di altre funzioni che si ritengono 
correlate al Q.l. Il presupposto di tali 
indagini è che l'incremento di questi in- 
dici di sviluppo sia determinato da fat- 



tori genetici. In realtà le influenze am- 
bientali sullo sviluppo sono state og- 
getto di ampie ricerche, ma le informa- 
zioni in merito non ci aiutano a risol- 
vere i problemi riguardanti l'eredita- 
rietà del Q.l. Jensen. inoltre, basandosi 
sul noto rapporto Coleman. afferma che 
gli indiani americani, per quanto ri- 
guarda il Q.L, nonostante il basso gra- 
do di scolarità si discostano meno dei 
negri dai soggetti di razza bianca. Biso- 
gna tuttavia osservare che secondo il 
rapporto Coleman gli indiani americani 
frequentano generalmente scuole in cui 
i bianchi costituiscono la maggioranza, 
ciò che di solito non si verifica nella 
maggior parte delle scuole frequentate 
da negri. (Del resto è possibile che la 
differenza tra bianchi e indiani ameri- 
cani sia in realtà maggiore di quella se- 
gnalata dal rapporto Coleman. dal mo- 
mento che il campione di indiani pre- 
so in esame forse non è veramente rap- 
presentativo del 70-80 per cento della 
popolazione indiana che vìve nelle ri- 
serve). La verità è che le differenze 
fra indiani americani e bianchi, o fra 
indiani e negri, non sono più facili da 
determinarsi di quanto lo siano quelle 
fra bianchi e negri. 

Jensen afferma che sono note tante 
differenze fra il corredo genetico dei 
negri e quello dei bianchi, e che « dif- 
ferenze genetiche emergono da tutti i 
confronti - anatomici, fisiologici, bio- 
chimici - operati fra campioni rappre- 
sentativi di ben definiti gruppi razziali... 



non vi è alcuna ragione per supporre 
che il cervello e l'intelligenza costitui- 
scono un'eccezione a questa regola ge- 
nerale ». Come genetisti noi possiamo 
affermare con certezza che non vi è al- 
cuna ragione a priori per cui t geni che 
aumentano il Q.l. siano, in media, più 
numerosi nei bianchi che nei negri, tan- 
to più che nel corredo genetico delle 
due razze la frequenza dei geni che in- 
fluenzano il Q.L non è la medesima. Al 
contrario, assumendo che i geni che in- 
fluenzano positivamente il Q.l. non han- 
no alcuna tendenza ad accumularsi per 
selezione nell'una o nell'altra razza, sì 
può supporre che quanto più sono nu- 
merosi i geni polimorfi che influenzano 
il Q.L, e la cui frequenza varia dai 
negri ai bianchi, tanto meno è proba- 
bile che vi sia tra le due razze una dif- 
ferenza media di Q.L dovuta a fattori 
genetici. Lo stesso discorso vale a pro- 
posito delle differenze tra due razze 
qualsiasi. 

Poiché la selezione naturale è il prin- 
cipale fattore dì cambiamento geneti- 
co, ci si può chiedere se essa abbia de- 
terminato una differenza tra bianchi e 
negri degli Stati Uniti. Ricorrendo al 
modello genetico elementare di cui ci si 
vale nella selezione di piante e ani- 
mali per prevedere i risultati del pro- 
cesso selettivo si può azzardare una ri- 
sposta approssimativa circa la * quan- 
tità » di selezione che può essere stata 
necessaria per dare origine a una diffe- 
renza di 15 punti, quanto ne corre fra 



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Q.l. (SCALA ARBITRARIA) 



10 



13 



L'ereditabilità è la misura degli effetti relativi dell'ereditarietà e dell'ambiente su 
eerte variabili quali il t„l,l. La stima dell'ereditabili!;!! si basa sull'ipotesi che una data 
popolazione sia composta da vari gruppi, ria senno contraddistinto da un suo gen». 
tipo e da una sua distribuzione dì Q.L trarre in rotore-I. Il totale di queste distribu- 
zioni di Q.L individua la distribuzione del Q.L per la popolazione <rurra nera*. 
Poiché i componenti di ogni gruppo hanno il medesimo genotipo, tutte le varia- 
zioni all'interno dei gruppi sono di carattere ambientale. L'incidenza dell'ereditarietà 
sulla di -tribù zi onc di Q.l. totale si può calcolare facendo la media complessiva delle 
distribuzioni dei vari gruppi e sottraendola dalla distribuzione di Q.L totale. Il resto 
che si ottiene rappresenta la variazione totale dovuta a fattori puramente genetici. 



45 



il Q.I. dei bianchi e quello dei negri. Il 
calcolo si basa su tre presupposti. Il pri- 
mo presupposto è che all'inizio non vi 
fosse alcuna differenza fra i soggetti di 
razza bianca e quelli di razza caucasica. 
Il secondo presupposto è che il Q.I. ab- 
bia una ereditarietà in senso stretta 
pari al 50 per cento. Il terzo, infine, è 
che i negri americani abbiano comin- 
ciato a differenziarsi dagli africani cir- 
ca duecento anni fa, cioè da sette ge- 
nerazioni, il che comporta una dimi- 
nuzione di circa due punti a ogni ge- 
nerazione. Se ora ci rifacciamo al mo- 
dello genetico cui sì è fatto cenno, que- 
sto indice di mutamento può essersi 
realizzato solo a condizione che a ogni 
generazione il 15 per cento dei sog- 
getti intellettualmente più dotati sia 
stato escluso dal processo riproduttivo. 
In realtà non è possibile dimostrare che 
durante la schiavitù la selezione abbia 
inciso cosi negativamente per il Q.I. 

A nostro avviso nessuna delle prove 
surriferite conferma le conclusioni 
di J en.se n. La tesi secondo cui le diffe- 
renze di Q.I. tra bianchì e negri degli 
Stati Uniti sono dovute a fattori gene- 
tici potrebbe essere dimostrata solo me- 
diante un confronto tra un campione 
rappresentativo di bambini negri e un 
campione altrettanto rappresentativo di 
bambini bianchi, allevati in ambienti 
che possono a loro volta essere messi 
in reciproco confronto. Ma per ora un 
esperimento del genere appare irrea- 
lizzabile. 

Che cosa si può dire circa le diffe- 
renze ambientali dì cui si conosce o si 
sospetta un'influenza sui Q.I. In pri- 
mo luogo bisogna notare che malgrado 



la stima di ereditarietà del Q.I. sia di 
solito piuttosto elevala, Orazio H. New- 
man e i suoi collaboratori dell'Uni- 
versità di Chicago hanno riscontrato 
che le differenze tra gemelli monovu- 
lari allevati separatamente varia da 1 a 
24 punti, ed è in media pari a 8 punii. 
Da ciò sì può desumere che anche nel- 
l'ambito della popolazione bianca vi è 
un'ampia variazione del Q.I. dovuta a 
fattori ambientali. 

In ordine all'importanza di partico- 
lari influenze ambientali meritano dì es- 
sere sottolineate le seguenti osserva- 
zioni: 

1. Tra gemelli, da un lato, e non-ge- 
melli, dall'altro, si rileva sistematica- 
mente una differenza dì oltre cinque 
punti, del lutto indipendente dalle con- 
dizioni socioeconomiche della famiglia 
dì appartenenza e da altre variabili 
note. Questa inferiorità del Q.I, dei ge- 
melli può essere dovuta sia al fatto che 
in caso di gravidanza gemellare l'am- 
biente uterino è meno favorevole allo 
sviluppo del prodotto de! concepimen- 
to, sia al fatto che i genitori, per la 
contemporaneità delle nascite, non sono 
in grado di prestare ai gemelli tutte le 
cure che si richiedono nella prima in- 
fanzia. 

2. È stato segnalato che soggetti ne- 
gri esaminati da persone della loro raz- 
za ottenevano un punteggio di due o 
tre punti superiore a quello che con- 
seguivano quando gli esaminatori erano 
bianchi. 

3. Alcune ricerche eseguite da Ste- 
phen Zamenhof e dai suoi collaboratori 
della scuola dì medicina dell'Università 
di California, hanno dimostralo che 
somministrando a ratti femmina prima 



e durante la gravidanza una dieta po- 
vera di proteine si provoca una cospi- 
cua diminuzione del contenuto di DNA 
nel cervello della prole, e cioè, presu- 
mibilmente, una diminuzione numerica 
delle cellule cerebrali. La diminuzione 
del DNA e dei neuroni cerebrali risul- 
ta correlata a disturbi di comporta- 
mento. In base a queste ricerche si può 
pertanto avanzare l'ipotesi che nell'uo- 
mo le differenze di Q.I, possano anche 
essere determinale dieteticamente, at- 
traverso meccanismi simili a quelli evi- 
denziati dall'esperimento. Non vi è dub- 
bio infatti che in molte zone la povertà 
dei negri comporti carenze alimentari 
che possono danneggiare lo sviluppo ce- 
rebrale del prodotto del concepimento. 
Analoghe conseguenze potrebbero ave- 
re le carenze alimentari sofferte nella 
prima infanzia. 

4. Da molto tempo si è consapevoli 
dell'importanza che ha l'ambiente fa- 
miliare per lo sviluppo intellettuale del 
bambino. Possediamo dati estremamen- 
te dimostrativi circa le dannose conse- 
guenze che hanno le gravi privazioni 
sensorie nella prima infanzia. Vi sono 
pochi dubbi sul fatto che, in generale, 
l'ambiente familiare per ì negri degli 
Stati Uniti è meno soddisfacente che 
per i bianchi, a causa sia dell'inferio- 
rità del loro status socioeconomico, 
sia di fattori culturali che onerano sin 
dai tempi della schiavitù. È probabile 
che questo particolare fattore ambien- 
tale abbia un'influenza predominante 
sul Q.I. fino al termine degli anni pre- 
scolari. Anche in questo caso gli espe- 
rimenti sugli animali confermano l'im- 
portanza che le esperienze vissute nei 
primi periodi della vita hanno per lo 



NON CONGIUNTI CRESCIUTI INSIEME 



GENITOHE E FIGLIO ADOTTIVO 



FRATELLI E SORELLE CRESCIUTI SEPARATI 



FRATELLI E SORELLE CRESCIUTI INSIEME 



GEMELLI MONOZIGOTICt CRESCIUTI SEPARATI 



GEMELLI MONOZIGOTICI CRESCIUTI INSIEME 



1- 



0,10 0,30 0.30 0,40 0,60 0.60 0,70 0,60 

SIMILARITÀ (COEFFICIENTE DI CORRELAZIONE] 



0.90 



L'incidenza dell'ambiente si può misurare mediante il confronto 
tra i coeffk ÌftiH di rorrelazione per individui con i medesimi 
precedenti genetici, ma allevati in ambienti diversi, rispetto 
agli individui con storia genetica diversa, ma cresciuti nello 
stesso ambiente. I dati raccolti rivelano come persone senza 
legami di parentela allevate insieme abbiano coefficienti che 
vanno da 0,1 5 u poro più di 0,30. Il campo di correlazione per 
genitori e figli adottivi va da 0,1 6 a quasi 0,40. Per fratelli e/o 



sorelle cresciuti separatamente i coefficienti si collocano tra più 
di il, Su a più di 0,40. I coefficienti per fratelli e/o sorelle alle- 
vati insieme vanno da 0,30 a poco meno di 0JÌ0. Nel caso di 
gemelli monomi gotici allevati separatamente si hanno coefficienti 
tra più di 0,60 e più di 0,B0, mentre nel casa di monosdgoticì 
crescimi insieme i coefficienti oscillano tra più di 0,70 e più 
di 0,90. Sembrerebbe quindi che l'incidenza dell'ambiente sul. 
l'intelligenza non sia tanto forte quanto quella dell'ereditarietà. 



46 



sviluppo ccrebralc. 

5. La previsione dell'insuccesso in 
genere porta l'insuccesso. 

Nel suo articolo sulla * Harvard 
Educational Review » Jensen preferisci: 
minimizzare la portata di fattori am- 
bientali di questo tipo. Noi crediamo 
tuttavia che non vi siano prove con- 
tro l'idea che essi, assieme ad altri 
fattori ambientali, molti dei quali in- 
dubbiamente sono ancora da scoprire, 
potrebbero renderci conto di tutte le 
differenze di Q.I. tra negri e bianchi. 

Noi non abbiamo alcuno strumento 
per escludere che le differenze medie 
di Q.I, tra razza e razza siano in parte 
determinate per via genetica. Noi so- 
steniamo semplicemente che i dati at- 
tualmente disponibili non sono suffi- 
cienti per risolvere la questione nell'uno 
o nell'altro senso. Il solo modo per sta- 
bilire se vi sono differenze di Q.I. do- 
vute a fattori razziali è quello di esami- 
nare comparativamente bambini negri 
adottati in famiglie bianche e bambini 
bianchi adottati in famiglie negre. Per- 
ché il ricercatore abbia la sicurezza di 
prendere in considerazione tutte le in- 
fluenze dell'ambiente familiare subite 
dai soggetti in esame, anche quelle che 
agiscono nei primissimi tempi di vita, i 
bambini dovrebbero essere adottati fin 
dalla nascita. Si potrebbe altresì con- 
frontare il Q.I. di bambini negri adot- 
tati in famiglie bianche con il Q.I. di 
bambini bianchi adottati in famiglie an- 
ch'esse bianche e confrontabili a loro 
volta con quelle del primo gruppo dal 
punto di vista delle caratteristiche am- 
bientali. 

Per quanto sappiamo ricerche dì que- 
sto genere, rigorosamente scientifiche, 
non sono mai state compiute. Del resto 
c'è da chiedersi se nelle attuali circo- 
stanze ricerche del genere potrebbero 
davvero essere effettuate con sufficienti 
garanzie di controllo sperimentale, dal 
momento che non si potrebbero rimuo- 
vere i pregiudìzi che in molte comu- 
nità bianche si nutrono contro le per- 
sone di razza negra. Noi pertanto soste- 
niamo che sarà impossibile trovare una 
risposta soddisfacente agli interrogati- 
vi in merito alla natura genetica delle 
differenze razziali del Q.I. fino a quan- 
do le differenze ambientali tra bianchi 
e negri degli Stati Uniti non saranno 
sostanzialmente ridotte. 

Prescindendo dalle difficoltà intrinse- 
che del problema, non sembra, d'al- 
tronde, che vi siano valide ragioni, né 
sul versante teorico né su quello prati- 
co, per vedere di buon occhio l'appog- 
gio che viene fornito alle ricerche in 
quesio campo. Da un punto di vista teo- 
rico è improbabile che queste ricerche 
riusciranno a gettare molta luce sul 
problema generale del controllo gene- 



5 
I 

1 



a 

S 



Q 

L1J 

Q 

E 
UJ 
E 

2 



VU 

160 
150 
140 
130 
120 










































MI» 











AMBIENTE 
RESTO ITTI VO 



AMBIENTE 
NORMALE 



AMBIENTE 
STIMOLANTE 



L'interazione genotipo-ambiente scaturisce dai risultali di questo esperimento, con- 
dotto da R. Cooper e John P. Zubek dell'Università di Manitoba. La sperimentazione 
riguardava due gruppi di ratti, quelli addestrali a essere «intelligenti.» ossia bravi 
nel trovar la Mrada in nn labirinto, e quelli addestrati alla * stupidità. » In ambiente 
normale i ratti intelligenti * curva colorata' commisero solo 120 errori, mentre quelli 
-tiijiuli i curva in nero' fecero registrare circa 16tt errori. Tuttavia entrambi i gruppi, se 
allevati in ambiente restrittivo, registravano circa 170 errori. In ambiente stimolante 
il comportamento dei due gruppi risultò soddisfacente in modo indifferenziato. 



lieo del Q.I., considerato che proba- 
bilmente solo una piccola parte della 
variazione totale del Q.I- è dovuta a 
differenze razziali. Il semplice fatto che 
i dati relativi a tali differenze non siano 
stati utili alle ricerche relativamente 
grossolane compiute finora sulla eredi- 
tarietà del Q.I. fa pensare che esse non 
siano le differenze più significative per 
la ricerca. Per raggiungere una mi- 
gliore conoscenza circa l'ereditarietà 
del Q.I. occorrono molti lavori preli- 
minari sulla biochimica e la biologia 
dello sviluppo mentale, da eseguirsi in 
condizioni controllate, appoggiandosi 
altresì alle differenze genetiche cono- 
sciute. 

11 solo argomento valido in favore 
dì ricerche sulle differenze di Q.I. cor- 
relate alla razza è forse il seguente: 
dal momento che si è posta la questio- 
ne sulla natura genetica di tali diffe- 
renze, un tentativo per rispondervi de- 
ve essere pur fatto. In assenza di que- 
ste ricerche coloro che ora pensano - 
a nostro avviso sulla base di prove ina- 
deguate - che le differenze di Q.I. tra 
bianchi e negri degli Stati Uniti siano 
genetiche, resteranno liberi di continua- 
re la loro campagna in favore di un 
assetto del nostro sistema educazionale 
ed economico ispirato al principio che 
rispetto al Q.I. esistono differenze raz- 
ziali innate. 

Campagne del genere si potrebbero 
arginare dimostrando che le differenze 



non hanno una base genetica. D'altra 
parte, anche se questa dimostrazione 
non fosse possìbile e anzi si conseguis- 
se la prova che le differenze in que- 
stione hanno effettivamente un carattere 
genetico, queste ricerche non dovreb- 
bero avere conseguenze negative in 
una società autenticamente democrati- 
ca e libera da pregiudizi razziali. La 
nostra società proclama che non vi de- 
vono essere discriminazioni contro un 
indivìduo sulla base della razza, della 
religione e di altre categorie precosti- 
tuiie compreso il sesso. 

Tulli gli indivìdui devono avere ugua. 
lì opportunità, nella più ampia misura 
possibile, secondo le proprie necessità, 
perché ognuno possa realizzare piena- 
mente le sue potenzialità. Senza dubbio 
un sistema educativo progredito deve te- 
nere in debito conto le differenze inna- 
te individuate e valutate in riferimento 
ai singoli individui, non alle razze. Su 
questo punto qualsiasi affermazione con- 
traria dimostra che si è incapaci di di- 
stinguere le differenze tra individui dal- 
le differenze tra popolazioni. 

Attualmente, per il clima razziale 
che regna negli Stati Uniti, le ricerche 
sulle differenze razziali del Q.I., anche 
se perseguono finì apprezzabili, possono 
essere interpretale capziosamente, ri- 
schiano di diventare uno strumento del 
razzismo, e possono in definitiva por- 
tare a un inasprimento delie tensioni 
razziali. 



47 



I grandi albatros 



L'albatros reale e Valbatros urlatore sono gli uccelli che possiedono la 
maggiore apertura alare. Le due specie sono cosi simili, che si possono 
considerare evolute, in tempi non troppo lontani, da un antenato comune 

di W. L. N. TickeU 



Due specie affini della famiglia dei 
Diomedeidi, e cioè l'albatros rea- 
le e l'albatros urlatore, sono i 
più grandi uccelli oceanici e sono an- 
che quelli che possiedono, tra i volati- 
li, la maggiore apertura alare, che è 
superiore ai 3,3 m. L'unico uccello di 
dimensioni paragonabili a queste è il 
condor delle Ande, che può avere un 
peso maggiore, ma ha un'apertura ala- 
re di 3 m. Gli albatros reale e urlatore 
sono due specie distinte della stessa fa- 
miglia, che comprende 13 specie (11 ap- 
partenenti al genere Diomedea e due 
al genere Phoebetria), ma talvolta ven- 
gono designati col nome di « grandi 
albatros». Tutti questi uccelli appar- 
tengono all'ordine dei Procellari formi, 
gruppo che comprende anche le ossì- 
fraghe, le procellarie, le berte e altri 
uccelli, tutti perfettamente adattati a un 
ambiente marino. 

Nei secoli XVI II e XIX la differen- 
za tra i due grandi albatros non era an- 
cora stata chiarita: solo nel 1891 l'or- 
nitologo inglese Walter L. Buller riu- 
sci a dimostrare l'esistenza di due spe- 
cie distinte. Entrambi gli uccelli sono 
bianchi, con la punta delle ali nera; l'al- 
batros reale, Diomedea epoinophora, ha 
te narici arrotondate, e le palpebre e i 
bordi taglienti della mascella superiore 
neri; l'albatros urlatore, D. extdans, ha 
le narici meno arrotondate, e ha bian- 
chi sia le palpebre sia i bordi taglienti 
del becco. Queste differenze sono tal- 
mente insignificanti che è difficile no- 
tarle vedendo gli albatros volare sul 
mare. Un'altra possibilità d'identifica- 
zione è quella di osservare le differen- 
ze nello sviluppo del piumaggio, I gio- 
vani albatros reali si ricoprono di pen- 
ne dello stesso colore di quello dei ge- 
nitori, mentre i giovani albatros urla- 
tori sono scuri quando lasciano il nido 
e diventano lentamente più chiari e poi, 
dopo parecchi anni, completamente 
bianchi. Gli albatros urlatori quindi si 



identificano facilmente nei primi perio- 
di di vita per il piumaggio più scuro; 
tuttavia quasi metà dei maschi e circa 
un quinto delle femmine, nel periodo 
della riproduzione, raggiungono abba- 
stanza rapidamente un colore bianco. 

f* li studi sull "albatros reale sono sta- 
ti eseguiti quasi esclusivamente da 
biologi neozelandesi. Tra il 1938 e il 
1952 L.E. Richdale dell'Università di 
Otago studiò una popolazione di alba- 
tros reali al Capo Taiaroa sulla Peniso- 
la dì Otago, nell'isola meridionale della 
Nuova Zelanda, mentre tra il 1942 e 
il 1958 J.H. Sorensen, membro della 
spedizione neozelandese durata dal 1941 
al 1945 e K.E. Westerskov, dell'Uni- 
versità di Otago, osservarono una po- 
polazione di albatros reali molto più 
numerosa, sull'Isola Campbell, solitario 
avamposto tra la Nuova Zelanda e il 
Mare di Ross. 

La storia del lavoro di Richdale di- 
mostra come i grandi albatros siano te- 
naci nel nidificare nel medesimo luogo. 
Nel 1920 si osservò che un paio di al- 
batros reali aveva nidificato a Capo 
Taiaroa; gente del luogo rubò, purtrop- 
po l'unico uovo dal nido. La stessa cop- 
pia, probabilmente, depose poi un uovo 
all'anno per 15 anni: solo una volta il 
nido fu lasciato intatto, abbastanza a 
lungo da lasciar nascere un piccolo, 
che però, poi, fu ucciso. Finalmente, 
nel 1938, per gli sforzi di Richdale e 
la protezione della Royal Society della 
Nuova Zelanda, si potè allevare con 
successo un giovane albatros e Richda- 
le potè studiare gli uccelli net successi- 
vi 15 anni. Grazie alle strette misure 
imposte dal Ministero degli affari in- 
terni e dalla capitaneria de! porto dì 
Otago, negli ultimi 31 anni la colonia 
si è accresciuta; ora vi nidificano 15 
coppie, 

È probabile che gii alhatros reali si 
siano moltiplicati nella Nuova Zelan- 



da prima che l'area fosse popolata dai 
Maori immigrati nel XIV secolo; si pen- 
sa che i Maori siano responsabili del- 
l'estinzione di un altro famoso uccello: 
il gigantesco moa, incapace di volare. 
Si potrebbe pensare che anche .l'alba- 
tros avesse carni commestìbili e fosse 
facile da catturare sulla terraferma; ma 
non vi sono prove sufficienti per dimo- 
strare questa ipotesi; il recente svilup- 
po della popolazione di albatros al Ca- 
po Taiaroa è forse dovuto al caso. Ben- 
ché la colonia di Otago sia assai picco- 
la in confronto a quelle di albatros rea- 
li sull'Isola Campbell, sulle Isole Chat- 
ham e sulle Isole Auckland, tuttavia 
Capo Taiaroa è l'unica località del mon- 
do dove un grande albatros nidifichi in 
una zona abitata dall'uomo: la città di 
Dunedin dista solo 30 km. 

l^f i sono occupato particolarmente del- 
l'albatros urlatore : dopo una spe- 
dizione informativa sull'area di nidifica- 
zione subartica di questo albatros nella 
Georgia del Sud, la Johns Hopkins Uni- 
versity finanziò uno studio permanente 
su quella popolazione di albatros. Nei 
periodi 1960-61. e 1962-64 la National 
Science Foundation finanziò una serie 
di tre spedizioni, per le quali il British 
Antarctic Survey forni l'aiuto logistico. 
Complessivamente i mici compagni e io 
trascorremmo sei estati e un inverno 
per studiare una colonia di albatros sul- 
l'Isola Bird, al largo della punta nord- 
-occidentaJc della Georgia del Sud. 

Ancor oggi non si conosce bene qua- 
le sia l'area di distribuzione dei grandi 
albatros: le nostre informazioni più si- 
cure sulla loro diffusione oceanica so- 
no ancora quelle fornite dal capitano 
C.C. Dixon, dopo molti anni passati 
sul mare. Dixon ammise di non poter 
distinguere le due specie, sul mare, ma 
ciò non toglie nulla al valore del suo 
lavoro. Al momento del suo ritiro, nel 
1919, aveva accumulato 3500 giorni di 



osservazioni (le aveva iniziate infatti 
nel 1892), dalle quali sì può ricavare 
che l'area di distribuzione di questi uc- 
celli negli oceani meridionali sta tra i 
30 e i 60 gradi dì latitudine sud. Alcu- 
ni grandi albatros possono giungere vo- 
lando fino ai mari tropicali, raggiun- 
gendo il limite settentrionale di 18 gra- 
di di latitudine sud: esemplari isolati so- 
no stati visti attraversare l'Equatore, per 
spingersi nell'Atlantico settentrionale e 
persino entrare nel Mar Mediterraneo. 
L'estremità meridionale dell'area di di- 
stribuzione di questi uccelli è compresa 
all'interno dei mari antartici: l'avvista- 
mento più meridionale fu fatto per la 
prima volta dai membri della secon- 
da spedizione antartica dell'ammiraglio 
Byrd, che osservarono un uccello nel 
Mare di Ross, a 69 gradì di latitudine 
sud. 

I grandi albatros volano in stormi 
più o meno numerosi sui vari mari a 
seconda delle stagioni. Dixon avvistò 
gii uccelli per lo più verso settentrione 
durante l'inverno, e verso meridione du- 
rante l'estate. Le migrazioni di ciascu- 
na specie debbono ancora essere chia- 
rite con precisione : si è da poco inizia- 
to questo lavoro contrassegnando gli 
albatros sia nelle stagioni riproduttive 
sia in quelle invernali. Per esempio, ne- 
gli anni successivi a! 1950, parecchi or- 
nitologi australiani studiarono ì nume- 
rosi albatros urlatori riuniti d'inverno 
sul mare, al largo della costa del Nuo- 
vo Galles del Sud: nel 1958 iniziaro- 
no, a bordo di barche a motore, a cat- 
turare uccelli e a contrassegnarli. L'e- 
state successiva (1958-59), senza sape- 
re nulla del programma australiano, io 
pure cominciai a studiare gli albatros 
urlatori che si riproducono nella Geor- 
gia del Sud, e in dicembre trovai un uc- 
cello che portava un contrassegno mes- 
so nei mari australiani nel luglio pre- 
cedente. Nel luglio successivo si regi- 
strò una migrazione inversa, quando un 
giovane albatros urlatore, che avevo 
contrassegnato nella Georgia del Sud, 
fu ritrovato al largo dell'Australia. Nel- 
le ricerche eseguite durante i successi- 
vi cinque anni queste migrazioni si di- 
mostrarono tutt'altro che rare. Dei 1477 
albatros adulti catturati e contrassegna- 
ti al largo dell'Australia orientale, 50 
furono ritrovati, spesso più di una vol- 
ta nella Georgia del Sud. Nello stesso 
periodo 6601 albatros furono contras- 
segnati nella Georgia del Sud e. di que- 
sti, 14 furono ritrovati al largo dell'Au- 
stralia. Su 64 passaggi tra le due aree, 
27 furono compiuti in meno dì 6 me- 
si; 12 uccelli compirono un tragitto di 
andata e ritorno, e uno di questi im- 
piegò, per l'intero percorso, appena 12 
mesi: è chiaro perciò che questi uccelli 








Quando si scorgono da lontano, è assai difficile distinguere gli albatro» urlatori adulti 
da tutti gli albatros reali : infatti i primi variano gradualmente di rotore, dallo scuro 
al chiarii (a-dl con l'età, mentre i reali si coprono subito di un piumaggio bianco (e). 



48 



© 



49 











I due grandi albatros si possono distinguere per la colorazione e per la forma di alcune 
parti del rapo. L'albatros reale ha le palpebre e i bordi della mascella superiore neri; 
le narici ssono arrotondate Un «Jfot. L'albatros urlatore ha palpebre e mascelle bian- 
che; le narici sono meno arrotondale (in («isso). Poiché queste caratteristiche non 
sono visibili da lontano, un tempo non era nota l'esistenza di due specie distinte. 



50 



non vagano a caso, ma navigano in di- 
rezioni ben precise su lunghe distanze, 
tra le arce di nidificazione e le zone do- 
ve svernano. 

Uno dei dati più precisi, sulla velo- 
cità che i grandi albatros mantengono 
in volo, fu fornito dal capitano Hiram 
Luther molto prima dell'avvento della 
tecnica moderna di inanellamento: egli 
infatti il 30 dicembre 1847. sulla ba- 
leniera Cachaìot, al largo della costa 
pacifica dell'America meridionale, a 
43° 24' di latitudine sud e 79° 5' di lon- 
gitudine ovest uccise con una fucilata 
un grande albatros che aveva una fiala 
legata al collo contenente il seguente 
messaggio: « 8 dicembre 1847. Nave 
Euphrates, Edwards, 16 mesi di navi- 
gazione, 2300 barili d'olio, di cui 150 
di spermaceti. Non ho visto una bale- 
na per 4 mesi. Latitudine 43" sud. lon- 
gitudine 148° 40* ovest. Nebbia fitta e 
pioggia ». 

L'uccello aveva percorso, in 22 gior- 
ni, 2950 miglia nautiche tra il rilascio 
e la ricattura, quindi in media 134 mi- 
gtìa al giorno (circa 250 km). Mante- 
nendo questa velocità « di crociera » un 
albatros potrebbe compiere il volo di 
7000 miglia tra la Georgia del Sud e 
T Australia orientale in meno di otto 
settimane: teoricamente un albatros po- 
trebbe circumnavigare l'emisfero austra- 
le parecchie volte all'anno. 

Cecondo le osservazioni fatte da stu- 
diosi australiani i grandi albatros 
non stanno mai fermi in un territorio 
dove possono procurarsi cibo, ma si 
spostano spesso verso altre aree: al lar- 
go del Nuovo Galles del Sud l'arrivo 
degli uccelli è in relazione con l'appa- 
rizione di branchi di grosse seppie, se- 
gtiitti d;ì una moltitudine di grandi pre- 
datori, tra cui i delfini; gli albatros in- 
fatti, si cibano degli avanzi dei delfini. 
I territori osservati da noi attirano uc- 
celli da molte altre aree di nidificazio- 
ne. Tra gli albatros urlatori che migra- 
no lungo i mari del Nuovo Galles del 
Sud, vi sono uccelli provenienti dalle 
Isole Principe Edoardo, dalle Isole Cro- 
zet, dall'Isola Kerguelen e dalle Isole 
Auckland [si veda la figura nella pagi- 
na a fronte). 

Benché gli albatros reali si trovino 
raramente nei mari australiani, altri 
territori sono la meta dì entrambe le 
specie in cerca dì cibo. Sia gli albatros 
urlatori, contrassegnati nella Georgia 
del Sud, sia quelli reali, contrassegnati 
sull'Isola Campbell, sono stati ritrovati 
tra le moltitudini di uccelli marini che 
si radunano attorno ai pescherecci nel- 
la vasta area di pesca atlantica al largo 
delle coste dell'Argentina. 

1 grandi albatros si sono evoluti adat- 
tandosi all'ambiente marino, ma dive- 



nendo meno agili sulla terraferma; di 
conseguenza, la caratteristica costante 
dei loro territori di nidificazione è un 
lento pendio esposto ai venti, che ren- 
de facile ti decollo. Gli uccelli trovano 
tali pendii esclusivamente nelle picco- 
le isole disabitate sud-antartiche degli 
Oceani Atlantico, Indiano e Pacifico. Le 
isole dove nidificano, oltre a quelle già 
citate, sono: Tristan da Cunha, l'Isola 
Gough, l'Isola Amsterdam, le Isole 
M acquane e le Isole degli Antipodi. I 
nidi delle due specie si trovano nel me- 



desimo luogo solo sull'Isola Campbell 
e sulle Isole Auckland. 

A causa dell'isolamento delle aree di 
nidificazione, i grandi albatros hanno 
come unico nemico naturale l'uomo. Al- 
la fine del XVIII secolo e all'inzio del 
XIX, dopo la scoperta delle zone di ni- 
dificazione, navi inglesi e statunitensi 
spesso transitavano nei pressi di quel- 
le isole. Talvolta naufraghi sopravvive- 
vano su di esse per mesi e persino per 
anni; in tali occasioni gli uccelli e le 
loro uova venivano usati come cibo, e 



perciò, in alcuni luoghi, furono quasi 
completamente sterminati. Le caverne 
delle Isole Macquarie, un tempo occu- 
pate da cacciatori di foche, sono disse- 
minate di crani di albatros urlatori. 
Nel 1913, quando una pattuglia della 
spedizione antartica australiana di Sir 
Douglas Mawson svernò sulle Macqua- 
rie, poti trovare un solo nido d'alba- 
tros. Tuttavia, nel periodo successivo 
alla II guerra mondiale, i visitatori au- 
straliani dì queste isole hanno scoperto 
che la popolazione di albatros urlatori 





PENISOLA DI OTAGO 
ISOLE CHATHAH 
ISOLE DEGLI ANTIPODI 
ISOLE AUCKLAND 
ISOLA CAMPBELL 
ISOLE MACQUARIE 



,- GEORGIA 

**& s %gfl 0EL SUD 



TRISTAN DA CUNHA 




w 



L'area dì distribuzione dei grandi albatros sì estende per lo più 
fra i 30 e I 60 gradi di latitudine sud; nella carta sono indica- 
te le isole su cui le due specie nidificano. Le lìnee tratteggiate 
uniscono le isole con territori in cut gli uccelli svernano, se- 



condo i dati forniti da uccelli contrassegnati nei nidi, ritrovati 
poi sul mare, o viceversa: le linee nere si riferiscono all'alba- 
tro.» urlatore, quelle colorate all'albatros reale. L'orientamento 
di una linea non rappresenta il percorso in volo di un uccello. 



51 



® 







ha superato questa crisi e sta di nuovo 
proliferando. 

IVel periodo riproduttivo la femmina 
del grande alhatros depone un solo 
uovo: se riesce a schiudersi e l'uccelli- 
no sopravvive, i genitori lo devono im- 
boccare per tutto l'inverno, finché non 
sia capace di volare e di badare a se 
stesso sul mare. Perciò una coppia di 
albatros si può riprodurre solo una vol- 
ta ogni due anni. L'apparato neuroen- 
docrino degli uccelli può evidentemente 
rispondere a stimoli estemi, promuoven- 
do la rigenerazione, la crescita e la ma- 
turazione delle gonadi con un ciclo an- 
nuale, ma la presenza di un uovo o di 
un nidiaceo dà inizio a una reazione 
che interrompe il ciclo dopo la solita 
regressione delle gonadi in seguito al- 
l'ho; oppia mento e inibisce la rigenera- 
zione normale per 10 mesi. Questo è un 
ottimo meccanismo di adattamento: dà 
alla coppia la possibilità di riprodursi 
ogni anno, inibendola solo quando c'è 
un'alta probabilità che la prole soprav- 
vìva. 

Non appena i genitori cominciano a 
prendersi cura dell'uovo, la loro capa- 
cità di riprodursi nell'anno successivo 
diminuisce gradualmente. L'uovo di al- 
batros comune viene deposto di solito 
in dicembre : se l'uovo viene distrutto 
appena deposto, entrambi i genitori si 
allontanano sul mare e ritornano nella 
stagione successiva per riprodursi. A 
partire da marzo, quando l'uovo si 
schiude, la coppia che perde l'uovo o 
il piccolo ha probabilità assai inferiori 
di riprodursi nel dicembre successivo; 
più l'uccellino resta nel nido tanto più 
diminuisce la possibilità di una nuova 
covata. Su 19 coppie di albatros comu- 
ni che persero i toro nidiacei nella 
Georgia del Sud tra il marzo e il giu- 
gno del 1963, solo 12 riuscirono a ri- 
prodursi nel dicembre successivo; nes- 
suna delle 16 coppie che avevano per- 
so i nidiacei tra giugno e ottobre riuscì 
nello stesso intento. 

T" 1 coricarne nt e, se da ogni uovo depo- 
sto dalla femmina dell'albatros si 
sviluppasse un piccolo, esattamente me- 
tà della popolazione di ogni area di ni- 
dificazione si riprodurrebbe l'anno suc- 
cessivo e le coppie sarebbero sempre 
composte di individui della stessa rnez- 



I] co rie (giumento dell'ai Latro 5 urlatore è 
in realtà una competizione tra maschio e 
femmina non ancora accoppiati che han- 
no poca dimestichezza Ira loro. 1 segnali, 
sia vocali che visivi, servono ad attrarre, 
respingere e tranquillizzare il compagno, 
tinche i due uccelli sì abituano Putì l'al- 
tro e non stabiliscono un legame coniugale. 










Un albatros viene colorato per permettere la localizzazione del- 
la zona in cui gli albatros dell'isola Bird prendono il cibo. 



Secondo avvistamenti eseguiti da navi gli uccelli si nutrono tal 
mare a circa 150 miglia a nord dal territorio di nidificazione. 




Uno dei ricercatori in visita sull'Isola Bird applica macchie di 
colore sulla testa di un albatros urlatore adulto: l'uso di con- 



52 






trassegni ba permesso ai ricercatori, durante Io studio ani ciclo 
riproduttivo di questi uccelli, di identificare i vari individui. 



53 




za popolazione. Se d'altra parte tutte 
le uova deposte in un'estate fossero di- 
strutte, le coppie di quella mezza po- 
popolazione che si riproduce tornereb- 
bero a riprodursi l'anno successivo e si 
aggiungerebbero all'altra metà, cosic- 
ché l'intera popolazione nidificherebbe 
insieme in una sola stagione. Natural- 
mente, in realtà, questi due casi estre- 
mi non si verificano. Tra uccelli che 
non vengono disturbati la mortalità na- 
turale di uova e uccellini provoca sem- 
plicemente il passaggio di alcune cop- 
pie da una metà della popolazione al- 
l'altra: la t semipopolazione stabilizza- 
ta » è di solito superiore alla metà del- 
la popolazione biennale totale. L'entità 
della semipopolazione è in rapporto al- 
ta perdita media di uova e dì neonati. 
Nella Georgia del Sud il 20 per cento 
delle coppie che si riproducono annual- 
mente non riuscirono a portare a ter- 
mine il loro compito e nidificarono nuo- 
vamente l'anno successivo, cosicché la 
semipopolazìone era il 55 per cento del 
totale. 

La dinamica della popolazione dei 
grandi albatros è complicata da questo 
ciclo riproduttivo biennale. Si può so- 
lo determinare il totale di coppie che 
fanno il nido considerando due censi- 
menti annuali e sottraendo le coppie 
che non riescono a riprodursi nel pri- 
mo anno, ma solo nel successivo. Per- 
ciò se non si conosce la percentuale di 
sopravvivenza di uova e piccoli in tut- 
ti i territori di riproduzione, è impos- 
sibile fare una stima precisa della po- 
polazione mondiale dei grandi albatros. 
Tuttavia la maggior parte delle Ìsole 
su cui questi uccelli nidificano è stata 
visitata: secondo un calcolo grossola- 
no vi sono circa 10 000 coppie di al- 
batros reali, quasi tutte sull'Isola Camp- 
bell e le Isole Chatham. Più di 14 000 
coppie di albatros urlatori nidificano in 
9 delle 1 1 isole dove questi uccelli si 
riproducono: quando questa cifra sa- 
rà integrata dal censimento delle Isole 
Kerguelen e Amsterdam, è probabile 
che la stima totale cresca a circa 
20 000 coppie, ossia al doppio de! nu- 
mero di albatros reali. Quando saremo 
in grado di aggiungere a queste valuta- 
zioni il numero di piccoli di ciascuna 



La foto della pagina a fronte mostra il 
territorio di nidificazione dell'albatros sul- 
l'Isola Bird, al largo della punta nord-ovest 
della Georgia meridionale, nelle acque snb- 
antarlirhe dell'Atlantico. I tre grandi uc- 
celli in primo piano sono albatros urla- 
tori (Diomede» exulans). Gli uccelli rosa 
sono stati colorati per un esperimento ese- 
guito dall'autore e dai suoi colleglli. Gli 
altri uccelli sono ossifraghe I MacroTieetes 
giganteus) e albatros più piccoli. L'altro 
grande albatros, quello reale <Dìomedea 
epomophara), non nidifica su quest'isola. 




1910 



1920 



1930 



1940 



1950 



1960 



1970 



L'incremento della popolazione nelle due specie di grandi albatro» è quasi analogo. 
La prima curva Un nero* illusi ra l'aumento degli albalros urlatori sulle Isole Macqua- 
rie dal 1913, quando si trovò un solo nido d'albatros. La seconda curva (in co- 
lore) indica l'aumento degli albatros reali nella Nuova Zelanda, dal 1938 al I960. 



specie, otterremo un totale certamente 
molto più alto. 

Il ciclo vitale degli albatros è ecce- 
zionale per la lunga durata del perio- 
do in cut mettono le penne: in media 
236 giorni per gli albatros reali e 278 
giorni per gli albatros urlatori. La dif- 
ferenza di 42 giorni tra specie sotto al- 
tri aspetti cosi simili è stupefacente ed 
è quasi certamente in relazione con le 
differenti condizioni di nidificazione: 
nella Georgia del Sud, isola subantar- 
tica completamente coperta di neve per 
parecchi mesi in inverno, la tempera- 
tura media dell'aria è -2 °C, mentre 
nella Nuova Zelanda e nelle isole vici- 
ne l'inverno è molto più mite, e sulla 
penisola di Otago la temperatura me- 
dia del mese invernale più freddo (lu- 
glio) è di 7 °C e vi sono circa 5 gior- 
ni di neve all'anno. Ne consegue che 
la necessità metabolica di isolamento 
termico e la produzione di calore sono 
probabilmente molto inferiori nei gio- 
vani albatros reali della Nuova Zelan- 
da che in quelli urlatori della Georgia 
del Sud. La differenza climatica è for- 
se la causa principale del fatto che i 
giovani albatros urlatori ricevono più 
cibo, crescono di più e impiegano più 
tempo per perdere il peso in eccesso 
prima di volare, rispetto ai piccoli al- 
batros reali. Questa conclusione è pro- 
vata da osservazioni sullo sviluppo del 
piumaggio: i piccoli albatros urlatori 
rimangono coperti da piumino circa 60 



giorni più a lungo dei reali, mentre la 
crescita delle penne primarie dura cir- 
ca lo stesso tempo nelle due specie. 

Appena nato, un piccolo albatros pe- 
sa 300-400 grammi: i genitori non lo 
nutrono nelle prime 24 ore di vita, e 
nei successivi tre giorni gli somministra- 
no solo piccole quantità di olio secreto 
dallo stomaco. Poi i pasti diventano 
gradualmente più sostanziosi: dopo 32 
giorni, quando il peso dell'animaletto è 
di circa 3 kg, ì meccanismi termorego- 
latori dell'uccellino sono sufficientemen- 
te perfezionati e la cova non è più ne- 
cessaria. 

Terminato il periodo di cova, i geni- 
tori si recano sul mare per pescare pe- 
sci e calamari, per poi somministrarli al 
piccolo ancora nel nido, sottoforma di 
una polpa, rigurgitata e parzialmente di- 
gerita. Il piccolo riceve un pasto all'in- 
circa ogni tre giorni, per una media 
mensile di 9 kg di polpa e un totale di 
circa 80 kg per i 250 giorni che inter- 
corrono tra la fine della covata e il pri- 
mo volo. Il suo peso corporeo varia 
molto di giorno in giorno, a seconda 
della quantità di cibo inghiottito. Tut- 
tavia, calcolando la media del peso gior- 
naliero tra 24 giovani albatros urlatori 
sotto osservazione della stazione delr 
l'Isola Bird, si è potuto costruire una 
curva, caratteristica per tutti i procella- 
ri formi. 

La stabilizzazione del peso dei gio- 
vani uccelli viene raggiunta tra gli 80 

55 



e ì 40 giorni prima della partenza, poi 
le cure dei genitori cominciano a dimi- 
nuire, i pasti divengono meno frequenti 
e il peso dei giovani uccelli inizia a ca- 
lare; in molti studi sulle colonie di pro- 
cellarie questo è stato definito come il 
« periodo della fame », benché si tratti 
di una espressione imprecisa: infatti, 
sebbene i genitori offrano meno pasti 
al piccolo, tuttavia gli portano sempre 
cibo. L'intervallo medio che noi abbia- 
mo potuto osservare tra l'ultimo pasto 
e la partenza per 19 piccoli albatros 
dell'Isola Bird è stato di 6,8 ± 1,4 
giorni: tutti 19 però avevano digiunato 
molto più a lungo (14 ± 1 giorni) nel 
periodo in cui erano ricoperti di piu- 
mino. 

TV onos tante la considerevole potenza 
di volo dei genitori, la necessità dì 
alimentare il piccolo uccello circa ogni 
tre giorni impone una limitazione so- 
stanziale all'area oceanica di ricerca di 
cibo: il rifornimentto principale dev'es- 
sere, infatti, disponibile per tutto l'an- 
no in meno di 36 ore di volo dal nido, 
che equivale a un raggio di circa 200 
miglia nautiche. Non molto a nord del- 
l'isola della Georgia del Sud si trovano 
alte concentrazioni di zooplancton; que- 
sta riserva di cibo spiega anche l'abbon- 
danza di balene, un tempo, nelle zo- 



ne vicine. Per scoprire se i genitori pro- 
venienti dai nidi dell'Isola Bird si pro- 
curassero cibo in questa zona ricca di 
organismi marini, contrassegnammo pa- 
recchie centinaia di albatros con un 
colore rosa (si veda la figura in alto a 
pagina 53) : chiedemmo informazioni, 
sia agli equipaggi delle numerose bale- 
niere che ancora attraversano la zona 
e sia alle navi di spedizioni antartiche 
transitanti nei paraggi, su avvistamenti 
di uccelli colorati. Ricevemmo un nu- 
mero tale di rapporti da poter dimo- 
strare che molti albatros rosa, prove- 
nienti dalla Georgia del Sud, si nutri- 
vano nelle acque ricche di plancton in 
un raggio di 1 50 miglia dall'isola. 

Quando il giovane albatros lascia il 
nido, vive su! mare per alcuni anni nei 
medesimi luoghi prima occupati dagli 
adulti. Gli uccelli giovani cominciano a 
tornare a passare l'estate nell'isola do- 
ve sono nati solo dopo i 4 anni. Sul- 
l'Isola Bird circa il 50 per cento dei 
656 albatros urlatori, da noi contrasse- 
gnati nel primo anno di vita durante 
la nostra prima stagione di permanen- 
za, erano ritornati nella Georgia de! 
Sud nel periodo in cui avevano un'età 
di 6 anni. Il periodo di permanenza sul 
mare nei primi anni di vita sembra sia 
più lungo per gli albatros reali; finora 
si sa solo di tre uccelli, contrassegnati 



nel primo anno, che siano tornati al 
Capo Taìaroa : uno aveva 6 anni, gli 
altri due 8 anni. 

La percentuale di mortalità dei gran- 
di albatros è nettamente inferiore a 
quella, assai elevata, di molti altri uc- 
celli. Sull'Isola Campbell il 75 per cento 
di uova di albatros reale (e sull'Isola 
Bird il 58 per cento di uova di alba- 
tros urlatore) producono uccelli in gra- 
do di sopravvivere. Metà degli albatros 
nati sull'Isola Bird sopravvivono fino 
all'età di 6 anni e ritornano al territo- 
rio di nidificazione. Quando questi uc- 
celli raggiungono la maturità, a 10 anni 
d'età, la percentuale di mortalità è di- 
minuita a un livello dì circa il 4,3 per 
cento: negli albatros reali adulti la per- 
centuale diminuisce fino a raggiungere 
il 3 per cento. 

Quando ì giovani ritornano per la pri- 
ma volta al territorio natio, non 
hanno ancora una compagna. Gli adul- 
ti invece, nel caso in cui un membro 
della coppia sia morto, cercano un com- 
pagno (o una compagna) non appe- 
na giungono, l'estate successiva, nel ter- 
ritorio di nidificazione. Col passare de- 
gli anni i giovani cominciano a unirsi 
alle danze che costituiscono il rituale 
di corteggiamento: queste esibizioni 
vengono eseguite da un solo maschio 




150 
ETÀ (1M GIORNI) 



L'aumento di peso di un giovane albatros, nei nove mesi com- 
presi tra la nascita e il primo volo, varia notevolmente di gior- 
no in giorno, ma segue una curva caratteristica (in nero) calco- 



lata in base a misure effettuate su 24 nidiacei. La quantità me- 
dia di ci ho ricevuto mensilmente (in catare) si abbassa rapida- 
mente quando i giovani uccelli si preparano a lasciare risola 



e da una o più femmine. Le femmine 
sono attratte dai maschi, ma i maschi 
spesso sono restii a permettere alle fem- 
mine di avvicinarsi troppo. 

La rappresentazione consiste in una 
serie di segnali visivi che alternativa- 
mente attraggono, respingono e rappaci- 
ficano la potenziale compagna. Gradual- 
mente il maschio passa sempre più tem- 
po con una femmina particolare e il nu- 
mero delle sue danze diminuisce: alla 
fine si stabilisce un legame coniugale; 
maschio e femmina si riconoscono a vi- 
cenda senza esitazione e il loro incontro 
non provoca più le reazioni stereotipate 
e agonistiche della danza. 

Il giovane albatros passa circa cinque 
anni sul mare, presumibilmente impa- 
rando a conoscere l'ambiente marino: 
questa esperienza iniziale è seguita da 
circa cinque estati di corteggiamento e 
cinque inverni sul mare. 

Le due distinte specie di grandi al- 
batros sono, come già detto, notevol- 
mente simili : tranne le differenze di 
lunghezza de! periodo in cui mettono le 
penne e di colore del piumaggio dei gio- 
vani, la maggior parte delle variazioni 
riscontrabili non sono maggiori di quel- 
le che ci sono tra le razze della me- 
desima specie; è possibile che entrambe 
le eccezioni siano dovute a tipiche rea- 
zioni all'ambiente. Come ho già fatto 
notare, il clima invernale più mite del- 
la Nuova Zelanda permette probabil- 
mente all'albatros reale di mettere le 
penne prima dì quanto accada all'al- 
batros urlatore: perciò quando la cop- 
pia di adulti reali pronti a riprodursi 
raggiunge Capo Taiaroa per iniziare la 
costruzione del nido, tutti o quasi lut- 
ti gli uccelletti nati nella stagione pre- 
cedente sono già parliti per la loro pri- 
ma estate sul mare- 
li periodo in cui il giovane albatros 
urlatore mette le penne è lai mente più 
lungo che. quando gli adulti ritornano 
all'Isola Bird per riprodursi, molti gio- 
vani nati nella stagione precedente oc- 
cupano ancora il territorio di nidifica- 
zione. La data media dell'arrivo dei 
maschi adulti sull'Isola Bird è il 30 
novembre: le femmine adulte arrivano 
attorno al 10 dicembre, che è pure la 
data media dì partenza per gli uccelli 
nati nella stagione precedente. In que- 
sto periodo i giovani albatros sono mol- 
to indaffarati e aggressivi, e si compor- 
tano in modo da interferire con la co- 
struzione del nido da parte degli adulti. 

F due grandi albatros, urlatore e reale, 
non solo condividono una parte del 
loro habitat sull'oceano, ma nidificano 
insieme su due isole. Inoltre le notevo- 
li differenze tra le entità delle due po- 
polazioni e la posizione dei loro princi- 




In [lit-no inverno un pìccolo alljatros, ben proietto dallo spesso piumino e da uno 
strato di grasso sottocutaneo, riceve 900 grammi dì pesce dai genitori ogni tre giorni. 




A nove mesi d'età, già ricoperto di penne, un giovane albatros urlatore si espone al 
vento su un pendio dell'Isola lìird, e stende le ali in vista dell'imminente primo volo. 



pali territori di riproduzione evidente- 
mente riflettono un'evoluzione in tempi 
relativamente recenti delle due specie 
da un unico ceppo ancestrale. Le re- 
gioni temperato-fredde e subantartiche 
dell'emisfero meridionale costituiscono 
un ambiente poco ospitale, dove di ra- 
do si sviluppano nuove nicchie ecologi- 
che. Tuttavia, le vicende degli avanza- 
menti, delle soste e dei ritiri glaciali che 
caratterizzarono il periodo pleistocenico 
dell'emisfero settentrionale avevano la 
loro controparte nell'emisfero meridio- 
nale, dove la distesa dei ghiacci antarti- 
ci e la fronte dei ghiacciai avanzavano 
e si ritiravano nel medesimo modo. 

Questi flussi e riflussi glaciali proba- 
bilmente frammentarono e alterarono 
un ambiente che precedentemente era 
stalo favorevole al mantenimento di un 
unico ceppo, progenitore delle due spe- 



cie attuali di grandi albatros. Le flut- 
tuazioni della copertura glaciale cam- 
biarono la vegetazione delle isole su 
cui gli uccelli nidificavano: le variazio- 
ni di temperatura e di salinità del mare 
influenzarono certamente la disponibi- 
lità di cibo marino a portata di volo. 
Ne! corso dì tali variazioni alcune Ìsole 
probabilmente rimasero isolate. Un'in- 
terruzione del normale scambio geneti- 
co fra diversi territori di nidificazione 
può essere stato sufficiente per permet- 
tere lo sviluppo dì due linee separate di 
grandi albatros: in seguito la sparizione 
di queste barriere pleistoceniche permi- 
se con ogni probabilità una nuova 
espansione delle aree di distribuzione 
delle due specie, rimettendo in conlat- 
to l'albatros reale e l'albalros urlatore, 
limitatamente però ai mari a sud della 
Nuova Zelanda. 



56 



57 



I magneti permanenti 



Le nuove leghe a base di cobalto e di alcuni elementi delle terre 
rare possiedono proprietà talmente superiori a quelle dei materiali 
usati prima, da costituire virtualmente una nuova classe di magneti 

di Joseph J. Becker 



All'interno di numerose apparec- 
chiature elettriche ed elettroni- 
che si cela spesso più di un ma- 
gnete permanente. Tuttavia, gli unici 
magneti che normalmente si ha l'occa- 
sione di vedere, sono quelli che servo- 
no a tenere ermeticamente chiusi gli 
sportelli dei frigoriferi o quelli che, nei 
moderni apriscatole, attirano i coperchi 
metallici delle scatolette. In realtà i ma- 
gneti, anche se spesso non sono visibi- 
li esteriormente, esercitano una note- 
vole influenza sia sulla forma che sul- 
le prestazioni di ogni strumento in cui 
vengono impiegati. Dovendo svolgere 
un determinato lavoro, quanto più un 
magnete è potente in rapporto al suo 
volume, tanto più ridotte possono es- 
sere le sue dimensioni. (La forma al- 
lungata dei vecchi ricevitori telefonici 
non era tanto determinata da esigenze 
di comodità e maneggevolezza quanto 
dalla necessità di sistemare al loro in- 
terno dei lunghi magneti di acciaio al 
tungsteno indispensabili al loro fun- 
zionamento). 

In questi ultimi anni, si è venuta svi- 
luppando una nuova categoria dì mate- 
riali per la costruzione di magneti per- 
manenti a base di cobalto e di alcuni 
elementi delle terre rare. La qualità 
delie prestazioni rispetto a materiali di 
altro tipo è talmente superiore che si 
può affermare che i magneti a cobalto- 
-terre rare costituiscano di per se stessi 
una classe. Per quanto concerne la lo- 
ro resistenza alla smagnetizzazione, i 
nuovi materiali sono da venti a cin- 
quanta volte migliori dei magneti con- 
venzionali di tipo Alnico. e la toro 
energia magnetica è da due a sei vol- 
te maggiore. Di conseguenza, i magne- 
ti a cobalto e terre rare potrebbero 
ora trovare applicazione in casi in cui 
altri materiali non possono in alcun 
modo essere presi in considerazione. 

Gli atomi degli elementi ferroma- 
gnetici quali il ferro, il cobalto e il ni- 
chel, posseggono uno strato elettronico 



che contiene un numero di elettroni 
minore del massimo numero consenti- 
to. In questi strati incompleti vi sono 
uno o più spin elettronici spaiati che 
danno luogo a un piccolo momento 
magnetico trasformando l'atomo stes- 
so in un minuscolo magnete. In un 
grande insieme di atomi di questo ti- 
po i magneti atomici sono generalmen- 
te orientati in varie direzioni in modo 
tale da elidersi a vicenda. D'altra par- 
te, se un campione di un materiale fer- 
romagnetico viene posto in un campo 
magnetico, i singoli magneti atomici 
tendono a orientarsi secondo la dire- 
zione del campo ed esso conserva per- 
tanto un magnetismo residuo con un po- 
lo nord e un polo sud chiaramente os- 
servabili. La magnetizzazione totale 
(A/) di un frammento di materiale è 
la somma dei contributi di tutti i ma- 
gneti atomici elementari. Ora, se tutti 
i magneti atomici sono paralleli e so- 
no orientati nel medesimo verso, la 
magnetizzazione raggiunge, in quella 
direzione, il punto di saturazione, vale 
a dire il suo massimo valore. 

T e sostanze magnetiche vengono tra- 
dizionalmente suddivise in due ca- 
tegorie: sostanze < dure » e sostanze 
■ dolci », Una sostanza dura è difficil- 
mente magnetizzabile e smagnetizzabi- 
le, ed è proprio questa la qualità carat- 
teristica di un magnete permanente. Le 
sostanze dolci presentano la proprietà 
opposta: si magnetizzano e si smagne- 
tizzano con facilità. Quanto più una 
sostanza è dolce, tanto più essa è adat- 
ta a essere impiegata in quegli appa- 
recchi elettrici in cui la magnetizzazio- 
ne deve cambiare di segno molte volte 
in un secondo, come per esempio nei 
trasformatori. Traducendo questo di- 
verso comportamento in un grafico in 
cui si ponga sull'asse delle ascbse il 
valore del campo magnetico applicato 
IH) e sull'asse delle ordinate il valore 
della magnetizzazione totale (M). si ot- 



tiene una curva caratteristica, simile a 
una S molto spessa, che si dice « ciclo 
di isteresi » (si veda la figura a pagina 61 
in alto). Consideriamo ora una sostan- 
za dura: il valore di M, supposto ini- 
zialmente nullo, si discosta assai poco 
dallo zero finché il campo applicato H 
non raggiunge un valore apprezzabile: 
a questo punto M cresce bruscamente. 
Cessato l'effetto del campo, il valore 
di M si mantiene elevato e il materia- 
le conserva la sua magnetizzazione; per 
riportare M a zero è necessario inver- 
tire il segno o la polarità del campo 
applicato. Sì dice ■ forza coercitiva in- 
trinseca » (H ci ), il valore del campo 
per cui M si riduce nuovamente a ze- 
ro. Se l'intensità del campo invertito 
viene ulteriormente aumentata, il ma- 
teriale diverrà completamente magne- 
tizzato con polarità opposta e rimarrà 
ancora magnetizzato al cessare dell'a- 
zione del campo. In altri termini, una 
sostanza magnetica dura si comporta 
come una pesante scatola posta su una 
superficie scabrosa: ha bisogno di una 
forte spinta per poter essere spostata 
e di un'altra spinta altrettanto forte per 
essere riportata nella posizione inizia- 
le. Una sostanza dolce è invece come 
la stessa scatola montata su rulli: è fa- 
cilmente spostabile da un punto del 
piano (stato di magnetizzazione) al» 
l'altro. 

Quanto all'area del ciclo di isteresi, 
essa è abbastanza grande per le sostan- 
ze dure mentre è piuttosto piccola per 
le sostanze dolci. Poiché è necessario 
fornire energia per compiere un ciclo 
completo, è preferibile un ciclo di 
estensione il più possibile limitata per 
tutte quelle applicazioni in cui è ne- 
cessario invertire frequentemente la 
magnetizzazione (come nel caso dei 
trasformatori). La preparazione di ma- 
teriali magnetici è generalmente legata 
al problema di indurire o di addolcire 
le sostanze magnetiche. La forza coer- 
citiva intrinseca, che determina l'esten- 







La struttura a domini magnetici di molte sostanze ferromagne- 
tiche può essere messa in evidenza per mezzo dì luce polariz- 
zata. Questa microfoto grafi a rappresenta un magnete permanen- 
te costruito con uno dei nuovi materiali, il eoballo-samaiio; 
ogni regione con un particolare tipo di conformazione raffigura 
un grano della colata. Quando la luce polarizzata viene ri- 
flessa dalla superfìcie levigata, il piano di polarizzazione ruota 
leggermente da una parte o dall'altra a seconda della dire- 
zione che la magnetizzazione ha all'interno di ogni dominio 
e questo si traduce in una serie di zone chiare e scure. All'in- 



terno di ogni grano le regioni chiare e scure hanno magnetiz- 
zazione opposta. Nei grani che presentano una configurazione 
a ruota dentata la magnetizzazione è, più o meno, perpendico- 
lare alla superficie ed è diretta verso l'interno o verso l'ester- 
no. I grani a ruota dentata hanno forma esagonale perché il 
reticolo cristallino del cobalto-samario è esagonale e i contorni 
dei domini del materiale assumono di preferenza orientazioni 
particolari. La microf olografìa di cui riproduciamo qui sopra 
un ingrandimento a 500 diametri, è stala eseguita dai ricerca- 
tori Curtis R. Rodd e Andrew S. Holìk della Cenerai Electric. 



58 



59 




La forza repulsiva di magneti di diverso tipo può essere messa a confronto ponendo 
due dischi di ciascuna sostanza con i poli dello stesso segno affacciati e aggiungendo 
dei pesi sino a ottenere distanze uguali tra i dischi. In questa fotografìa, i dischi ma- 
gnetici sono, da sinistra a destra, rispettivamente di Alnico, ferrite di bario e di cobal- 
to-samario. Per rendere piti facilmente osservabile il fenomeno, il disco inferiore di 
ciascuna coppia è appoggiato a una base di plastica e quello superiore è separato dalla 
colonna di pesi per mezzo di un piccolo perno. Dei cilindri di plastica circondano i 
pesi per mantenerti in equilibrio, I Ire pesi stanno ira loro nel rapporto 2; 5: 23. 

60 



sion e del ciclo d'isteresi, può variare 
da meno di un centesimo dì oersted, 
valore tipico delle leghe usate nelle ap- 
parecchiature telefoniche, sino a deci- 
ne di migliaia di oersted come nei nuo- 
vi materiali a cobalto-terre rare. Si ten- 
ga presente, a titolo di esempio, che il 
valore del campo magnetico terrestre 
è di circa mezzo oersted. 

Per descrivere il comportamento dei 
materiali magnetici sì usano spesso del- 
le curve di isteresi in cui si pone in 
ordinata il valore del flusso d'induzio- 
ne magnetica (B) in luogo della ma- 
gnetizzazione M. In effetti, il flusso di 
induzione magnetica rappresenta sia il 
contributo della magnetizzazione che 
quello dell'intensità del campo magne- 
tico (H). Ora, mentre nei problemi di 
carattere tecnico è preferibile usare il 
flusso d'induzione magnetica piuttosto 
che M, perché la prima è una quanti- 
tà più direttamente legata alle caratte- 
ristiche di funzionamento di molte 
macchine elettriche, il tecnico della 
materia preferisce invece ragionare in 
termini di magnetizzazione poiché essa 
descrive in modo più diretto il com- 
portamento della sostanza in un cam- 
po magnetico. Per quanto riguarda i 
nuovi materiali a cobalto-terre rare, so- 
no ugualmente significative entrambe 
le quantità. 

Quando si voglia assegnare un indi- 
ce alla durezza di un magnete perma- 
nente, ci si riferisce generalmente ai 
secondo quadrante della curva di B in 
funzione di H, quadrante in cui B e H 
hanno polarità opposte (si veda la fi- 
guru in basso netta pagina a fronte). 11 
valore del campo applicato per cui l'in- 
duzione magnetica si annulla si dice 
semplicemente forza coercitiva (H c ). 
In questo quadrante, ogni punto della 
curva rappresenta un certo valore de! 
prodotto di B per H: il punto in 
cui questo valore assume un massimo, 
si dice massimo prodotto di energia 
(BH) max . Questo valore massimo è sta- 
to usato per anni come indice signifi- 
cativo della qualità di un magnete per- 
manente. 

per i materiali dolci e per gran par- 
te di quelli duri precedenti all'av- 
vento dei materiali a cobalto-terre ra- 
re, la forza coercitiva ordinaria ff c e 
la forza coercitiva intrinseca H ci sono 
praticamente coincidenti. Il campo che 
riduce a zero il flusso di induzione ma- 
gnetica B smagnetizza completamente 
il materiate. Nei magneti a cobalto-ter- 
re rare invece, la forza coercitiva in- 
trinseca può essere molto maggiore del- 
la forza coercitiva ordinaria, il che 
comporta notevoli conseguenze che ren- 
dono particolarmente interessanti que- 
sti materiali. 



Si considerino infatti due magneti 
duri di uguale portata: il primo, un or- 
dinario magnete di tipo Alnico, l'altro 
costruito con i nuovi materiali a base 
di terre rare. Se a ciascuno dei due 
magneti viene applicato un campo pa- 
ri al valore della forza coercitiva, i ri- 
sultati sono sensibilmente diversi. Nel 
magnete di tipo Alnico, non appena il 
flusso dì induzione magnetica si annul- 
la e il campo viene rimosso, il valore 
del flusso rìsale in modo trascurabile: 
in pratica il magnete si può considera- 
re smagnetizzato (si veda la figura a 
pagina 62), Questo accade perché il 
valore della forza coercitiva H r è qua- 
si uguale a quello della forza coerciti- 
va intrinseca H ci , Il magnete Alnico sa- 
rebbe a questo punto inutilizzabile a 
meno che non venisse ri magnetizzato 
da un campo intenso. 

Ripetendo l'esperienza con un ma- 
gnete duro a cobalto-terre rare, sì può 
osservare che un campo pari alla for- 
za coercitiva del materiale riduce a ze- 
ro l'induzione magnetica, come del re- 
sto avviene per il magnete Alnico. ma, 
in questo caso, quando il campo viene 
rimosso, il flusso riassume praticamen- 
te il valore iniziale. La spiegazione ri- 
siede nel fatto che i valori della forza 
coercitiva intrìnseca sono, per i magne- 
ti a cobalto-terre rare, molto maggiori 
dei valori della forza coercitiva ordi- 
naria. Di conseguenza, un campo sma- 
gnetizzante può portare a zero (o an- 
che al di sotto dello zero) l'induzione 
magnetica senza alcuna ripercussione 
sulla magnetizzazione intrinseca M de! 
materiale. Questa resistenza alla sma- 
gnetizzazione permanente non viene 
espressa dalla quantità « massimo pro- 
dotto di energia », ma è per lo meno 
altrettanto importante. I valori della 
forza coercitiva intrinseca nei magneti 
a cobalto-terre rare sono da venti a 
cinquanta volte maggiori di quelli dei 
magneti permanenti convenzionali (si 
veda la figura a pagina 63). 

Questa capacità di opporsi alla sma- 
gnetizzazione dovrebbe quindi permet- 
tere di progettare dei motori a magne- 
ti permanenti molto più potenti ed ef- 
ficaci di quanto non fosse possibile in 
passato, utilizzando i nuovi materiali a 
base di terre rare. Infatti, l'indotto di 
un motore a magnete permanente è si- 
mile a quello di ogni altro motore a 
corrente continua: la differenza risie- 
de nell'induttore che è costituito da un 
magnete permanente anziché da una 
struttura di ferro avvolta da un fila- 
mento di rame. Non richiedendo ener- 
gia per eccitare il campo, i motori a 
magneti permanenti sono largamente 
usati negli strumenti ad accumulatori; 
esìstono tuttavia dei limiti alla loro po- 
tenza dovuti al fatto che la corrente 





M 




(+1 








A MAGNETE DURO.. ^ 












f 




f~ 










— MAGNETE DOLCE / 




f / 










ut / 
z / 










9 / FORZA COERCITIVA 
N j INTRINSECA 










a K; 










& 7 H ' c ' « «~~ 
~ 1 
a 1 

< 1 
















J 






y 






(- 


-J 








-M 





(-}•*- 



-CAMPO MAGNETICO (H>- 



>( + ) 

Il rido di isteresi descrive il comportamento di lutti i materiali magnetici quando la 
loro magnetizzazione viene espressa in funzione del campo magnetico applicato //. Un 
magnete « duro » tende a opporsi fortemente a ogni cambiamento di direzione della 
sua magnetizzazione. Pertanto, in un materiale duro, il valore di M non può annullarsi 
sino a che il campo magnetico applicato non abbia raggi limo un valore che viene defi- 
nito forza coercitiva intrinseca. Questa forza, (H cl ) è, nei materiali piti duri, decine 
di milioni di volte superiore al valore che essa può assumere nei materiali più dolci. 



(+) 






MASSIMO PRODOTTO 
DI ENERGIA (Bri),.,. 



-H 




-B 



(-)«- 



CAMPO MAGNETICO (H)- 



->( + > 



La qualità di un magnete permanente viene di solilo espressa numericamente per mez- 
z.p ch'I ~ii" .-■ iiKi.-iiiin prodotto ili energia i tliìli .. Esso indirà il punii) ili-I -ni nubi 
quadrante del ciclo «li isteresi in cui il prodotto del flusso ili induzione magnetica B 
e del campo magnetico II raggiunge il massimo valore. I segni algebrici dì li e di II 
non vengono in questo caso presi in considerazione. Il valore assunto dal flusso quando 
il campo // è nullo, si dice flusso residuo B,. La forza coercitiva II corrisponde al 
valore di H per cui B si annulla: non coincide con la forza coercitiva intrinseca il . 



61 




massima dell'indotto non deve smagne- 
tizzare il magnete di campo. Ora do- 
vrebbe essere possibile superare tale li- 
mitazione data l'eccezionale resistenza 
che viene presentata alla smagnetizza- 
zione da parte dei magneti a cobal- 
to-terre rare. 

TI processo di indurimento di un ma- 
gnete può essere teoricamente de- 
scritto in termini di « domini magneti- 
ci ». L'esistenza di microscopiche re- 
gioni, dette domini magnetici, in cui 
sono suddivìsi gli ordinari materiali fer- 
romagnetici, fu postulata per la prima 
volta nel 1907 e venne verificata spe- 
rimentalmente nel 1930 {sì veda la fi- 
gura a pagina 59). 1 singoli magneti 
atomici son disposti parallelamente al- 
l'interno di ogni dominio e la direzio- 
ne in cui essi sono orientati determina 
la direzione di magnetizzazione di quel 
dominio. D'altra parte, i contorni dei 
domini non sono fissi ma possono spo- 
starsi sotto l'azione di un campo ma- 
gnetico: essi sì spostano in modo tale 
che i domini in cui la magnetizzazione 
ha la stessa direzione del campo si 



espandono a spese degli altri. Pertan- 
to la magnetizzazione totale, data dalla 
somma delle magnetizzazioni dei singo- 
li domini, aumenta e, più in generale, 
il movimento dei contorni può provo- 
care sensibili variazioni di magnetiz- 
zazione. 

Affinché un materiale magnetico di- 
venti più dolce è necessario che il mo- 
vimento dei contorni dei domini ven- 
ga facilitato al massimo. Per questa ra- 
gione, i magneti dolci sono di regola 
costruiti con materiali che posseggano 
una struttura uniforme e priva di in- 
clusioni; essi vengono inoltre sottopo- 
sti a ricottura allo scopo di diminuire 
Se tensioni interne. Per molto tempo, 
parve logico supporre che i materiali 
duri possedessero proprietà diametral- 
mente opposte. I primi acciai al car- 
bonio venivano raffreddati per tempra 
in modo da produrre una struttura det- 
ta martensite, costituita da un groviglio 
di aculei e di microscopiche lamine di 
una sostanza molto dura e altamente 
incrudita. Le leghe Alnico, introdotte 
alla fine degli anni trenta, debbono le 
loro proprietà magnetiche a una secon- 




La risposta a un campii smagnetizzante avente 1» stesso valore della forza coercitiva 
intrinseca del materiale è variabile. Se lì elimina l'azione del campo quando esso ha 
raggiunto un valore pari alla forza coercitiva l/f.l in un magnete di tipo Alnico il flusso 
risale a un valore trascurabile B„ e il magnete deve nuovamente venire magnetizzato. 
Se si effettua la stessa operazione in un magnete a cobalto-terre rare, per il quale la 
forza coercitiva (H\) è maggiore, il flusso riassume praticamente il valore iniziale B„ 



da fase intercristallina finemente disper- 
sa, di precipitazione metallurgica. 

Intorno al 1950, diversi ricercatori 
(tra i quali il fisico francese Louis Néel 
che ha ricevuto il premio Nobel 1970 
proprio per i suoi importanti contribu- 
ti allo studio del magnetismo) propo- 
sero una nuova teoria per lo studio 
dei materiali magnetici duri partendo 
dall'idea secondo cui, riducendo oppor- 
tunamente le dimensioni delle particel- 
le ferromagnetiche, non vi sarebbe sta- 
to più spazio per i contorni dei domi- 
ni. Poiché l'inversione delta magnetiz- 
zazione dovrebbe avvenire per rotazio- 
ne della magnetizzazione dell'intera 
particella, il che è più difficile da rea- 
lizzare di quanto non lo sia lo sposta- 
mento dei contorni dei domini, le for- 
ze coercitive sarebbero risultate assai 
elevate. Le dimensioni delle particelle 
necessarie a realizzare le ipotesi di que- 
sta teoria dipendevano dal materiale 
scelto. Per il ferro, le dimensioni non 
dovevano superare qualche centesimo 
di angstrom, vale a dire l'ordine di 
grandezza delle dimensioni di un virus 
di medie proporzioni. Per ottenere le 
condizioni ideali, inoltre, le particelle 
dovrebbero essere di forma molto al- 
lungata in modo da rendere ancora più 
difficile la rotazione della magnetizza- 
zione. 

Gli ingegnosi tentativi nella direzio- 
ne di ottenere particelle di questo tipo 
hanno portato a materiali di grande 
utilità ma non hanno minimamente 
raggiunto le ottimìstiche previsioni di 
alcuni dei primi sostenitori della teoria 
delle « particelle fini ». Lo scoglio prin- 
cipale sembra essere l'irregolarità della 
forma delle particelle. Particelle per- 
fettamente omogenee, di forma allun- 
gata e di appropriate dimensioni per- 
metterebbero di ottenere, secondo le 
previsioni della teoria, forze coercitive 
dell'ordine di diecimila oersted; tutta- 
via nessuno sa, almeno per ora, come 
produrle. 

Non appena svanirono le speranze 
riposte in questa particolare teoria, gli 
interessi si spostarono in un'altra dire- 
zione, e cioè verso la ricerca di un'al- 
tra proprietà che rendesse i materiali 
cristallini capaci di opporsi alle rota- 
zioni magnetiche. Ora, tutti i cristalli 
ferromagnetici sono anisotropi, vale a 
dire che la magnetizzazione preferisce 
certe direzioni cristallografiche - gli as- 
si più t docili » - ed è necessario for- 
nire energìa per far ruotare la magne- 
tizzazione in altre direzioni. Il grado 
di anisotropia, inoltre, varia sensibil- 
mente da sostanza a sostanza. Pertan- 
to, se in un medesimo materiale si fos- 
se riusciti a combinare sia una grande 
anisotropia sia una magnetizzazione ra- 
gionevolmente apprezzabile, il ma te ria - 



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AL 



ACCIAIO 
TUNGSTENO 
(IBM) 


ALNICO 5 
(1938) 


COBALTO- 

-PLATINO 

(1952) 


FERRITE 

DI BARIO 

(1954) 


LOOEX 
(1955) 


ALNICO 8 
(1956) 


ALNICO 9 
(1968) 


COBALTO- 

-SAMARIO 

(19S9) 



I due indici della qualità di un magnete, vale a dire la forza 
coercitiva intrinseca (in colore) e il massimo prodotto di ener- 
gia {in grigio), dimostrano chiaramente la notevole superiorità 



di prestazioni dei nuovi materiali a cobalto-samari o rispetto ai 
materiali precedentemente usati. Le date indicano l'anno in cui 
i singoli materiali sono stati introdotti sul piano commerciale. 



62 



63 



Il 



V 

M 



M M 



v V 



M 



M 



— > 



/K 





le stesso, purché sotto forma di parti- 
celle finemente suddivise, avrebbe po- 
tuto essere qualificato come un buon 
materiale magnetico duro e la sua for- 
za coercitiva sarebbe stata limitata sol- 
tanto dal grado di anisotropia. Inoltre, 
ragioni teoriche spingevano a credere 
che le effettive dimensioni delle parti- 
V celle avrebbero potuto essere suflicien- 
H temente grandi perché le si potesse ot- 
tenere semplicemente polverizzando il 
materiale. Questa linea di ragionamen- 
to guidò per parecchi anni la ricerca 
di materiati anisotropi tra i composti 
intermeta Ilici dì ferro, cobalto, manga- 
nese e nichel con una serie dì elemen- 
ti quali il boro, il fosforo, il germanio, 
il silicio, l'alluminio e lo stagno. Alcu- 
ni dei materiali scoperti erano interes- 
santi ma non di particolare rilievo. 

Nel 1966 Gary Hoffer e Karl Strnat 
dell'Air Force Materials Laboratory 
pubblicarono alcuni dati molto interes- 
santi su un singolo cristallo di un com- 
posto intermetallico contenente cinque 
atomi dì cobalto per ogni atomo di it- 
trio: il Co 5 Y. Questo materiale è dota- 
" to di notevole magnetizzazione e la sua 
anisotropia è parecchie volte maggiore 
di quella delle altre sostanze esaminate 
in precedenza. La sua anisotropia in- 
fatti è tale che la sua resistenza alla 
smagnetizzazione è, presumibilmente, 
dell'ordine di 200 000 oersted e comun- 




d 





Il meccanismo di risposta a un rampo 
magnetico esterno è schematicamente il- 
lustrato per quattro tipi ili sostanze ma, 
gnetirhe. Le frecce nere, a sinistra in ogni 
figura, indicano la direzione originaria 
della maiiiiclizzaziiiiir. Muando viene ap- 
plicato un campo di segno opposto, la 
direzione principale della magnetizzazio- 
ne si inverte (a destra), come è mostrato 
dalle frecce colorate all'interno delle fi- 
gure. L'intensità del rampo applicato ne- 
cessarla a compiere l'inversione è indi- 
la cala dall'intensità del colore e dalla lun- 
ghezza delle frecce colorate contrassegna- 
te con //. Nei magneti dolci a base di ac- 
ciaio (al, i contorni di ogni dominio si 
spostano facilmente sotto Fazione di un 
campo magnetico debole. Le prime leghe 
dure {b\ venivano sottoposte a trattamen- 
to termico e in seguito rapidamente raf- 
freddate per tempra in modo da creare 
una complessa struttura interna che im- 
|i.-iiiva I-i -.puntamento ilei contorni dei 
domini. Le ultime due figure fé, d) rap- 
presentano un ingrandimento di singole 
particelle dei materiali più recenti. Nelle 
leghe Alnico fc) le particelle sono trop- 
po piccole perché possano esìstere dei 
contorni di domini. La magnetizzazione 
può ventre invertita soltanto per mezzo 
di campi sufficientemente intensi da far 
si che essa ruoti in opposizione alle pro- 
prietà anisotrope del cristallo che favori- 
rebbero la magnetizzazione nella direzione 
degli assi più ■£ docili ». Nei più recenti 
. materiali a cobalto-terre rare i contorni 
* dei domini non sono normalmente pre- 
|-| sentì ma possono formarsi ed essere spo- 
stati sotto l'azione di campi molto intensi. 



64 



que più di cento volte maggiore del va- 
lore caratteristico dei materiali di tipo 
Aìnico. 

Tuttavia, i primi esperimenti esegui- 
ti con quantità massicce dì Co s Y furo- 
no deludenti: non solo la preparazione 
del materiale presentava delle difficoltà, 
ma ogni tentativo di aumentarne le for- 
za coercitiva, riducendolo con mezzi 
meccanici in piccole particelle, si rive- 
lava inefficace. La forza coercitiva sa- 
liva a circa 2000 oersted e quindi pren- 
deva a diminuire quando il materiale 
veniva ulteriormente polverizzato. Evi- 
dentemente la macinatura deformava 
la struttura del cristallo a tal punto da 
distruggerne l'anisotropia. 

Durante la mia attività presso il Ge- 
neral Electric Research and Develop- 
ment Center, ho svolto una ricerca sul 
C05Y e su composti similari in stretta 
collaborazione col gruppo della Air 
Force. Già da alcuni anni era noto 
che si potevano preparare dei compo- 
sti analoghi al Co ; Y per sostituzione 
dell'ittrio con lantanio o altre terre ra- 
re. Nel 1967 annunciammo collettiva- 
mente che il composto cobalto -sa ma rio. 
Co 5 Sm, sviluppava forze coercitive di 
gran lunga maggiori di quelle di ogni 
altro composto dello stesso gruppo e 
che, già in quella prima fase, sembra- 
va promettere ottimi risultati. 

TVi allora il progresso è stato assai ra- 
pido grazie alle ricerche portate 
avanti in molti laboratori. D'altra par- 
te la costruzione di buoni magneti com- 
porta la soluzione di un certo numero 
di problemi di lavorazione che sono 
di fondamentale importanza. Infatti, 
dopo essere stato ridotto a una polve- 
re di convenienti dimensioni, il mate- 
riate deve essere orientato per mezzo 
di un intenso campo magnetico in mo- 
do che gli assi di « facile magnetizza- 
zione » di tutte te particelle risultino 
paralleli. Successivamente la polvere va 
ridotta in forma compatta e questa ul- 
tima e delicata fase può essere realiz- 
zata sia per mezzo di pressione mec- 
canica, sia per sinterizzazione. Entram- 
be le tecniche hanno avuto buon esito. 
I laboratori di ricerca della Philips 
in Olanda, la Raytheon Corporation e 
la Genera! Electric negli USA hanno 
annunciato di aver realizzato con suc- 
cesso la produzione di magneti perma- 
nenti a cobalto-samario dotati dì forza 
coercitiva intrinseca oscillante tra i 
10 000 e i 30 000 oersted e aventi un 
massimo prodotto di energia compreso 
tra t 16 e i 20 milioni di gauss-oersted. 
Le forze coercitive cosi ottenute sono 
circa trenta volte maggiori dì quelle 
raggiungibili con le leghe Alnico e i 
massimi prodotti di energia sono ap- 
prossimativamente tre volte maggiori. 




ACCIAIO AL TUNGSTENO 



ACCIAIO AL COBALTO 





ALNICO 2 

I 




ACCIAIO DOLCE 

d ALNICO Z 5 



ACCIAIO DOLCE 




ALNICO 5 




ACCIAIO DOLCE 



ACCIAIO DOLCE 



ACCIAIO DOLCE 



1 nuovi materiali magnetici più potenti permettono di ottenere strumenti misuratori 
di tipo D'Arsonval sempre più compatti. Negli strumenti qui illustrati, la corrente da 
misurare passa attraverso una bobina Inon rappreseritntii in figurili che ruota nell'inter- 
capedine tra i nuclei di acciaio dolce. Questa intercapedine è sede di cu campo ma- 
gnetico provocato dal magnete permanente. In quattro strumenti («, b, e, d} ìt magne- 
te è esterno rispetto ai nuclei di acciaio dolce. Nel quinto le) il magnete è talmente 
piccolo che la disposizione dei componenti viene addirittura capovolta: lo spazio per 
la bobina infatti circonda in questo caso il magnete realizzato con i nuovi materiali. 



Tutto ciò rappresenta un notevole pro- 
gresso rispetto alla prima scoperta del- 
l'anisotropia del C05Y avvenuta nel 
1966. 

D'altra parte, come era prevedibile, 
i nuovi materiali sono piuttosto costo- 
si: il costo delta materia prima neces- 
saria a ottenere quantità da laboratorio 
di metallo puro per la costruzione di 
magneti permanenti a cobalto-samario 
è attualmente di circa 80 dollari al chi- 
logrammo. Nonostante ciò, vi sono ap- 
plicazioni in cui il costo elevato è più 
che giustificato dalla qualità delle pre- 
stazioni dei nuovi magneti. 

In realtà le terre rare non sono poi 
cosi rare; ciò che più incide sul coslo 
di preparazione è il processo di sepa- 
razione dei vari metalli. Uno dei tenta- 
tivi di ridurre il costo dei magneti a 
terre rare implica l'uso di una miscela 
di terre rare, detta « mischmetall », in 
luogo di elementi puri in combinazio- 
ne con cobalto. Il mischmetall, che è 
appunto un miscuglio dì terre rare ot- 
tenuto per riduzione dal minerale, è 
stato impiegato per molto tempo come 
disossidante nella fabbricazione dell'ac- 
ciaio e, più comunemente, nelle pietri- 
ne degli accendisigari. Sotto forma di 



miscuglio il costo delle terre rare è di 
pochi dollari al chilogrammo, A tut- 
t'oggi, però, i tentativi di costruire dei 
buoni magneti con il mischmetall non 
hanno avuto buon esito. 

Un'altra linea di ricerca, che può 
indirettamente portare a una riduzione 
dei costi, è stata quella di ottenere la 
microstruttura richiesta per via metal- 
lurgica anziché per via meccanica. È 
possibile, infatti, trattare una lega in 
modo da ottenere particelle della for- 
ma e delle dimensioni volute semplice- 
mente facendole precipitare allo stato 
solido. In sostanza, questo è proprio 
il modo in cui si sono ottenute le le- 
ghe Alnico e altre leghe. I ricercatori 
dei Bell Telephone Laboratories negli 
USA e della Matsushita in Giappone 
hanno tentato di applicare questa tec- 
nica ai magneti a cobalto-terre rare. 
Essi hanno scoperto che è possibile ot- 
tenere una struttura soddisfacente ag- 
giungendo del rame a queste sostanze 
e usando un accurato procedimento ter- 
mico ma non sono riusciti a produrre 
magneti con un massimo prodotto di 
energia molto superiore a dieci milioni 
di gauss-oersted (la metà del valore 
raggiungibile con cobalto-samario) a 



65 



causa della presenza di una certa quan- 
tità di rame non magnetico. D'altra 
parte il trattamento termico ha ugual- 
mente fornito dei buoni risultati allor- 
ché il samario è stato sostituito dal 
cerio che è decisamente più economico. 
Appare chiaro che gli sviluppi futu- 
ri seguiranno due linee. La prima è 
quella dì proseguire nella ricerca di 
materiali con prodotti di energia e for- 
ze coercitive sempre più elevati da uti- 
lizzare in quelle applicazioni in cui il 
problema del costo passa in secondo 
piano ed è invece di primaria impor- 
tanza che i magneti forniscano le mas- 
sime prestazioni col minimo di ingom- 
bro e di peso. Sotto questo aspetto si 



spera di trovare dei materiali che ab- 
biano un valore dì saturazione magne- 
tica ancora maggiore di quello del co- 
balto-samario e, infatti, la relazione ori- 
ginale sui materiali a cobalto-terre ra- 
re afferma che, da questo punto di vi- 
sta, il cohalto-praseodimio è superiore 
al cobalto-samario. L'altra lìnea di ri- 
cerca è orientata verso l'elaborazione 
di materiali le cui prestazioni si avvici- 
nino a quelle del cobalto-samario, pur- 
ché a un costo notevolmente più basso. 
Non è ancora stata elaborata una 
soddisfacente teoria che stabilisca un 
rapporto preciso tra il processo di ma- 
gnetizzazione dei materiali a base di 
terre rare e la loro composizione. In- 




La levigatura delle particelle aumenta In forza coercitiva delle nuove sostanze a co- 
balto-samario. Le particelle irregolari della figura superiore hanno una forza coer- 
citiva di 103 oersted mentre quelle della figura inferiore, levigate con un procedi mento 
chimico, posseggono una forza coercitiva di 3340 oersted. In questa fotografia, eseguita 
nel laboratorio dell'autore, le particelle del materiale sono ingrandite a 6(10 diametri. 



fatti non sappiamo perché il cobalto- 
-samario permetta di costruire magneti 
permanenti di proprietà cosi superiori 
a quelle che si ottengono, per esem- 
pio, per mezzo del cobalto-praseodi- 
mio o del cobalto-cerio dal momento 
che, sotto il profilo delle proprietà chi- 
miche, metallurgiche e magnetiche fon- 
damentali, essi sono cosi simili. 

La formazione di un contorno di un 
dominio magnetico in presenza di un 
campo magnetico negativo sembra co- 
stituire il fatto cruciale che determina 
il valore della forza coercitiva (si veda 
la figura a pagina 64). Gli sviluppi di 
questa ipotesi hanno contribuito ad ap- 
profondire la nostra conoscenza, sia 
teorica che sperimentale, di questi nuo- 
vi e particolari materiali. Nel nostro 
laboratorio, per esempio, abbiamo visto 
che, levigando la superficie delle par- 
ticelle di cobalto-ittrio, è possibile au- 
mentare di oltre trenta volte la loro for- 
za coercitiva intrinseca (si veda la figu- 
ra in questa pagina). Probabilmente 
questa levigatura elimina le irregolarità 
superficiali che faciliterebbero la for- 
mazione di domini di direzione opposta. 

Pome ho già accennalo, i grandi mo- 
tori elettrici a magneti permanenti 
costituiscono una delle applicazioni più 
significative dei materiali ad alta forza 
coercitiva intrinseca. Quali altre appli- 
cazioni possiamo prevedere per il futu- 
ro? La resistenza alla smagnetizzazione 
è di estrema importanza, per esempio, 
negli amplificatori a microonde del ti- 
po a onde progressive, largamente usa- 
ti nelle telecomunicazioni e praticamen- 
te in tutti i campi delle comunicazioni 
via satellite. In amplificatori di questo 
tipo un fascio di elettroni viaggia attra- 
verso un cilindro cavo costituito da al- 
cune dozzine di magneti permanenti di 
forma toroidale. I magneti, in questo 
caso, hanno la funzione di focalizzare 
gli elettroni in un fascio molto sottile; 
essi vengono allineati in modo che i 
poli dello stesso segno risultino adia- 
centi (il polo nord vicino al nord del 
successivo e il polo sud vicino al sud 
del successivo): di conseguenza, ogni 
magnete tende a smagnetizzare i suoi 
vicini. Questa applicazione richiede del- 
le caratteristiche talmente rigorose, che. 
per ottenere il prodotto dì energia ne- 
cessario e, ne! contempo, alte forze 
coercitive, è stato spesso indispensabi- 
le ricorrere a leghe dì cobalto-platino 
che costano migliaia di dollari al chi- 
logrammo. In confronto, i magneti a 
cobalto-samario, non solo sono più eco- 
nomici, ma hanno anche un massimo 
prodotto di energia doppio e sono cin- 
que volte più resistenti alla smagne- 
tizzazione. 

Il fatto che polì dello stesso segno 



66 



si respingano è il principio su cui si 
basano molti apparati di sospensione 
praticamente privi di attrito. In molti 
contatori elettrici, per esempio, l'albe- 
ro rotante viene tenuto sospeso per 
mezzo di un supporto magnetico per- 
ché ogni attrito nel contatore farebbe 
girare quest'ultimo troppo lentamente. 
I mutamenti nella forma degli apparec- 
chi misuratori a bobina mobile, larga- 
mente usati per misure di corrente e 
di tensione, riflettono il fatto che, nel 
corso di questi ultimi decenni, è au- 
mentato il valore del massimo prodot- 
to di energia (si veda /' illustrazione a 
pagina 65). 

La proprietà dei magneti permanen- 
ti di poter sostenere grossi pesi senza 
alcun contatto fisico potrà un giorno 
essere utilizzata nei sistemi di sospen- 
sione dei convogli ferroviari ad alta ve- 
locità. Per quanto ciò possa sembrare 
fantastico, il fatto che i magneti per- 
manenti posseggano la proprietà di non 
consumare energia, potrebbe permette- 
re di ottenere sistemi a « sicurezza in- 
trinseca » (fail-safe). Volendo solleva- 
re un veicolo del peso di 10 tonnellate 
usando dei magneti a ferrite (che sono 
più leggeri e molto più potenti dei ma- 
gneti Alnico) bisognerebbe disporre di 
due unità magnetiche, una posta sotto 
il veicolo e l'altra montata ai suo in- 
terno, per un peso complessivo dì cir- 
ca 8000 chilogrammi. Usando un ma- 
gnete a cobalto-samario il peso com- 
plessivo necessario per sollevare lo stes- 
so veicolo sarebbe soltanto di 2000 chi- 
logrammi. Naturalmente il calcolo è 
stato eseguito tenendo conto del fatto 
che l'unità magnetica posta sul veicolo 
deve essere sollevata insieme a questo; 
pertanto il magnete a ferrite dovrebbe 
sollevare un peso complessivo di 11 
tonnellate mentre il cobalto-samario 
dovrebbe sollevare un peso di sole 
10,25 tonnellate. 

Questi calcoli non pretendono di for- 
nire che una valutazione approssima- 
tiva. Sono oggi allo studio molti altri 
sistemi di sospensione per veicoli velo- 
ci. Questo sistema, tuttavia, rispetto a 
quello dei cuscinetti d'aria o ai sistemi 
elettrodinamici, ha il pregio dì essere 
molto semplice. La sua realizzabilità 
dipenderebbe dalla possibilità di pro- 
durre alcune miglia di rotaie a magne- 
ti permanenti con costi di produzione 
non troppo superiori a quelli delle ro- 
taie dì acciaio. Ciò è quanto meno pen- 
sabile per i magneti a ferrite mentre è 
a mala pena concepibile per i magneti 
a cobalto-terre rare o per alcuni dei 
loro derivati. In ogni caso, le implica- 
zioni derivanti da una richiesta di ro- 
taie magnetiche repulsive provocano 
non poche perplessità all'industria di 
magneti permanenti. 



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67 



Analisi automatica 
delle cellule del sangue 

Per evitare il laborioso esame microscopico dei globuli bianchi è 
stato messo a punto un sistema sperimentale basato su un calcolatore che 
identifica e conta i vari tipi di globuli e li descrive quantitativamente 

di Marylou Ingrani e Rendali Preston jr. 



Ogni giorno negli ospedali degli 
Stati Uniti vengono praticati più 
di un milione di esami di strisci 
di sangue. L'esame microscopico di rou- 
tine del sangue, che attualmente è una 
indagine diffusissima nella pratica me- 
dica, è generalmente ritenuto uno dei 
segni più utili delle condizioni dì salu- 
te di un soggetto. Il suo valore sta nel 
fatto che la produzione da parte del- 
l'organismo dei vari tipi di cellule del 
sangue risente notevolmente di stress 
generali, lesioni, malattie (infettive e 
non), avvelenamenti, radiazioni ioniz- 
zanti e altri stimoli nocivi. Aumentando 
la velocità della eliminazione o della 
produzione di specifici globuli bianchi, 
questi stimoli eccitano i tessuti emo- 
poietici a modificare corrispondente- 
mente il loro ritmo di produzione : il 
numero di un particolare tipo di leuco- 
citi diventa allora significativo. Inoltre, 
come può accadere in ogni catena dì 
produzione, la variazione nella veloci- 
tà di produzione delle cellule fa aumen- 
tare la probabilità che alcuni prodotti 
possano essere anormali. La forma dei 
leucociti tende a rispecchiare, spesso 
molto sensibilmente, le condizioni in cui 
sono stati prodotti. Perciò la conoscen- 
za della morfologia può essere impor- 
tante quanto la conta numerica dei vari 
tipi di cellule. 

L'esame a vista delle cellule del san- 
gue, nella pratica attuale, viene esegui- 
to mediante un laborioso lavoro del- 
l'uomo: medici o tecnici di laboratorio 
preparano ogni campione sotto forma 
di una sottile pellicola di sangue, lo co- 
lorano e lo esaminano al microscopio. 
Il metodo è dispendioso (il costo gior- 
naliero degli esami praticati in tutti gli 
ospedali degli USA ammonta a parec- 
chi milioni di dollari, oltre a centinaia 
di migliaia di ore lavorative) e spesso 
inesatto. In un recente studio condotto 
dal Center for Disease Control è stato 
trovato che, anche nella classificazione 
di routine di cellule sanguigne in cam- 



pioni normali, il risultato era non sod- 
disfacente nel 40 % dei laboratori stu- 
diati. I risultati erano ancora meno 
buoni quando i campioni di sangue pre- 
sentavano alcune condizioni abnormi 
che sono presenti comunemente. Con 
l'aumento del lavoro nei laboratori più 
frequentati, e il conseguente incarico 
di esecuzione degli esami a personale 
tecnico relativamente inesperto, è da at- 
tendersi che la percentuale di errore 
salga. 

Inoltre, la richiesta di affidabilità e 
di accuratezza negli esami sta continua- 
mente crescendo con l'aumento delle 
conoscenze sul significato di specifiche 
caratteristiche delle cellule del sangue. 

la crescente difficoltà e il notevole co- 
sto dell'esame del sangue fanno pen- 
sare che sarebbe altamente auspicabile 
poter meccanizzare questa funzione. 
Un sistema efficace di analisi automa- 
tica potrebbe standardizzare il procedi- 
mento, migliorarne l'attendibilità, ridur- 
re i costi e costituire un sistema abba- 
stanza flessibile per tener conto di even- 
tuali nuovi metodi, a mano a mano che 
si acquistano nuove conoscenze sulle 
cellule sanguigne. Ovviamente si tratta 
di un'impresa difficilissima. Non è facile 
costruire una macchina che possa com- 
petere in sensibilità e rapidità con quel- 
l'ammirevole sistema dì riconoscimento 
delle immagini costituito dall'occhio e 
dal cervello dell'uomo. Però, dopo pa- 
recchi anni di studi e di esperimenti, 
abbiamo messo a punto un sistema per 
la registrazione e l'analisi di immagini 
di cellule sanguigne, sistema che è im- 
perniato su un calcolatore e che ora Sì 
avvicina alle capacità di un tecnico di 
laboratorio. 

La prima esigenza di un tale sistema 
era ovviamente quella di identificare le 
varie cellule sanguigne prodotte da tes- 
suti emopoietici, quali il midollo osseo, 
la milza e i linfonodi. I semplici eritro- 
citi (globuli rossi), che sintetizzano l'e- 



moglobina e trasportano ossigeno e ani- 
dride carbonica, sono caratterizzati, tra 
l'altro, dall'assenza del nucleo. I leu- 
cociti (globuli bianchi) si suddividono 
in parecchie diverse classi. Vi sono Ì 
granulociti, che distruggono o inattiva- 
no i microbi o altro materiale estraneo 
mediante la fagocitosi a tale fine por- 
tano nel loro citoplasma miriadi di gra- 
nuli contenenti enzimi e altre molecole 
biologicamente attive. A loro volta i 
granulociti si suddividono in tre sotto- 
classi, secondo le caratteristiche tinto- 
ri a ti: eos inorili (facilmente colorabili 
con l'eosina, sostanza rossa acida), ba- 
sofili (colorabili con blu di metilene, 
colorante basico) e neutrofilì (colorabili 
con entrambi i coloranti suddetti). Una 
seconda classe di leucociti fagocitanti 
è formata dai monociti, che hanno un 
nucleo irregolarmente ovale o a ferro 
di cavallo e granuli citoplasmatici dif- 
ferenti per dimensioni e contenuto da 
quelli presentì nei granulociti. Un'al- 
tra classe di globuli bianchi è costitui- 
ta dai linfociti, cellule con citoplasma 
relativamente scarso e con un nucleo 
rotondo, i- quali producono gli anticor- 
pi e altri agenti che intervengono nelle 
risposte immunitarie dell'organismo. In- 
fine, per completare l'elenco dei com- 
ponenti cellulari del sangue, vi sono le 
piastrine, frammenti di citoplasma li- 
berati da grosse cellule del midollo os- 
seo, che agiscono come fattori della 
coagulazione del sangue. 

Un sistema automalico per l'analisi 
delle cellule sanguigne non solo deve 
riconoscere e contare il numero relati- 
vo di questi vari globuli bianchi, ma 
deve dare anche informazioni quantita- 
tive sulla composizione della struttura 
cellulare, quali il grado di lobulazione 
del nucleo, la presenza di vari pìccoli 
corpi cellulari e di variazioni nelle di- 
mensioni e nella forma della cellula e 
dei suoi componenti. 

Si può supporre che un compito di 
tale complessità dovrebbe richiedere un 




Emi rome appaiono i globuli bianchi del sa tigne quando sono 
presentali sotto forma di « cartoni composti» che vengono for- 
mati da un calcolatore utilizzando le immagini microscopiche 
delle cellule. I cartoni presentano un nucleo denso (luminoso 
e strutlurato> circondato da citoplasma e da parti di eritrociti. 



I leucociti che si vedono sono un neutroni» non segmentato (in 
•ititi a sinistra), un neulrofìlo segmentalo <in allo a destra), un 
basofito (in mezzo a sinistra), un eosìnouto (in mezzo a destra), 
un monodia (in basso a sinistra) e un linfocita tilt busso a de- 
stra'*. I carloni roslituisrono l'entrata per l'analisi del calcolatore. 



68 



69 



programma elaborato da un calcolatore 
di grandi dimensioni. Però l'elevato co- 
sto di un simile sistema lo fa escludere 
dall'impiego pratico. Abbiamo quindi 
deciso di affrontare il problema in mo- 
do più semplice, adoperando un siste- 
ma basato su un calcolatore speciale 
impiegato direttamente nel compito ba- 
silare di studiare e analizzare le imma- 
gini. Uno dei vantaggi di questa solu- 
zione è che tale sistema può operare a 
velocità che sono una-due volte mag- 
giori di quelle di un calcolatore gene- 
rico. 

TI nostro primo progetto è stato un si- 
stema noto come Cellscan (nome 
registrato della Perkin-Elmer Corpora- 



tion). Per questo sistema avevamo mes- 
so a punto un microscopio ad alta ri- 
soluzione adoperando un vidicon, un 
normale tubo per riprese televisive. La 
parte anteriore del vidicon, dotata di 
una superficie fotosensibile, viene posta 
sul piano dell'immagine del microsco- 
pio, nel punto normalmente occupato 
dalla pellicola fotografica per la micro- 
fotografia. Il fascio elettronico che 
esplora questa superficie fotosensibile 
reagisce al livello di luce di ogni punto 
dell'immagine. Il campo di una imma- 
gine microscopica è un quadrato di 20 
per 20 micron e il vidicon lo esplora 
punto per punto in 200 lìnee, conver- 
tendo l'immagine in un segnale elettro- 
nico video. Nel sistema Cellscan que- 



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I tipi di cellule si distinguono per dimensioni, forma struuura e colore. Il colore è il 
meno importante: un tecnico di modesta esperienza identificherebbe immediatamente 
i sei tipi dì leucociti sulla base di queste immagini schematiche in bianco e nero. I 
leucociti, presentati qui tra eritrociti e piccole piastrine, sono neutrofili non segmentati 
(a), neutroni! segmentali (6), hasofili (ci, eosinofili <rfl, monocili (el e linfociti (/>. 



sto segnale è formato da 40 000 punti 
immagine. 

Il problema più critico nella mecca- 
nizzazione dell'esame del piano dell'im- 
magine è la trasposizione dell'immagine 
stessa in un linguaggio comprensibile 
al calcolatore. Poiché la velocità nello 
studio dell'immagine è essenziale, ab- 
biamo ridotto il numero dei punti del- 
l'immagine stessa mediante un procedi- 
mento di campionamento. Per la regi- 
strazione nel calcolatore il segnale vi- 
deo viene convertito elettronicamente 
in immagine in termini di numeri bi- 
nari, il numero rappresentando il 
bianco e l'I il nero: quest'operazione 
l'abbiamo chiamata < quantizzazione > 
o « cartonizzazione » (n veda la figura 
nella pagina a fronte). Un'altra opera- 
zione, detta « compressione * , riduce di 
un fattore nove il numero dei punti 
campione effettivamente registrati dal 
calcolatore; se uno dei nove punti cam- 
pione quantizzati in un quadrato di tre 
punti per tre è un binario 0, l'intero 
quadrato viene immagazzinalo come 
(bianco), e se tutti i nove punti sono 
binari I, il valore dell'area visne regi' 
strato come 1 (nero). Questo espedien- 
te di campionamento fa si che le aree 
« nere » isolate vengano ignorate e ven- 
gano invece immagazzinate dal calcola- 
tore i dettagli « bianchi » più luminosi 
dell'immagine binaria. 

L'attendibilità del sistema deve dipen- 
dere in primo luogo dall'accuratezza e 
dalla consistenza dell'esplorazione foto- 
metrica mediante il microscopio a tele- 
visione. Per la valutazione quantitativa 
di queste prestazioni adoperiamo due 
tecniche: una si basa sul giudizio della 
sua efficienza nel mostrare dettagli di 
vario grado di finezza (cioè varie den- 
sità spaziali dei punti immagine). Le 
prove hanno svelato che i segnali vi- 
deo riproducevano immagini di ogget- 
ti di un solo micron di diametro con 
un contrasto sostanzialmente pieno, ma 
che il contrasto non era altrettanto buo- 
no per oggetti del diametro di mezzo 
micron o ancora meno. (Il limite della 
risoluzione ottica del sistema è circa 
un quinto di micron). 

L'altra misura che adoperiamo per 
la valutazione delle prestazioni è una 
tecnica di visualizzazione detta * con- 
t omografìa » . Nel normale tubo per te- 
levisione il cannone elettronico applica 
il segnale video sotto forma di variazio- 
ni di intensità del fascio elettronico, 
producendo un quadro di emissione dif- 
ferenziale di luce dai punti del fosforo 
sulla superficie del tubo. Per la produ- 
zione di una contornografia, d'altra 
parte, il fascio di elettroni viene man- 
tenuto costante e l'immagine, invece di 
essere formata mediante modulazioni 
del fascio, viene prodotta combinando 




Lo schermo televisivo mostra una immagine non trattata di un 

ne litro filo e alcuni eritrociti illuminati con luce gialla (a sini- 
stra). Le regioni scure sono ti nucleo del leucocita, le più chia- 



re il suo citoplasma ed eritrociti. Quando si usa luce verde (a 
destra) un aumento nell'assorbimento rivela il carattere granu- 
loso del citoplasma e rende notevolmente più scuri gli eritrociti. 







Istogrammi spettrofotometrici formati dal calcolatore mostrano 
la distri bu/,ione di frequenza dei valori di densità ottica nelle 
immagini televisive in alto in questa pagina. 'Negli istogrammi 
la densità diminuisce verso destra*. 1 pierbi dell'istogramma in 



luce gialla {a sinistra) rappresentano, da sinistra a destra, la den- 
sità dello sfondo, gli eritrociti e il nucleo. Il cambiamento più 
notevole in luce verde (o destra* è nn aumento di densità degli 
eritrociti, indicato dallo (portamento a destra del picco centrale. 





~4 i!acifl 


Bfr" ^"^ 


È^m 







L'immagine quantizzata, o cartone, viene realizzata dal calco- 
latore. Questo sceglie tre livelli di densità ottica {A, B e C 
nella figura al centro di questa pagina), corrispondenti rispetti- 
vamente all'assorbimento medio dei globuli rossi, all'assorbi- 
mento nucleare minimo e a quello medio. Utilizzando questi 



livelli di quantizzazione per la trasformazione dei grigi dell'im- 
magine televisiva in nero (binario 1) o in bianco (binario 0), 
il calcolatore realizza i tre cartoni corrispondenti, che sono 
illustrati in qnesta figura. Alla fine il calcolatore li sovrappone 
formando il cartone composto (si veda la figura a pag. 69). 



70 



71 



segnali video e di scansione mediante 
l'impiego delle piastre di deflessione 
(sì veda la figura nella pagina a fronte 
in basso). Quando abbiamo applicato 
questa tecnica per provare le prestazio- 
ni del microscopio Cellscan, per esem- 
pio nella riproduzione di un'immagine 
a lama di coltello posta di traverso nel 
punto centrale del campo, abbiamo tro- 
vato che l'immagine risultante era no- 
tevolmente offuscata da * rumori » pro- 
venienti da non uniformità nel fotocon- 
duttore del vidicon (si veda la figura a 
pag. 74 in alto). Anche con un vidicon 
di fabbricazione recente, che come su- 
perficie fotosensibile dispone di una se- 
rie di diodi al silicio, l'errore fotome- 
trico è del 5 per cento. 



Abbiamo allora progettato di nuovo 
il sistema, sostituendo il vidicon con 
un dispositivo di scansione a specchio 
e adoperando un metodo di analisi del- 
l'immagine sviluppato da Marcel J.E. 
Golay. Questo nuovo sistema di anali- 
si delle cellule sanguigne è denominato 
Cellscan-Glopr (Glopr è un acrostico 
di Golay logie processor). Una coppia 
di specchi oscillanti ad angolo retto tra 
loro esplora l'immagine formata da! 
microscopio e trasmette i dati dell'e- 
splorazione a un fototubo (si veda la 
figura in alto nella pagina a fronte). 
In ogni singolo istante il fototubo con- 
sidera un unico punto dell'immagine, 
dato che la luce lo raggiunge attraver- 
so un pìccolo foro. La luce proveniente 



SCHERMO 
TELEVISIVO 



dal punto immagine riempie l'intera su- 
perficie del tubo e la sua superficie fo- 
toemittente emette un fascio di elettro- 
ni che è proporzionale all'intensità della 
luce incidente. II fascio viene raccolto 
e amplificato mediante una serie di elet- 
trodi e l'amplificazione viene ottenuta 
moltiplicando gli elettroni, anche milio- 
ni di volte. Questa amplificazione è es- 
senzialmente priva di rumore, e poiché 
il fascio elettronico, o segnale video, 
emesso dalla superficie fotoemittente 
deriva dall'intera area, eventuali non 
uniformità tra punto e punto della su- 
perficie non hanno alcuna conseguenza. 
In effetti, le contornografie di una lama 
eseguite con il microscopio Cellscan- 
Glopr sono molto più accurate e co- 



schermo DEL 

CALCOLATORE 



ANALIZZATORI 
OSCILLANTI A SPECCHIO 



FOTOMOLTIPLICATORE 








CALCOLATORE 
DI RICERCA E 
INQUA- 
DRATURA 



LUCE 






STOP 



MECCANISMO 
01 

SPOSTAMENTO 



VIA 



MECCANISMO 
DI MESSA 
A FUOCO 



<- 



CALCOLATORE 

PRINCIPALE 
DI CONTROLLO 




CALCOLATORE 
LOGICO GOLAY 



V 



CONTROLLO 

TELESCRIVENTE 

E STAMPA 



IMMAGAZZINAMENTO 
SU NASTRO 



L'analisi automatica delle cellule del sangue viene effettuata dal 
sistema Cellscan-Glopr come indicato in questo diagramma 
schematico. Il vetrino con lo striscio di sangue viene mosso 
sotto le lenti dell'obiettivo da meccanismi automatici di spo- 
stamento e dì messa a fuoco, che sono bloccati dal calcolatore 
di ricerca e inquadratura quando un leucocita viene a trovar- 
si nel campo dell'osservazione. La cellula viene analizzata e 
l'immagine, convertita da un fotomoltiplicatore in un segnale 



t 



OPERATORE 

elettronico, può essere osservata su uno schermo televisivo o 
elaborata ; viene allora quantizzata e e compressa ■ dal cai, 
colatore di controllo per essere in seguito analizzata dal calco- 
latore logico Colay. L'immagine ricreata dal calcolatore può 
essere vista su uno schermo, immagazzinala nella memoria a 
nastro, identificata in base al tipo di cellula che rappresenta e 
conteggiata. L'intera operazione può essere diretta con una nor- 
male tastiera di telescrivente oppure effettuata automaticamente. 



stanti di quelle ottenute con il vidicon 
(sì veda la figura in basso a pagina 74). 

J I sistema di scansione a specchio, da- 
to che dipende da specchi in movi- 
mento, è un po' più lento del vidicon 
elettronico. Però crediamo che il siste- 
ma possa essere progettato in modo da 
far oscillare gli specchi a una velocità 
tale da fornire al calcolatore analizza- 
tore dì immagini le informazioni con la 
stessa rapidità con la quale il calcola- 
tore può accettarle. 

La traduzione da parte del calcolato- 
re dell'immagine punto per punto delle 
cellule del sangue in « cartoni » proce- 
de quasi come nel sistema Cellscan. Il 
calcolatore forma anzitutto un isto- 
gramma fotometrico dell'intera imma- 
gine, mostrando la distribuzione di fre- 
quenza dei vari valori fotometrici per 
tutti i punti dell'immagine. L'istogram- 
ma è basato sulla illuminazione dell'og- 
getto per mezzo di una luce di colore 
selezionato. Come caratteristica princi- 
pale, l'istogramma di un globulo bian- 
co presenterà pìcchi più elevati in cor- 
rispondenza dell'assorbimento della lu- 
ce da parte dei nuclei cellulari, del ci- 
toplasma, dei globuli rossi circostanti 
e dello sfondo. In luce gialla, per esem- 
pio, il nucleo di un leucocita ncutrofilo 
apparirà nero, mentre il suo citopla- 
sma, ogni globulo rosso e il fondo re- 
steranno chiari. In luce verde la strut- 
tura granulare del citoplasma di un 
neutrofilo si staglia nettamente perché 
i granuli assorbono la luce dì tale lun- 
ghezza d'onda e anche i globuli rossi 
appaiono scurì per lo stesso motivo. 

Formato un istogramma, il calcolato- 
re lo esamina e istantaneamente selezio- 
na i livelli di quantizzazione per il se- 
gnale video che dovrà essere adopera- 
to per riprodurre l'immagine delle cel- 
lule e per identificarle. Esaminando 
una cellula tipica illuminata a luce gial- 
la, il calcolatore sceglie livelli che rap- 
presentano l'assorbimento medio da 
parte de! nucleo dei leucociti, quello dei 
globuli rossi e un livello di assorbi- 
mento intermedio tra questi due valori. 
Sovrappone poi questi tre cartoni, o 
misure di densità, per formare cartoni 
composti che descrivono specifici leu- 
cociti (si veda la figura a pag. 69). 

T I calcolatore passa ora a trattare l'in- 
formazione immagazzinata nei car- 
toni composti per definire e analizzare 
l'immagine di ogni globulo bianco vi- 
sto al microscopio a televisione. Per 
questa analisi il sistema Cellscan-Glopr 
adopera « trasformazioni di configura- 
zione » esagonali inventate da Golay. 
Il sistema esamina successivamente ogni 
punto immagine in termini di stati bi- 
nari dei sei punti che lo circondano in 



AL CALCOLATORE 

A A 



DEFLESSIONE 
VERTICALE 



DEFLESSIONE 
ORIZZONTALE 



Q 



D 




ANALIZZATORE 




MOTORE 

VERTICALE 



TUBO 
FOTOMOLTIPLICATORE 



SISTEMA DI LENTI 



PIANO DELL'IMMAGINE 



L'analizzatore a specchio oscillante esplora il piano dell'obiettivo del microscopio in 
senso orizzontale e verticale. La luce proveniente da un solo punto immagine per 
Volta passa attraverso un'apertura sulla faccia di un tubo fotomoltiplicatore, dando 
una misura punto per punto della densità ottica. Il segnale elettronico che ne risulta 
viene amplificalo per costruire un segnale video, che va a] calcolatore o, come è mo- 
strato nella figura, a uno schermo televisivo dove viene ricostruita l'immagine originale. 



SEGNALE 

DI DEFLESSIONE 
VERTICALE 



SEGNALE 

DI DEFLESSIONE 

ORIZZONTALE 



SORGENTE DI ELETTRONI 



4 



1 



IMMAGINE 
BERSAGLIO 



D 



"T_n_n_rLrL. 

SEGNALE VIDEO 




VERTICALE ORIZZONTALE 

PIO VIDEO MENO VERTICALE 



~L_n_n_rLn_ 

SEGNALE VIDEO 



D 



M 




Il lavoro del sistema viene controllalo mediante conlornografia. Su un comune schermo 
televisivo fin alto) il segnale video tonde di forma quadrata) esplora regolarmente 
lo schermo. La modulazione del fascio di elettroni forma un insieme di luci e di om- 
bre che riproduce l'immagine originale, in questo caso una lama di coltello posta ver- 
ticalmente. Nella contornografia (in basso) le modulazioni luce-ombra vengono trasfor- 
mate in deflessioni verticali, il che si ha sottraendo il segnale video da quello verticale. 
Le singole linee sono ottenute sottraendo il segnale verticale da quello orizzontale. 



72 



73 




Co atomo grafi a di un'immagine a lama di coltello effettuata con il tubo vidicon, il 
tipo di analizzatore usato dagli autori nel sistema Cellscan originario. L'ondulazione 
delle linee e la loro variazione da una riga alla successiva rappresentando il «rumo- 
re » elettronico derivante dalla non -uniformità della superficie fotosensibile del vidicon. 




11 miglioramento nella precisione, ottenuto con l'analizzatore oscillante a specchio, è 
evidente in questa contorno grafia. La non uniformità della superficie fotosensibile non 
è più un problema, come è evidente dalla regolarità delle linee orizzontali, anche se 
l'arrivo casuale di fotoni produce ancora dei disturbi particolarmente visibili nella 
regione illuminata. La risoluzione è migliorata, come si vede dal netto piano verticale. 



disposizione esagonale, considerando le 
14 configurazioni dei primi vicini (si 
veda la figura a fronte in allo). Suc- 
cessivamente il sistema ricakola lo sta- 
to binario di ogni punto immagine sul- 
la base dei suoi dintorni e della parti- 
colare trasformazione eseguita. Queste 
trasformazioni possono essere dirette a 
vari scopi specifici, come la misura del- 
l'area totale del nucleo cellulare, il cal- 
colo della lunghezza del suo perimetro, 
l'analisi e la misura della struttura fine, 
la scoperta di concavità che indicano 
lobi o irregolarità e il rilievo di molte 
altre caratteristiche topologiche. In tal 
modo il calcolatore perviene alla misu- 
ra delle dimensioni della cellula, della 
sua forma, della sua struttura e di al- 
tre caratteristiche. 

Tutto ciò viene compiuto molto ra- 
pidamente, quantunque la logica del 
calcolatore operi su un solo punto im- 
magine alla volta. Il particolare cal- 
colatore adottato esamina le immagini 
a velocità cento volte più elevata di 
quella che può essere ottenuta con l'ap- 
plicazione, a questo metodo di analisi 
delle immagini, dei normali calcolatori. 
II nostro attuale sistema Cellscan-Glopr 
può analizzare un'immagine di 32x32 
punti in 1,25 millisecondi, una immagi- 
ne di 64x64 punti in 5 millisecondi e 
una di 128X128 punti in 20 millise- 
condi : il sistema esegue trasformazioni 
Golay anche molto complesse nel giro 
di pochi secondi. 

Ottenuto un insieme di misure che 
descrivono l'aspetto di una cellula, la 
macchina viene a trovarsi finalmente di 
fronte al compito più difficile: l'identi- 
ficazione della cellula secondo il tipo. 
Abbiamo provato vari metodi per da- 
re al calcolatore la capacità di prende- 
re questa decisione e i migliori risultati 
li abbiamo ottenuti escogitando model- 
li che rappresentano gli insiemi di mi- 
sure corrispondenti a specìfiche classi 
cellulari mediante localizzazione in uno 
spazio multi dimensionai e (proprio co- 
me si localizza un punto, in un grafico 
a due dimensioni, misurandone la dì- 
stanza lungo i due assi) e trovando poi 
ì confini che separano tra loro le classi. 

Quando si considerano differenti clas- 
si di leucociti e quando le posizio- 
ni delle singole cellule sono rappresenta- 
te in uno spazio di misura a tre di- 
mensioni (cioè sulla base di tre misu- 
re di immagine per ogni cellula), gli in- 
siemi di misure tendono da soli a con- 
figurarsi in raggruppamenti corrispon- 
denti alle differenti classi. Supponiamo 
di esaminare un diagramma tridimen- 
sionale di questo tipo che mostri tre 
raggruppamenti. Se cerchiamo di trova- 
re un piano che rappresenti un confi- 



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1 2 3 4 5 6 



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^ 8 9 10 11 12 13 

Le trasformazioni di configurazione esplorano ogni ponto im- più vicini nel reticolo esagonale di punti immagine che costi- 

magine in termini di stato binario (1 o 0, che stanno rispetti- tuisce il cartone. Vi sono 14 configurazioni possibili indipen- 

vamente per nero o bianco) degli altri sei punti che si trovano denti dall'orientamento numerate da a 13 per l'elaborazione. 






1 






11 cartone composto, come quello di nn monocita fin alto a si- 
nistra) costituisce l'ingresso nel calcolatore logico Golay, che 
opera analizzando un determinato singolo cartone. Per esem- 
pio, una semplice trasformazione che localizza i bordi corri- 
spondenti ai margini identifica la periferia del nucleo (in alto 



a destra) e calcola la circonferenza e l'area del nucleo stesso. 
Un'altra trasformazione « restringe » gli elementi del cartone 
alla regione nucleare densa per determinare la struttura del 
nucleo (ire basso a sinistra). Un'altra localizza la larga concavi- 
tà del nucleo e la ravviva per lo schermo (ire basso a destra). 



74 



75 




Le cellule sono identificale dal modo in cui varie misure ca- 
ratteristiche di ogni tipo di cellule tendono a raggrupparsi. 
Quando sul cartone dì ogni cellula vengono fatte tre misure, una 
cellula è individuala da un punto di uno spazio a tre dimen- 
sioni. Quando le misure sono effettuale su molte cellule le 



misure stesse tendono a raggrupparsi. La figura fa sinistra' 
mostra tre di questi raggruppamenti: il problema è di stabilire 
dei piani che ti separino. Due piani sono necessari per poter 
separare misure corrispondenti a una particolare cellula dalle 
misure corrispondenti alle altre due classi di cellule in destra!. 



ne tra le misure di una classe e quelle 
delle altre due, scopriamo che in gene- 
re nessun piano può realizzare questa 
separazione. Però, se prendiamo i rag- 
gruppamenti a due alla volta e disegna- 
rne dei piani che separino i membri di 
ogni coppia tra di loro, lo spazio di 
misura può essere diviso in comparti- 



150 



menti, ognuno dei quali contiene solo 
gli appartenenti a un'unica classe (si ve- 
da la figura qui sopra). 

Quando ogni globulo bianco viene 
descritto con più di tre misure, ovvia- 
mente non è più possibile rappresenta- 
re il problema della separazione con un 
semplice modello visivo. Siamo ricorsi 



a un differente tipo di modello, un isto- 
gramma dì distanza. Vengono stabiliti 
dal calcolatore raggruppamenti di cel- 
lule, sulla base di un certo numero di 
misure, che in seguito costruisce anche 
i piani di separazione e misura la di- 
stanza dì ogni cellula da ogni piano. 
In un esperimento abbiamo analizza- 



to in questo modo le immagini di cam- 
pioni rappresentativi dei tre più comu- 
ni tipi di leucociti umani: linfociti, neu- 
troni i e monociti. Con un programma 
di calcolo basato sull'analisi statistica 
classica abbiamo anzitutto costruito il 
singolo piano che separerebbe in mo- 
do ottimale i linfociti dalle altre due 
classi. Questo tentativo di separazione 
non ebbe successo: le misure si sovrap- 
ponevano per cui nell'istogramma di di- 
stanza sei neutrofili e nove monociti 
andarono a finire nella parte del piano 
riservata ai linfociti e un linfocita si 
trovò dalla parte dei neutrofili e mono- 
citi. La separazione migliorò notevol- 
mente quando ì tipi di cellule furono 
divisi a coppie, con un piano che sepa- 
rava i linfociti dai monociti, un altro i 
neutrofili dai linfociti e un terzo i neu- 
trofili dai monociti. Su un totale di 313 
cellule esaminate, solo due (un linfoci- 
ta e un neutrofìlo) vennero a trovarsi 
dalla parte sbagliata del piano (si veda 
ia figura in basso in queste due pagine). 
La separazione a coppie di tre classi 
di cellule richiede la costruzione da 
parte del calcolatore di tre piani di se- 
parazione; quattro classi richiedono sei 
piani; cinque classi 10 piani e cosi via. 
11 sistema Cellscan-Glopr è attualmen- 
te programmato per effettuare separa- 



la - 



50 - 



50 



100 



1 


LINF 


OCiTI 


MONOCITI 






Per valutare la separazione dei raggruppamenti in uno spazio 
a pili dimensioni (misure) possono essere adoperati, se neces- 
sario, istogrammi di distanza. L'altezza di ogni sbarretta indi- 
ca il numero di insiemi di misure, ognuna corrispondente a 
una sola cellula, che viene a cadere in un dato intervallo di 



distanza (asse orizzontale* da un piano di separazione. Il mi- 
glior metodo è quello di usare un piano di separazione per 
ogni coppia di classi di cellule, come nei primi tre istogrammi. 
Questa separazione si riferisce a 1(17 linfociti (in colore), 179 
neutrofili {in grigio) e 27 monociti (in nero). Solo due cellule 



sono slate separate erroneamente, come 
mostra il disegno al rentro. Quando si 
impiega solamente un piano, l'errore di 
separazione viene compiuto per sei neu. 
trofili, nove monociti e un linfocita. 



Disponibile il raccoglitore per 
il volume V di LE SCIENZE 



scientihc 
american 

agosto 1970 - dicembre 1970 



Il V raccoglitore di LE SCIENZE 
corrispondente al Voi. V 
conterrà i cinque 
fascicoli 




da 

agosto a 
dicembre 
1 970 e re- 
lativi indici. 

Sono ancora disponibili i raccoglitori precedenti, cioè: 



- per il I volume 

(Settembre 1968 - Febbraio 1969) 

- per il II volume 

(Marzo 1969 - Agosto 1969) 



- per il III volume 

(Settembre 1969 - Febbraio 1970) 

- per il IV volume 

(Marzo 1970 - Luglio 1970) 



Prezzo di ciascun volume: L. 1.700 (1.400 + 300 spese) 

Per fare i vostri ordini usate l'apposita cartolina allegata a questo 
fascicolo. Vi preghiamo di unire alla richiesta dei raccoglitori il re- 
lativo importo; i raccoglitori verranno infatti inviati a domicilio solo 
dietro pagamento anticipato. 




LE SCIENZE S.p.A. 

Ufficio Circolazione - Largo Quinto Alpini, 2 - 20145 Milano 



76 



77 




La variabilità Ira cellule all'interno di una classe può essere quasi altrettanto gran- 
de quanto le differenze tra classi, il che complica il problema di classificazione. Que- 
sto montaggio realizzato dal calcolatore mostra cartoni di nuclei di linfociti e di neu- 
troni li- I primi hanno forma quasi circolare, i secondi appaiono un poco più irregolari. 



100 


































/ 




































/ 




























































NEUTRONI — 


ù 









50 






















**- 






























/ 






























l INFOCHI 


# 


k 












20 




















; 


>A 


: 






























s 












































































































































































































































































2 
1 







































































5 10 20 

CONTEGGIO A VISTA (PERCENTUALE) 



50 



100 



La precisione del processo automatico si sovrappone bene a quella dì tecnici di labo- 
ratorio, come è dimostrato da questo diagramma che riporta i risultati di sette strisci 
di sangue, ognuno rappresentato da un simbolo differente. La media dei conteggi ripor- 
tata da ognuno dei parecchi tecnici di laboratorio è disposta lungo la scala orizzon- 
tale, a un'altezza della scala verticale corrispondente a quella del conteggio automatico. 
(I punti che vanno a cadere sulla diagonale indicano ovviamente concordanza esatta). 



zioni a coppie per almeno otto tipi di 
cellule, e questa selettività esige 28 pia- 
ni. Se tutte le cellule di ogni classe se- 
guissero fedelmente un modello stereo- 
tipo, la separazione delle classi sarebbe 
molto netta. In realtà però i leucociti 
di una classe differiscono notevolmente 
nella forma; questa variabilità è gran- 
de quasi quanto le differenze tra clas- 
si (si veda la figura qui accanto). Nel 
mettere a punto programmi dì calcolo 
per la separazione ottimale e per con- 
trollarne le prestazioni, abbiamo po- 
sto particolare attenzione al problema 
della variabilità, applicando sempre il 
nostro test a campioni che presentava- 
no un'area realistica di variabilità. 

p 1 inora ci siamo dedicati soprattutto al- 
l'analisi di campioni di sangue pre- 
levati da soggetti normali. 11 nostro at- 
tuale sistema Cellscan-Glopr può ope- 
rare automaticamente senza controllo 
per lungo tempo, fino a un'intera notta- 
ta. Di recente l'abbiamo provato in una 
serie dì esami durati per parecchie not- 
ti senza controlli. In ogni serie la mac- 
china esaminava un singolo striscio di 
sangue normale, passando in rassegna 
da 200 000 a 400 000 cellule, allo sco- 
po di localizzare e analizzare da 200 
a 400 leucociti, col preciso inlento dì 
classificare i linfociti, i granulociti e i 
monociti. In numerosi esami il siste- 
ma ha localizzato circa 5000 oggetti 
che considerava leucociti: ogni oggetto 
era misurato, analizzato nella struttura 
e infine identificato dalla macchina co- 
me linfocita, granulocita, monocìta o 
DK. (Don't Know, imprecisato). Tutti 
gli strisci furono esaminati a vista da 
quattro esperti tecnici del Norwalk Ho- 
spital del Connecticut. Il conteggio dif- 
ferenziale de! numero relativo di globu- 
li bianchi per ogni classe, fatto dalla 
macchina, corrispondeva esattamente 
agli esami eseguiti dai tecnici (si ve- 
da la figura qui accanto). Oltre a clas- 
sificare le cellule, in questi esami la 
macchina ha misurato e tabulato pa- 
recchi dettagli della struttura di ogni 
cellula, quali dimensioni, colore me- 
dio e lunghezza, grado di intensità e nu- 
mero dei lobi del nucleo. 

1 nostri esperimenti con il sistema 
Cellscan-Glopr hanno dimostrato che 
esso può essere programmato per svol- 
gere numerosi compiti oltre a quelli del- 
la conta differenziale dei leucociti. Col 
tempo ne esploreremo le capacità in 
varie funzioni, come il conteggio dei 
grani nelle emulsioni di autoradiografie 
di cellule, la localizzazione di parassiti 
malarici negli eritrociti, l'analisi di cro- 
mosomi umani, l'identificazione e il 
conteggio di reticolociti e altri esami 
noiosi da eseguire, ma importanti nella 
pratica medica o nella ricerca. 



78 



Il significato 
delle faune insulari quaternarie 

// confronto tra le faune continentali e le faune insulari del Quaternario 
dimostra che alcune isole sono state temporaneamente collegate ai 
continenti; i collegamenti sono avvenuti in tempi diversi per ciascuna isola 

di Augusto Azzardi 



La leggenda dei Ciclopi, i giganti 
dall'unico occhio in fronte che 
abitavano le grotte della costa 
orientale della Sicilia, è frutto di pura 
fantasia, o non è piuttosto ispirata a 
qualche fatto reale? 

Grotte riempite di resti di mammi- 
feri del periodo Quaternario sono co- 
muni in tutta Italia e anche fuori del 
nostro paese, ma quelle della Sicilia 
hanno caratteri particolari. Alcune grot- 
te sono estremamente ricche di fossili, 
ma nessuna grotta del continente sem- 
bra averne fornito nella quantità spro- 
positata che si è trovala in alcune grot- 
te della Sicilia. Il paleontologo francese 
J, De Christol. in uno scritto che risale 
al 1834, riferisce un episodio significa- 
tivo. Le raffinerie di zucchero francesi 
si trovarono in necessità di una forte 
quantità di carbone animale; qualche 
commerciante siciliano dotato di ini- 
ziativa quanto di immaginazione pensò 
di sfruttare le ossa fossili della grotta 
di San Ciro presso Palermo, e in sei 
mesi di scavo ne estrasse 44 q, che 
spedi a Marsiglia. Per buona fortu- 
na dei naturalisti le ossa, ormai fos- 
silizzate, risultarono inservìbili per le 
raffinerie e lo sfruttamento commer- 
ciale cessò. L'episodio della grotta di 
San Ciro può essere annoverato tra i 
più gravi misfatti negli annali della 
paleontologia, ma è quanto mai istrutti- 
vo come documento dell'incredibile ric- 
chezza di alcuni giacimenti. 

Tra i fossili quaternari della Sicilia 
figurano al primo posto, per numero, 
gli elefanti e gli ippopotami, seguiti dai 
cervi, meno abbondanti, e da pochi al- 
tri mammiferi. Come composizione la 
fauna siciliana è diversa da quelle del 
continente, più ricche dì specie; ma an- 
che ì suoi componenti (elefanti, ippo- 
potami, cervi ecc.) risultano diversi 
dalle specie che vivevano nella penì- 
sola. Più precisamente, tutti i gran- 



di mammiferi dell'isola hanno statu- 
ra ridotta, sono divenuti, chi più chi 
meno, nani. L'ippopotamo ha una sta- 
tura di circa 1.20 m alla spalla e una 
lunghezza totale di poco più di due 
metri e mezzo. Negli elefanti il nani- 
smo è andato molto più in là: nella 
maggior parte dei casi la statura è un 
po' al di sotto dei due metri e può 
scendere fino al metro e mezzo, ma vi 
sono anche elefanti piccolissimi, nei 
quali il maschio adulto raggiungeva ap- 
pena novanta centimetri alla spalla. 

La presenza di questa fauna specia- 
lizzata pone una serie di interrogativi in 
cui problemi di zoologia si intrecciano 
intimamente a problemi di geologia. 
Quando sono vissuti questi animali na- 
ni, come sono arrivati nell'isola e quan- 
do vi si sono estinti? Quali sono stati i 
loro rapporti con le faune del continen- 
te? Infine: perché tutto questo? 

Diciamo subito che la fauna a mam- 
miferi nani è vissuta nel Pleistocene, il 
periodo più antico del Quaternario. Un 
tempo si riteneva che il Pleistocene 
avesse una durata piuttosto breve: tra 
600 000 e un milione di anni, ma oggi 
si propende ad attribuirgli una durata 
più lunga. Secondo alcuni avrebbe avu- 
to inizio 1 800 000 anni fa, secondo al- 
tri, tra cui anche chi scrive, circa 
2 700 000 anni fa. La sua fine si collo- 
ca a circa 9000 anni a.C: da allora ha 
inizio il secondo periodo del Quaterna- 
rio. l'Olocene. 

Quando i colonizzatori Greci rag- 
giunsero la Sicilia e iniziarono a civi- 
lizzarla, i mammiferi nani erano già 
scomparsi da molto, ma ne rimane- 
vano i resti nelle grotte, spesso facil- 
mente accessibili. I resti di elefanti do- 
vettero attirare, più degli altri, l'atten- 
zione, e da questi nacquero le leggen- 
de dei Ciclopi, Le ossa degli arti pote- 
vano facilmente essere prese per ossa 
di * giganti »; nel cranio, l'ampio foro 



delle narici in mezzo alla fronte fu 
scambiato per un'orbita, tanto più che 
le orbite vere, che negli elefanti sono 
largamente aperte ai iati e comunicano 
con la fossa temporale, passarono fa- 
cilmente inosservate. Le leggende dei 
giganti persistettero a lungo. Boccaccio 
riferiva di avere visto due denti e al- 
cune ossa di ■> gigante ■ in una chiesa 
di Trapani: e ancora nel 1830 Btvona 
Bernardi doveva impegnarsi in una se- 
rie di articoli sui giornali dì Palermo 
per demolire, sulla base dei recenti la- 
vori di Giorgio Cuvìer, le vecchie idee 
dure a morire. 

Lasciando da parte le favole, cerche- 
remo di inquadrare il problema su basi 
più naturalistiche. Abbiamo iniziato a 
parlare della Sicilia perché in quest'iso- 
la i resti di faune nane sono particolar- 
mente abbondanti e sono noti da lungo 
tempo: ma il caso non è unico nel suo 
genere. Faune fossili a mammiferi nani 
sono state trovate in grotte, brecce ossi- 
fere o in altri depositi in tutte le isole 
maggiori del Mediterraneo: nelle Ba- 
leari. in Corsica, in Sardegna, a Cre- 
ta, a Cipro. Se ne sono trovate anche 
in isole minori: nel Tirreno, a Capri e 
Pianosa; tra la Sicilia e l'Africa, a Mal- 
ta; nell'Egeo, a Delos, Naxos e Serifos, 
ed è possibile che il numero dei ritro- 
vamenti sia destinato ad accrescersi con 
nuove scoperte. Fuori del Mediterraneo 
faune a mammiferi nani sono slate tro- 
vate a Giava, Celébes, Flores, Timor, e 
nel Madagascar. La presenza dei mam- 
miferi nani nelle isole non è una circo- 
stanza fortuita, ma vi è un legame di 
causa ed effetto tra insularità e nanismo. 

Secondo punto: il fenomeno del na- 
nismo, ha interessato soltanto i mammi- 
feri di grandi o, in qualche caso, di me- 
die dimensioni, ma non ha influenzato 
quelli piccoli, i rettili e gli uccelli. Al 
contrario, tra questi animali si sono ve- 
rificati talvolta casi di gigantismo. In 



Sicilia e a Malta è vissuto un ghiro che 
raggiungeva dimensioni doppie dei ghi- 
ri attuali; a Malta si sono trovati anche 
resti di una tartaruga gigante. Nel Ma- 
dagascar, accanto a ippopotami nani 
sono vissuti, fino a epoca recentissima, 
grandi lemuri terragnoli e uccelli gigan- 
teschi, incapaci di volare. 

Dobbiamo anche affrontare una que- 
stione di capitale importanza. È noto 
che i più antichi mammiferi erano ani- 
mali di statura modesta o decisamente 
piccola: tutti gli animali di grande sta- 
tura hanno acquistato questo carattere 
nel corso dell'evoluzione, con un au- 
mento progressivo di dimensioni. In 
generale una grande statura è un carat- 
tere adattati vo, perché consente una 
maggiore possibilità di difesa dagli ag- 
gressori o una maggiore velocità nella 
fuga. Negli animali predatori l'aumento 
di statura rende possibile Sa caccia di 
prede più grosse: ma per questi animali 
la quantità di cibo è necessariamente 
limitata in confronto a quella degli er- 
bivori, e questo pone un limite alle loro 
dimensioni corporee. Ma non per tutti 
gli animali una grande statura sarebbe 
vantaggiosa : per esempio i toporagni, le 
talpe, i topi trovano nelle piccole di- 
mensioni la loro migliore difesa, la pos- 
sibilità di nascondersi negli anfratti del 
terreno, di scavarsi ripari, di raccogliere 
il nutrimento. In questi animali, nel cor- 
so dell'evoluzione, non si è avuto au- 
mento di statura, anche se si sono per- 
fezionati i vari organi del corpo. 

Ne! caso dei mammiferi nani insulari 
dobbiamo chiarire questo interrogativo: 
si tratta di animati discesi da antenati 
di grandi dimensioni e che sono dive- 
nuti nani nelle isole, o di relitti di ani- 
mali primitivi, che per un qualsiasi mo- 
tivo non hanno ancora portato a ter- 
mine la loro evoluzione verso una gran- 
de statura? La seconda alternativa ha 
trovato talvolta dei sostenitori, ma non 
regge alla critica. Nei continenti trovia- 
mo qualche caso di specie rimaste pri- 
mitive e di piccola statura. Un caso 
molto noto è quello del piccolo ippo- 
potamo della Liberia, Choeropsh ìibe- 
riensis. Vari caratteri mostrano che 
questo è davvero un animale rima- 
sto indietro nell'evoluzione e che non è 
mai divenuto grande: ma si tratta di un 
ramo evolutivo che si è staccato molto 
tempo fa dagli altri ippopotami africani. 
Gli ippopotami nani della Sicilia non 
hanno alcuna parentela con l'ippopota- 
mo liberiano, ma sono strettamente im- 
parentati con Hippoporamus amphìbìus* 
il grande ippopotamo largamente diffu- 
so in Africa, e che nel Pleistocene rag- 
giunse anche l'Europa, spingendosi fino 
all'Inghilterra meridionale. Per varie 
ragioni di carattere geologico, non vi è 
alcun dubbio che gli ippopotami sono 



arrivati in Sicilia passando per l'Italia 
peninsulare; e in Italia gli ippopotami 
sono arrivati verso la fine del Pleistoce- 
ne inferiore, con forme già evolute, di 
grande statura, identici, salvo forse 
qualche particolare di secondaria im- 
portanza, alla specie africana attuale; 
e nel nostro territorio sono persistiti fi- 
no al Pleistocene superiore. È quindi 
certo che gli ippopotami sono diventati 
nani dopo essere penetrati nell'isola, e 
dopo che questa si è staccata dalla Ca- 
labria. Altrettanto è avvenuto per gli 
elefanti, i cervi e gli altri mammiferi 
nani. 

In qualche caso la riduzione del- 
la statura ha prodotto degli effetti cu- 
riosi. Per esempio, è noto che i molari 
degli elefanti sono formati da numerose 
lamelle di dentina e di smalto, avvolte 
e tenute assieme da cemento. Negli ele- 
fanti più antichi e più primitivi queste 
lamelle sono grosse e poco numerose, 
nei più evoluti sono molto numerose e 
strettamente serrate tra loro. Negli ele- 
fanti nani col ridursi della statura è av- 
venuto che anche i denti sì sono rim- 
piccioliti: le lamelle dentali non si sono 
rimpicciolite in proporzione ma si sono 
ridotte di numero. Questo ha fatto pen- 
sare a qualcuno che non si trattasse dì 
elefanti divenuti nani, ma di specie pri- 
mitive: ma si tratta di un'apparenza in- 
gannevole. Nel cranio e negli arti i pic- 
coli elefanti nani non mostrano alcuna 
primitività; e d'altra parte i più antichi 
elefanti, derivati da un ceppo di masto- 
donti africani nel Pliocene, erano già 
animali di grande statura. 

Che le specie nane siano effettiva- 
mente degenerate nella statura appare 
con estrema chiarezza nei cervi. Questi 
animali perdono i loro palchi ramificali 
tutti gli anni, e li riformano in breve 
tempo. Vi è per ciascuna specie una cer- 
ta relazione tra lo sviluppo complessi- 
vo dei palchi e la mole corporea: in 
individui di grande statura i palchi so- 
no più grandi e più ramificati che 
negli individui di statura inferiore. Nei 
cervi nani insulari ì palchi si sono 
ridotti in maniera molto appariscente, 
molto più, in proporzione, dì quanto si 
sia ridotta la statura, e presentano 
spesso anomalie e veri fenomeni di de- 
generazione. E vi sono casi in cui gli 
steli ossei del frontale sui quali si im- 
piantano t palchi sono rimasti grossi, 
come nei cervi del continente: e a que- 
sti grossi steli fanno seguito dei piccoli 
palchi dall'asta sproporzionatamente 
esile. Tuttavia non in tutti i cervi è av- 
venuto un fatto del genere: ciascuna 
specie ha il suo proprio modo di reagi- 
re a! fenomeno del nanismo. 

Col ridursi della statura le proporzio- 
ni del corpo si alterano. In genere le 
gambe diventano corte, come nei pony; 



la testa è un po' grossa, ma con muso 
raccorciato e sottile. Vi sono però delle 
eccezioni: infatti, i paleontologi olan- 
desi GJ. Boekscbouten e P.Y. Son- 
daar ritengono che l'ippopotamo nano 
di Creta. Hippopotamus creutzbergt, a- 
vesse zampe relativamente lunghe, e in- 
terpretano questo fatto come un adatta- 
mento ai terreni accidentati dell'isola. 1 
denti possono diventare meno compli- 
cati, come è avvenuto appunto in alcuni 
elefanti e ippopotami: ma in genere, pur 
riducendosi di dimensioni, rimangono 
relativamente grandi, sproporzionati al- 
la mole del cranio. 

Concludendo, molte isole - nel caso 
del Mediterraneo possiamo dire tutte le 
isole nelle quali si conoscono faune fos- 
sili del Quaternario - sono state popo- 
late da grandi mammiferi che vi sono 
degenerati, diventando nani. Come è av- 
venuto questo, e soprattutto, lo ripetia- 
mo perché? Un semplice sguardo alle 
faune: elefanti, cervi e altri ungulati, 
carnivori, scimmie, oltre ai già ricor- 
dati ippopotami, ci fa capire che que- 
sti animali non sono arrivati nelle isole 
a nuoto. Una spiegazione del genere 
non vale neppure per gli ippopotami, 
che essendo erbivori non si avventura- 
no mai in alto mare, dove non potreb- 
bero trovare cibo. È chiaro del resto 
che gli ippopotami nani non hanno mai 
attraversato neppure lo stretto di Mes- 
sina. I grandi mammiferi terrestri so- 
no penetrati nelle isole in tempi in cui 
queste furono collegate ai continenti, 
e in seguito vi sono rimasti isolati e 
sono diventati nani. Al geologo si pre- 
sentano a questo punto due domande, 
che è bene tenere distinte. La prima è: 
di che età sono i fossili trovati nelle 
grotte e nelle brecce ossifere? Dal pun- 
to di vista geologico, la domanda ha 
scarso interesse. La seconda domanda 
è molto più importante: quando è av- 
venuto il collegamento tra isole e con- 
tinenti, e quando ti successivo distacco? 
Vi è stato un solo collegamento o ve 
ne sono stati più d'uno? 

T n Sardegna conosciamo pochi resti di 
mammiferi terrestri dell'Eocene me- 
dio e del Miocene medio-inferiore: vi 
sono stati in questi periodi collegamenti 
col continente, verosimilmente attraver- 
so la Corsica e la Provenza (sembra che 
il massiccio Sardo-Corso si sia sposta- 
to alquanto rispetto all'Europa conti- 
nentale nel corso del Terziario), ma 
queste faune più antiche non presenta- 
no alcun carattere di nanismo, e per 
quanto ne sappiamo non hanno lascia- 
to discendenza. Secondo lo zoologo B, 
Baccetti, alcuni insetti ipogei tuttora vi- 
venti sarebbero i relitti del collegamen- 
to avvenuto tra queste isole e il conti- 
nente nel Miocene inferiore; altri relit- 



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ti (rettili, anfibi e invertebrati) testìmo- 
rtierebbero di un terzo collegamento av- 
venuto nel Miocene superiore, ma di 
questo non si è ancora trovato traccia 
tra i fossili terrestri; allo stesso modo 
non sappiamo nulla della fauna terre- 
stre sarda del Pliocene. In Sicilia cono- 
sciamo una fauna di mammiferi terre- 
stri del Miocene superiore, ma anche 



questa sembra che si sia estinta senza 
lasciare discendenza. Le faune insulari 
appartengono al Pleistocene superiore e 
in qualche caso al Pleistocene medio, 
e sono chiaramente discese da faune 
che popolarono il continente in tempi 
diversi del Terziario superiore e del 
Quaternario. Questo ci fornisce una 
base per inquadrare il nostro proble- 



ma nell'ambiente paleogeografico. Alla 
fine del Terziario il bacino del Medi- 
terraneo aveva raggiunto più o meno 
la conformazione attuale; continuava 
però un'attività abbastanza intensa di 
movimenti tellurici, che si manifestano 
ancora oggi nei frequenti terremoti. In 
qualche caso questi movimenti dovette- 
ro influenzare notevolmente i rapporti 



tra isole e terraferma; ma a questi si 
sovrappose anche una serie di fenome- 
ni di portata più generate, è noto che 
nel corso de) Pleistocene it clima subì 
forti oscillazioni, con punte di freddo 
durante le quali i ghiacciai si estesero 
enormemente. Durante le fasi glaciali 
i continenti boreali e i maggiori gruppi 
montuosi si coprirono di estese calot- 



te di ghiaccio; l'estensione totale dei 
ghiacci oltrepassò i 50 milioni di km 2 , 
oltre il triplo della loro estensione at- 
tuale, con una superficie pari a circa 
un terzo delle terre emerse. Poiché le 
calotte ebbero uno spessore di qualche 
migliaio di metri, una forte quantità di 
acqua fu sottratta alla normale circo- 
lazione e il livello del mare scese note- 




Migrazioni delle fanne dal continente alle isole durante Terzia- 
rio e Quaternaria net bacino del Mediterraneo; le frecce ne indi- 
cano le presume vie e i numeri l'età: 1, migrazioni avvenute tra 
il Miocene superiore e il Pliocene inferiore; 2, migrazioni tra la 



fine del Pleistocene inferiore (Villafrancliiano) e l'iniziti del Plei- 
stocene medio (Cromeriano); 3, migrazioni avvenute ali 'incirca 
durante la glaciazione dì Mindel; 4, migrazioni avvenute durante 
la glaciazione di Riss; 5,migrazioni durante la glaciazione diWiirm, 



Con tratto marcato è indicata risonata dì — 130 ni. corrispondente alla massima depres* 
sione del livello marino durante il Quaternario e che delimita quindi terre che furono 
certamente emerse; la maggior parte delle ìsole è però separala dal continente da fon- 
dali più profondi; ciò è indizio sicuro di movimenti tellurici verificatisi nel Pleistocene. 



volmente. A complicare ulteriormente 
le cose, i periodi freddi furono inter- 
vallati da periodi caldi durante i quali 
i ghiacci si fusero e il mare sali a li- 
velli anche più alti di quelli di oggi. 
La storia del Pleistocene è cosi carat- 
terizzata da una serie di oscillazioni del 
livello marino; sembra che vi siano sta- 
te sei o sette oscillazioni maggiori, dì 
cui almeno le ultime tre presentano, a 
loro volta, un rapido susseguirsi di 
oscillazioni minori. Il dislivello marino 
tra i massimi e i minimi dovette ag- 
girarsi sui 100-150 m; nell'ultima oscil- 
lazione negativa il livello del mare, sce- 
se un po' sotto i - 130 m. Per di 
più, pur attraverso questo succedersi di 
oscillazioni, sembra che il livello me- 
dio del mare sia calato nel corso del 
Pleistocene, e in misura notevole, qual- 
cosa come 160 metri; il che potrebbe 
essere dovuto ad un approfondirsi dei 
bacini oceanici, o secondo alcuni a 
un sensibile aumento del raggio ter- 
restre. 

Oscillazioni del mare e movimenti 
tellurici sono i due fattori che hanno 
fatto variare ì collegamenti delle isole 
tra loro e coi continenti durante il 
Quaternario. Dato che l'ampiezza delle 
oscillazioni marine è nota, almeno en- 
tro certi limiti, una buona conoscenza 
della topografìa sottomarina potrebbe 
permettere di ricostruire la topografìa 
delle terre emerse nei vari periodi del 
Pleistocene: ma ì movimenti tellurici 
introducono un elemento imprevedibile 
e non misurabile. Per ricostruire la sto- 
ria passata delle isole dobbiamo ricor- 
rere a confronti tra le loro faune ter- 
restri e quelle dei continenti. 

All'inizio del Pleistocene le faune 
terrestri europee erano del tutto diver- 
se da quelle attuali, e nel complesso 
ancora simili a quelle plioceniche. Le 
faune del periodo compreso tra il Plio- 
cene superiore e il Pleistocene inferio- 
re sono chiamate in Europa faune Vil- 
lafranchiane, dai paese di Villafranca 
d'Asti in Piemonte, una località parti- 
colarmente ricca di vertebrati. Il perio- 
do Villafranchiano occupa un interval- 
lo di tempo piuttosto lungo, a cavallo 
tra il Pliocene superiore e il Pleistoce- 
ne; la sua durata è certamente superio- 
re ai due milioni di anni e probabil- 
mente poco inferiore ai tre milioni di 
anni. La fine del Villafranchiano non 
è ancora stata datata direttamente ma 
sembra collocarsi, con larga approssi- 
mazione, intorno a un milione di an- 
ni fa. 

In questo lungo intervallo di tempo 
si sono succedute faune diverse, ma la 
loro composizione complessiva non ha 
subito forti rivoluzioni. I mammiferi so- 
no rappresentati da specie estinte, mol- 
te delle quali sono più o meno stretta- 



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Ricostruzione del cervo gigante Megaceros (Megaceroidesl verticornis dendrocerus, vis- 
suto in Europa durante il Cromeriano e la successiva glaciazione di Mindel. L'animale 
misurava circa 1,50 m al garrese. La ricostruzione è basala su esemplari di varie loca- 
lità della Germania, della Toscana e dei dintorni di Roma, La forma tipica AL veni- 
cornìs verticornis viveva in Inghilterra e aveva palchi meno ramificati e largamente 
palmati nella parte superiore. È il progenitore dei cervi nani di varie isole del Mediter- 
raneo. Alcuni suoi discendenti sono migrati, in qualche momento imprecisalo del Plei- 
stocene, in Marocco e in Algeria, dove sono sopravvissuti fino al Pleistocene superiore. 



mente imparentate con mammiferi che 
vivono oggi nelle regioni calde del- 
l'Asia, Attraverso i pollini delle piante, 
conservate nei sedimenti argillosi e tor- 
bosi, è stato possibile ricostruire le vi- 
cissitudini della vegetazione e del clima. 
Si è visto cosi che durante il Villafran- 
chiano vi sono state tre fasi di clima 
freddo, di cui la prima segnerebbe il li- 
mite tra Pliocene e Pleistocene. Non si 
conoscono in Europa tracce glaciali 
collegate a queste prime oscillazioni 
fredde; si conoscono però tracce dì gla- 
ciazioni molto antiche, di età compresa 
tra 3,1 e 2,6 milioni dì anni, in Islanda, 
in California e nella Nuova Zelanda; 
per di più, una fauna villafranchiana 
della Francia meridionale, contempo- 
ranea o poco successiva al primo perio- 
do freddo, è risultata dell'età di 2,5 mi- 
lioni di anni. Vi è quindi motivo di pen- 
sare che l'inizio del Quaternario risalga 
a circa 3 milioni di anni fa. Altri auto- 
ri invece, seguendo un ragionamento 
del tutto diverso dal nostro, ammetto- 
no una data molto più recente, prossi- 



ma a 1,8 milioni di anni fa. 

Una quarta oscillazione fredda, an- 
che questa messa in evidenza dai polli- 
ni e da qualche traccia di suolo gelato, 
segna la fine della fauna villafranchia- 
na, che per la maggior parte si estinse 
senza lasciare discendenza, è curioso 
che, per quanto più tardi si trovino trac- 
ce molto evidenti di periodi freddi mag- 
giori, durante i quali l'Europa centrale 
e settentrionale fu coperta da un'enor- 
me calotta di ghiaccio, la maggiore ri- 
voluzione faunistica del Pleistocene eu- 
ropeo coincise con la fase fredda che 
chiuse il Villafranchiano, e che ha la- 
sciato, nel complesso, tracce molto me- 
no evidenti dei periodi freddi succes- 
sivi. 

Al Villafranchiano segui un periodo 
caldo di durata piuttosto breve, il Cro- 
merà ano degli autori inglesi, e quindi 
tre evidenti glaciazioni, chiamate Min- 
dei, Riss e Wiirm, separate da periodi 
interglaciali caldi. Sappiamo anche che 
queste glaciazioni interessarono tutta la 
Terra, comprese le montagne delle re- 



gioni equatoriali, e anche le regioni po- 
lari. 

Possiamo fermarci per il momento a 
questo punto e passare all'esame delle 
faune della Corsica e della Sardegna, 
che sono state lungamente unite nel 
Pleistocene e per quanto ci interessa 
possono essere considerate come un'uni- 
ca isola. L'elemento faunistico più co- 
mune è costituito dai cervi, i quali però 
non sono imparentati con ì cervi di oggi 
ma con una specie estinta, di grande 
statura, con palchi enormi e riccamen- 
te ramificati, Megaceros verticornis den- 
drocerus. Questa specie immigrò nel- 
l'Europa occidentale, venendo evidente- 
mente dall'Europa orientale o dall'Asia, 
all'inizio del Cromeriano, e vi si man- 
tenne fino al periodo glaciale di Min- 
dei, dopo di che scomparve e fu sosti- 
tuita da altri cervi giganti. Questo ci 
permette di fissare, almeno entro certi 
lìmiti, la data del collegamento del Mas- 
siccio Sardo-Corso con la Toscana: an- 
che se i cervi nani appartengono al 
Pleistocene superiore, è evidente che un 
collegamento tra le isole e la terrafer- 
ma ebbe luogo tra la fine del Villafran- 
chiano e il Mindeliano, cioè nella parte 
più bassa del Pleistocene medio, Mega- 
ceros verticornis dendrocerus non è mai 
stato trovato però né in Corsica né in 
Sardegna. I cervi di queste ìsole Mega- 
ceros cazioti, Megaceros aigarensis e 
altri, sono tutti discendenti della specie 
continentale divenuti, chi più chi me- 
no spiccatamente, nani. I più grandi do- 
vevano superare di poco il metro alla 
spalla, i più piccoli raggiungevano ap- 
pena 70-75 centimetri. È interessante il 
fatto che grotte anche vicine tra loro 
contengono in genere cervi di statura 
diversa. Per vari motivi di carattere bio- 
logico, è inverosimile che specie stret- 
tamente imparentate e di statura poco 
diversa vivessero insieme in aree ri- 
strette. È molto più probabile che il pro- 
cesso di degenerazione verso il nanismo 
sia stato molto rapido: in tal caso una 
differenza di età tra i riempimenti di 
due grotte, anche pìccola e non risolvi- 
bile con i metodi tradizionali della geo- 
logia stratigrafica può avere avuto il ri- 
sultato di fossilizzare due popolazioni di 
statura diversa. 

Passiamo agli altri componenti della 
fauna. In Sardegna sono stati trovati i 
resti di un piccolissimo cinghiale, ma 
troppo frammentari perché se ne possa 
stabilire con sicurezza la parentela. Vi 
sono anche resti di un piccolo canide 
che sono stati riferiti al genere Cuori, 
un'attribuzione che ci lascia perplessi; 
neppure questi comunque ci illuminano 
sui rapporti tra faune insulari e faune 
continentali. Ma gli altri elementi fau- 
nistici hanno indubbiamente un'aria 



molto « antica », Vi è in Sardegna una 
bertuccia nana, M 'acaca majori: una 
specie eli bertuccia. Macaca fiore ni ina, 
viveva in Toscana nel Villafranchiano 
superiore, ma non si ha notizia di altre 
bertucce nel continente dopo la fine del 
Villafranchiano. In Sardegna è stato tro- 
vato inoltre qualche resto di un'antilope 
che sembra strettamente imparentata 
con il goral (Nemoriwcdus goral) del- 
l'Asia centro-orientale, e uno stretto 
parente del goral. Gaìlogoal menegh'mìi, 
era abbastanza diffuso nel Villafranchia- 
no supcriore della Francia meridionale 
e della Toscana: ma neppure questo so- 
pravvisse al Villanfranchiano. Vi è poi 
un piccolo elefante, Elephas la marmo- 
ini, stranamente scarso in confronto 
agli elefanti nani della Sicilia. Ne sono 
state trovate alcune ossa degli arti, oggi 
in parte perdute, e più recentemente 
due molari isolali. Già nel 1883 il pa- 
leontologo inglese Ci. Forsyth Major 
rilevò nelle ossa del carpo e del tarso 
delle analogie tra il piccolo elefante 
sardo e Elephas meridìonalis, una spe- 
cie caratteristica del Villafranchiano 
superiore europeo. Successivamente la 
posizione sistematica dell'elefante sardo 
è stata oggetto di interpretazioni diver- 
se e contrastanti, ma i molari non la- 
sciano dubbio che Forsyth Major aveva 
visto giusto. La statura dì questo ani- 
male doveva aggirarsi, a quanto pare, 
attorni a 1,80 m o anche un po' meno, 

Vi sono poi altre due specie che non 
possono essere considerale nane, ma 
che hanno ugualmente interesse per 
l'origine della fauna. Una di queste è 
un carnivoro della famiglia dei muste- 
lidi, Enhydrìctis galictoides, un anima- 
le di abitudini semiacquatiche e un po' 
più piccolo di una lontra. Questo mu- 
stelide non ha parenti nelle faune eu- 
ropee dei Pleistocene medio e supcrio- 
re, ma il genere Enhydrictis era alquan- 
to diffuso in Europa, e anche in Ita- 
lia, nel Villafranchiano, anche se con 
specie diverse da quella della Sardegna. 
L'altra specie è un piccolo lagomorfo 
della famiglia degli ochotonidi, Proìa- 
gus xardus, che sembra essere soprav- 
vissuto in Sardegna e in Corsica fino ai 
tempi storici: e anche il genere Prola- 
gus visse nell'Europa continentale, com- 
presa l'Italia, nel Villafranchiano, ma 
si estinse dopo questo periodo. 

Nella fauna quaternaria sardo-corsa 
troviamo quindi elementi imparentati 
con le faune continentali villafranchia- 
ne - l'antilope, l'elefante, la bertuccia, 
il musici idc e il prolago - insieme a 
elementi - i cervi - imparentati con le 
faune immigrate subito dopo la fine del 
Villafranchiano. Si tratta di due ondale 
migratorie successive, o di migrazioni 
avvenute durante un unico periodo di 



-é*Z* 



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Ricostruzione di Megaceros (Megaceroides) aigarensis, basata su un esemplare dei din- 
torni di Alghero, L'animale è un discendente di M. verticornis e raggiungeva la statura 
di circa un metro al garrese. Si osservi che per quanto la statura equivalga a circa i 2/3 
di quella della specie progenitrice, io sviluppo dei palchi è ridotto circa a metà. In 
Corsica e in Sardegna sono vissuti altri cervi simili a questo, quasi tutti di statura un 
poco inferiore. A fianco, per confronto, il piccolo cervo di Creta, M. crelensis. In 
ulto, la testa dì Megaceros ' Megaceroìdest crelensis, il più piccolo dei Magaceridi 
insulari (statura circa 61) cm al garrese). Si noti l'estrema riduzione e semplificazione 
dei palchi alla cui base i cercini rimangono stranamente larghi rispetto all'esile asta. 




Masi hi,, adulto di Elephns meridionali*, una speda mollo diffusa nel \ il li lr.nn tii.iini 
-iiprrìorc i-uriqico : |;i ricostruzione è bacata -.nidi i-M-nijiIari ile] V Libiamo -iqicNiirc. La 
-lalura era dì circa 8,55 ni al garrese e 3,70 ni alla sommità del cranio. Verso la fine del 
\ illafraiuhìano E. meridionnlis ha dato origine nell'Europa occidentale a una sotto- 
specie pili evoluta, E. merìdianidis cromerensìs, che aveva «lalura maggiore >'.{,)H) ni al 
gtnvese e circa 1,31) m alla sommità del cranio), difese pili grandi e cranio corto e alto. 
Da questo ceppo, estintosi alla fine del \ il la franchi ano, è probabilmente derivalo l'ele- 
fante nano della Sardegna, Elephas tnniarmorai, di cui sì conoscono solo frammenti. 



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Elephas falconeri e Elephas mnaìdriensis (a destra), due discen- 
denti siciliani e maltesi di Elephas antiquus, messi a confronto 
con il loro progenitore che è immigrato in Europa occidentale 
all'inizio del Pleistocene medio e vi è sopravvissuto fino all'ul- 
timo periodo interglaciale. I rappresentanti più antichi di que- 



sta specie sono poco noli, La ricostruzione è basata su esem- 
plari di una sottospecie progredita, Elephas antiquus italicus, 
vissuta nel Riss e nel successivo interglaciale- La statura poteva 
raggiungere circa 4 m al garrese. Elephas falconeri, alto meno 
di un metro, è il più piccolo proboscidalo di cui si abbia notizia. 



collegamento tra le isole e il continen- 
te, avvenuto tra la fine del Villafran- 
chiano e l'inizio del Pleistocene medio? 
Entrambe le alternative sono possibili e 
la questione appare insolubile, almeno 
con gli elementi che abbiamo oggi. Il 
collegamento col continente dovette co- 
munque interrompersi presto, non dopo 
il Mindeliano, perché non troviamo 
nelle isole i discendenti delle faune con- 
tinentali del tardo Pleistone medio. Pos- 
siamo fare anche un'altra considerazio- 
ne. Tra la Corsica e l'arcipelago toscano 
i fondali scendono sotto i - 400 metri. 
Le oscillazioni marine del Pleistocene 
non arrivarono mai a valori cosi elevati 
e non sarebbero state sufficienti a stabi- 
lire un ponte tra la Toscana e la Cor- 
sica. La configurazione dei fondali era 
diversa nel Vìltafranchìano e almeno al- 
l'inizio del Pleistocene medio; forti mo- 
vimenti tellurici sono sopravvenuti in 
seguito a modificarla. 

Oltre alle specie di cui abbiamo par- 
lato vivono in Sardegna vari altri car- 
nivori: la volpe, il gatto selvatico, la 
martora, la donnola, e varie specie di 
roditori e insettivori, tutte rappresen- 
tate nell'isola da sottospecie endemiche. 
Tranne alcuni roditori, questi animali 
non sono rappresentati tra le faune 
fossili. Come e quando siano arrivati 



in Sardegna è poco chiaro. Vi è stato 
un nuovo collegamento tra le isole e il 
continente nel Pleistocene superiore? 
La cosa è improbabile, anche se non 
può essere esclusa; del resto, il sempli- 
ce fatto che tutti i mammiferi sardi sia- 
no rappresentati da sottospecie ende- 
miche parla in favore di una lunga se- 
gregazione della fauna insulare. Il mu- 
flone è stato certamente portato dal- 
l'uomo, forse nel Neolitico, perché nes- 
suna pecora selvatica è mai vissuta in 
Europa occidentale. Sappiamo comun- 
que che al tempo di Polibio, cioè nel 
secondo secolo d.C, il muflone era già 
diffuso nelle due isole: non vi erano 
invece ancora cervi né cinghiali, che 
sono stati portati dall'uomo più tardi, 
forse ancora in epoca romana. 

I a situazione della Sicilia è diversa. 
Qui le faune cavernicole sono mol- 
to più ricche di quelle della Corsica e 
della Sardegna e vi predominano gli 
elefanti e gli ippopotami. Abbiamo vi- 
sto che gli ippopotami mancano in Cor- 
sica e in Sardegna. Gli elefanti sicilia- 
ni non hanno niente a che vedere col 
piccolo elefante sardo né con Elephas 
meridionalìs. Come riconobbe fino dal 
secolo scorso il paleontologo tedesco 
H. Pohlig, sono strettamente imparen- 



tati con una specie immigrata in Italia 
nel Cromeriano o nel Mindeliano e so- 
pravvissuta fino all'inizio dell'ultimo pe- 
riodo glaciale: Elephas antiquus, un ani- 
male di statura enorme, dalle forme 
pesanti, con un grosso cranio massic- 
cio munito di due lunghe zanne diva- 
ricate e quasi dritte. I molari si distin- 
guono facilmente da quelli di Elephas 
meridionalìs e dei suoi parenti perché 
hanno una corona molto più stretta e 
allungata. Anche in Sicilia gli elefanti 
sono diventati nani. Vi sono due spe- 
cie di statura diversa: Elephas mnaì- 
driensis. che variava tra 1 ,50 e 1 ,90 m, 
e Elephas falconeri, alto appena 80- 
90 cm, il caso di nanismo più spin- 
to che si conosca tra i proboscidati, 
e forse il più strabiliante tra i grandi 
mammiferi. Risulta anche, dalla posi- 
zione in cui i fossili sono stati trovati, 
che la specie più piccola è anche la più 
recente; entrambe però sono vissute nel 
Pleistocene superiore, per cui la dege- 
nerazione della statura, almeno nelle 
fasi finali, deve essere stata rapidis- 
sima. 

Agli elefanti e ippopotami seguono, 
per importanza numerica, i cervi nani, 
di cui la grande maggioranza sono im- 
parentati con il cervo comune europeo, 
Cervus elaphus, e non hanno niente a 



che vedere con i cervi della Corsica e 
della Sardegna. Vi sono poi altri mam- 
miferi nani, ma scarsi di numero. Sono 
stati segnalati un orso, una volpe e una 
iena; inoltre un bue selvatico e un bi- 
sonte, ma queste due specie hanno sta- 
tura poco inferiore a quella dei buoi 
e dei bisonti del Pleistocene continen- 
tale. Vi è poi, stranamente, il ghiro gi- 
gante, Leithia melitensis. Vi è anche 
un rappresentante dei cervi giganti, 
Megaceros messinae, ma raro e rappre- 
sentato da frammenti. Sembra imparen- 
tato con Megaceros verticornis e con i 
cervi sardo-corsi: però è decisamente 
più antico della fauna a elefanti e ippo- 
potami nani. 

La fauna di Malta è simile a quella 
della Sicilia e molte specie sono comu- 
ni alle due isole. Elephas mnaìdriensis 
prende nome, in effetti, da una grotta 
di Malta, e Leithia melitensis dal no- 
me latino dell'isola. È certo che nel 
Pleistocene le isole maltesi sono state 
collegate alla Sicilia per un periodo ab- 
bastanza lungo. Vi è anche, a Malta, 
una tartaruga gigante di cui finora non 
si è trovato traccia in Sicilia. 

Lo stretto che separa la Sicilia dalla 
Calabria si è formato in corrisponden- 
za di una grande faglia a movimento 
prevalentemente orizzontale, che da 
Messina decorre lungo la costa orienta- 
le dell'isola fino alla piana di Catania e 
poi si addentra, mantenendo la stessa 
direzione, a separare l'altipiano degli 
Iblei dalia regione di Gela. Come tutte 
le faglie di questo tipo, è stata attiva a 
varie riprese e per lungo tempo, e lo è 
tuttora; alla sua attività sono legate le 
manifestazioni vulcaniche terziarie de- 
gli Iblei, l'apparalo molto più recente 
dell'Etna, e la nota attività sismica del- 
lo stretto. È chiaro che nei collegamen- 
ti tra Sicilia e continente hanno influito, 
oltre alle fluttuazioni del livello del ma- 
re, vari movimenti tellurici. 

La spiccata differenza tra le faune 
della Sicilia e Malta da un lato, e quel- 
le della Corsica e Sardegna dall'altro, 
dimostra al di là di ogni dubbio che i 
popolamenti delle isole sono avvenuti in 
tempi diversi. In Sicilia non vi è finora 
traccia della fauna villafranchiana. Me- 
gaceros messinae, insieme ad alcuni mo- 
lari di Elephas antiquus trovati vicino a 
Palermo, sembrano essere gli unici te- 
stimoni di un primo collegamento tra 
Sicilia e continente avvenuto nel Plei- 
stocene medio, probabilmente durante 
la glaciazione mindeliana. Il resto della 
fauna è più recente ma discende da 
specie che popolarono la penisola piut- 
tosto a lungo. Confrontando faune con- 
tinentali e insulari si può concludere 
che un secondo collegamento, quello 
durante il quale immigrò la maggior 



§m m ■'■■ •■ ^ :■■**? 






Centis lyrrkenicus, del Pleistocene superiore dell'isola di Capri. La statura è all'incirca 
quella di un daino, ma il corpo è un po' tozzo, la testa grossa e le zampe gracili. I 
palchi erano estremamente variabili per forma e per numero di punte; i palchi ca- 
ratteristici di questo esemplare somigliano superficialmente a quelli tipici del 
daino, ma la specie è imparentata col cervo comune europeo, Cervus elaphus, 



parte della fauna endemica siciliana, ri- 
sale alla glaciazione rissiana. cioè a un 
periodo compreso tra 350 mila e 230 
mila anni fa. La maggior parte delle 
specie nane sembra essersi estinta du- 
rante la glaciazione wurmiana o poco 
dopo. Partendo ovviamente da specie 
di statura normale, la degenerazione 
verso il nanismo dovette avvenire nel 
volgere di 100 000-200 000 anni circa. 
Vari indizi faunistici fanno ritenere 
che vi sia stato anche un terzo colle- 
gamento tra Sicilia e continente nel 
Wùrmiano: ma a questo punto l'in- 
fluenza dell'uomo sulle faune comincia 
a pesare in maniera sensibile, al punto 
di sviare le indagini, 

A Itre isole del Tirreno che hanno dato 
resti di mammiferi nani sono Pia- 
nosa e Capri. La fauna di Pianosa è 
nota da oltre un secolo ma è rappre- 
sentata da resti piuttosto frammentari. 
L'elemento più interessante è un pic- 
colo cervo dalle gambe singolarmente 
corte e gracili, imparentato col cervo 
comune europeo. L'età del popolamen- 
to di questa isola rimane un po' incer- 
ta. Poiché i fondali nell'Arcipelago To- 
scano non scendono sotto i - 1 30 m, è 
molto probabile che l'isola sia stata po- 
polata durante la glaciazione wurmiana 
e che i mammiferi siano divenuti nani 



quando l'isola è rimasta staccata dal 
continente in seguito all'ultima risalita 
del livello marino; il che potrebbe es- 
sere avvenuto non più di 20 000 an- 
ni fa. 

A Capri resti fossili sono stati tro- 
vati solo nella Grotta delle Felci, sulla 
costa meridionale dell'isola. La maggior 
parte della fauna è costituita da cervi 
che appartengono a un'unica specie. 
Cervus tyrrhenicus; vi sono inoltre ro- 
ditori e uccelli. I depositi fossiliferi so- 
no stati trovati sotto uno strato a in- 
dustria neolitica, ma sulla loro età non 
abbiamo altri particolari. Il cervo è 
rappresentato da oltre venti esemplari 
dei due sessi ed è un animale di sta- 
tura piuttosto piccola ma non piccolis- 
sima. La femmina raggiungeva circa 
90 cm al garrese, il maschio qualche 
centimetro in più; le zampe sono cor- 
te e esili in proporzione al tronco. I 
palchi sono estremamente variabili di 
forma e alcuni presentano un aspetto 
decisamente anormale. E chiaro però 
che il cervo della Grotta delle Felci 
è uno stretto parente del cervo comu- 
ne europeo, anzi a quanto pare di una 
sottospecie a palchi grandi e poco rami- 
ficati, diffusa nel Pleistocene superiore 
italiano, Cervus elaphus aretinus. Il col- 
legamento di Capri alla Penisola Sor- 
rentina e il successivo distacco sono 



90 



91 






Cranio e mandìbola di Miiciwa mii/ori, una bertuccia nana i eui restì fossili sono stali 
trovati in una brcrria ossifera presso Olbia, in Sardegna. Per confronto l solfai è figu- 
rata una mandibola di Manica fiorentina, una berlincia presente nel Yillafranchiano 
superiore del Yaldarno. Tutti i pezzi appartengono a individui di sesso maschile. 



quindi motto recenti, e probabilmen- 
te risalgono al periodo glaciale «ur- 
aliano. 

Sulle isole mediterranee fuori del- 
l'area italiana abbiamo dati più scarsi. 
A Creta sono stati trovati resti piutto- 
sto frammentari di elefanti nani impa- 
rentati con Elephas antiquus, di ippopo- 
tamo e dì un piccolo cervo, Megaceros 
cretettxis, che al pari dei cervi della 
Corsica e della Sardegna è uno stretto 
parente di Megaceros veriìcornìs. Il 
cervo di Creta ha però portato al- 
l'estremo la degenerazione del nanismo: 
la sua statura era di soli 60-65 cm e 
i palchi, non più lunghi di una span- 
na, avevano due sole punte. Le cavi- 
glie ossee dì sostegno dei palchi sono 
grosse, in singolare contrasto con l'asta 
sottilissima. Spesso i palchi presentano 
la parte superiore consumata, come per 



ripetuti sfregamenti contro le pareti 
delle grotte, nelle quali questi piccoli 
cervi dovevano trascorrere periodi piut- 
tosto lunghi. Non vi è traccia della fau- 
na villafranchiana: il collegamento del- 
l'isola al continente non è quindi più 
antico del Pleistocene medio, e il di- 
stacco definitivo dell'isola non dovreb- 
be essere più lardo della glaciazione 
mindeliana. L'immigrazione delle faune 
a Creta è poco più tarda dell'immigra- 
zione in Sardegna e in Corsica. A Ci- 
pro sono stati trovali solo resti scarsi 
di ippopotami e di elefanti: sembra che 
la sua storia non sia dissimile da quella 
di Creta. 

TI caso delle Baleari è diverso. L'unico 

grande mammifero è Myotragus bu- 

learicus, un'antilope di piccola statura. 

con zampe corte, adattate ai terreni ac- 



cidentati. Questo animale presenta la 
strana caratteristica di avere gli incisivi 
inferiori prismatici, ad accrescimento 
continuo, come quelli dei roditori (gli 
incisivi superiori mancano come in tut- 
ti i ruminanti). Myotragtts balearicits 
non ha nessuna parentela con le anti- 
lopi del Quaternario del continente e 
neppure, per quanto ne sappiamo, con 
le antìlopi del Pliocene. È probabile 
che il distacco delle Baleari dall'Euro- 
pa continentale risalga molto addietro 
nel tempo, forse al Miocene superiore, 
cioè oltre 7 milioni di anni fa. 

Varie ìsole della Sonda, Giava, Celé- 
bes, Flores. Timor, hanno dato resti di 
proboscidati nani del genere Sregadon, 
strettamente imparentati con gli ele- 
fanti, dai quali differiscono più che al- 
tro per i molari a corona più bassa. An- 
che se non si è arrivati a casi estremi 
di nanismo come in Sicilia, sono vis- 
suti in queste isole degli stegodonti di 
statura inferiore al metro e mezzo. Gli 
stegodonti nani sono certamente relitti 
di faune quaternarie, o tutt'al più del 
Pliocene superiore: non siamo tuttavia 
in grado di ricostruire nei particolari le 
vicende della paleogeografia di queste 
ìsole. 

li Madagascar pone problemi diversi 
e meno complessi. Certamente il di- 
stacco di quest'isola dal continente è 
molto antico e vi troviamo una fauna 
fortemente specializzata: lemuridi. vi- 
ve rr idi e particolari famiglie di insetti- 
vori e di roditori, tutti discendenti di 
mammiferi che dovevano essersi inse- 
diati in Africa dal Terziario infe- 
riore. Vi troviamo però anche il cin- 
ghiale di fiume (Potatnochoertis) e una 
specie decisamente nana di ippopotamo, 
fi ippopotami^ lemerlei, eslintasi in epo- 
ca preistorica ma recentissima. Era un 
animale di circa un metro di statura, 
alquanto più piccolo quindi dell'ippopo- 
tamo nano della Sicilia. Ora. sappiamo 
che cinghiali e ippopotami sono di ori- 
gine asiatica e sono immigrati in Afri- 
ca nel Pliocene. Se il cinghiale di fiu- 
me vi sia arrivato da sé o sìa stato im- 
portato dall'uomo non è chiaro, ma 
l'ippopotamo vi è certamente arrivato 
per conto suo, e molto prima che l'uo- 
mo mettesse piede sull'isola. Hippopo- 
ramus leinertei è abbastanza strettamen- 
te imparentato con Hìppopoiamus am- 
phihius ma non ne è certo un discen- 
dente diretto; presenta anzi alcuni ca- 
ratteri primitivi che dimostrano che è 
derivato da una specie meno evoluta di 
quella che vive oggi, e che probabil- 
mente visse nell'Africa continentale nel 
Pliocene: ed è facile concludere da que- 
sto che i primi ippopotami sono arri- 
vati nel Madagascar nel Pliocene, o 
tutt'al più nel Pleistocene amico. Pro- 



habilmente la via di comunicazione era 
costituita da una serie di isole separate 
da acque basse, perché all'infuori del- 
l'ippopotamo e forse del cinghiale di 
fiume nessun mammifero di abitudini 
compiutamente terrestri è migrato dal 
continente all'isola o viceversa nel Ter- 
ziario superiore. La fauna del Mada- 
gascar presenta anche altri caratteri 
propri delle faune insulari. L'ippopota- 
mo, come abbiamo visto, è nano; per 
contro, fino a epoca recentissima vi 
sono vissute varie specie di lemuri di 
grande statura e che avevano abbando- 
nato la vita arboricola per assumere 
abitudini terrestri, e vari uccelli corri- 
dori giganteschi, tra cui i più noti sono 
gli Aepyornis o * uccelli elefanti ». 
Tutto questo è dovuto al lungo perio- 
do di isolamento della fauna malgascia, 
interrotto solo, verso la fine del Terzia- 
rio, dall'immigrazione degli ippopotami 
e forse dei cinghiali, che non devono 
aver turbato gran che l'equilibrio biolo- 
gico dell'isola. 

possiamo tornare adesso ai quesiti po- 
sti all'inizio di questo scritto: quali 
possono essere state le cause del nani- 
smo dei grandi mammiferi, come del 
gigantismo di alcuni piccoli mammife- 
ri, uccelli e rettili? Quali le cause del- 
la rapida scomparsa di tante specie in- 
sulari? 

Ritengo che la causa principale delle 
modificazioni subite dalle specie insu- 
lari sia stata la mancanza di pressio- 
ne selettiva. In altre parole, ogni spe- 
cie vivente è soggetta in natura a com- 
petere con altre specie: animali preda- 
tori, animali o piante che contendono 
lo spazio vitale o il cibo. Nei grandi 
mammiferi la statura elevata rappre- 
senta un mezzo di difesa e quindi un 
carattere vantaggioso. La competizione 
esercitata più che altro dagli animali 
predatori fornisce la « pressione selet- 
tiva * necessaria a mantenere questa 
statura, eliminando gli individui più 
gracili. Nelle isole, dove i grandi carni- 
vori sono scarsi o assenti, questa pres- 
sione è venuta a mancare: individui 
portatori di mutazioni che provocano 
una riduzione di statura hanno potuto 
cosi sopravvivere e hanno avuto modo 
di diffondere nella popolazione i geni 
mutanti. Analogamente, per mancanza 
di pressione selettiva il ghiro della Si- 
cilia e di Malta è diventalo gigante, i 
lemuri malgasci hanno abbandonato gli 
alberi e sono diventati grossi e pesanti, 
molti uccelli insulari hanno perduto 
l'attitudine al volo. 

Alla mancanza di pressione selettiva 
si sono sovrapposti altri fattori. L'endo- 
gamia, cioè il frequente reincrocio en- 
tro popolazioni ristrette, può avere fa- 
vorito raffermarsi di mutazioni di tipo 



più o meno patologico. D'altra parte in 
alcuni casi particolari, come in isole 
piccole o povere di vegetazione, la ri- 
duzione di statura può avere costituito 
un vero vantaggio, diventando cosi un 
carattere adattativo. 

È stato supposto talvolta che la de- 
generazione dei grandi mammiferi del- 
le isole mediterranee sia dovuta al 
clima troppo rigido delle fasi glaciali 
quaternarie, o troppo arido delle fasi 
interglaciali. È un'ipotesi che può esse- 
re valida in qualche caso, in particolare 
per gli elefanti e gli ippopotami, ma 
certamente non è adeguata a spiegare 
il fenomeno nella sua interezza perché 
cervi, elefanti e ippopotami vivevano 
nello stesso tempo nel continente, in 
condizioni di clima non diverse da quel- 
le delle isole. D'altra parte, se elefanti 
e ippopotami soffrono di un clima rela- 
tivamente rigido, lo stesso non può dir- 
si dei cervi, che trovano il loro ambien- 
te migliore nelle regioni temperato -fred- 
de. Per di più un'ipotesi del genere ca- 
de completamente in difetto per le iso- 
le della Sonda e il Madagascar, dove 
anche durante il Quaternario il clima 
non può mai essere stato troppo freddo 
né troppo arido. Con ciò non si può 
escludere del tutto che qualche specie 
insulare possa essere degenerata e. final- 
mente essersi estinta per le condizioni 
ambientali divenute avverse; si può dire 
solo che una tale ipotesi non fornisce 
una spiegazione valida per tutte le spe- 
cie insulari, ma tutt'al più per un ri- 
stretto numero di esse. È comunque si- 
gnificativo il fatto che nelle isole me- 
diterranee, dove gli inverni dovettero 
essere rigidi durante i periodi glaciali, 
le faune si trovano spesso accantonate 
nelle grotte, mentre nelle isole tropicali 
si trovano in depositi all'aria aperta: al- 
meno alle medie latitudini il clima può 
avere esercitato un'influenza negativa 
sui grandi mammiferi. 

Ma oltre a questi fattori vi è stata 
una causa più generale che ha provo- 
cato una vera decimazione nella grossa 
selvaggina del tardo Pleistocene, e che 
sembra essere stata ancora più attiva 
nelle isole che sui continenti, appunto 
perché nelle isole si erano sviluppate 
specie relativamente indifese. Questa 
causa è l'uomo, e precisamente l'uomo 
del lardo Paleolìtico. Fu in questo pe- 
riodo che la specie umana si accrebbe 
notevolmente e apprese a fabbricarsi 
frecce e altre armi, vivendo in preva- 
lenza dei proventi della caccia. L'in- 
fluenza dell'uomo del tardo Paleolitico 
sulla grossa selvaggina è impressio- 
nante. Per restare all'Europa, furo- 
no sterminati in questo periodo l'or- 
so delle caverne (Ursus spelaetts), il 
mammut (Elphas primigeniux), il rino- 
ceronte lanoso (Coetodonta antiqui- 



tatis), il cervo gigante del tardo Pleisto- 
cene (Megaceros giganleits), il bisonte 
(Bìsort priscus) e il piccolo equide 
Equus hydruntinus, mentre il cavallo 
(Equia cabalili*) fu ridotto all'orlo del- 
l'estinzione; il bue selvatico (Box primi- 
genius) diminuì fortemente di numero, 
e in conseguenza di tutto questo decli- 
narono fortemente anche i grandi car- 
nivori. Nell'Europa continentale il de- 
clino della grande selvaggina avvenne 
ne! volgere di tempo tra circa 20 000 e 
10 000 anni fa, cioè decisamente dopo 
l'ultima punta di freddo, che si colloca 
circa 18 000 anni fa. Negli altri conti- 
nenti si verificarono estinzioni altrettan- 
to subitanee e massicce, particolarmen- 
te nelle due Americhe, ma neppure 
l'Australia, dalla popolazione umana 
cosi rada, sfuggi al fenomeno. Le tecni- 
che di datazione col carbonio radioat- 
tivo hanno mostrato che le estinzioni 
non furono contemporanee nei vari con- 
tinenti e non coincisero neppure con i 
periodi di clima più freddo, mentre av- 
vennero in concomitanza con l'arrivo 
dei popoli cacciatori, portatori di civil- 
tà simili a quelle del nostro Paleolitico 
superiore. Nel Madagascar la scompar- 
sa degli ippopotami nani, dei grandi le- 
muri terrestri e dei giganteschi uccelli 
inetti al volo coincise ugualmente con 
l'arrivo dell'uomo, che qui avvenne sin- 
golarmente tardi, nel 1100 d.C. 

In Sicilia e a Malta l'uomo arrivò 
nel Paleolitico, e iti presumibilmente lo 
sterminatore delle faune insulari. In 
Sardegna, malgrado qualche incerta in- 
dicazione in contrario, sembra che l'uo- 
mo sia arrivato solo nel Neolitico. Sa- 
rebbe interessante verificare la data del- 
l'estinzione delle faune insulari in rap- 
porto con la comparsa dell'uomo, ma 
per le isole mediterranee questo studio 
non è ancora stato fatto. 

C'è anche da chiedersi se l'eccezio- 
nale ricchezza di fauna di alcune grotte 
non sia in qualche modo in rapporto 
con l'attività dell'uomo: se cioè le po- 
polazioni paleolitiche non avessero ap- 
preso a tenere prigionieri gii animali 
nelle grotte, sbarrando in qualche mo- 
do gli accessi, per poterli cacciare più 
facilmente. Certo è che le tecniche di 
caccia erano primitive: frecce e lance 
dì pietra, trabocchetti; nel caso dì gros- 
si animali, dovevano venire attaccati di 
preferenza i giovani. Talvolta la caccia 
si faceva spaventando i branchi e spin- 
gendoli verso dirupi per farli precipi- 
tare. Il tutto era fatto senza alcuna 
considerazione del rischio di sterminare 
la selvaggina e inaridire cosi le fonti 
stesse del proprio sostentamento. La 
povertà delle civiltà mesolitiche in con- 
fronto a quelle del tardo Paleolìtico po- 
trebbe derivare proprio all'esaurirsi del- 
le risorse della caccia. 



92 



93 



GIOCHI MATEMATICI 



di Martin Gardner 



Curve cicliche generate 
da ruote che rotolano su altre ruote 



Lo straordinario paradosso di roton- 
di oggetti, lisci che conquistano spazio 
col semplice rotolare più e più volte, 
invece di sollevare faticosamente mem- 
bra pesanti per avanzare, deve aver 
provocato nell'ancor giovane genere 
umano uno shock molto salutare. 

Vladimir nabokov, Parla, o memo- 
ria . 

Il mondo sarebbe molto diverso sen- 
za la ruota. A parte il problema 
dei trasporti, se consideriamo l'u- 
so della ruota come macchina semplice 
- carrucole, ingranaggi, giroscopi e co- 
si via - è molto difficile immaginare 
una civiltà progredita che ne sia priva. 
H.G. Wells, nel suo libro La guerra dei 
mondi descrive una civiltà marziana 
molto più sviluppata della nostra, ma 
che non usava ruote nei suoi complicati 
macchinari; Wells probabilmente ha 
voluto dire qualcosa di originale. Si può 
facilmente capire come gli indiani d'A- 
merica non siano arrivati a scoprire la 
ruota ma la stessa cosa non è pensabile 
in una società in grado di mandare 
astronavi da Marte alla Terra. 

Fino a poco tempo fa si pensava che 
l'uso della ruota avesse avuto origine in 
Mesopotamia. Infatti si sono trovati in 
quella regione dei dipìnti raffiguranti 
carri dotati di ruote che risalgono al 



3000 a.C, e sono stati dissotterrati au- 
tentici resti di pesanti dischi foggiati a 
ruote che risalgono al 2700 a.C. Dopo 
la seconda guerra mondiale tuttavia de- 
gli archeologi russi hanno trovato nel 
Caucaso modelli in ceramica di carri 
ruotati il che fa pensare che la ruota 
potrebbe essere stata scoperta nella 
Russia meridionale molto prima che in 
Mesopotamia. Può anche darsi che la 
ruota sia stata scoperta in due o tre 
posti diversi, o che la nuova inven- 
zione si sia diffusa nel mondo passan- 
do di bocca in bocca. 

A prima vista appare molto strano 
che con l'evoluzione non sia mai ap- 
parsa la ruota come mezzo di locomo- 
zione animale, ma poi pensandoci bene 
ci si rende conto di quanto sarebbe sta- 
to difficile per la natura la formazione 
di meccanismi biologici che facessero 
ruotare estremità siffatte. (D'altra par- 
te l'artista tedesco Maurits C. Escher ha 
disegnato una creatura in grado di ap- 
pallottolarsi su se stessa e dì rotolare 
molto velocemente. E chi potrebbe es- 
sere certo che tali esseri non si sono 
sviluppati su altri pianeti?) Può anche 
darsi che esista qualche meccanismo 
microscopico girevole dentro le cellule 
dei corpi viventi terrestri, che avrebbe 
il compito di svolgere e riavvolgere cor- 
doni a doppia elica di DNA, ma la sua 





II paradosso della ruota di Aristotele. 



esistenza e ancora una pura supposi- 
zione. 

Una ruota che rotola ha molte pro- 
prietà paradossali. È facile vedere che 
i punti che stanno vicino alla som- 
mità della ruota hanno una velocità re- 
lativa al suolo molto più alta dei pun- 
ti che stanno in basso. La velocità mas- 
sima è raggiunta dal punto, nella parte 
esterna della ruota, che si trova più in 
alto, mentre i punti a contatto col suo- 
lo hanno velocità minima (zero). Per 
le ruote a flange del treno, i cui orli 
scendono un poco sotto la rotaia, c'è 
persino un breve tratto in cui un punto 
del bordo si muove all'indietro. G.K. 
Chesterton, in un saggio sulle ruote nel 
suo libro Alarms and Discursion para- 
gona la ruota a una società ' sana che 
abbia « una parte che perpetuamente si 
lancia verso il cielo; e una parte che 
perpetuamente butta giù la testa nella 
polvere ». Egli ricorda ai suoi lettori, 
con una caratteristica osservazione alla 
Chesterton che « non si può avere una 
Rivoluzione senz 

Il più geniale tra tutti i paradossi 
sulla ruota è stranamente poco cono- 
sciuto, sebbene sia stato citato già nella 
Meccanica, un trattato greco attri- 
buito ad Aristotele ma più probabil- 
mente scritto da un suo discepolo. La 
e ruota di Aristotele », come viene di 
solito chiamato questo paradosso, è 
stata oggetto di molti studi ai quali 
hanno portato il loro contributo ma- 
tematici famosi come Galileo, Cartesio, 
Fermat e molti altri. Mentre la ruota 
grande della figura in questa pagina ro- 
tola da A a fi, il bordo della ruota pic- 
cola rotola da C a D lungo la parallela 
ad AB. (Se le due linee sono percorsi 
effettivi, è ovvio che la doppia ruota 
non può rotolare con facilità su en- 
trambi. Una può muoversi lungo il per- 
corso superiore mentre l'altra scivola 
continuamente all'indietro nel tratto in- 
feriore, oppure la ruota grande può ro- 
tolare sul tracciato inferiore mentre la 
piccola slitta in avanti lungo quello su- 
periore. Tuttavia non è questo il mo- 
mento interessante del paradosso). Si 
supponga che la ruota più grossa per- 
corra senza attrito il tratto da A a B. 
A ogni istante ci sarà un solo punto 
della ruota grande a contatto con il seg- 
mento AB, e un solo punto della ruo- 
ta piccola a contatto col segmento CD. 
In altre parole i punti della circonfe- 
renza minore possono essere messi in 
corrispondenza biunivoca con i punti 
di quella maggiore. Nessun punto delle 
due circonferenze resta escluso. Que- 
sto parrebbe dimostrare che le due cir- 







// metodo con cui Galileo affrontò il paradosso della ruota. 



conferenze hanno uguale lunghezza. 

Il paradosso della ruota di Aristote- 
le è strettamente collegato con quello 
più noto di Zenone e non è meno pro- 
fondo di quest'ultimo. I matematici mo- 
derni non hanno più dubbi su di esso 
in quanto sanno che il numero di pun- 
ti di un segmento qualunque è misura- 
to da ciò che Georg Cantor ha chia- 
mato aleph-uno, il secondo dei suoi nu- 
meri transfiniti. Questo numero rap- 
presenta € la potenza del continuo >. 
Tutti i punti di un segmento lungo un 
centimetro possono essere messi in cor- 
rispondenza biunivoca con i punti di 
una linea lunga milioni di chilometri, 
cosi come con quelli di una linea di 
lunghezza infinita. Anzi non è difficile 
dimostrare che ci sono aleph-uno pun- 
ti in un quadrato o in un cubo di qua- 
lunque dimensione, o in uno spazio 
euclideo infinito con un numero finito 
di dimensioni. Naturalmente i matema- 
tici vissuti prima di Cantor non ave- 
vano familiarità con le proprietà tipi- 
che dei numeri transfiniti, ed è diver- 
tente leggere i loro affannosi tentativi 



di risolvere il paradosso della ruota. 

Galileo affrontò il problema consi- 
derando ciò che accade quando al po- 
sto delle due ruote si pongano due po- 
ligoni regolari, per esempio due qua- 
drati 

pò che il quadrato mag^iBre rfa^fcflm- 
piuto una rotazione completa lungo la 
retta AB, i lati del quadrato picco- 
lo hanno toccato la retta CD in quat- 
tro punti, saltando tre spazi. Se le 
ruote fossero pentagonali, il pen- 
tagono minore salterebbe quattro spa- 
zi per ogni giro completo, e cosi via 
per poligoni con numero di lati sem- 
pre più grande. Al crescere del nume- 
ro dei lati, cresce anche il numero de- 
gli spazi saltati, ma ognuno di questi 
spazi ha lunghezza sempre minore. Al 
limite, se il poligono ha un numero in- 
finito di lati, gli spai vuoti saranno in- 
finiti, ma di lunghezza infinitamente 
piccola. Questi « vuoti » di Galileo non 
sono altro che i mistificanti « infinite- 
simi » che più tardi resero cosi diffici- 
li i primi sviluppi del calcolo. 

E ora siamo in un bel pasticcio. Se 



gli spazi vuoti lasciati dalla ruota pic- 
cola sono infinitamente brevi, perché 
la loro somma dovrebbe permettere che 
la ruota piccola percorra una distanza 
finita mentre la grande si muove lun- 
go il suo percorso? I lettori a cui in- 
teressi sapere come i matematici più 
moderni risposero a Galileo, e dispu- 
tarono tra loro, troveranno i particola- 
ri negli articoli Aristotle's Wheel: No- 
tes on the History of the Paradox di 
Israel E. Drabkin (« Osiris », voi. 9, 
pag. 162-168, 1950) e The Wheel of 
Aristotle and French; Consideration of 
Galileo's Arguments di Pierre Costa- 
bel (« 
61, pag. 527-534, 1968). 

Quando una ruota si muove lungo 
una linea retta ogni punto della sua cir- 
conferenza genera la curva nota come 
cicloide. (Non tratteremo qui la cicloide, 
ne parleremo un'altra volta). Quando 
una ruota rotola in modo da essere 
sempre tangente internamente a un cer- 
chio, i punti della sua circonferenza 
generano curve che vengono chiamate 
ipocicloidi. Quando essa rotola ester- 




La deltoide. 



L'asteroide. 



L'ipocieloide a « due » cuspidi. 



94 



95 



namente al cerchio, i punti della sua 
circonferenza generano delle epicicloi- 
di. Sia R/r il rapporto tra il raggio R 
della circonferenza maggiore e il rag- 
gio r della minore. Se il rapporto R/r 
è un numero irrazionale, un punto a 
della circonferenza mobile che sia sta- 
to a contatto una volta con un punto 
b del cerchio fisso, non potrà toccare 
più il punto b, anche se la ruota pic- 
cola continuasse a girare indefinita- 
mente. La curva generata da a avrà 
un numero di cuspidi pari a aleph-ze- 
ro. Se R/r è razionale, i punti a e b 
coincideranno dopo un numero finito 
di giri. Se R/r è intero, a e /; si toc- 



cheranno dopo un giro completo 

Si considerino le ipocicloidi traccia- 
te da un cerchio di raggio r che rotola 
internamente a un cerchio maggiore di 
raggio R. Quando R/r è 2, 3, 4,... i 
punti a e b si toccheranno di nuovo 
dopo un giro completo e la curva avrà 
R/r cuspidi. Per esempio la curva del- 
toide (o ipocicloide a tre cuspidi) si ot- 
tiene quando R/r = 3 (si veda la figura 
in basso a sinistra a pag. 95). La stessa 
curva deltoide si ottiene quando R/r è 
3/2, quando cioè il raggio del cerchio 
mobile è i due terzi di quello del cer- 
chio fisso. Tutti i segmenti tangenti alla 
deltoide con gli estremi sulla curva. 



hanno la stessa lunghezza. Quando R/r 
è 4 o 4/3 si ottiene l'ipocicloide a 
quattro cuspidi o asteroide (si veda la fi- 
gura in basso al centro a pag. 95). I due 
rapporti si possono applicare a curve 
ipocicloidi di qualunque ordine: quando 
R/r è uguale a n o a n/it-l il cerchio 
mobile genera una curva con n cuspidi. 
Si giunge a un risultato sorprendente 
quando R/r è uguale a 2 (si veda la fi- 
gura in basso a destra a pag. 95). L'ipo- 
cicloide degenera in una retta coinci- 
dente con un diametro del cerchio mag- 
giore Gli estremi di questo diametro 
possono essere considerati come due 
cuspidi degeneri. Sapreste descrivere la 




Un'asteroide disegnata rome inviluppo di un segmento di linea in movimento. 



96 





Una cardioide Op-art. 



97 



forma dell'area descritta da un dato 
diametro del cerchio minore? È una 
parte di piano limitata da un'asteroide. 
In altre parole si può anche dire che 
l'asteroide si ottiene come inviluppo di 
un segmento che ruota mantenendo i 
suoi estremi su due assi perpendicolari, 
come è mostrato nella figura a pagi- 
na 96. 

La più semplice epicicloide, genera- 
ta da un punto di una circonferenza 
che ruoti toccando esternamente un'al- 
tra circonferenza, si ottiene quando le 
due circonferenze sono uguali. La cur- 
va risultante è a forma di cuore e si 
chiama cardioide (si veda la figura in 
alto a pag. 97). Tutte le corde che 
passano per la cuspide hanno la stessa 
lunghezza. La cardioide della figura è 
stata disegnata dividendo il cerchio fis- 
so (in colore più scuro) in 32 archi 
uguali e poi disegnando un insieme di 
cerchi i cui centri sono sul cerchio fis- 
so e che passano per altri punti di que- 
sto cerchio. Questa figura si potrebbe 
colorare ottenendo uno splendido esem- 
pio di Op-art (si veda la figura in basso 
a pag. 97). (Entrambi i disegni sono 



di Hermann von Baravalle, Geometrie 
als Sprache der Formen, Stoccarda, 
1963). 

La cardioide è generata anche dal 
moto di un punto della circonferenza 
di un cerchio che rotola due volte at- 
torno a un cerchio più piccolo fisso e 
interno a essa e il cui diametro sia la 
metà di quello del cerchio maggiore. 
Questo procadimento è alla base di un 
interessante problema. Si immagini una 
ragazza che abbia un giro di vita per- 
fettamente rotondo. Intorno alla sua 
vita, mentre la giovane rimane immo- 
bile, gira un hula hoop con un diame- 
tro pari a due volte il diametro della 
vita stessa. Quando un punto del cer- 
chio, che ha toccato l'ombelico della 
ragazza, torna a toccarlo, quanto spa- 
zio ha percorso il punto? Dal momento 
che la curva tracciata da questo punto 
è una cardioide, è come se si chiedesse 
la lunghezza della cardioide. Non è dif- 
ficile dimostrare che questa lunghezza 
è quattro volte il diametro del cerchio 
oppure otto volte quello della vita del- 
la ragazza. 

Quando il diametro del cerchio mo- 



bile è la metà di quello del cerchio fis- 
so i due cerchi sono tangenti esterna- 
mente e l'epicicloide generata è la ne- 
froide a due cuspidi (cosi detta perché 
ha la forma dei reni) mostrata nella 
figura in questa pagina. Questo di- 
segno mostra il cerchio che rotola e 
illustra anche il metodo per costruire 
la nefroide come inviluppo di una fa- 
miglia di cerchi tangenti all'asse cen- 
trale verticale i cui centri stanno sul 
cerchio fisso. Come nel caso preceden- 
te, la curva si può ottenere per mezzo 
di un cerchio che rotola attorno a uno 
più piccolo, fisso e interno a esso; 
quindi, quando R/r = 3/2. Questo rap- 
porto R/r è lo stesso che si ha per la 
deltoide, ma in questo caso è il cerchio 
maggiore che rotola attorno al minore. 
Sia la cardioide sia la nefroide sono 
curve che si possono ottenere come in- 
viluppo di raggi luminosi riflessi. La 
cardioide si forma quando i raggi han- 
no origine in un punto della circonfe- 
renza e si riflettono sulla circonferen- 
za. La nefroide è prodotta da raggi pa- 
ralleli che attraversano il cerchio, o da 
raggi la cui origine si trova nella cu- 




te nefroide. 



98 



spide della cardioide e che si riflettono 
sulla cardioide. Le curve dotate di cu- 
spidi, che spesso si vedono sulla su- 
perficie del tè o del caffè in una tazza 
quando dei raggi luminosi provenien- 
ti da una finestra o da un'altra sorgen- 
te di luce non troppo vicina colpiscono 
obliquamente la superficie del liquido, 
forniscono una buona approssimazio- 
ne di nefroide cuspidata. 

Ci sono svariati e imbarazzanti pro- 
blemi che si occupano di « ruote » non 
circolari. Per esempio, si pensi a una 
ruota quadrata che rotoli senza scivo- 
lare su un tracciato formato da una 
serie di archi uguali con la parte con- 
vessa rivolta verso l'alto. A che tipo di 
curva dovrebbe appartenere ogni arco 
per fare in modo che il centro della 
ruota non oscilli in su o in giù? (In al- 
tre parole, si vuole che il centro della 
ruota proceda con moto rettilineo). 
Questa curva è una curva nota e, stra- 
namente, è la stessa di cui ci si serve per 
costruire tracciati su cui far rotolare 
ruote poligonali con un numero qua- 
lunque di lati. La risposta verrà data il 
prossimo mese. 

Il lettore provi anche a risolvere que- 
sto nuovo enigma: qual è quel mezzo 
di trasporto che ha otto ruote, porta 
solo una persona e non inquina l'at- 
mosfera? 

T I mese scorso era stato chiesto ai let- 
tori di individuare un metodo me- 
diante il quale fosse possibile comuni- 
care per via radio il significato del ter- 
mine « orario » agli umanoidi del Pia- 
neta X. Si supponeva che il Pianeta X 
fosse in qualche punto della nostra ga- 
lassia ma coperto da' dense nubi che im- 
pedivano ai suoi abitanti di vedere le 
stelle. Si supponeva anche che gli scien- 
ziati della Terra e del Pianeta X aves- 
sero escogitato ingegnosi codici che 
consentivano lunghe conversazioni. Il 
problema consisteva nell 'escogitare un 
modo di comunicare il significato di 
« sinistra » e « destra ». 

Potrà sembrare strano, ma fino al 
dicembre 1956 non esisteva alcun mo- 
do di comunicare una definizione non 
ambigua di « destra » e « sinistra ». Se- 
condo quella che i fisici chiamano 
« legge della parità », tutti i processi 
fisici sono reversibili; in altri termini, 
possono manifestarsi in entrambe le lo- 
ro due immagini speculari. Certi cri- 
stalli, come il quarzo e il cinabro, han- 
no la proprietà di ruotare il piano di 
polarizzazione della luce in una certa 
direzione, ma questi cristalli esistono 
sia nella forma destra sia in quella si- 
nistra. Lo stesso è vero per gli stereo- 
isomeri asimmetrici che ruotano il pia- 



no di polarizzazione della luce polariz- 
zata. I composti organici che si trova- 
no nelle forme viventi hanno un solo 
tipo di orientazione, ma questo è un 
fatto accidentale dell'evoluzione terre- 
stre. Non vi sono più ragioni perché 
questi composti abbiano su un altro 
pianeta la stessa orientazione di quelli 
della Terra di quante non vi siano per- 
ché ci si possa aspettare che gli uma- 
noidi del Pianeta X abbiano il cuore 
dalla parte sinistra. 

Gli esperimenti elettrici o magnetici 
non ci sono di aiuto. È vero che essi 
mostrano asimmetrie (per esempio la 
« regola della mano destra » per orien- 
tare il campo magnetico che circonda 
una corrente elettrica), ma è solo una 
convenzione che decide quale polo di 
un magnete è il « nord ». Se potessimo 
comunicare al Pianeta X il significato 
di « polo nord », avremmo risolto il 
problema; sfortunatamente non si può 
far questo se prima non si è stabilito 
un accordo sul significato di destra e 
sinistra. Mediante codici di impulsi po- 
tremmo facilmente trasmettere fotogra- 
fie al Pianeta X, ma senza accordo su 
destra e sinistra non potremmo essere 
certi che non le stampino all'incontra- 
rio. 

Solo nel dicembre del 1956 fu ese- 
guito il primo esperimento che viola- 
va la legge di parità. (Per questo espe- 
rimento i fisici americani di origine ci- 
nese T.D. Lee e C.N. Yang ebbero il 
premio Nobel nel 1957). Si è trovato 
che certe « interazioni deboli » tra par- 
ticelle elementari mostrano una prefe- 
renza per un tipo di orientazione, a pre- 
scindere da ogni convenzione polo sud- 
-polo nord. L'invio dei dettagli di un 
esperimento di questo tipo è il solo mo- 
do finora noto di comunicare al Piane- 
ta X una definizione operativa non am- 
bigua di destra e sinistra, orario e an- 
tiorario, nord e sud, o di qualsiasi al- 
tra distinzione che coinvolga l'orienta- 
zione. 

Va aggiunto che se il Pianeta X fos- 
se in un'altra galassia il problema ri- 
marrebbe insoluto. Un'altra galassia 
potrebbe per esempio essere fatta di an- 
timateria (materia fatta di particelle 
con carica elettrica opposta a quelle 
che costituiscono la normale materia). 
In una galassia di questo tipo l'orien- 
tazione delle interazioni deboli sarebbe 
probabilmente invertita e, non potendo 
sapere di che tipo di materia è fatta 
una galassia (la luce non ci può forni- 
re questa informazione), gli esperimen- 
ti sulla violazione della parità sarebbe- 
ro senza valore e non servirebbero per 
comunicare il significato di sinistra e 
destra. 



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