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In biologia, e più specificamente in zoologia, la cefalizzazione è un processo evolutivo che tende a concentrare la maggior parte del sistema nervoso, della bocca e degli organi sensoriali di un animale con simmetria bilaterale a un’estremità del corpo .
In parole più semplici, si riferisce all’aspetto evolutivo di una testa in cui la maggior parte del sistema nervoso è concentrata e centralizzata sotto forma di cervello, e che contiene anche la bocca, gli occhi, il naso e altri organi sensoriali importanti per la sopravvivenza.
La maggior parte degli organismi con simmetria bilaterale ha un’estremità anteriore e un’estremità posteriore. Il primo si distingue proprio per la presenza della testa e perché punta verso la direzione preferita del movimento o della locomozione.
La cefalizzazione fornisce una serie di vantaggi evolutivi che sono particolarmente importanti per gli animali che godono di una buona mobilità, ma che non lo sono per alcune specie che non si muovono, o per quelle che possono muoversi indistintamente in qualsiasi direzione.
Questi vantaggi hanno reso la cefalizzazione una delle tendenze evolutive più marcate e diffuse in una grande varietà di specie animali.
Vantaggi della cefalizzazione
sviluppo di un cervello
Uno dei vantaggi più importanti della cefalizzazione è che porta alla concentrazione del sistema nervoso in un unico organo, cioè il cervello. Avendo l’intero sistema nervoso concentrato in un unico punto, gli impulsi nervosi devono percorrere una distanza inferiore, il che rende l’elaborazione degli stimoli provenienti dagli organi sensoriali e la produzione di risposte molto più rapida ed efficiente.
Vengono create anche reti neurali molto più complesse, che danno origine all’intelligenza caratteristica dei vertebrati e di altri animali.
Maggiore efficienza nell’ottenere il cibo
Avere il cervello, gli organi sensoriali e la bocca concentrati nello stesso posto aiuta gli animali ad analizzare il loro ambiente per il cibo in modo più efficiente ed efficace, il che rappresenta un chiaro vantaggio evolutivo. Ad esempio, i baffi o le vibrisse dei gatti li aiutano a rilevare la preda al buio quando sono molto vicini e non possono vederla.
Migliora il targeting e lo scorrimento direzionale
Una delle caratteristiche degli animali a simmetria bilaterale è che si muovono “in avanti”, nella direzione del piano di simmetria. La presenza di una testa con la maggior parte degli organi sensoriali nella regione anteriore dà agli animali una visione più chiara di dove stanno andando.
Cefalizzazione durante la gravidanza
La cefalizzazione è un processo così radicato nel nostro genoma che il processo di formazione del sistema nervoso centrale durante la gravidanza inizia molto presto, appena due settimane dopo il concepimento. È una delle prime tendenze di sviluppo e una delle più facili da rilevare nell’embrione in via di sviluppo.
Esempi di cefalizzazione
Esistono innumerevoli esempi di specie animali che hanno sviluppato la testa in migliaia e migliaia di anni di evoluzione e appartengono a lignaggi molto vari, come presentato di seguito:
cefalizzazione degli artropodi
Negli artropodi sono invertebrati che includono insetti, aracnidi, miriapodi e crostacei. La cefalizzazione in questi animali avveniva attraverso l’incorporazione progressiva di segmenti del tronco verso la regione della testa, il che implicava lo sviluppo di bocche più efficaci nell’ottenere il cibo. Tra gli artropodi, gli insetti hanno un alto grado di cefalizzazione e una testa ben marcata, con un cervello composto dalla fusione di tre gangli.
Cefalizzazione dei cefalopodi
I molluschi cefalopodi sono un altro esempio di invertebrati con un alto grado di cefalizzazione. Includono polpi e calamari e hanno il sistema nervoso più complesso e altamente evoluto di tutti gli invertebrati, con un rapporto di massa cervello-corpo paragonabile a quello dei vertebrati endotermici. Pertanto, questi animali marini includono alcuni dei più intelligenti nell’oceano.
cefalizzazione dei vertebrati
I vertebrati sono il gruppo di animali che comprende quelli con il più alto grado di cefalizzazione e i sistemi nervosi e sensoriali più complessi e specializzati. Oltre agli esseri umani e ad altri mammiferi, include uccelli, rettili, anfibi e pesci. La cefalizzazione in questi animali è caratterizzata dallo sviluppo di grandi cervelli lobari, con un immenso numero di interconnessioni nervose che li rendono capaci di elaborare molto rapidamente una grande quantità di informazioni.
Tuttavia, va notato che non tutti i vertebrati hanno lo stesso grado di cefalizzazione. Esiste infatti una specie di pesce chiamata anphioxus o pesce lancetta ( Branchiostoma lanceolatum ), naturalmente un vertebrato, ma con pochissima cefalizzazione e una “testa” quasi indistinguibile dalla coda. Tuttavia, questa è più l’eccezione che la regola.
