Un “interruttore temporale” negli embrioni degli uccelli racchiude la risposta del perché gli emù non sanno volare:

Perché le aquile riescono a librarsi in cielo mentre gli emù sono vincolati alla terra? Un segreto risiede in una struttura scheletrica chiamata carena, una cresta a forma di lama sullo sterno che ancora i muscoli del volo necessari per il volo attivo. Gli uccelli volatori ne possiedono una ben sviluppata, mentre negli uccelli incapaci di volare la carena non si forma mai completamente.

In un articolo pubblicato il 29 aprile 2026 su Nature Communications , i ricercatori dell’Università di Kyushu hanno identificato il meccanismo molecolare alla base della formazione della carena. A quanto pare, non dipende tanto dai geni posseduti da un uccello, quanto da un “interruttore temporale” durante lo sviluppo.

“Gli uccelli hanno sviluppato numerose e ingegnose strategie per il volo”, afferma Seung June Kwon, studente di dottorato presso la Facoltà di Scienze della Vita e dei Sistemi dell’Università di Kyushu e primo autore dello studio. “Le ali sono visibili, ma le ossa nascoste sono altrettanto importanti.”

Il team ha inizialmente osservato da vicino la formazione dello sterno durante lo sviluppo embrionale di polli ed emù. I polli sono volatori goffi, ma conservano lo scheletro di un uccello volante. Gli emù, grandi uccelli incapaci di volare originari dell’Australia, sono ideali per gli studi sullo sviluppo grazie alle loro fasi embrionali ben mappate.

Nonostante le diverse forme adulte, i ricercatori hanno scoperto che lo sviluppo iniziale appariva pressoché identico. In entrambe le specie, le cellule progenitrici sternali – le cellule immature che avrebbero poi formato lo sterno – si formavano sui lati sinistro e destro dell’embrione e successivamente si fondevano al centro, all’incirca nella stessa fase di sviluppo.

Come divergono i percorsi di sviluppo della chiglia

I percorsi divergono allo stadio 34, circa a un terzo del tragitto dalla fecondazione al momento della nascita del pulcino. Nei polli, le cellule progenitrici continuano a proliferare e formano la carena. Negli emù, maturano rapidamente trasformandosi in cartilagine e smettono di crescere.

L’analisi dell’espressione genica ha rivelato che la formazione della carena è controllata da un “interruttore temporale” molecolare chiamato Fattore di Crescita Trasformante beta (TGF-β), una via di segnalazione che regola la crescita e la divisione cellulare. Quando il TGF-β rimane attivo, le cellule immature dello sterno continuano a dividersi. Una volta disattivato, la crescita rallenta.

In entrambe le specie, il TGF-β rimane attivo fino allo stadio 34. Negli emù, si disattiva a questo stadio, mentre nei polli continua per circa altri due stadi di sviluppo, fino allo stadio 36, dando alle cellule un turno di lavoro prolungato per continuare a dividersi e spingere la chiglia verso il basso.

Un piccolo spostamento temporale con impatto

“Quello che stiamo osservando è eterocronia , dove un piccolo spostamento nella tempistica dello sviluppo porta a un importante cambiamento anatomico”, spiega Yuji Atsuta, docente presso la Facoltà di Scienze dell’Università di Kyushu e autore corrispondente dello studio. “Polli ed emù condividevano un antenato comune circa 100 milioni di anni fa, eppure le loro diverse ossa sternali derivano da due fasi di sviluppo in un unico percorso di segnalazione. È una differenza molto piccola, ma determina la presenza o l’assenza della carena e, in definitiva, se un uccello può volare.”

I risultati entusiasmano non solo gli appassionati di birdwatching curiosi dell’evoluzione scheletrica, ma anche i ricercatori in medicina umana. Il pectus excavatum, una comune deformità congenita del torace nota come petto scavato, potrebbe derivare da una proliferazione eccessiva delle stesse cellule progenitrici sternali, e la comprensione della regolazione del TGF-β potrebbe offrire nuove prospettive su questa condizione.

Quali potrebbero essere le implicazioni future di queste scoperte?

In seguito, il team sta ampliando i propri orizzonti studiando le sequenze enhancer nel genoma che controllano la durata del TGF-β, nella speranza di scoprire come i cambiamenti del DNA influenzano l’evoluzione del volo.

“Ho mangiato samgye-tang coreano innumerevoli volte senza mai accorgermi della carena”, ride Kwon. “È emozionante capire come questa piccola cosa determini se un uccello può sfidare la gravità.”

“La diversità scheletrica è alla base del modo in cui gli animali si muovono e vivono, quindi capire cosa la modella è importante ben oltre gli uccelli”, aggiunge Atsuta. “Se avete mai assaggiato lo yagen-nankotsu in un ristorante giapponese di yakitori, si tratta di cartilagine di petto di pollo giovane. La prossima volta che lo gustate, ci farebbe piacere se pensaste al nostro studio.”

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