Da secoli la lunga zanna del narvalo ha alimentato miti e leggende. Nel Medioevo, per esempio, veniva persino venduta come il corno del leggendario unicorno, a cui venivano attribuiti poteri magici. Oggi sappiamo naturalmente che non c'è nulla di soprannaturale e che quel dente sproporzionatamente lungo e dalla caratteristica forma attorcigliata è il risultato di una struttura biologica davvero molto particolare.
A svelare il mistero su come si forma quella spirale è stato un gruppo internazionale di ricercatori coordinato dall'Università di Aarhus, in Danimarca. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, ha utilizzato sofisticate tecniche di analisi ai raggi X per osservare come mai prima d'ora la struttura interna della zanna in tre dimensioni. E la prima sorpresa è che le spirali sono due.
La zanna del narvalo costruita come una doppia spirale
La zanna del narvalo (Monodon monoceros) è presente quasi esclusivamente nei maschi ed il risultato dell'allungamento del canino sinistro, che cresce attraversando la mascella e il labbro del cetaceo e può superare i due metri di lunghezza. A differenza dei nostri denti, però, non è ricoperto di smalto: la parte interna è costituita da dentina, mentre quella esterna è formata da cemento, un tessuto mineralizzato che riveste il dente.
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Proprio osservando la disposizione microscopica dei materiali che compongono questi tessuti, gli scienziati hanno scoperto qualcosa di inaspettato. All'esterno, le minuscole fibre di collagene mineralizzato che costituiscono la zanna si dispongono formando un'elica che ruota verso sinistra. All'interno, nella dentina, le stesse strutture ruotano invece nella direzione opposta, verso destra.
Significa quindi che la zanna di un narvalo non è costruita attorno a una sola spirale, ma a due strutture contrapposte che si incontrano nel punto di confine tra dentina e cemento. Le due strutture si sostengono reciprocamente e rendono quindi la zanna più resistente alle forze e ai processi che potrebbero deformarla durante la crescita.
Tre enormi macchinari per studiare la struttura della zanna del narvalo
Capire come sono orientate queste strutture microscopiche non era affatto semplice. I ricercatori hanno infatti combinato diverse tecniche di imaging a raggi X, tra cui quella con tensore di diffusione o DTI, una tecnica avanzata di risonanza magnetica che permette di ricostruire in tre dimensioni l'orientamento delle strutture all'interno di un materiale.
Per farlo sono stati utilizzati tre grandi sincrotroni: MAX IV in Svezia, Swiss Light Source in Svizzera e European Synchrotron Radiation Facility, in Francia. I sincrotroni sono enormi acceleratori di particelle che possono produrre fasci di raggi X molto potenti. Questi strumenti hanno così permesso di osservare la zanna a diverse scale, da quella atomica e nanometrica fino a quella microscopica, ricostruendone l'organizzazione interna.
Le analisi hanno mostrato che le fibre sono orientate soprattutto lungo la lunghezza della zanna, ma deviano leggermente e in modo sistematico. È proprio questa piccola deviazione progressiva a creare la caratteristica struttura elicoidale che restituisce la forma a spirale che conosciamo.
Una struttura che rimane stabile per tutta la vita
La doppia elica non compare soltanto in una parte della zanna o nei primi stadi di sviluppo, ma è presente anche negli strati aggiuntivi che crescono di anno in anno, come gli anelli che si osservano nel tronco degli alberi. Questo suggerisce che questa particolare organizzazione della zanna sia regolata geneticamente e che rimanga stabile durante tutta la vita dell’animale, che può vivere anche fino a circa 80 anni.
Questa scoperta permette quindi di risolvere un piccolo mistero di anatomia zoologica e potrebbe anche avere conseguenze al di fuori dello studio del narvalo. Una struttura capace di resistere contemporaneamente a torsione e piegamento potrebbe infatti offrire indizi utili per progettare nuovi materiali ottenuti combinando componenti diversi, con possibili applicazioni anche nell'ingegneria e nella medicina.
Ma a cosa serve davvero la zanna del narvalo?
Resta però ancora aperta la domanda fondamentale che tormenta da secoli naturalisti e biologici: perché il narvalo ha sviluppato una zanna così grande? La spiegazione più condivisa è che abbia soprattutto una funzione legata alla riproduzione. La zanna è infatti presente soprattutto nei maschi e potrebbe perciò rappresentare un carattere utilizzato per comunicare dimensioni, forza o qualità dell'individuo e attirare così potenziali partner.
Non tutti i maschi, però, possiedono una zanna e anche una piccola parte delle femmine ne sviluppa una. Per questo la sua funzione non è ancora completamente chiara. Nel tempo sono state infatti avanzate diverse altre ipotesi aggiuntive. Potrebbe infatti avere un ruolo nella percezione dell'ambiente, nella caccia o nelle interazioni tra maschi. Sono stati osservati infatti anche narvali con frammenti di zanna conficcati nel corpo, ma non ci sono prove sufficienti per considerare i combattimenti con le zanne un comportamento abituale.
Il narvalo rimane quindi, almeno in parte, un animale ancora misterioso. Ora sappiamo però che quella lunga "zanna a spirale" non è una semplice struttura attorcigliata, ma una sofisticata architettura biologica costruita attraverso due eliche opposte. E a voler essere davvero precisi, non si tratta nemmeno di una vera spirale. Dal punto di vista matematico è una curva elicoidale tridimensionale che si sviluppa attorno all'asse della zanna, che ha una forma affusolata.
Ma chiamarla semplicemente spirale rende bene l'idea di ciò che, da secoli, continua a rendere il narvalo uno dei cetacei più singolari del nostro pianeta.
