I bovini e l’invenzione del latte

Chi ha inventano il latte e quando?

L’idea più comune è che circa sessantasei milioni di anni fa, alla fine del periodo Cretaceo, un grande evento catastrofico provocato dall’impatto di un grande asteroide causa drastiche alterazioni climatiche con un’estinzione di massa dei dinosauri, lasciando spazio a piccoli animali che non depongono uova, ma partoriscono una prole che è nutrita con il latte prodotto dalle loro mammelle e per questo denominati mammiferi (portatori di mammelle). Questa ricostruzione non chiarisce quando e come, con le mammelle, alcuni animali hanno dato origine al latte ma recenti ricerche stanno indicando un inizio molto prima della scomparsa dei dinosauri arrivando al periodo Pennsylvaniano, circa trecento milioni di anni fa, con uno sviluppo del latte nel tardo Triassico, duecentocinquanta, duecento milioni di anni fa, precedente alla nascita e sviluppo degli stessi mammiferi.

Latte prima dei mammiferi per proteggere uova membranose

Secondo le ultime indagini il latte nasce circa trecento milioni di anni fa come secrezione ghiandolare della pelle nei sinapsidi, animali che depongono uova con gusci simili a pergamena, soggette a disidratazione e che sono protette da secrezioni della pelle prodotte da ghiandole apocrine sviluppate in associazione con i follicoli piliferi. Questo lo si suppone in base a ricerche sull’origine ed evoluzione dei costituenti del latte e che portano a uno scenario nel quale secrezioni cutanee ricche di nutrienti si sono evolute molto prima della comparsa di veri e propri mammiferi. Infatti nei sinapsidi, animali premammiferi, le fosfoproteine secretorie delle ghiandole cutanee a cute che legano il calcio originariamente avrebbero avuto un ruolo nella produzione di un guscio calcareo delle uova e solo in seguito un ruolo importante nel trasporto di amminoacidi, calcio, fosforo e altri nutrienti. Cento milioni di anni dopo, nel tardo Triassico, circa duecentodieci milioni di anni fa, compaiono i mammiferiformi antenati degli odierni mammiferi, piccoli animali con un elevato metabolismo che permette loro per mantenere una temperatura corporea costante e si riproducono con piccole uova, una loro secrezione cutanea applicata al guscio membranoso sostituisce il tuorlo d’uovo come principale fonte di nutrienti per gli embrioni. Nel successivo periodo giurassico, circa centosettantamila milioni di anni, fa i principali costituenti primari del latte iniziano ad evolversi. Un breve e ancora non ben definita antichissima storia che permette però di affermare che l’industria lattiero-casearia moderna si basa su fondamenta molto antiche, le cui pietre angolari risalgono ancora prima che i dinosauri dominassero la Terra nei periodi Giurassico e Cretaceo.

Latte ma non solo dei mammiferi

La lattazione è un processo associato ai mammiferi, tuttavia molti uccelli nutrono i loro piccoli appena schiusi con secrezioni analoghe al latte. Queste secrezioni sono prodotte da varie sezioni del tratto digestivo superiore e possiedono livelli simili di grassi e proteine, oltre ad aggiunte carotenoidi, anticorpi e, nel caso di piccioni e colombe, fattore di crescita epidermico. Oggi si ritiene che gli uccelli provengano dai dinosauri e per questo vi è la possibilità che alcuni dinosauri (lattosauri?) abbiano utilizzato l’alimentazione secretoria per i loro piccoli come gli attuali uccelli e mammiferi. Gli argomenti a favore della lattazione dei dinosauri sono piuttosto generici ma non si esclude che in alcuni dinosauri potesse essere stata utilizzata per colmare il divario tra la schiusa delle uova e l’instaurazione della normale dieta.

Quaranta milioni di anni fa i primi ruminanti

I primi ruminanti compaiono sulla Terra nel Miocene, circa trenta o quaranta milioni di anni fa, e hanno la capacità di digerire la cellulosa dei vegetali attraverso fermentazioni operate da un complesso microbiota presente in un sistema pregastrico che permette di sfruttare al massimo le risorse vegetali, altrimenti di impossibile se non difficile digestione. Da qui il successo di questi animali, documentato dalle loro diverse specie che si stima siano circa duecentocinquanta, tra selvatiche e domestiche, per cui i ruminanti sono tra i mammiferi più addomesticati dall’uomo. Ruminanti domestici ora si trovano in società umane in ogni condizione ambientale, dalle renne artiche ai cammelli sahariani, dagli stambecchi e caprioli delle montagne ai bufali delle paludi, dai bovini, pecore, capre, bufali asiatici, europei e africani ai lama americani e questo perché i ruminanti hanno un’alimentazione non competitiva con quella dell’uomo. Il microbioma dei ruminanti infatti è dotato di enzimi tra cui glicosidi-idrolasi e polisaccaridi-idrolasi che attaccano le fibre vegetali contenenti cellulosa ed emicellulosa non sono facilmente digeribili dagli altri mammiferi.

Microbiota digestivo dei ruminanti

I dinosauri erbivori, altri animali e tra questi i ruminanti nel loro apparato digestivo si sono dotati di ampie sacche che ospitano un complesso microbiota costituito da batteri e protozoi e specie batteriche che derivano dai microrganismi endofiti dei vegetali di cui l’animale si è alimentato. Questi ultimi microrganismi con diverse funzioni nei vegetali, e soprattutto i clostridi endofiti vegetali, sono dotati di una notevole attività cellulolitica per cui sono considerati le nanomacchine naturali più efficienti per degradare cellulosa e emicellulosa. Nel microbiota dei ruminanti come di altri animali questi microrganismi intervengono nella degradazione delle fibre, liberano i contenuti delle cellule vegetali e contribuiscono a degradare i polisaccaridi vegetali. I batteri del microbiota assieme a protozoi producono acidi grassi volatili, vitamine e soprattutto proteine che sono alla base della nutrizione dell’animale che quindi non si alimenta quindi di vegetali tal quali, ma del loro fermentato.

Ruminanti anello di un complesso ciclo vitale

Animali che si alimentano con vegetali sono parte di un complesso, naturale ciclo endofitico-enterico-suolo-endofitico. In questo ciclo i microrganismi di origine vegetale che con l’alimento arrivano nel microbiota digestivo dell’animale, sono da questo, e con le feci, passati nell’ambiente dove diventano batteri del suolo e nel quale, potendo colonizzare i vegetali, completano il ciclo. Il letame non solo costituisce un modo per riciclare grandi quantità di azoto nelle coltivazioni agricole, ma è anche fonte di microrganismi per i vegetali. Per questo la salute umana, che dipende dalla salute delle piante e degli animali, a sua volta è determinata dai suoli. Il ciclo vegetale-animale-suolo permette di comprendere come vitelli o altri animali ruminanti che fin dai primi giorni sono allevati lontani dalle madri quando iniziano a nutrirsi di erbe e fieni nel loro sistema ruminale sviluppano un microbiota digestivo. Da quanto tratteggiato si comprende anche come il microbiota digestivo dei bovini, e quindi alcune caratteristiche del loro latte e soprattutto dei formaggi che ne derivano, sono in relazione al ciclo foraggio-microbiota-feci concimanti il foraggio per cui alcuni disciplinari DOP impongono che almeno una certa quantità di foraggio sia della zona di produzione.

Latte bovino di circa venti milioni di anni

I primi antenati dei bovini, noti come bovidi (Eotragus), risalgono al Miocene inferiore, circa venti milioni di anni fa. I primi bovidi, invece, appaiono milioni di anni prima e si adattano gradualmente a habitat aperti come le praterie. L’origine dei bovini domestici risale a circa diecimila anni fa, con la Rivoluzione Neolitica, iniziando con l’addomesticamento dell’uro ((Bos primigenius, l’antenato selvatico) in regioni come il Medio Oriente, l’Asia e l’Africa. Nel corso dei milioni di anni questi animali si evolvono e si diffondono in vari habitat, adattandosi a vivere in praterie e altri ambienti aperti per poi diffondersi in tutto il mondo e ai nostri tempi anche in stalle chiuse.
Odiernamente lo studio della sequenza genomica di Bos taurus consente il collegamento tra latte bovino e dati di lattazione con altri genomi mammiferi. Utilizzando dati pubblici sul proteoma del latte e etichette di sequenza espresse mammarie, sono stati identificati centonovanta sette geni delle proteine del latte e oltre seimila geni mammari nel genoma bovino. L’analisi della localizzazione del genoma rivela una tendenza per i geni delle proteine del latte a essere raggruppati con altri geni mammari e studiando mammiferi placentati (bovino, umano, cane, topo, ratto) si è esaminata la perdita e la duplicazione genica, la filogenesi, la conservazione delle sequenze e soprattutto la evoluzione di questi geni. Rispetto ad altri geni, nel genoma bovino i geni che riguardano lo sviluppo della mammella e la produzione del latte dimostrano una maggiore persistenza ed una più lenta evoluzione. Le proteine del che latte più si modificano sono quelle associate a componenti nutrizionali e immunologiche, mentre proteine altamente conservate sono quelle associate a processi secretori, documentando l’essenzialità del latte per la sopravvivenza dei neonati mammiferi e spiegando perché i meccanismi secretori del latte risalgono a più di centosessanta, se non venti milioni di anni fa.

Riferimenti bibliografici

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