#66 il colore degli occhi

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Il colore degli occhi è un carattere fenotipico poligenico. (Due parole strane già nella prima frase, yeah!)
Dunque: fenotipo si riferisce a tutte le caratteristiche osservabili di un organismo vivente. Diversamente dal genotipo, che è il patrimonio genetico di un organismo. Il fenotipo è determinato dal genotipo, ma anche dall’interazione con l’ambiente: due individui con lo stesso genotipo (ad esempio gemelli monozigoti) non necessariamente hanno un fenotipo identico. Viceversa, possono esistere due organismi fenotipicamente identici ma genotipicamente diversi.
Un unico carattere fenotipico si definisce poligenico se è determinato da due o più geni. Negli esseri umani, l’altezza e il colore della pelle, ad esempio, sono caratteri poligenici. La genetica del colore degli occhi è molto complessa: sono stati individuati almeno 15 geni che vi hanno a che fare, ma probabilmente sono molti di più. Wikipedia dice: “The genetics of eye color are so complex that almost any parent-child combination of eye colors can occur”. Vuol dire che, se cercate di confrontare il vostro colore degli occhi a quelli dei vostri genitori per capire se siete stati adottati, state perdendo tempo. Comunque si trovano delle simpatiche tabelle che visualizzano le probabilità:
baby color-predictor
Il colore degli occhi è determinato da due distinti fattori: la pigmentazione dell’iride e “the frequency-dependence of the scattering of light by the turbid medium in the stroma of the iris” (adesso provo a capire cosa vuol dire).

L’iride (iris in inglese) è una membrana del bulbo oculare che funge da diaframma: ha la forma di un disco circolare ed è attraversato dalla pupilla, un’apertura circolare il cui diametro può cambiare proprio grazie ai movimenti dell’iride, consentendo il passaggio di una maggiore o minore quantità di luce diretta alla retina.
Pupilla” etimologicamente è il diminutivo di “pupa” e significa “bambina” o “bambola” (il maschile, “pupillo”, significa bambino, fanciullo, o allievo, scolaro). In spagnolo si dice “pupila” o anche “niña”, bambina (“la niña de los ojos”). Perché? Perché nel nero della pupilla si rifletta l’immagine di chi vi sta di fronte, e quella piccola figura umana sembra una bambina.
pupil
La pigmentazione dell’iride varia da marrone chiaro a nero, e dipende dalla concentrazione di melanina. Le melanine sono pigmenti neri bruni o rossastri che, negli esseri umani, si trovano nella pelle, nei capelli, nell’iride e in vari altri posti.

La melanina della pelle è prodotta dai melanociti, che la producono quando sono esposti alla luce. “Anche se tutti gli esseri umani possiedono una concentrazione generalmente simile di melanociti nella pelle, l’attività dei melanociti è differente in individui appartenenti a diverse popolazioni”. Questo conferisce una maggiore o minore concentrazione di melanina nella pelle e quindi una diversa pigmentazione.

Le diverse pigmentazioni della pelle umana, che variano a seconda dell’area geografica di provenienza, sono dovute all’interazione di due fattori: la melanina funziona come filtro per la luce e protegge la pelle, ma almeno una piccola porzione di luce ultravioletta deve penetrare sottopelle per produrre vitamina D, una sostanza che scarseggia nell’alimentazione ma è necessaria per fissare il calcio nelle ossa. Per questo le popolazioni che abitano zone ben poco soleggiate hanno la pelle non pigmentata, praticamente trasparente: appare rosa per i vasi sanguigni sottostanti.

Le giraffe hanno la lingua nera o bluastra: è ricca di melanina, per proteggersi dal sole, perché le giraffe stanno sempre con la lingua fuori, a mangiare le foglie sugli alberi, e là il sole è forte. Ho cercato di capire se anche la lingua degli esseri umani può abbronzarsi se esposta ai raggi solari, ma non ho trovato risposte. Se qualcuno si offrisse volontario per passare una giornata steso al sole con la lingua fuori, sarebbe molto utile (lo faccia per la scienza!).
giraffe
La maggior parte dei bambini di origine europea nasce con gli occhi azzurri (o comunque molto chiari). Crescendo, i melanociti (compresi quelli nell’iride) si sviluppano e cominciano a produrre melanina, che tende a cambiare e scurire la colorazione degli occhi nel corso del primo anno di vita.

Come si è detto, oltre che dalla pigmentazione dell’iride, il colore degli occhi è determinato da “the frequency-dependence of the scattering of light by the turbid medium in the stroma of the iris”.

Lo stroma è lo strato più voluminoso dell’iride, è fatto di tessuto connettivo, ed è torbido: per questo motivo, quando la luce lo attraversa, provoca strani effetti, in particolare lo “scattering”.

Lo scattering (o diffusione ottica o dispersione) è un fenomeno “in cui onde o particelle vengono deflesse (ovvero cambiano traiettoria) a causa della collisione con altre particelle o onde. La deflessione avviene in maniera disordinata e in buona misura casuale (il significato letterale di scattering è sparpagliamento)”.

In particolare, lo scattering di Rayleigh (che prende il nome da John William Strutt Rayleigh, il fisico inglese che per primo lo ha descritto nella seconda metà dell’Ottocento) è quel particolare tipo di diffusione ottica che è responsabile del colore del cielo.
Voi lo sapete perché il cielo è blu?

La luce visibile di colore bianco è composta da onde elettromagnetiche di lunghezza variabile, da noi percepite come colori diversi (in sintesi: violetto, blu, verde, giallo arancione, rosso).
La luce solare, bianca, raggiungendo la Terra, interagisce con l’atmosfera. Gli effetti dell’interazione tra luce e atmosfera dipendono dalla lunghezza d’onda della radiazione e dalle dimensioni degli oggetti su cui questa incide.
La luce rossa ha una lunghezza d’onda maggiore e tende a superare senza conseguenze le particelle più piccole, come le molecole di gas: questo tipo di luce prosegue la sua propagazione rettilinea lungo la direzione iniziale. In modo simile, anche la luce arancione e gialla segue una traiettoria rettilinea senza essere molto influenzata dall’atmosfera.
Al contrario, la luce blu ha una lunghezza d’onda inferiore e viene influenzata anche da molecole piuttosto piccole, che la riflettono e la diffondono in tutte le direzioni. Questa luce diffusa arriva ai nostri occhi da ogni parte del cielo, che quindi ci appare blu.
Tutto questo non succede su un pianeta privo di atmosfera. Se fossimo sulla Luna, il cielo apparirebbe nero.
bluesky
Nell’occhio umano non esistono pigmenti blu o verdi: occhi blu, verdi o nocciola sono il risultato dello scattering di Rayleigh.

La maggior parte degli esseri umani ha gli occhi marrone scuro, quasi neri. In molte parti del mondo questa è praticamente l’unica colorazione presente.
Gli occhi marroni sono il risultato di una concentrazione piuttosto alta di melanina nello stroma dell’iride: lunghezze d’onda sia lunghe sia corte vengono assorbite.

Concentrazioni di melanina più basse dànno occhi ambra: un colore omogeneo giallo-dorato o rossastro-ramato.

Negli occhi azzurri o grigi, lo strato posteriore dell’iride è marrone a causa della melanina. Ma a differenza degli occhi marroni, è molto bassa la concentrazione di melanina nello stroma dell’iride. Così, le maggiori lunghezze d’onda della luce vengono assorbite dal fondo scuro, mentre quelle più corte vengono riflesse nello stroma e subiscono lo scattering di Rayleigh.

Anche gli occhi verdi o nocciola non sono soltanto il risultato della pigmentazione dell’iride: lo stroma è ambra o marrone chiaro, mentre lo scattering di Rayleigh dà una tonalità blu.

Wikipedia parla di uno studio secondo il quale tutte le persone con gli occhi blu avrebbero un unico discendente comune. In origine tutti gli esseri umani avevano gli occhi marroni, poi un tizio, vissuto tra i sei e i diecimila anni fa, probabilmente sulle coste nordoccidentali del Mar Nero, insomma questo tizio sarebbe nato con una mutazione genetica che ha impedito alle sue iridi di produrre abbastanza melanina da apparire marroni.

Se proprio non vi piace il colore dei vostri occhi, avete dei soldi da spendere e nessun timore della chirurgia, potete sottoporvi a un intervento che si chiama “Brightocular Iris Implant” che permette di cambiare in modo permanente il colore dell’iride. In alternativa, c’è Photoshop.
occhi photoshoppati

Nelle foto scattate con il flash è frequente l’effetto occhi rossi: in condizioni di scarsa luminosità, le pupille sono dilatate. Il lampo del flash è intenso ma troppo rapido, e non lascia alla pupilla il tempo di contrarsi. Così la luce riflette sulla retina, che è molto vascolarizzata, e quindi rossa per la presenza del sangue. La fotografia registra questa luce riflessa e nell’immagine gli occhi appaiono rossi.

L’eterocromia è “la caratteristica somatica di individui i cui occhi hanno un’iride di colore diverso dall’altra”. L’eterocromia è per lo più di orgine genetica, ma può anche essere provocata da malattie o traumi.
“Questo fenomeno deriva dal fatto che gli organismi multicellulari (come gli esseri umani) sono originati da una singola cellula. Quindi, ogni cellula ha all’interno lo stesso patrimonio genetico. Tuttavia, se una mutazione che influenza la produzione di melanina colpisce una cellula che originerà cellule dell’iride di un occhio, ma non le cellule dell’altro occhio, le due iridi saranno eterocromatiche.”
L’eterocromia si trova anche in alcuni animali, soprattutto cani, gatti e cavalli. In particolare, è diffusa in una razza di gatti, il Turco Van, un “piccolo felino” famoso “per il suo leggendario amore per l’acqua”. Questa cosa io proprio non la sapevo, ma Wikipedia ha anche una pagina “Odd-eyed cat”.
turkish_van_cat
Ma torniamo a parlare di umani: David Bowie. La sua è un’eterocromia apparente. Le iridi sono dello stesso colore (azzurro), ma il suo occhio sinistro, a causa di una lesione (pare che un suo compagno di classe gli abbia dato un pugno, a 14 anni), è in permanente stato di midriasi, cioè la pupilla è sempre dilatata, e l’occhio appare più scuro dell’altro. Questa condizione si chiama anisocoria.
bowie

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7 pensieri su “#66 il colore degli occhi

  1. Quante informazioni interessanti in un unico post 🙂 Oltre a Bowie, mi pare di aver letto che anche il buon vecchio Alessandro Magno avesse gli occhi di due colori diversi.
    Ah, domani mi metto a prendere il sole con la lingua di fuori, ti farò sapere se divento una giraffa o meno 😀

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  2. “John William Strutt Rayleigh, il fisico inglese che per primo lo ha descritto nella seconda metà dell’Ottocento”. Ok, io ho letto “il fico inglese”.
    A parte che “fico” e “inglese” molto raramente stanno nella stessa frase, ma mi si stanno scatterizzando gli occhi? Sto diventando miope? Può essere dovuto a una carenza di melanina? Dottoressa, cos’ho che non va??? 😀
    PS: a causa della carenza di melanina temo che non potrò seguire l’esempio di Franciswolves e offrirmi volontaria per il tuo test. Potrei diventare un altro animale, tipo un’aragosta.

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    1. Il mio parere professionale è che troppe coccole ti hanno offuscato la vista… 😀
      Ora che mi hai fatto notare la questione fichi, dovrò assolutamente informarmi e scrivere un post sull’agricoltura in Inghilterra (sarà un post piuttosto breve, immagino…).
      Anche i miei melanociti sono degli sfaticati e producono poca melanina! Infatti in questa stagione la protezione solare tipo 50 è la mia unica salvezza…

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      1. Ok, dottoressa, tornerò Intollerante 🙂
        La ringrazio, non vedo l’ora di leggere dell’agricoltura inglese e dell’esigua produzione di fichi locali, della loro scarsa pigmentazione e di come sopravvivere a un’estate in Italia dovendo spiegare a tutti che no, non è che non sono andata al mare, è che i miei melanociti sono degli sfaticati.

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  3. Ah quanto mi piacciono le dissertazioni sui colori!! Fondamentalmente niente è veramente come lo vediamo e mi fermo qui. Grazie, molte cose interessanti che non sapevo (aspetto anch’io il post sui fichi inglesi!)

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    1. Anch’io adoro questa cosa che i colori, un po’ come tutto quello che vediamo, non esistono nel mondo “reale” ma soltanto nella nostra testa, e nel nostro linguaggio… Vedere è un’attività creativa. 🙂
      Grazie del commento, Laura! Se hai voglia di consigliarmi qualche argomento da approfondire (oltre ai fichi inglesi) accetto suggerimenti molto volentieri 🙂

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