Linee di ricerca 1945-1967

La frase "biologia dello sviluppo" diviene popolare alla fine degli anni 1950, quando l'embriologia è in una fase di transizione e l'interesse si sposta dagli organizzatori chimici alle interazioni cellulari e subcellulari, lo scambio di "informazione" fra nucleo e citoplasma e il controllo genetico della morfogenesi. I nuovi sviluppi della Biologia molecolare, soprattutto la proposta da parte di François Jacob e Jacques Monod del modello molecolare di regolazione dell'espressione genica, basata sulla repressione e l'induzione, suggerisce nuove interpretazioni dello sviluppo come un processo di controllo nel tempo della espressione di un programma predeterminato nell'uovo fecondato. La nuova generazione di biologi che opera alla Stazione Zoologica negli anni '50 e '60 si confronta così con nuovi problemi e nuovi procedimenti sperimentali. A. Tyler, T. Hultin e A. Monroy, mostrano che il controllo del programma genetico sembra già, almeno in parte, predeterminato nell'uovo, in quanto i ribosomi su cui si svolge la sintesi proteica si accumulano durante l'oogenesi, ma l'espressione dei messaggeri in essi contenuti è bloccata da particolari proteine, che vengono poi eliminate durante le diverse fasi dello sviluppo embrionale. Questo permette di integrare nel nuovo contesto storico alcune osservazioni realizzate sempre a Napoli da J. Runnström e S.O. Hörstadius, i quali avevano mostrato che l'attivazione dell'uovo al momento della fecondazione produce la comparsa di enzimi proteolitici.

Dopo le pionieristiche ricerche di Otto Loewi (premio Nobel nel 1936) che aveva mostrato che la trasmissione sinaptica è mediata dall'acetilcolina, Bernard Katz e Riccardo Miledi dell'University College di Londra si recano alla Stazione per studiare la relazione fra il calcio e il rilascio dei neuromediatori alla sinapsi. I loro esperimenti divengono classici: grazie all'uso di microelettrodi i due ricercatori scoprono il cosiddetto "potenziale di membrana", mostrando che l'acetilcolina viene liberata in "pacchetti" in quantità molto ridotta quando la sinapsi è a riposo, mentre quando la terminazione sinaptica è stimolata l'emissione aumenta anche di un milione di volte. Il polpo, Octopus, si rivela essere ancora una volta uno straordinario materiale per lo studio dei meccanismi dell'apprendimento e della memoria, grazie anche all'inesauribile disponibilità di animali a Napoli durante tutto l'anno. I pescatori di Posillipo sono capaci di portare sino a 20 o più Octopus in eccellenti condizioni al giorno, e la Stazione mette a disposizione delle vasche speciali, costruite in uno spazio adeguato grazie al finanziamento del British Science Research Council. Questo rende possibile realizzare alla Stazione Zoologica un vasto "servizio dei cefalopodi", costituito di più di duecento vasche nelle quali altrettanti Octopus possono essere mantenuti e osservati individualmente.


Insieme a diversi collaboratori, soprattutto Bryan Boycott, Martin Wells e John Messenger, Young mappa i circuiti neuronali del cervello dell'Octopus e per mezzo di ingegnosi esperimenti esplora le capacità di apprendimento di questi animali e propone nuove interpretazioni dei meccanismi neuronali alla base della memoria.
Sin dalla fondazione, la ricerca botanica era stata una componente importante della vita scientifica della Stazione Zoologica. I primi ospiti dell'istituto erano stati dei ricercatori tedeschi che studiavano le piante marine, dal punto di vista ecologico e sistematico, base per le successive ricerche fisiologiche, citologiche, biochimiche e sui cicli di vita. Dopo un primo periodo come membro del reparto di Botanica marina, a partire dal 1912, Georg Funk realizza diversi periodi di ricerca a Napoli, producendo tre pubblicazioni di fondamentale importanza sulle alghe del Mediterraneo e dando alla ricerca botanica a Napoli una continuità che si estende sino alla fine degli anni ‘50. L'impatto durevole di questo tipo di studi è da ricercare nella loro dimensione ecologica, che è servita come modello anche per altri settori disciplinari. Le monografie di Funk (1927, 1955) con l'approfondita descrizione delle associazioni di alghe, della loro distribuzione, dei cicli riproduttivi rimangono delle pietre miliari per la ricerca sulle alghe del Mediterraneo. Inoltre, le osservazioni di Funk sono servite di base per lo studio quantitativo delle variazioni prodotte nell'ecosistema del golfo di Napoli dallo sviluppo urbanistico ed industriale, che maggiormente influenza le acque vicino alla costa.

All'inizio degli anni ‘50 gli studi botanici riprendono un grande slancio, con nuovi programmi di studio ecologico della distribuzione delle alghe, la loro coltivazione, e soprattutto con le ricerche su vari aspetti del ciclo di vita e delle funzioni biochimiche di Acetabularia.
Con una enfasi ancora più accentuata sull'Ecologia, la Botanica nel decennio 1960-70 inizia a porre nuove questioni scientifiche relative all'ambiente marino. I laboratori di Ecologia bentonica e Oceanografia biologica saranno successivamente creati per sviluppare gli studi ecologici nella loro accezione più larga, che va dalla ricerca sui fattori chimico-fisici all'analisi delle complesse associazioni delle comunità vegetali ed animali dell'ecosistema bentonico.