Come si nutrivano le antiche balene

Il ritrovamento di una nuova specie di balena di 30 milioni di anni fa supporta l’ipotesi che l’alimentazione tramite filtraggio avvenisse in passato grazie ai denti, prima dell’origine dei fanoni

Il clade dei neoceti, i cetacei attuali, comprende gli Odontoceti e i Mysticeti; mentre i primi, che comprendono delfini e orche, sono dotati di dentatura, i secondi, le balene, ne sono privi e si nutrono filtrando lo zooplancton grazie a una struttura peculiare, i fanoni. Un terzo sottordine, quello degli Archaeoceti, completamente estinti, non sarebbe stato un gruppo monofiletico, ma avrebbe contenuto anche gli antenati degli odierni neoceti. In base al contenuto fossilizzato dello stomaco di alcune specie, si ritiene che fossero predatori che afferravano con i denti le loro prede.

I fanoni sono lamine cheratiniche disposte a formare una specie di pettine che trattiene i piccoli organismi, mentre l’acqua fuoriesce dalla bocca del cetaceo. L’origine di tali strutture è controversa; un’ipotesi sostiene che essi siano comparsi prima della perdita dei denti, che avrebbero consentito in precedenza il filtraggio del cibo; mentre un’altra suggerisce che i denti furono persi prima, quando i Mysticeti attraversarono una fase di alimentazione per aspirazione; l’evoluzione dei fanoni sarebbe avvenuta in seguito. Finora la prima ipotesi era poco supportata, giacché i denti degli esemplari noti dei più antichi Mysticeti erano troppo piccoli e scarsi per consentire un’efficace azione filtrante.

Ora una recente scoperta ha contribuito a rafforzare l’ipotesi del filtraggio dentale, grazie al ritrovamento di Coronodon havensteini, una specie di cetaceo i cui fossili sono stati estratti nel Sud Carolina e datati intorno a 30 milioni di anni fa. Il nome della specie fa riferimento allo scopritore dell’olotipo, mentre quello del genere significa “dente a corona”, con riferimento ai molari dell’animale, dotati di molteplici cuspidi.

Uno studio su Current Biology ipotizza infatti che questa specie rappresenti una forma di transizione tra gli Archaeoceti e i Mysticeti, in cui i denti erano usati come setaccio. L’alimentazione tramite filtraggio si sarebbe dunque evoluta prima dei fanoni, dopo breve tempo dalla divergenza di Odontoceti e Mysticeti; mentre l’alimentazione per aspirazione si sarebbe evoluta separatamente in un clade lontano e separato da quello dei Mysticeti.

C. havensteini infatti è una specie dotata di denti, ma, benché la morfologia e l’usura dei denti anteriori indichino che era in grado di catturare prede relativamente grandi, altre caratteristiche anatomiche suggeriscono che la sua attività predatoria non fosse efficace come negli Archaeoceti. Non era inoltre probabilmente dotata di fanoni; anche se queste strutture non si conservano nei fossili, è possibile dedurne la presenza da correlati osteologici costituiti da forami palatali posizionati lateralmente, per il passaggio dei vasi sanguigni destinati ad alimentare l’epitelio orale che sostiene i fanoni. Tali correlati, presenti nei Mysticeti odierni e nei fossili del genere Aetiocetus, ritenuto una forma di transizione dai cetacei dentati a quelli muniti di fanoni, sono molto ridotti in C. havensteini.

Questo cetaceo estinto non avrebbe nemmeno utilizzato l’alimentazione per aspirazione, che produce un tipo di usura dentale assai diversa da quella riscontrata nell’olotipo, come si vede dal confronto con i denti del tricheco, Odobenus rosmarus, l’unico mammifero odierno che usa l’aspirazione come principale modalità alimentare.

Di contro, le strette fessure formate tra i molari larghi e multicuspidi di C. havensteini fanno pensare che potesse usarle per filtrare il cibo più minuto; anche il tipo di erosione dentale riscontrato nella sua dentatura è compatibile con il filtraggio del nutrimento. In seguito il diastema (lo spazio tra due denti contigui) sarebbe cresciuto e progressivamente i fanoni avrebbero sostituito la dentatura. Un altro indizio a supporto di questa ipotesi è costituito dalla notevole grandezza di questa specie; infatti, tra i vertebrati esistenti, l’alimentazione per filtrazione è associata a un’ampia dimensione corporea.

Il comportamento alimentare di C. havensteini sarebbe dunque assai simile a quello della attuale foca leopardo, Hydrurga leptonyx, che usa i suoi denti anteriori per assicurarsi la preda e la sua dentatura post-canina per filtrare prede più piccole, principalmente krill; e la foca mangiagranchi, Lobodon carcinophagus, che usa la sua dentatura posteriore per filtrare il cibo. Come queste specie, anche C. havensteini dispone di rostro lungo, denti larghi, diastema piccolo, molari e premolari quasi uguali. Tuttavia le foche che filtrano il cibo usano principalmente gli spazi tra le cuspidi dello stesso dente per filtrare i crostacei, mentre è probabile che C. havensteini usasse gli spazi tra i diversi denti.

L’alimentazione per filtraggio è associata, nei Mysticeti esistenti, ad allometria positiva di cranio, mandibole e cavità orale, che permettono la cattura di una maggior quantità di zooplancton. Futuri studi sulle proporzioni scheletriche degli antichi Mysticeti, oltre che su dimensioni corporee, usura e morfologia dentale, potranno confermare o smentire la presenza del filtraggio dentale negli antenati delle odierne balene.


Riferimenti:
Jonathan H. Geisler, Robert W. Boessenecker, Mace Brown, Brian L. Beatty. The Origin of Filter Feeding in Whales. Current Biology, 2017; DOI: 10.1016/j.cub.2017.06.003

 

Immagine: Blue Whale (Balaenoptera musculus) https://www.flickr.com/photos/lakpura/15355561037/in/dateposted/ Licenza: CC BY 2.0