I serpenti moderni derivano da lontani parenti fossori

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Attraverso lo studio della specie fossile Dinilysia patagonica si è scoperto che i serpenti moderni si sono evoluti da linee basali fossorie


La morfologia così come le capacità sensoriali delle più di 3000 specie di serpenti attuali sono uniche nel regno animale. La perdita degli arti ad esempio, si pensa derivi da un adattamento dei loro antenati ad una vita fossoria. Tuttavia, questa ipotesi dei progenitori fossori non viene accettata da tutta la comunità scientifica. Alcuni studiosi sostengono infatti che la perdita degli arti nelle linee basali dei serpenti sia dovuta all’adattamento al nuoto, anziché alla vita sotterranea. 

Finora, la maggior parte degli studi si sono concentrati sui reperti fossili e hanno analizzato le loro scelte ecologiche, basandosi sulla natura dei sedimenti nei quali sono stati ritrovati e/o sui caratteri morfologici qualitativi. Uno studio pubblicato su Science Advances ha invece utilizzato un approccio diverso basato su analisi di tipo quantitativo sulla forma del vestibolo dell’orecchio interno di un antico ma stretto parente dei serpenti moderni, vissuto nel Cretaceo superiore (risalente all’incirca a 90 milioni di anni fa): Dinilysa patagonica. Studiare il vestibolo di D. patagonica e compararlo con quello delle altre specie di rettili attuali può dare utili informazioni sulla sua ecologia. Infatti, il vestibolo è particolarmente ampio e sviluppato nelle specie di scavatori moderni e lucertole, mentre risulta fortemente ridotto nei serpenti acquatici. Attraverso la tecnica della Tomografia Computerizzata a raggi X (TC), i ricercatori sono stati capaci di ricostruire dei modelli in 3D della forma del vestibolo di 44 specie di rettili (tale struttura fa parte dell’apparato vestibolare e occupa la regione centrale del labirinto), inclusa D. patagonica, al fine di poter confrontare il modello di quest’ultima con le strutture vestibolari delle altre specie prese in esame.

Il campione era composto da 34 specie di serpenti moderni e fossili, più 10 specie di lucertole e anfisbene (sottordine Amphisbaenia, rettili fossori), con i quali è stato poi costruito un albero filogenetico al fine di risalire anche alle abitudini dell’antenato comune dei serpenti moderni. I risultati indicano che D. patagonica presentava un largo vestibolo sferico (si veda questa immagine), una larga finestra ovale e canali semicircolari sottili, così come nei moderni squamati scavatori (si veda questa immagine). Approfondendo la ricerca, i ricercatori hanno osservato una differenza significativa nel vestiboli tra i gruppi di rettili con stile di vita acquatico, fossorio o terrestre, mostrando anche un’impronta filogenetica non significativa. Questo suggerisci quindi che sia stata in realtà la tipologia di habitat ad aver influenzato l’evoluzione della morfologia del vestibolo dei serpenti e non tanto la loro filogenesi.

Utilizzando i dati ricavati dall’albero filogenetico, è stato inoltre riprodotto un modello virtuale dell’antenato comune a tutti i serpenti che è stato ipotizzato avesse avuto un largo vestibolo, espanso sul piano orizzontale proprio come l’orecchio di un rettile fossorio (la probabilità che fosse scavatore è risultata del 70%, quella che fosse acquatico solo dello 0.02%). Le caratteristiche del vestibolo sferico hanno dato ulteriori informazioni sulle capacità sensoriali e motorie di questa specie e delle altre linee di rettili che lo presentano. Ad esempio, la presenza di un grande otolite (detto anche “sasso dell’orecchio”) che trasmette le vibrazioni del terreno al cervello, fa sì che queste specie abbiano un’ottima sensibilità acustica dell’ambiente circostante. In particolare, specie con più grandi otoliti possono percepire meglio le vibrazione a basse frequenze e il movimento della testa nello spazio. Tuttavia, questi animali non riescono a muoversi a grandi velocità. Quindi, D. patagonica doveva aver avuto eccellenti capacità sensoriali, ma senza poter compiere movimenti repentini. Inoltre, con la sua lunghezza di oltre 1.8 m, D. patagonica è al momento il più grande serpente scavatore finora noto. Gli autori pertanto ipotizzano che possa aver avuto strategie alimentari simili a quelle degli attuali serpenti fossori di grandi dimensioni (come Xenopeltis unicolorconosciuto anche come serpente arcobaleno e Loxocemus bicolor). Queste specie si cibano di uova sepolte di altri rettili e piccoli vertebrati.


Riferimenti:
Hongyu H., Norell M.A. (2015). The burrowing origin of modern snakes. Science Advances Vol. 1, no. 10, e1500743 DOI: 10.1126/sciadv.1500743.

Immagine: By Nobu Tamura http://paleoexhibit.blogspot.com/ http://spinops.blogspot.com/ (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons