Il cervello dei predatori del Cambriano

Uno straordinario ritrovamento fossile avvenuto in Cina svela per la prima volta la struttura del cervello degli anomalocaridi, predatori dei mari del Cambriano


Predatori marini, dotati di un corpo segmentato e circondati ai lati da una serie di lobi flessibili, in grado di fornire la spinta necessaria al nuoto, una testa dotata di due grandi occhi bulbosi e alla cui estremità si staccano due appendici prensili, utilizzate per afferrare le prede e portarle verso la bocca, un’apertura circolare circondata da una corona di placche taglienti.

Questo l’aspetto, allo stesso tempo bizzarro e temibile, degli anomalocaridi, una famiglia di invertebrati marini (Pikaia ne ha parlato qui e qui) vissuti oltre 500 milioni di anni fa nei mari del Cambriano, il periodo a cui risale quella “esplosione” evolutiva che ha visto l’emergere della maggior parte dei gruppi di esseri viventi, compresi i progenitori dei vertebrati (Pikaia ne ha parlato qui). Sono stati scoperti e classificati diversi generi di anomalocaridi, ma quello più noto, e il primo a essere portato alla luce, è Anomalocaris, da cui prende il nome la famiglia. Questo organismo costituisce senza dubbio una delle forme di vita più rappresentative del Cambriano, come testimonia la fauna fossile del celebre giacimento di Burgess Shale, in Canada.

Gli anomalocaridi hanno stretti legami con gli attuali artropodi, come i crostacei, gli insetti, e gli aracnidi, tuttavia la loro classificazione ed esatta posizione nell’albero evolutivo sono ancora dibattute. Alcuni ritengono che gli anomalocaridi, pur condividendo tratti degli artropodi viventi, non facciano parte di questo gruppo, ma se ne siano separati prima della comparsa del suo antenato comune. 

Un importante aiuto agli studiosi di questo campo potrebbe venire dalla scoperta di tre fossili di una nuova specie di anomalocaridi, dal corpo lungo circa 8 centimetri, molto più piccoli di Anomalocaris. I ricercatori, che descrivono la scoperta in un articolo su Nature, hanno battezzato la nuova specie Lyrarapax unguispinus. I tre esemplari, riportati alla luce in Cina, risultano molto ben conservati a tal punto da aver preservato tracce del tratto digestivo, dei muscoli e del cervello. 

L’eccezionale presenza di impronte del cervello, documentata per la prima volta in un anomalocaride, è di particolare importanza perché consente di chiarire meglio la relazione evolutiva tra questi animali e le specie attuali di invertebrati. Dai fossili si evidenzia che le appendici frontali di L. unguispinus sono collegate a gangli nervosi che, insieme ai due nervi ottici, si uniscono a un cervello segmentato, posto di fronte alla bocca, che invia a sua volta al resto del corpo due fasci nervosi. 

È un sistema nervoso più semplice di quello che si pensasse, molto più semplice perfino di quello di cui dovevano essere dotate le prede di questi animali (Pikaia ne ha parlato qui). Analizzando la sua struttura gli autori hanno scoperto che questo sistema nervoso mostra molte somiglianze con quello di un gruppo di invertebrati viventi che vivono nelle aree tropicali dell’emisfero meridionale. Questi invertebrati sono i “vermi di velluto”, appartenenti al phylum degli Onicofori, vermi lunghi pochi centimetri e dotati di zampe e antenne.

Un tratto caratteristico degli anomalocaridi è rappresentato dalle due appendici frontali prensili. La loro posizione sulla testa e il loro rapporto anatomico con il sistema nervoso, così come appare dai fossili di L. unguispinus, suggerisce che esse siano strutture del tutto differenti da quelle, pur simili, di attuali artropodi come i chelicerati (ragni e scorpioni) e anche dalle antenne dei crostacei. Alcuni ricercatori ipotizzano un’omologia tra le appendici frontali degli anomalocaridi e il labbro superiore (labrum) dell’apparato boccale degli artropodi. 

La disputa intorno alla classificazione degli anomalocaridi prosegue, anche dopo la scoperta degli straordinari fossili di L. unguispinus. Ma ora, per la prima volta, gli studiosi hanno tra le mani i resti del cervello di un predatore dei mari del Cambriano, un periodo di grande importanza per la storia della vita sulla Terra, e questo potrebbe fornire nuovi indizi sull’evoluzione del sistema nervoso.

Antonio Scalari


Riferimento: 
Peiyun Cong, Xiaoya Ma, Xianguang Hou, Gregory D. Edgecombe, Nicholas J. Strausfeld. Brain structure resolves the segmental affinity of anomalocaridid appendages. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature13486