Il mistero dell’origine dello scheletro

Uno studio effettuato su scheletri di vertebrati tra i più antichi conosciuti, sposta le lancette dell’origine delle ossa indietro di milioni di anni


I vertebrati moderni possiedono scheletri formati da quattro differenti matrici: osso, cartilagine, dentina e smalto (questi ultimi due sono componenti fondamentali dei denti). Il processo di mineralizzazione progressiva di questi tessuti è fondamentale per garantire la robustezza e la rigidità dello scheletro a supporto dei movimenti e del sostegno del subphylum dei vertebrati. Tra i più antichi vertebrati che conosciamo c’è il gruppo degli Heterostraci: animali marini simili a pesci vissuti tra i 430 e i 370 milioni di anni (a cavallo tra il Siluriano e il Devoniano).

Una ricerca condotta da scienziati dell’Università di Manchester, dell’Università di Bristol e del Paul Scherrer Institute in Svizzera, ha portato alla luce nuove evidenze sull’origine delle ossa analizzando fossili di Heterostraci. Grazie a una moderna tecnica di tomografia computerizzata ai raggi x ad alta energia prodotta da un acceleratore di particelle, i ricercatori hanno indagato a fondo e dettagliatamente sulla struttura scheletrica di fossili di questa antica sottoclasse di vertebrati.

Fino a oggi si è ritenuto che gli scheletri degli Heterostraci fossero formati da un tessuto, molto strano e completamente diverso dai tessuti moderni, detto aspidina: per 160 anni, gli scienziati si sono chiesti a che stadio dell’evoluzione delle ossa si trovasse questa particolare struttura senza mai venirne a capo. Questa ricerca, pubblicata su Nature Ecology and Evolution mostra come l’aspidina, che si presenta come una rete di tubuli cavi, non sia altro che una serie di spazi vuoti che al loro interno ospitavano gruppi di fibre di collagene, la proteina fondamentale dei tessuti connettivi e quindi delle ossa. L’aspidina è dunque ciò che resta di un tessuto mineralizzato e non un precursore come ipotizzato per molto tempo.

Questa scoperta, spiega il Professor Phil Donoghue dell’Università di Bristol, co-autore assieme al Dott. Joseph Keating della ricerca, cambia la visione che abbiamo avuto sugli scheletri dei vertebrati: l’aspidina non è un precursore dei tessuti mineralizzati, ma è a tutti gli effetti un vero e proprio osso, in particolare pare essere un osso dermico acellulare. I tessuti mineralizzati dei vertebrati, dunque, si sono evoluti milioni di anni prima di quanto ipotizzato finora: il mistero sull’evoluzione dello scheletro è quindi ancora tutto da svelare.


Rifermenti:
Joseph N. Keating, Chloe L. Marquart, Federica Marone, Philip C. J. Donoghue. The nature of aspidin and the evolutionary origin of bone. Nature Ecology & Evolution, 2018; DOI: 10.1038/s41559-018-0624-1

Immagine: By James St. John [CC BY 2.0], via Wikimedia Commons