La diversità dei primi mammiferi

Due nuovi fossili mostrano come gli adattamenti dei primi mammiferi fossero più diversificati di quanto si sospettasse

Nuovi ritrovamenti fossili contribuiscono ad arricchire le nostre conoscenze sulle prime fasi dell’evoluzione dei mammiferi, quando ancora il pianeta era dominato dai dinosauri. Oltre ad arricchire il catalogo dei mammiferi estinti di due nuove specie, questi ritrovamenti, avvenuti entrambi in Cina e descritti in due distinti articoli su Science, mostrano come l’ecologia e le abitudini alimentari dei primi mammiferi dovessero essere più diversificate di quanto si ritenesse fino a non molto tempo fa, a conferma di quanto evidenziato da altri fossili (Pikaia ne ha parlato qui), anche più antichi, rinvenuti di recente. In un mondo ancora “ostile”, all’alba della loro storia, i primi mammiferi stavano già evolvendo adattamenti e specializzazioni ancora visibili in alcuni mammiferi viventi.

I due fossili, battezzati Docofossor brachydactylus e Agilodocodon scansorius, sono stati datati al tardo e al medio Giurassico, rispettivamente e sono da attribuire al clade dei mammaliaformi, che comprende gli attuali veri mammiferi e alcuni gruppi estinti, come l’ordine dei Docodonti a cui appartengono le due nuove specie. Il fossile di D. brachydactylus mostra diverse caratteristiche tipiche dei mammiferi adattati a una vita sotterranea e capaci di scavare nel terreno. Particolarmente interessanti, in questo senso, sono le ossa delle dita. A differenza di altri mammaliaformi e mammiferi viventi, le dita di D. brachydactylus sono composte da un numero di falangi ridotto, per la fusione di due segmenti ossei, risultando, così, più corte e larghe e adatte a essere utilizzate come una sorta di pala per smuovere il terreno. Una simile morfologia delle falangi è visibile nell’attuale talpa dorata africana (Eremitalpa), un mammifero particolarmente abile nello scavare il terreno proprio grazie alla forma delle sue dita, soprattutto di quelle delle zampe anteriori.

Nelle talpe dorate africane, durante lo sviluppo embrionale, avviene la fusione delle ossa delle falangi prossimale e distale. Il processo di morfogenesi delle falangi e delle loro articolazioni è controllato nei mammiferi da alcuni geni, tra cui BMP2 e GDF5, il cui ruolo durante lo sviluppo è noto anche per i difetti che alcune loro mutazioni possono provocare nell’uomo. Data l’evidente somiglianza delle ossa delle falangi della talpa dorata africana e di quelle di Docofossor, gli autori ipotizzano che i geni e i meccanismi che presiedono allo sviluppo embrionale delle falangi negli attuali mammiferi siano stati responsabili dell’evoluzione dei particolari adattamenti visibili oggi nel fossile di Docofossor.

Il secondo nuovo fossile, Agilodocodon scansorius, mostra, invece la morfologia scheletrica e le caratteristiche di un mammifero arboricolo. Infatti, la forma delle ossa degli arti e le loro articolazioni, che appaiono particolarmente mobili e flessibili, e la lunghezza e proporzione delle falangi indicano che questo animale doveva essere un abile arrampicatore. I suoi denti, alcuni dei quali simili a quelli delle attuali scimmie del Nuovo Mondo, mostrano che esso era capace di masticare anche materiale vegetale, a dispetto di altri docodonti. A. scansorius è, peraltro, il primo docodonte arboricolo finora scoperto e la sua scoperta amplia il quadro della diversità degli adattamenti ecologici e alimentari dei mammaliaformi del Giurassico.

Un tratto importante che distingue D. brachydactylus da  A. scansorius riguarda lo scheletro della colonna vertebrale, nel passaggio tra vertebre toraciche e vertebre lombari. Docofossor possiede costole relativamente lunghe su tre delle ultime quattro vertebre lombari, mentre in Agilodocodon queste vertebre sono prive di costole, un’altra caratteristica che rendeva lo scheletro di questo mammifero più agile e flessibile negli spostamenti sugli alberi. Lo sviluppo di questa parte dello scheletro è regolata, nei mammiferi, da alcuni geni, tra cui i geni Hox9 e Hox10. La differenza nell’anatomia delle vertebre di Docofossor e Agilodocodon suggerisce, come per le ossa delle falangi, che, prima ancora che iniziasse la storia evolutiva degli attuali mammiferi, erano già al lavoro alcuni dei meccanismi di regolazione genetica che avrebbero dato forma ai loro numerosi e diversissimi adattamenti.

Riferimenti:
Q.-J. Meng, Q. Ji, Y.-G. Zhang, D. Liu, D. M. Grossnickle, Z.-X. Luo. An arboreal docodont from the Jurassic and mammaliaform ecological diversification. Science, 2015; 347 (6223): 764 DOI: 10.1126/science.1260879

Z.-X. Luo, Q.-J. Meng, Q. Ji, D. Liu, Y.-G. Zhang, A. I. Neander. Evolutionary development in basal mammaliaforms as revealed by a docodontan. Science, 2015; 347 (6223): 760 DOI: 10.1126/science.1260880


Immagine Credit: Zhe-Xi Luo, University of Chicago