La rigenerazione degli arti negli antichi tetrapodi

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La capacità di rigenerare gli arti era in realtà una caratteristica comune e diffusa nei tetrapodi del Carbonifero e del Permiano, mantenuta ad oggi solo dalle salamandre e perduta negli altri lignaggi di vertebrati dotati di quattro arti

Al giorno d’oggi sono molti gli organismi che riescono a rigenerare parti del corpo perdute in modo traumatico, caratteristica presente sia nel mondo animale che vegetale. Tra i vertebrati, le salamandre sono sicuramente quelle che presentano le maggiori capacità rigenerative. Questi animali infatti sono in grado non soltanto di rigenerare interamente i propri arti, ma anche diversi organi interni durante tutta la loro vita. Questi organismi inoltre hanno la capacità di rigenerare la propria coda, fenomeno molto noto anche nei pesci dipnoi, nei girini delle rane e nelle lucertole. La differenza però sta nel fatto che, diversamente dalle lucertole le quali sostituiscono la propria coda con una struttura cartilaginea, le salamandre riescono a rigenerarla interamente, insieme agli elementi vertebrali, la muscolatura e tutte le innervazioni associate ad essa. Inoltre, è noto da tempo che le salamandre presentano un differente modello di sviluppo dell’arto, rispetto a quello che si è soliti vedere nei tetrapodi durante l’ontogenesi. Questi anfibi infatti formano le loro dita seguendo un ordine inverso rispetto a tutti gli altri tetrapodi, seguendo una polarità preassiale, anziché postassiale.

In uno studio, pubblicato sull’ultimo numero di Nature, un gruppo di ricercatori del Museum für Naturkunde di Berlino, della State University of New York a Oswego e della Brown University, ha indagato se le notevoli capacità rigenerative e il modello di sviluppo inverso delle salamandre siano peculiarità esclusive di questi anfibi, oppure derivino da caratteristiche un tempo diffuse negli antichi tetrapodi e successivamente perse durante l’evoluzione. I paleontologi hanno dunque analizzato diversi reperti fossili, cercando di risalire ai modelli generali dello sviluppo dell’arto nei diversi lignaggi degli attuali gruppi di vertebrati dotati di quattro arti.

Le analisi indicano che le capacità di rigenerazione degli arti e della coda delle salamandre odierne sembra fossero già proprie degli anfibi vissuti oltre 300 milioni di anni fa. Infatti, numerosi anfibi fossili del Carbonifero e del Permiano dei generi Micromelerpeton, appartenente all’ordine dei Temnopondyli, e Microbrachis e Hyloplesion, dell’ordine dei Microsauria, sembrano infatti manifestare tali capacità rigenerative. Dato che gli organismi in questione sono filogeneticamente distanti tra loro e, almeno alcuni, non direttamente antenati delle odierne salamandre, è molto probabile che la condizione ancestrale degli anfibi, e quindi di tutti i vertebrati a quattro zampe, fosse questa. Pertanto, la capacità di rigenerazione degli arti sembra sia andata perduta nel corso dell’evoluzione degli altri tetrapodi e mantenuta solamente dalle salamandre.


Riferimento:
Florian Witzmann et al. Deep-time evolution of regeneration and preaxial polarity in tetrapod limb development. Nature, October 2015 DOI: 10.1038/nature15397

Immagine: Wikimedia Commons