Una peculiare anatomia gastrointestinale degli antichi attinopterigi spiega la loro biologia e evoluzione

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Alcuni antichi pesci attinopterigi avevano una diversa morfologia di stomaco e intestino, quest’ultimo convergente a quello di squali e razze, che si pensa abbia avuto un’influenza su alcuni caratteri biologici

Le diverse morfologie del tratto gastrointestinale dei pesci possono dare utili informazioni su alcune loro caratteristiche biologiche, quali la dieta, il comportamento alimentare, la posizione trofica, il metabolismo e le capacità di assimilazione dei nutrienti. Ciò nonostante, si sa ben poco dei caratteri morfologici di tali strutture nei pesci estinti, in particolare, nelle antiche linee dei pesci attinopterigi (classe Actinopterygii, alla quale appartengono quei pesci ossei a pinna raggiata con scaglie più sottili e rivestite di epidermide, dette plasmoidi). Infatti, la ricostruzione morfologica del tratto gastrointestinale delle specie fossili è stata alle volte difficoltosa perché spesso i tessuti molli vengono ritrovati in un pessimo stato di conservazione. La maggior parte delle ricerche si sono dunque concentrate sul materiale fecale (coproliti), che, comunque, viene principalmente utilizzato per le analisi su dieta e abitudini alimentari, anziché per lo studio sulla morfologia di stomaco e intestino. Solo in rari casi, è stato possibile analizzare resti organici ritrovati ben conservati dentro l’apparato digerente del fossile (cololiti), al fine di descrivere tali strutture per poi fare considerazioni più generali da un punto di vista evolutivo. Tuttavia, studi al riguardo sono decisamente scarsi.

In questo contesto si inserisce uno studio pubblicato su Scientific Reports, che ha approfondito proprio quest’ultimo aspetto, descrivendo dettagliatamente alcune cololiti ben conservate di tre specie fossili del genere Saurichthys (S. costasquamosus, S. macrocephalus, S. paucitrichus) vissute tra il Triassico e inizio Giurassico (235-200 milioni di anni fa). Questi saurittidi, pesci condrostei (sottoclasse Chondrostei) dal corpo lungo e affusolato, erano predatori specializzati e largamente diffusi nei mari e oceani, imparentati con i moderni storioni. Una volta aver ricostruito la morfologia del loro tratto gastrointestinale e averla confrontata, attraverso analisi filogenetiche, con altre specie di pesci attuali (il campione includeva 134 taxa appartenenti ad esempio, alla sottoclasse Elasmobranchii e alle classi Sarcopterygii e Actinopterygii), è stato possibile analizzarne l’evoluzione negli antichi attinopterigi e, in generale, anche nelle altre linee di pesci.

Inoltre in questo studio, si è cercato di capire anche se determinati caratteri biologici, quali dieta, dimensioni corporee e stile di vita, possano essere stati influenzati dalle diverse morfologie del tratto gastrointestinale. Dai risultati è emerso che le forme di stomaco e intestino di Saurichthys spp. presentavano delle peculiarità rispetto ad altre linee di pesci attinopterigi, in particolare, esibivano più di 30 anse della valvola spirale (mucosa dell’intestino tenue ripiegata e avvolta a spirale; in S. costasquamosus, N. di pieghe circa 17; in S. macrocephalus e S. paucitrichus, N. di pieghe circa 30). Al contrario, gli attuali attinopterigi non teleostei ne possiedono al massimo 8. La valvola spirale è un carattere antico, apparso molto presto nella storia evolutiva dei pesci, tuttavia, non si ritrova solo in Saurichthys e negli attinopterigi non teleostei, ma anche nei condroitti (classe Chondrichthyes, alla quale appartengono squali e razze) e alcuni sarcopterigi. Ulteriori caratteristiche morfologiche di questi attinopterigi basali sono la forma tubolare dello stomaco e un’assenza della regione pilorica.

Quindi, riassumendo, il genere Saurichthys aveva un corto tratto gastrointestinale, uno stomaco diritto e un marcato intestino a spirale (si veda questa figura). Parlando invece della relazione tra morfologia del tratto gastrointestinale e altri caratteri biologici, gli autori hanno suggerito, ad esempio, che il numero di pieghe della valvola spirale potrebbe essere direttamente proporzionale alle dimensioni del corpo dell’individuo e anche un valido indicatore del comportamento alimentare di una specie (forme voraci e pelagiche hanno un elevato numero di anse intestinali come ad esempio, l’ordine Lamniformes). Inoltre, la lunghezza dell’intestino può influenzare la dieta del pesce (p.es., in alcuni teleostei, l’allungamento dell’intestino ha comportato il passaggio da forme carnivore a erbivore/onnivore). Infine, gli autori ipotizzano che l’aumento del numero di pieghe della valvola spirale sia avvenuto due volte nell’evoluzione (nei condroitti e nel ramo dei teleostei) e che questo evento possa essere un esempio di convergenza evolutiva, che ha in qualche modo influenzato alcune caratteristiche biologiche dei taxa considerati (p.es. le dimensioni corporee).  


Riferimenti:
Argyriou T., Clauss M., Maxwell E.E., Furrer H., Sánchez-Villagra M.R. (2016). Exceptional preservation reveals gastrointestinal anatomy and evolution in early actinopterygian fishes. Scientific Reports, 2016; 6: 18758 DOI: 10.1038/srep18758

Immagine da: Argyriou et al. Scientific Reports, 2016; 6: 18758 DOI: 10.1038/srep18758