Il “dente mancante” nell’evoluzione dei mammiferi

In Groenlandia, sono stati rinvenuti un frammento di mandibola e alcuni denti appartenuti ad un antico vertebrato sinapside di 215 milioni di anni fa, Kalaallitkigun jenkinsi. Gli scienziati ritengono che la dentizione di questa specie possa aumentare la nostra comprensione della storia evolutiva dei mammiferi


Kalaallitkigun in lingua Inuit significa letteralmente “dente della Groenlandia”. Nulla di più appropriato per i fossili estratti a Jameson Land, nella Groenlandia orientale, appartenuti ad un antico tetrapode sinapside, vissuto circa 215 milioni di anni fa ovvero nel tardo Triassico.

Gli scienziati hanno compreso subito che il ritrovamento, consistente in un frammento di mandibola e alcuni denti, era del tutto eccezionale. Come si può leggere in uno studio pubblicato su PNAS, questi fossili non appartenevano a nessuna specie nota e mostrano delle peculiarità morfologiche di importanza cruciale, per comprendere meglio la storia evolutiva dei mammiferi.

La storia dei mammiferi, in un certo senso, è anche la storia dei loro denti: i sinapsidi, che comprendono gli attuali mammiferi, sono stati gli unici tetrapodi a sperimentare, nel corso dell’evoluzione, innovazioni quali l’aumento del numero di radici dentarie e lo sviluppo di un’occlusione complessa delle fauci. Queste novità evolutive ed altre, come cambiamenti del processo coronoideo e della muscolatura temporale, hanno permesso di adottare nuovi stili alimentari come la dieta onnivora e quella erbivora, rispetto alla precedente e unica possibilità di una dieta insettivora/carnivora. Una masticazione più complessa permetteva, inoltre, di ridurre maggiormente gli alimenti ingeriti e rendeva più facile la digestione, con un naturale aumento nell’efficienza del metabolismo. Una necessità per questi piccoli animali omeotermi continuamente impegnati a mantenere la propria temperatura costante. La diversificazione alimentare resa possibile da questi tratti è risultata estremamente vantaggiosa e ha favorito la grande radiazione adattativa dei mammiferi, avvenuta durante il successivo Giurassico.

Ordini diversi di mammaliaformi primitivi, tutti molto simili nell’aspetto (a prima vista) ai piccoli roditori odierni, possedevano denti morfologicamente anche molto differenti: alcuni come ad esempio i morganucodonti possedevano denti dalla forma spiccatamente triangolare e costituiti da una singola fila di tre cuspidi, definiti appunto triconodonti; altri come i mammaliaformi appartenenti all’ordine degli haramiyida possedevano dei denti maggiormente complessi, caratterizzati da un allargamento orizzontale e costituiti da due file di cuspidi parallele.

La straordinarietà di Kalaallitkigun jenkinsi risiede nel fatto che la morfologia della sua dentatura si colloca esattamente tra quella più primitiva da morganucodonte e quella più da “mammifero” degli haramiyida. I suo denti, maggiormente derivati rispetto a quelli triangolari dei morganucodonti, mostrano già una divisione in due file parallele di cuspidi ed un all’allargamento orizzontale dei molari, anche se non pronunciato come negli haramiyida.

La collocazione temporale di Kalaallitkigun jenkinsi rispecchia quella morfologica appena descritta. Questa specie vissuta in Groenlandia circa 215 milioni di anni fa si trova, infatti, a metà strada tra i più primitivi morganucodonti e i più derivati haramiyida.

I denti di K. jenkinsi possiedono anche un’altra interessante caratteristica: sono dotati di due radici. La divisione della radice unica è per gli scienziati un evento evolutivo chiave, senza il quale i mammaliaformi non avrebbero potuto sperimentare la diversificazione alimentare. Infatti, i ricercatori sostengono che solo una separazione in due della radice, crea i presupposti biomeccanici per sostenere lo stress di un’occlusione complessa e della masticazione. Usando dei modelli digitali tridimensionali dei denti di K. jenkinsi gli scienziati hanno ricreato le condizioni di stress dovuto alla masticazione. Il team di ricerca ha valutato la risposta dei denti originali di K. jenkinsi, confrontandola poi con quella dei medesimi denti ma modificati al computer in modo da avere una sola radice, tratto morfologico di mammaliaformi insettivori/carnivori più primitivi. Come previsto dagli scienziati, lo stress dovuto alla masticazione ed a una occlusione più complessa è sostenuto meglio da un dente con due radici piuttosto che una sola.

K. jenkinsi è quindi un’importante forma transizionale che rafforza l’idea degli scienziati che denti, come quelli degli haramiyida, si siano evoluti a partire da una struttura triconodonte, del tutto simile a quella dei morganucodonti.


Fonti:

Tomasz Sulej, Grzegorz Krzesiński, Mateusz Tałanda, Andrzej S. Wolniewicz, Błażej Błażejowski, Niels Bonde, Piotr Gutowski, Maksymilian Sienkiewicz, Grzegorz Niedźwiedzki. The earliest-known mammaliaform fossil from Greenland sheds light on origin of mammals. Proceedings of the National Academy of Sciences Oct 2020, 202012437; DOI: 10.1073/pnas.2012437117

Image credit: Marta Szubert