La forma e la funzione della mandibola dei felidi, soprattutto quella delle “tigri dai denti a sciabola”, sono sempre state oggetto di accesi dibattiti riguardanti sia l’evoluzione morfologica sia la biomeccanica e le conseguenti implicazioni comportamentali. 

Combinando il moderno studio della forma (morfometria geometrica) e il moderno studio della performance strutturale (analisi agli elementi finiti) un gruppo di ricercatori italiani delle Università di Roma Tre e Federico II di Napoli ha indagato i patterns evolutivi alla base dell’evoluzione morfologica e funzionale della mandibola dei felidi attuali e fossili, inserendo il tutto in un contesto filogenetico per mezzo dei metodi comparativi. I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Systematic Biology.

Dal punto di vista morfologico è emerso un forte segnale dovuto all’allometria evolutiva all’interno dell’intero clade analizzato, ossia un’associazione tra il cambiamento di forma della mandibola e la sua taglia nelle diverse specie. Questo conferma ipotesi formulate in precedenza che vedono il cambiamento di taglia all’interno di un clade come uno dei “modi più rapidi” per andare incontro anche al cambiamento morfologico e adattativo. Le analisi dell’integrazione morfologica e della performance strutturale hanno rivelato che le specie “dai denti a sciabola” hanno una scarsa performance dovuta al limitato sviluppo verticale del ramo ascendente, la parte “verticale”della mandibola, ossia quella posteriore dove e’ situato il condilo che si articola con il cranio. Tale scarsa efficienza consentiva, però, di aprire la bocca con un angolo maggiore. Questa combinazione di caratteri, tuttavia, ebbe un costo: il maggiore stress sperimentato dal ramo ascendente richiese una maggiore integrazione morfologica tra quest’ultimo e il corpo mandibolare, la parte “orizzontale” ossia quella anteriore sulla quale sono situati i denti. 

I felidi “dai denti a sciabola” presentano, infatti, una maggiore integrazione tra il ramo ascendente e il corpo mandibolare e sono caratterizzati da una scarsa performance strutturale sul bordo del ramo ascendente. La presenza di questa “integrazione funzionale” pone un interessante interrogativo riguardo all’eventuale corrispondenza tra l’integrazione funzionale stessa e l’integrazione legata allo sviluppo osseo mandibolare. La mandibola, infatti, è costituita da moduli “funzionali” (principalmente ramo ascendente e corpo mandibolare) e da moduli di sviluppo, ossia quelli derivanti dai centri di ossificazione mesenchimale. A seconda dei differenti gruppi tassonomici e della scala tassonomica di osservazione questa corrispondenza può emergere o meno. Il tutto dovrà però essere testato allo scopo di scoprire se, e a quale scala tassonomica, l’integrazione funzionale è subordinata a quella dello sviluppo o viceversa. 

Riferimenti:

Paolo Piras, Leonardo Maiorino, Luciano Teresi, Carlo Meloro, Federico Lucci, Tassos Kotsakis, Pasquale Raia. Bite of the Cats: Relationships between Functional Integration and Mechanical Performance as Revealed by Mandible Geometry. Systematic Biology 2013; doi: 10.1093/sysbio/syt053