Leoni, orsi, lontre e manguste appartengono tutti all’ordine dei Carnivora, ma le loro diete sono molto diverse. Alcune specie dipendono quasi esclusivamente dalla carne, altre frantumano ossa o gusci, altre ancora consumano anche frutta e vegetali. Una parte importante di questa varietà alimentare è scritta nella forma dei loro denti posteriori e, in particolare, dei carnassiali.

Uno studio internazionale pubblicato su Science ha ricostruito il rapporto tra la forma e le prestazioni di questi denti, mostrando che la loro evoluzione è stata guidata da un compromesso: le forme più adatte a tagliare sono poco efficienti nello schiacciare, mentre quelle capaci di lavorare materiali resistenti perdono parte della loro efficacia come lame.

Una forbice e uno schiaccianoci nello stesso molare

Nei Carnivora i carnassiali sono coppia di denti presente su ciascun lato della bocca: il quarto premolare superiore e il primo molare inferiore. Quando l’animale chiude le mascelle, i margini affilati dei due denti scorrono uno accanto all’altro come le lame di una forbice, tagliando pelle, muscoli e altri tessuti.

Lo studio si è concentrato sul carnassiale inferiore, cioè sul primo molare della mandibola. Questo dente, infatti, non funziona soltanto come una lama. La sua parte anteriore, più alta e affilata, scorre contro il carnassiale superiore e taglia il cibo. La parte posteriore, più bassa e larga, lavora invece contro il primo molare superiore e può schiacciare e triturare.

Nello stesso dente inferiore convivono quindi due strumenti: una sorta di forbice nella parte anteriore e una superficie simile a un piccolo schiaccianoci in quella posteriore. Le proporzioni tra le due regioni cambiano però molto da una specie all’altra.

Nei carnivori specializzati nel consumo della carne prevale la zona tagliente, mentre la superficie destinata a schiacciare si riduce. Nelle specie che mangiano alimenti più diversi, invece, il dente conserva una parte posteriore più ampia.

Riunire entrambe le funzioni nello stesso molare potrebbe sembrare una soluzione ideale. Un animale sarebbe così capace di tagliare efficacemente la carne e, allo stesso tempo, di rompere ossa o altri alimenti resistenti. I risultati mostrano però che migliorare una funzione comporta quasi sempre una perdita di efficienza nell’altra.

Duecentocinquanta specie, tra presente e passato

I ricercatori hanno analizzato la forma tridimensionale di 250 denti, ciascuno appartenente a una specie diversa di mammifero predatore. Il campione comprendeva animali viventi ed estinti, scelti per rappresentare una grande varietà di forme dentarie e di strategie alimentari.

Nei Carnivora è stato esaminato sempre il primo molare inferiore, uno dei due elementi della coppia carnassiale. Il campione comprendeva però anche mammiferi predatori oggi scomparsi che non appartenevano all’ordine Carnivora e avevano sviluppato indipendentemente denti con una funzione simile.

Alcuni di questi animali estinti possedevano più coppie consecutive di denti capaci di tagliare. In questi casi i ricercatori hanno scelto, per ogni specie, il dente inferiore maggiormente specializzato. In questo modo è stato possibile confrontare un solo dente per animale, anche quando le dentature erano organizzate in modo diverso.

Denti stampati e messi alla prova

Studiare l’aspetto dei denti non era sufficiente per stabilire che cosa fossero davvero capaci di fare. Dopo averne ricostruito digitalmente la forma, i ricercatori hanno quindi selezionato una serie di modelli rappresentativi e li hanno riprodotti in resina con una stampante 3D.

I denti artificiali sono stati portati alle stesse dimensioni e sottoposti a prove controllate con una pressa. Alcuni test misuravano la forza necessaria per attraversare materiali morbidi disposti a strati; altri verificavano la capacità del dente di rompere strutture resistenti con proprietà simili a quelle dell’osso.

Gli esperimenti non avevano lo scopo di riprodurre in ogni dettaglio ciò che accade nella bocca di un animale. Servivano a mettere tutte le forme dentarie nelle stesse condizioni, in modo da confrontarne direttamente le prestazioni.

Poche forme per tagliare, molte per schiacciare

I risultati hanno mostrato che esistono pochi modi per costruire un carnassiale molto efficiente nel taglio. Il dente deve essere relativamente allungato, affilato e dotato di una superficie di schiacciamento ridotta. Per questo specie anche lontane tra loro tendono a sviluppare forme simili quando si specializzano nel consumo della carne.

Per schiacciare alimenti duri esiste invece una varietà maggiore di soluzioni. Denti anche piuttosto diversi tra loro possono ottenere buone prestazioni, purché conservino una superficie abbastanza ampia sulla quale esercitare la pressione.

Nella grande maggioranza dei casi, però, un miglioramento nel taglio corrisponde a un peggioramento nello schiacciamento, e viceversa. Meno dell’un per cento delle specie analizzate possedeva denti vicini alle prestazioni migliori in entrambe le funzioni. I carnassiali davvero “tuttofare” sono quindi eccezionali.

Tra le rare forme intermedie compare quella dello zibetto delle palme comune, Paradoxurus hermaphroditus, un piccolo carnivoro asiatico dalla dieta molto varia. I suoi denti non raggiungono le massime prestazioni né nel taglio né nello schiacciamento, ma riescono a svolgere entrambe le operazioni abbastanza bene.

Anche questa versatilità ha però un costo. Secondo lo studio, le forme che si avvicinano maggiormente a un equilibrio tra le due funzioni tendono a essere meno resistenti alle sollecitazioni e possono quindi andare incontro a un’usura più rapida.

Una specializzazione difficile da invertire

Il compromesso tra le due funzioni può influenzare anche le possibilità evolutive future.

Per migliorare la capacità di schiacciare, un mammifero può modificare la parte posteriore del molare senza perdere necessariamente la regione anteriore usata per tagliare. Per ottenere una lama particolarmente efficiente, invece, la superficie posteriore tende a ridursi sempre di più e può quasi scomparire.

È ciò che si osserva nei mammiferi fortemente specializzati nel consumo della carne. Una volta ridotta la parte del dente destinata allo schiacciamento, recuperare una forma più versatile può diventare difficile. L’evoluzione, infatti, non riprogetta gli organismi partendo da zero, ma trasforma le strutture ereditate dalle generazioni precedenti.

La specializzazione può quindi offrire un grande vantaggio, permettendo di sfruttare una determinata risorsa con particolare efficienza, ma può anche restringere le possibilità di cambiamento successive.

Un progetto molto più antico dei Carnivora

Il primo molare inferiore dei Carnivora non è comparso dal nulla. È una versione modificata di un tipo di molare molto più antico, chiamato tribosfenico, che era già presente negli antenati comuni dei mammiferi marsupiali e placentati.

Nel corso dell’evoluzione dei Carnivora, il primo molare inferiore conservò questa doppia organizzazione e la sua parte anteriore formò, insieme al quarto premolare superiore, la coppia carnassiale. Le diverse linee evolutive modificarono poi le proporzioni tra la zona tagliente e quella destinata allo schiacciamento, spingendosi verso diete e specializzazioni differenti.

Il molare tribosfenico offriva quindi due possibilità nello stesso dente, ma non permetteva di perfezionarle entrambe senza limiti. Proprio questa struttura di partenza ha aperto diverse strade evolutive e, allo stesso tempo, ha imposto i vincoli entro i quali potevano essere percorse.

Non è dunque un singolo dente “perfetto” a spiegare da solo il successo dei mammiferi carnivori. Piuttosto, lo studio mostra che la loro diversificazione è nata dalle diverse soluzioni trovate a un problema privo di una risposta ideale, usare lo stesso molare per svolgere due funzioni che richiedono forme quasi opposte.

Riferimenti

Chatar N., Vankelst M., Pérez-Ramos A., Pollock T. I., Tamagnini D., Michaud M., Raskin L. Y. e Tseng Z. J. (2026), “Performance trade-offs define a fundamental dental dichotomy in mammals”, Science. DOI: 10.1126/science.aee3453.