Una nuova ipotesi sull’origine della mandibola dei mammiferi

Un nuovo studio ipotizza che le piccole dimensioni dei mammiferi siano state alla base della modificazione ossea della mandibola, uno dei fattori chiave che ha contribuito alla loro eccezionale diffusione e diversificazione avvenuta negli ultimi 200 milioni di anni


L’origine dei mammiferi risale a più di 200 milioni di anni fa: durante il Mesozoico, i mammiferi hanno convissuto con i dominatori indiscussi delle terre emerse di quel periodo, i dinosauri. Ma a differenza di questi, che potevano raggiungere dimensioni davvero imponenti, gli antenati dei mammiferi attuali erano molto piccoli. Un nuovo studio pubblicato su Nature ha cercato di mettere in luce come mai proprio le piccole dimensioni siano state uno dei fattori chiave della straordinaria diffusione e diversificazione dei mammiferi.

I mammiferi moderni sono gli unici vertebrati a possedere una mandibola formata da un unico osso che supporta la dentatura chiamato osso dentale mentre tutti gli altri vertebrati possiedono una mandibola complessa, formata da numerose ossa congiunte insieme. Nel corso dell’evoluzione, i fossili mostrano che nei mammiferi c’è stato un aumento della dimensione dell’osso dentale e una progressiva diminuzione delle altre ossa della mandibola chiamate ossa post-dentali. Si è, inoltre, sviluppata una nuova articolazione, chiamata temporo-mandibolare, che collega la mandibola alla testa e le ossa post-dentali sono andate a formare parte dell’orecchio medio, una cavità all’interno dell’orecchio che ha la funzione primaria di amplificare i suoni dall’esterno (della sua origine Pikaia ne aveva parlato qui, qui e qui).

L’origine della mandibola dei mammiferi, definita semplificata, è stata per lungo tempo oggetto d’indagine da parte dei paleontologi: come si è originata una struttura tale da permettere loro sia di alimentarsi sia di sentire?

Il team di ricerca internazionale, formato da scienziati inglesi e statunitensi, grazie alla tomografia computerizzata a raggi X (TC), ha potuto analizzare diversi crani e mandibole degli scheletri degli antenati dei mammiferi, appartenenti al gruppo dei mammaliaformi e cinodonti. Attraverso delle simulazioni al computer, sono stati generati poi dei modelli digitali da cui i ricercatori hanno potuto trarre le loro conclusioni.

I risultati hanno mostrato che le dimensioni corporee hanno avuto un ruolo chiave nell’evoluzione della mandibola: la piccola taglia degli antenati dei mammiferi ha permesso di ridurre significativamente le tensioni nelle ossa della mascella quando questi si nutrivano ma allo stesso tempo di conservare la sua potenza nel catturare e mordere le prede, come ad esempio gli insetti. Di conseguenza la riduzione della tensione della mandibola durante l’alimentazione ha permesso nel tempo una vera e propria “ristrutturazione” delle ossa mascellari: l’osso dentale si è allungato, una nuova articolazione si è formata e le altre ossa della mandibola sono andate a formare l’orecchio medio.

Un’ipotesi che, secondo gli autori, sembra rispondere agli interrogativi che si sono posti prima di loro altri ricercatori sull’origine della mandibola dei mammiferi, una struttura unica nel regno animale e considerata una delle innovazioni più importanti della loro storia.


Riferimenti:
Stephan Lautenschlager, Pamela G. Gill, Zhe-Xi Luo, Michael J. Fagan, Emily J. Rayfield. The role of miniaturization in the evolution of the mammalian jaw and middle ear. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0521-4

Immagine: By H. Zell [CC BY-SA 3.0], from Wikimedia Commons