I mammiferi sono unici in molti modi. Siamo a sangue caldo e agili rispetto ai nostri parenti rettiliani, ma c'è ancora un'altra differenza. I ricercatori Stephanie Pierce e Katrina Jones dell'Università di Harvard suggeriscono che I mammiferi sono unici in un altro modo: la composizione della nostra colonna vertebrale. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Scienza .
Secondo Pierce, la spina dorsale dei mammiferi è fondamentalmente come una serie di perline su una corda, e ogni perlina rappresenta un singolo osso, una vertebra. "Nella maggior parte degli animali a quattro zampe, come le lucertole, le vertebre hanno lo stesso aspetto e funzionano", afferma il ricercatore.
Ma nonostante, le spine dei mammiferi sono diverse. Diverse sezioni o regioni della colonna vertebrale, come il collo, il torace e la parte bassa della schiena, assumono forme molto diverse. Funzionano separatamente e quindi possono essere adattati a diverse forme di vita, come correre, volare, scavare o arrampicarsi.
Mammiferi: colonne specializzate
Mentre le spine dei mammiferi sono specializzate, si credeva che le regioni sottostanti fossero antiche e risalenti ai primi animali terrestri. Si credeva che i mammiferi sfruttassero appieno i progetti anatomici esistenti. Tuttavia, il nuovo studio sfida questa idea esaminando i reperti fossili.
"Non ci sono animali vivi oggi che registrino la transizione da un antenato "simile a una lucertola" a un mammifero"., dice Jones. Per farlo, dice, è necessario immergersi nella documentazione fossile e guardare i precursori estinti dei mammiferi, i sinapsidi non mammiferi. I sinapsidi non mammiferi sono la chiave per comprendere l'origine delle caratteristiche specifiche dei mammiferi, inclusa la colonna vertebrale.
Fonte: Museo di zoologia comparata dell'Università di Harvard.
Ricostruzione di Edaphosaurus, un primitivo antenato dei mammiferi; le sue lunghe spine formano una candela sul dorso.
Ma studiare i fossili non è facile. Jones afferma a questo proposito che i fossili sono rari e che trovare animali estinti con più di 25 vertebre al loro posto è incredibilmente raro. Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno riunito collezioni di musei in tutto il mondo per studiare i fossili animali meglio conservati vissuti circa 320 milioni di anni fa.
Un primo cambiamento nella spina dorsale dei mammiferi è stato un primo passo importante nella loro evoluzione. Col tempo, i cambiamenti nella colonna vertebrale hanno permesso ai mammiferi di svilupparsi nella miriade di specie che conosciamo oggi.
Evoluzione della colonna vertebrale nei mammiferi
Il team di ricerca ha esaminato le spine dorsali fossili e più di 1.000 vertebre di animali viventi, inclusi topi, alligatori, lucertole e anfibi. Volevano scoprire se le regioni vertebrali dei mammiferi erano antiche quanto si pensava in precedenza, o se i mammiferi stessero facendo qualcosa di unico.
"Se le regioni vertebrali fossero rimaste invariate durante l'evoluzione, come ipotizzato, ci aspetteremmo di vedere le stesse regioni nei sinapsidi non mammiferi che vediamo oggi nei mammiferi", Pierce dice. Ma non sembra essere così.
Quando i ricercatori hanno confrontato la posizione e la forma delle vertebre, hanno trovato qualcosa di sorprendente. La colonna vertebrale aveva guadagnato nuove regioni durante l'evoluzione dei mammiferi. I primi sinapsidi non mammiferi avevano meno regioni dei mammiferi viventi.
Circa 250 milioni di anni fa una nuova regione si è evoluta vicino alle spalle e alle zampe anteriori. Cambiamenti drammatici iniziarono anche ad apparire negli arti anteriori di animali noti come peptidi non mammiferi.
Gli scienziati ritengono che questi eventi simultanei si siano probabilmente verificati in concomitanza con i cambiamenti nel modo in cui le creature camminavano e correvano.
I ricercatori credono che c'è una sorta di conversazione incrociata durante lo sviluppo tra i tessuti che compongono le vertebre e la scapola. Credono anche che questa interazione abbia portato all'aggiunta di una regione vicino alla spalla mentre gli arti anteriori dei nostri antenati si sono evoluti per acquisire nuove forme e funzioni.
Dopo, una regione emerse vicino al bacino. Secondo i ricercatori, è quest'ultima regione, la regione lombare senza confini, che sembra essere in grado di adattarsi al meglio ai diversi ambienti.
Il passaggio finale nella costruzione della colonna vertebrale dei mammiferi può essere correlato ai cambiamenti nei geni Hox, importanti per le regioni della colonna vertebrale all'inizio del loro sviluppo.
In questo senso, i ricercatori sono stati in grado di stabilire connessioni tra i cambiamenti negli scheletri animali e le idee estinte nella moderna biologia dello sviluppo e genetica. "Questo approccio combinato ci aiuta a capire cosa rende un mammifero un mammifero", conclude Jones.
