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giovedì 29 gennaio 2015

Janusiscus e la terra di mezzo degli gnathostomi (Parte 2)

Quale era la morfologia dell’ultimo antenato comune tra condritti e osteitti? Le caratteristiche dei condritti, così diverse dagli osteitti, sono tratti primitivi ereditati dagli stem gnathostomi oppure rappresentano condizioni derivate secondariamente? E gli osteitti sono così speciali e differenti rispetto ai loro antenati stem gnathostomi o mantengono invece più caratteristiche primitive di quanto pensavamo prima? La trasformazione dei vertebrati da animali senza mascelle ad animali con mascelle, proseguendo poi fino alla separazione dei due sister-group condritti e osteitti è stata graduale? L’antenato comune di Crown Gnathostomata era più chondrichthyes-like o osteichthyes-like?

Queste sono solo alcune delle domande che attanagliano chi studia l’origine dei vertebrati con mascelle e le prime fasi dell’evoluzione degli gnathostomi, domande le cui risposte sono ancora piuttosto vaghe. Tuttavia, negli ultimi anni la scoperta e lo studio di vecchi e nuovi esemplari di stem gnathostomi hanno fornito numerosi indizi per tentare di avere un quadro più chiaro di tutta questa faccenda. Questi taxa infatti, giacendo in quella che io ho chiamato la terra di mezzo degli gnathostomi (ossia, appena fuori a Crown Gnathostomata), rappresentano fondamentali pezzi del puzzle della storia dei vertebrati, senza i quali avremmo una visione distorta di essa.
Come chi segue il blog da molto tempo avrà già avuto occasione di leggere, infatti, vari recenti fossili (in particolare qui, qui e qui) hanno cambiato la nostra visione dell’evoluzione dei vertebrati, a volte ribaltandola con evidenze da lasciare a bocca aperta.

giovedì 15 gennaio 2015

Janusiscus e la terra di mezzo degli gnathostomi (Parte 1)

Tornato dopo un lungo periodo d’assenza dovuto più che altro alle vacanze invernale, sono pronto a ripartire con le nostre paleostorie.
E il nuovo anno non poteva iniziare meglio che con un post su una pubblicazione riguardo ad un nuovo gnatostomo enigmatico (che, ammettiamolo, a noi piacciono tanto). In realtà l’esemplare pubblicato non è nuovo, ma come sempre più spesso accade, era rimasto sepolto nei cassetti senza revisione dopo essere stato descritto più di 20 anni fa. La paleontologia “da cassetto” è il futuro? In certi campi, sembrerebbe di si. Ma di questo parleremo dopo.
Giles, Friedman and Brazeau (2015) ridescrivono due resti cranici, Pi. 1394 (Olotipo) e Pi. 1833, entrambi costituti da neurocranio e rivestimento dermico associato, provenienti dalla Kureika Formation (Siberia) e risalenti a circa 415 milioni di anni fa (Devoniano inferiore). I resti erano stati precedentemente assegnati da Shultze (1992) all’actinopterigio Dialipina markae.
Un attento riesame dei due esemplari, analizzati anche grazie a una tomografia computerizzata, ha permesso di evidenziare nuovi caratteri della sua anatomia endocraniale, rivelando così un mosaico anatomico che permette non solo di rivedere la sua posizione filogenetica, ma anche di aggiungere nuovi dati riguardo l’evoluzione degli gnathostomi e la condizione ancestrale del loro ultimo antenato comune.

I due esemplari di Janusiscus, Pi. 1394 (Olotipo, sinistra), Pi. 1393 (destra), in visione dorsale. Modificata da Giles et al., 2015

mercoledì 3 dicembre 2014

Le Cronache di Placodermata Ep5: Petalichthyida, tesoro nascosto da riscoprire (Parte 1)

Continua il nostro viaggio attraverso i vari gruppi di placodermi. Oggi vedremo uno dei gruppi io ritengo tra i più interessanti, son solo perché è effettivamente l’oggetto del mio progetto di ricerca, ma soprattutto per la loro situazione di taxa negletto riportato alla ribalta grazie alle recenti investigazioni sui vertebrati paleozoici, che ne hanno sottolineato l’importanza per lo studio dell’origine dei vertebrati con masclle. Il gruppo in questione è Petalichthyida, clade che comprende placodermi caratterizzati dalla presenza di due paia di piastre paranucali, di canali sensoriali che si aprono in pori (invece che come scanalature tra le scaglie, come nella maggioranza degli altri placodermi) e che presentano un pattern tipico (Figura sottostante), con la linea sensoriale sopraorbitale che converge verso la piastra nucale insieme alla linea sensoriale posteriore, formando talvolta una sorta di X, e una linea sensoriale principale allungata posteriormente (Zhu 1991).

Morfologia craniale dei due petalichthyidi più conosciut, Lunaspis e Macropetalichthyis, con i evidenza le cararistiche tipiche dei petalicthyidi. Credits by PaleoStories.

Al contrario di quello che abbiamo visto ad esempio per i rhenanida, per cui sono stati descritti solo pochi generi, il record fossile dei petalichthyidi è abbastanza ampio. Fino ad ora sono stati infatti descritti 17 generi, distinti principalmente per la morfologia delle piastre cefaliche e del percorso dei canali sensoriali. Resti di petalichthyidi sono stati trovati in diverse parti del mondo, dalla Cina alla Siberia, dalla Germania al Nord America, con un range temporale che va dal Siluriano superiore fino al Devoniano superiore e un picco di diversità nella parte finale del Devoniano inferiore (in particolare nell’Emsiano). Il taxa più antico fin’ora è rappresentato dal cinese Diandongpetalichthyis (Siluriano superiore/Devoniano inferiore), mentre il più recente dal tedesco Epipetalichthys (Devoniano superiore – Frasniano).

Distribuzione temporale dei principali generi di petalichthyidi. Modificata da Zhu and Wang 1996
Nonostante questo buon numero si specie descritte, i petalichthyidi non sono un gruppo conosciuto in gran dettaglio, come si potrebbe pensare, ma anzi rimangono uno dei più oscuri tra i placodermi.

martedì 18 novembre 2014

Microbrachius e la ricerca del nuovo. Parte 3: è tutto oro quel che luccica?

Ecco la terza e ultima parte della miniserie su Microbrachius e le modalità di riproduzione dei vertebrati (Qui la prima e seconda parte). Scusate se ci ho impiegato tanto e so che da quando ho iniziato il dottorato la quantità di post del blog è scesa, ma sono davvero impegnato la maggior parte delle mie giornate nell’ultimo mese ho avuto molte cose da preparare (in breve tempo potreste forse avere qualche post basato su articoli dell’autore del blog).

PREMESSA: questo post è basato sulle mie opinioni personali su quello che riguarda la scoperta di Microbrachius e le implicazioni evolutive invocate da Long et al. 2014 e in generale dalle riviste di divulgazione scientifica. Non è frutto di nessun contro-lavoro o analisi, anche se molte delle cose che scriverò sono derivate da ricerche e discussioni (anche con gli autori dell’articolo), che ho fatto nelle ultime settimane.

Dunque, ci eravamo lasciati con quelle che erano le conclusioni presentate da Long et al. (2014) riguardo alle implicazioni della scoperta di organi per la fertilizzazione interna del placoderma Microbrachius. La presenza di strutture simili ai claspers degli squali in questo taxa, appartenente al gruppo degli antiarchi, amplia la presenza di questo tipo di organi riproduttivi modificati all’interno della diversità placodermata, dove erano già stati descritti nei ptyctodontidi e in alcuni arthodiri. Essendo che Antiarchi nelle ultime analisi viene posizione alla base del clade comprendente i vertebrati con mascelle, Long et al. concludono che la fertilizzazione interna, probabilmente con l’utilizzo di organi copulatori pari, è da considerarsi caratteristica primitiva per questo gruppo, persa secondariamente in crown gnathostomata e poi evoluta di nuovo in maniera indipendente nei condritti, in vari teleostei, nei celacanti e nella maggior parte dei tetrapodi.

lunedì 3 novembre 2014

Microbrachius e la ricerca del nuovo. Parte 2: organi riproduttivi fossili e la complessità della copulazione

Second post della mini serie su Microbrachius e sulle modalità di fertilizzazione dei vertebrati. 
Nello scorso post abbiamo visto quali sono i diversi modi in cui avviene la copula e la fecondazione nei vari gruppi di vertebrati attuali. Per ricapitolare, abbiamo notato come la fecondazione esterna sia presente nella maggior parte dei vertebrati acquatici (cyclostomi, quasi tutti i teleostei e moltissimi anfibi), mentre sulla terraferma, anche a causa della presenza di guscio solito, è preferita la fecondazione interna, utilizzata da rettili, uccelli e mammiferi. A questo si aggiungono varie eccezioni, con alcuni osteitti (celacanti, alcuni teleostei), pochi anfibi e tutti i condritti, che possiedono fecondazione interna per evoluzione adattativa (convergenza).
Con queste basi, abbiamo giustificato l’ipotesi storica che vede la feconda interna come un prodotto derivato dalla fecondazione esterna, ritenuta condizione primitiva per i vertebrati. Abbiamo però sottolineato come la presenza di fecondazione interna in gruppi di vertebrati non filogeneticamente legati tra di loro (con l’utilizzo di organi diversi a seconda del gruppo), rappresenta un segnale importante che permette di ipotizzare come l’acquisizione di questo tratto, per necessità adattative, sia possibile e non così raro.
Con queste premesse, oggi andiamo a vedere quali indicazioni ci fornisce invece il record fossile per quanto riguarda le modalità di riproduzione dei vertebrati, in particolare di quei gruppi oggi estinti ma fondamentali per ricostruire la storia evolutiva degli gnathostomi, come ad esempio agnati fossili e placodermi.