Translate

venerdì 7 giugno 2013

Come costruire una tartaruga (Lyson et al., 2013)

Il relazione al mio ultimo post sui predatori di tartarughe, vi segnalo questo bell'articolo sull'evoluzione del "guscio" delle tartarughe, pubblicato recentemente sulla rivista Current Biology da un folto team di studiosi (Lyson et al., 2013).

All'articolo è legato anche una bellissimo video animato in 3d, sempre degli stessi autori.
Lo trovate sotto la traduzione dell'abstract

Lyson, T. R., Bever, G. S., Scheyer, T. M., Hsiang, A. Y.,  and J. A. Gauthier. 2013.
Evolutionary Origin of the Turtle Shell.   

The origin of the turtle shell has perplexed biologists for more than two centuries. It was not until Odontochelys semitestacea was discovered, however, that the fossil and developmental data could be synthesized into a model of shell assembly that makes predictions for the as-yet unestablished history of the turtle stem group. We build on this model by integrating novel data for Eunotosaurus africanus—a Late Guadalupian (~260 mya) Permian reptile inferred to be an early stem turtle. Eunotosaurus expresses a number of relevant characters, including a reduced number of elongate trunk vertebrae (nine), nine pairs of T-shaped ribs, inferred loss of intercostal muscles, reorganization of respiratory muscles to the ventral side of the ribs, (sub)dermal outgrowth of bone from the developing perichondral collar of the ribs, and paired gastralia that lack both lateral and median elements. These features conform to the predicted sequence of character acquisition and provide further support that E. africanusO. semitestacea, and Proganochelys quenstedti represent successive divergences from the turtle stem lineage. The initial transformations of the model thus occurred by the Middle Permian, which is congruent with molecular-based divergence estimates for the lineage, and remain viable whether turtles originated inside or outside crown Diapsida.

Per chi non mastica tantissimo l'inglese, ve lo traduco (non letteralmente e con note) in italiano:

Origine Evolutiva del Guscio delle Tartarughe

Per oltre due secoli gli studiosi sono rimasti perplessi circa l'origine del guscio delle tartarughe.
Tuttavia, così è stato fino alla scoperta di Odontochelys semitestaces, dopo la quale grazie ai fossili e a dati provenienti da studi sullo sviluppo è stato possibile sintesizzare un modello riguardante "l'assemblaggio" del guscio, modello grazie al quale è stato possibile fare previsioni sulla storia dell'intero gruppo stelo delle tartarughe  (turtle stem group, vedere qui, n.d.a.), ancora poco nota.
Abbiamo costruito questo modello integrando nuovi dati su Eunotosaurus africanus, un rettile del Permiano (Guadalupiano superiore, circa 260 milioni di anni fa) ritenuto uno dei primi membri del gruppo. Eunotosaurus esibisce un numero di caratteristiche importanti, compreso un numero ridotto di vertebre dorsali allungate (nove), nove paia di coste a forma di T, perdita (ipotizzata, n.d.a) di muscoli intercostali, riorganizzazione dei muscoli respiratori sul lato ventrale delle coste, crescita subdermica del tessuto pericondrale in sviluppo nelle coste, e gastralia (coste ventrali, n.d.a.) che non possiedono nè elementi mediani nè laterali. Queste caratteristiche sono conformi a quanto ipotizzato circa la sequenza di acquisizione dei caratteri e forniscono ulteriori indicazione che E. africanus, O. semitestacea e Proganochelys quenstedti rappresentano sucessivi momenti di divergenza lungo la line delle tartarughe stelo. Il modello prevede che le prime trasformazioni siano avvenute nel Permiano Medio, dato congruente con il grado di divergenza ricavato dalle analisi molecolari, e siano rimaste invariate sia che le tartarughe si siano originate all'interno o all'esterno di Diapsida.


2 commenti:

Robo ha detto...

Ciao Marco. Se posso avrei 2 ordini di dubbi. 1) In Eutonosaurus le deformazioni delle cartilagini e le altre modifiche delle strutture ossee non hanno certo la stessa funzione protettiva dello scudo franco che si può osservare nelle forme successive, mi pare. Si può quindi supporre che lo sviluppo di tale scudo sia stato reso possibile, in qualche misura, da una esattazione di strutture preesistenti già con un forte grado di alterazione ma per altri motivi? Una sorta di esaptazione tipo le penne degli uccelli? 2) Mi sembra di aver letto (ed anche tu lo hai citato) che le analisi molecolari portino ad una derivazione delle tartarughe da diapidi, d'altro canto i cladogrammi che ho visto in rete indicano Testudines o in Anapsida (tra l'altro non sulla linea evolutiva dei Millerettidae) o in Pararepilia (con Anapsida parafiletico); c'è quindi una discrepanza tra dati derivanti dalle analisi molecolari e quelli dell'analisi filogenetica, riguardo le tartarughe. È così? Ciao, grazie.

MarcoCasti ha detto...

Caro Robo
cercherò di rispondere ai tuoi dubbi nella maniera più semplice possibile. Non sono questioni facili

1) L'evoluzione degli organismi è piena di exaptation, non solo nel (sovra)citato esempio del tegumento dei dinosauri, ma anche in altre questione spesso meno note, come la derivazione della vescica natatoria da una specie di polmone primitivo (dunque, che serviva a respirare area gassosa fuori dall'acqua), oppure l'evolzuione delle zampe dei tettrapodi da strutture che non servivano per camminare sulla terraferma (ne ho parlato varie volte qui sul blog)... che strutture con una funzione X si evolvano da strutture già presenti ma con funzione y non è un caso infrequenti. E, dunque, si, penso si possa presupporre che nelle prime steam tartarughe quelle strutture possedevano un grado di plasticità dali da permettere stravolgimenti anatomici notevoli.

2) Questione spinosissima(di cui, mi pare, avevamo già parlato io e te in un'altra discussione): spesso le indagini filogenetiche morfologiche e filogenetiche molecolari discordano, per l'ovvio motivi che utilizzano un dataset diverso e dunque i loro risultati rispecchiano tale differenza. Per quanto riguarda le tartarughe, credo che ultimamente la visione più popolare sia il considerare le tartarughe diapsidi, ma niente è (e forse sarà mai) definitivo, come al solito. Ma ciò non succede solo nelle tartarughe ma anche in molti altri gruppi (es. cyclostomi o artrophodi), è anche una questione di dati a disposizione.