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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.


Devo dire che non sono eccessivamente contrario a questa ipotesi. E’ parsimoniosa e ha senso. Il problema secondo me è che non tiene conto della plasticità degli organismi, anche riguardo alle modalità di riproduzione, e di come la presenza di un carattere in più di un taxa non debba per forza indicare un legame tra di essi.
Abbiamo visto nel primo post della serie come la riproduzione mediante fertilizzazione interna sia applicata da vari gruppi di vertebrati molto spesso non legati tra di loro. Prendiamo ad esempio lo sviluppo della viviparità (che richiede fertilizzazione interna). A parte la chiara distanza filogenetica tra i condritti e i teleostei vivipari, bisogna sottolineare che gli stessi teleostei vivipari non sono legati tra di loro in maniera tale da poter considerare la fertilizzazione interna come tratto comune (Blackburn, 2005). Anzi il contrario. Se prendiamo ad esempio il gruppo dei cyprinodontiformi, che comprende un gran numero di specie vivipare, vediamo come questo adattamento riproduttivo si è sviluppato in maniera diversa, con tecniche diverse (gonopodi, papille riproduttive, etc) almeno 5 volte, in gruppi che hanno ecologie, morfologie e gradi di parentela diversa (Thibault and Shulze 1978; Blackburn 2014).

Ho assistito oggi ad una conferenza proprio sullo sviluppo della viviparità nei pesci e in particolare dei cyprinodontiformi e discutendo con l’autore (uno dei miei colleghi qui al dipartimento di scienze naturali dell’Imperial College di Londra) abbiamo concordato come, dati alla mano, la probabilità che due linee, anche all’interno dello stesso gruppo tassonomico (Cyprinodontiformes, in questo caso), sviluppano viviparità e fertilizzazione interna in maniera indipendente, senza che questa derivi da un antenato comune, è assolutamente alta (l’articolo uscirà a breve). Vi sono, nell’intera diversità vertebrata, più di 500 casi noti in cui la viviparità (che richiede fertilizzazione interna) si è sviluppata, e la maggior parte di queste riguarda eventi di convergenza adattativa (Blackburn 1999, 2005).

Basta dunque il fatto di avere tre gruppi di placodermi con evidenza di fertilizzazione interna (per altro non in tutti i taxa, ma per ora solo in alcune specie – anche se qui entra in gioco l’incompletezza del record fossile) per assumere che questa sia dovuta ad una condizione ereditata da un antenato comune? Secondo me no.

E’ anche importante notare che, come si può facilmente osservare guardando gli esemplari in questione (e anche le figure presentate nell’articolo di Long et al.), i tre generi presentano morfologie diverse nei “clasper” (che vengono chiamati claspers nonostante siano molto diversi dai veri claspers dei condritti, elementi cartilaginei associati alle pinne pelviche, mentre invece nei placodermi sono distinti dal cinto pelvico e costituiti da tessuto osseo dermico). Insomma, la possibilità che questi tre cladi abbiano sviluppato in maniera indipendente la fertilizzazione interna, utilizzando tipi diversi di strutture “claspers-like”, non mi sembra molto meno probabile di quella proposta da Long et al. 2014
Ripeto, non ho niente contro gli autori o il loro studio, che è molto ben fatto, interessante e dettagliato, solo che le conclusioni mi sembra vadano troppo oltre o comunque venga data una spiegazione possibile come per molto probabile, senza un approfondita analisi della altre possibilità.

Ho fatto questo post non per polemica, ma perché mi preme che i miei eventuali elettori capiscano il bisogno di essere critici e di farsi domande su quello che si legge, anche se la fonte è autorevole (e gli autori di Long et al. lo sono di certo) e il giornale è di grande impatto come Nature.
La paleontologia è una scienza difficile, che studia un dataset incompleto proveniente da un lontano passato. Bisogna stare attenti nelle conclusioni, soprattutto se, come in questo caso, stridono con quello che è osservabile nella biodiversità attuale (= che sviluppare fertilizzazione interna in maniera indipendente è possibile e abbastanza frequente).
Spero dunque che l’aver dato un punto di vista diverso rispetto a quello che è circolato sui media possa offrire uno spunto per capire la necessità di una valutazione critica e personale di quello che si legge. E’ vero che la scienza segue principi sani e precisi, ma è pur sempre fatta da noi uomini, con tutti i pro e i contro.

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Bibliografia:

-    Blackburn D.G. 1999
Viviparity and oviparity: Evolution and reproductive strategies.
In: Knobil T.E., Neill J.D., editors. Encyclopedia of Reproduction, Vol. 4. London: Academic Press. pp 994–1003

-    Blackburn D.G. 2005
Evolutionary origins of viviparity in fishes.
In: Grier H., Uribe M.C., editors. Viviparity in Fishes. Homestead, FL: New Life Publications. pp 303–317.

-    Blackburn D.G. 2014
Evolution of vertebrate viviparity and specializations for fetal nutrition: A quantitative and qualitative analysis.
J. Morphol.. doi: 10.1002/jmor.20272

- Long et al. 2014
Copulation in antiarch placoderms and the origin of gnathostome internal fertilization. 
Nature doi:10.1038/nature13825

-    Thibault R.E., Schultz R.J. 1978
Reproductive adaptations among viviparous fishes (Cyprinodontiformes: Poeciliidae).
Evolution 32:320–333

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