Come risolvere un mistero: il nuovo volto di Helicoprion

Su questo blog mi è capitato di parlare di avvenimenti misteriosi in campo non strettamente paleontologico (non cito il post perchè sono cose poco importanti, e un pò mi dispiace che a livello statistico sia uno di quelli che è statao più letto in assoluto). 

Al giorno d'oggi sembra che l'esistenza di creature misteriose, rievocazioni di antiche leggende, avvistamenti di celebri sopravvissuti e di nuovi venuti, suscitino un interesse davvero ampio tra il grande pubblico.

E spesso si invoca l'aiuto della scienza, per tentare di abbattere o confermare questa o quella leggenda.

Ma la scienza non fa questo, o meglio, la scienza è un'altra cosa. La scienza parte dai dati, li analizza, si pone delle domande, cerca di testare delle ipotesi, trova dei risultati e procede nel tempo, affinando le sue metodologie, a volte confermando ipotesi, altre volte ribaltando completamente le antiche idee.

Ed è proprio su questa scienza che si basa la storia di oggi.

Tra i grandi misteri (passatemi il termine) della paleontologia vi è senza dubbio la storia di un grande condritto fossile, conosciuto per pochi resti incompleti (anzi, quasi interamente per i suoi denti) la cui forma e natura hanno scatenato le più fantasione e bizzarre ipotesi. 

Già il suo nome, Helicoprion, o "squalo dai denti a spirale", fa aggrottare la fronte a chi tenta di immagine come uno squalo possa avere una bocca del genere, soprattutto considerando che l'unica cosa che possediamo di questo animale sono, appunto, solo i suoi denti e pochissimo altro (ossia, qualche frammento di mandibola).

Olotipo di Helicoprion

La storia di Helicoprion comincia nel 1899, quando Karpinsky istituisce il genere sulla base di una batteria dentale rinvenuta negli Arta Beds, sui Monti Urali, in Russia.

I resti vennero attribuiti ad un condritto fossile e vennero elaborate le più strane ipotesi sulla locazione di questi "denti" (ora sappiamo che sono denti, ma all'inizio non era così scontato), a volte posizionati sulla coda, a volte sulla pinna dorsale, altre ancora su entrambe le mandibole.

Alcune delle bizzarre (direi anche simpatiche) ricostruzioni di Helicoprion. Sopra, una delle più moderne, a destra, gli originali di Karpinsky 1899

Nel corso degli anni sono state trovate numerose "spirali dentate" appartenenti ad Helicoprion.

Queste si rinvengono in strati corrispondenti ad ambienti marini a partire dal Carbonifero superiore fino alla fine del Permiano, forse inizio Giurassico. 

Russia, Cina e Stati Uniti i luoghi in cui questi fossili si recuperano con più abbondanza.

Tuttavia, il mistero circa la natura di questo condritto non è mai stato risolto appieno.

Nel 1966 Bendix-Almgreen descrisse per la prima volta un esemplare di Helicoprion (IMNH 37899) rappresentato non solo dalla spirale dentata, ma anche da elementi endoscheletrici annessi a tale spirale. 

Il resto proveniva dalla Phosphoria Formation, nell'Idaho (U.S.A.), risalente al Permiano inferiore.

Secondo l'interpretazione di Bendix - Almgreen, i resti rappresentavano la porzione anteriore del neurocranio e le mandibole. Sulla base di questa interpretazione, egli posizionò la spirale dentata nella parte mediana della mascella inferiore, in posizione sinfisale (ossia, la spirale dentale è situata nel punto di articolazione tra la parte sinistra e quella destra della mascella inferiore). Sempre sulla base delle sue interpretazioni, assegnò Helicoprion ad Elasmobranchi, il gruppo che oggi contiene gli squali e le razze.

Per molti anni, le ipotesi di Bendix - Algreem sono state considerate corrette, ed è per questo che la stragrande maggioranza delle ricostruzioni oggi in circolazione ritraggono Helicoprion come uno squalo selaciforme, con un muso allungo e la tipica batteria dentaria a spirale su una lunga mascella infeiore.

Helicoprion, nella sua ben nota veste selaciforme

Recenti studi hanno però messo in discussione quanto si è sempre pensato di Helicoprion, risolvendo in parte la natura e la posizione della sua spirale dentata, e fornendo nuove indicazioni sulla sua posizione filogenetica, consentendoci di fare qualche inferenza sul suo possibile aspetto.

Tapanila et al. (2013) ridescrivono IMNH 37899 grazie all'ausilio di tecniche tomografiche, tale da riesaminare non solo la struttura della spirale dentata, ma anche di vedere nuovi dettagli della zona della mandibola inferiore e del neurocranio.

Grazie a varie CTscans, Tapanila et al. stabilisconono che la spirale dentata occupava tutta la porzione dell'arbo mandibolare, e non solo la porzione finale, come precedentemente ipotizzato. Come abbiamo visto, inizialmente, data anche l'ipotesi della presenza in Helicoprion di un cranio allungato comem quello dei selaciformi, si pensava che la spirale dentata fosse posizionata all'estremità anteriore della mandibola, tale che era presente uno spazio dentato tra la fine della spirale e l'articolazione della mandibola con il resto del cranio (Bendix-Almgreen, 1966).

Secondo Tapanila et al., invece, la spirale partiva nei presi dell'articolazione della mandibola con il cranio, ed era proprio in questo punto che si trova il luogo dove la corona veniva prodotta. I denti più grandi veniva prodotti in questa zona, e poi la spirale "si spostava" in modo che i denti più vecchi e consumati venissero a trovarsi all'interno della mandibola, probabilmente cartilaginea, lasciando i nuovi e più grandi denti nella parte esposta.

Inoltre, il possesso di un articolazione della mandibola vicina alla spirale dentata, avrebbe provocato un piegamento dei denti verso la porzione interna della bocca, aumentando il potenziale di taglio dei denti e promuovendo lo spostamento del cimbo all'interno della cavità orale.

Particolare della testa di Helicoprion, secondo i nuovi dati di Tapanila et al., 2013. Disegno di Troll & Ramsay

Inoltre, grazie a questa nuova riesamina, è stato possibile dimostrate come Helicoprion sia in possesso di alcuni caratteri del cranio, in particolare riguardanti l'articolazione delle mascelle, tale da confermare l'affinità di questo genere con Euchondrocephali, il gruppo che attualmente include le chimere (Grogan et a., 1999). 

Le chimere sono peculiari (per quanto mi riguarda, belli e affascinanti) pesci cartilaginei oggi per lo più bentonici, caratterizzati da una lunga coda, pinne piatte e abbastanza ampie, e un cranio piuttosto corto e tozzo, munito di una bocca piccola con denti forti e robusti, data la loro dieta perlopiù composta da molluschi e piccoli invertebrati.

Chimaera monstruosa, in tutta la sua affascinante bellezza.

Oggi le chimere sono un gruppo non esageratamente abbondante, soprattutto rispetto agli altri condritti, ma una volta, in particolare durante la parte finale del Paleozoico, essi erano numerosi e, come dimostrato anche dalla bizzarra bocca di Helicoprion, molto specializzati e con la possibilità di raggiungere anche dimensioni elevate (dalle  dimensioni delle spirali, è stato stimato che Helicoprion potesse raggiungere anche i 3 metri di lunghezza).

E' stato ipotizzato l'elevata biodiversità dei chimeroidi nel Paleozoico fosse relazionata al grande aumento di abbondanza dei cefalopodi durante le ultime fasi di questo periodo.

Nonostante tutto, conosciamo ancora pochissimo dell'anatomia del bizzarro Helicoprion. Tuttavia, spero di avervi dimostrato come, con il passare del tempo, il miglioramento dei nostri metodi di studio, e la voglia di riaprire i cassetti e analizzare vecchie ipotesi e polverosi misteri, si possono davvero scoprire (o riscoprire) cose che, ad occhio inosperto o volutamente incosciente, evocherebbero l'intervento di chissà quale investigatore dell'occulto.

Non sprechiamo energie inutili, i veri misteri, quelli che la natura ci mostra tutti i giorni, aspettano solo di essere guardati con occhio critico, attendo ma soprattutto curioso e snaturato dai preconcetti.

Un banco di chimeroid - like Helicoprion a caccia di gustosi cefalopodi

P.S. Questo è il centesimo post dalla nascita di Paleostories e anche se solo uno di questi dovessere essere stato utile anche solo ad una persona, sono felice di questo.

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Bibliografia:

- Bendix-Almgreen S. E. 1966 

New investigations on Helicoprion from the Phosphoria Formation of south-east Idaho, USA. 

Biol. Skrifter udgivet af det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab 14 , 1 – 54 

- Grogan ED, Lund R, Didier D. 1999 

Description of the chimaerid jaw and its phylogenetic origins.
J. Morphol. 239, 45 – 59

- Karpinsky AP. 1899 

On the edestid remains and its new genus Helicoprion. 

Zapiski Imperat. Akad. Nauk 7,1–67

- Tapanila L., Pruitt J., Pradel A., Wilga C. D., Ramsay J. B., Schlader R., Didier D. A. 2013 

Jaws for a spiral-tooth whorl: CT images reveal novel adaptation and phylogeny in fossil Helicoprion. 

Biol Lett 9: 20130057