Dare un volto all'antenato comune

Uno degli scopi di questo blog è parlare di argomenti paleontologici non molto popolari, nel tentativo sia di far cadere dei falsi miti o di far conoscere "paleostorie" importanti ma poco conosciute, sia di tentare di far appassionare qualche eventuale lettore a questi ambiti.

Con mio grande piacere, negli ultimi mesi ho ricevuto mail private o messaggi sulla pagina facebook di paleostories, di lettori incuriositi e interessati ad alcuni argomenti trattati nel blog. 

Questo mi rende chiaramente contento.

Scrivere per se stessi può essere stimolante, ma nulla paragonato a scrivere per gli altri.

Il seguente post nasce dunque da una domanda fattami da un lettore circa l'aspetto "dell'antenato comune dei veri gnathostomi alla luce degli ultimi studi pubblicati".

Prima di leggere il resto, è Assolutamente Importante prendere visione di questi tre post (1,2,3)

Come abbiamo visto nel precedente post, è possibile tentare di ricostruire l'aspetto dell'antenato comune di due gruppi poichè esso (teoricamente) possiede i tratti condivisi dai due gruppi derivati.

Provo a fare un'esempio: se vogliamo ricostruire com'era fatto l'antenato comune più recente degli amnioti, dobbiamo considerare quali sono le caratteristiche comuni (non derivate e non analoghe) dei gruppi discendenti che sono legati da questo antenato comune.

I gruppi all'interno di amniota (Sinapsida e Diapsida) possiedono entrambi quattro arti, uno scheletro interno osseo, un rivestimento cutaneo adatto ad un ciclo di vita completamente terrestre, un sistema escretore atto a diminuire la perdita d'acqua in ambiente aereo, insieme al sistema respiratorio, dita artigliate e, cosa più importante, un uovo formato da annessi embrionali (amnios, corion e allantoide) tale da poter scollegare il ciclo riproduttivo dall'acqua.

Ora, siccome queste caratteristiche sono presenti in tutti i rami interni ad amniota, esse rappresentano le proprietà che legano questi rami in unico punto. Punto che consiste nel più recente antenato comune.

Dunque, se vi chiedessero com'era fatto l'ultimo antenato comune degli amnioni (o se vogliamo, il primo amniote, anche se ricordatevi che non sapremo mai chi fu veramente), rispondetegli che era munitio di quattro arti, molto probabilmente artigliati, possedeva un sistema respiratorio, un rivestimento cutaneo e un apparato escretore atto ad un ciclo vitale completamente terrestre, produceva un uovo con annessi embrionali, etc...

Come vedete, nonostante l'altra volta vi abbia detto come "l'antenato comune" non sia altro che un punto, un nodo legante due rami che condividono alcune caratteristiche comuni, è possibile dare degli attributi a questo nodo, conoscendone i discendenti.

Su questo blog ho spesso parlato degli stem gnathostomi e dell'origine dei caratteri che ora distinguono i veri gnathostomi (osteitti, condritti, acantodi) dagli altri vertebrati. E l'ho fatto, come giusto che sia, citando articoli e studi, spesso recenti.

La paleontologia è, come tutte le scienze, in continua evoluzione: ogni mese vengono pubblicati molti articoli, anche su argomenti simili e correlati, e non è raro incappare in articoli che rivedono o ribaltino ipotesi pubblicate anche pochi mesi prima. E' il normale processo scientifico.

Da questa continua attività di studio e analisi, possono nascere alcune incomprensioni, se non si hanno bene in testa alcuni concetti.

Parlando dell'origine dei veri gnatostomi, due articoli recenti sono stati fondamentali (ne ho parlato qui e qui). 

Cito qui ciò che avevo scritto nei post dedicati:

"Secondo Davis et al., 2012, la presenza in Acanthodes di un endocranio con caratteri "da condritto", ma filogeneticamente più vicino agli osteitti, e di un endocranio in Ptomacanthus affine ai condritti, potrebbe indicare come la condizione ancestrale dei primi veri gnathostomi non fosse intermedia tra quella di condritti e osteitti, ma presentasse una forma simile a quella dei primi, da cui si sarebbe poi diversificata quella dei secondi (e ovviamente sono avvenute modifiche anche in quella dei condritti stessi). Secondo Davis et al., 2012, l'endocranio dell'ultimo antenato comune dei moderni gnathostomi avrebbe avuto caratteristiche simili a quelle dei condritti."

"L’antenato comune dei veri gnatostomi (probabilmente simile ad Entelognathus – ma vedere note alla fine del post-) avrebbe presentato una condizione macromerica, mantenuta (e sviluppata) nei pesci ossei. I condritti e gli acanthodi avrebbero poi manifestato una riduzione dimensionale degli elementi del dermascheletro, sviluppando dunque un dermascheletro micromerico. "

La domanda postami dal lettore è legata ad un (apparente) conflitto tra le due analisi: nella prima, si dice che la condizione ancestrale dell'antenato comune dei veri gnatostomi era più simile a quella di acanthodi e condritti; nella seconda invece i condritti e gli acanthodi presentano una condizione derivata e l'antenato comune è "più simile agli osteitti".

Questa confusione nasce dal considerare l'antenato comune su una linea diretta di aggiunta e miglioramento di caratteri, mentre invece il nodo rappresenta un insieme di caratteristiche che poi possono essere modificate, aggiunte, ridotte, eliminate.

Non bisogna pensare a queste due affermazioni come in contrasto, ma invece come complementari, poichè un antenato comune ha tante caratteristiche, non una sola. E noi, attraverso lo studio dei fossili, riusciamo a ricostruire queste caratteristiche spesso separatamente.

L'articolo di Davies et al., ci dice che la struttura primitiva dell'endocranio dei veri gnatostomi doveva essere simile a quella degli attuali condritti, mentre lo studio di Entelognathus (Zu et al., 2013) ci dice che la struttura dello scheletro dermico dei veri gnatostomi era comparabile con quella degli osteitti, mentre quella degli osteitti è poi derivata dalla modificazione di quest'ultima.

Sono questi due studi in contrasto? Certo che no, parlano di due caratteristiche diverse!

Il problema forse è che siamo immaginati a "pesare" in modo diverso i due rami. Essendo una biforcazione che si diparte da un nodo, i due rami "pesano" uguale. I condritti non possono essere più primitivi degli osteitti, e viceversa, semplicemente perchè si dipartono dallo stesso punto.

Dunque, se uno studio dice che la caratteristica X, presente nei condritti, è primitiva, non vuol dire che i condritti sono più primitivi, ma invece che per quanto riguarda l'aspetto X, i condritti non hanno modificato la loro struttura (modificando altro), mentre gli osteitti si. Tutto qui.

Sperando che abbiate capito già da soli, dunque è facile capire perchè questi due studi sono stati fondamentali.

Grazie ad essi, oggi sappiamo che a livello dell'endocranio, la condizione primitiva dei veri gnatostomi somiglia a quella presente nell'endocranio dei condritti, mentre a livello dello scheletro dermico, la condizione primitiva dei veri gnatostomi e simile a quella degli osteitti.
Verosimilmente, i condritti poi hanno modificato il loro scheletro dermico (mantenentdo un endrocranio primitivo), mentre gli osteitti hanno modificato l'endocranio (mantenendo uno scheletro dermico primitivo).

Il concetto di nodo, di antenato comune, è probabilmente ancora lontano dall'essere alla portata di tutti, ma non per colpa di abilità intellettuali o tecniche personali, ma semplicemente perchè siamo legati a preconcetti e idee sbagliate.

Spero di aver aperto uno spiraglio.