Dai rettili ai mammiferi

Articolazione mammaliana, rettiliana. Occlusione dei denti e molte altre curiosità di anatomia comparata dei vertebrati

Stefano Rossignoli 31 maggio 2010

Ritengo che questo sia un argomento estremamente affascinante perchè ci riguarda. Riguarda la nostra storia da vicino, in fin dei conti chi sta leggendo è un mammifero, no? …come un cane, un gatto, un cavallo, un pipistrello, un delfino…

Il mio Gatto 'Scaccabarozzo'!

Sono tante le novità che sono entrate ‘in gioco’ con la comparsa dei mammiferi sul nostro pianeta, ma qui ci occuperemo solamente degli aspetti che ritengo più intriganti e comunque basilari…

Per prima cosa, localiziamo nel tempo questo passaggio: siamo nel Triassico Superiore – Giurassico inferiore tra 220 Ma (milioni di anni fa!) e 200 Ma circa!
I più antichi mammiferi certi sono strati trovati nel Texas e risalgono al Giurassico inferiore. Mi pare ovvio che stiamo parlando di fossili!!!
I rettili che più si avvicinano ai mammiferi anatomicamente parlando compaiono qualche decina di milioni di anni prima, nel Permiano e sono i rettili Sinapsidi.
Ci sono forme che ricordano incredibilmente un mammifero, ma sono ‘ancora’ rettili.
Uno dei più curiosi è Trinaxodon trovato in Antartide e Africa del sud (ricordatevi che nel Permiano si forma Pangea ed Antartide ed Africa del sud erano attaccati.)

Ora vediamo quali caratteri vengono utilizzati per distinguere un rettile da un mammifero…
In teoria un mammifero allatta con le mammelle che sono ghiandole molto simili come origine a quelle annesse ai peli (altra caratteristica da mammifero).
Purtroppo per nostra sfortuna mammelle, peli, pelle sono parti molli ed è improbabile che si conservino fossilizzando e per ora non sono mai stati trovati fossili così antichi con peli, ecc.
Quindi dobbiamo accontentarci di analizzare le modifiche alle parti dure, ovvero a quelle riguardanti le ossa e i denti.

Ci riferiremo quindi soprattutto a due caratteristiche acquisite dai mammiferi:
– La ‘nuova’ dentatura
– L’articolazione mandibolare

Le modificazioni che riguardano i denti passando da rettili a mammiferi sono molteplici.

Le principali: Per prima cosa la perfetta occlusione tra cuspidi di un dente con le fossette di quello opposto.
Già. Non succede in tutti i vertebrati!
Ogni tanto qualcuno mi dice che invidia un pesce, un anfibio o un rettile perchè questi possono sostituire in continuazione i denti che cadono.
Sarà positivo, ma proprio per questo non possono masticare.
La masticazione è un’acquisizione dei mammiferi (…e di alcuni Adrosauri, dinosauri vegetariani che in qualche modo erano riusciti ad ‘ottenere’ la possibilità di masticare…)

L’occlusione era già tipica di alcuni rettili che hanno preceduto i mammiferi sulla loro linea evolutiva, ma la perfetta occlusione si ottenne con la difidonzia tipicamente mammaliana, cioè la possibilità di avere un unico cambio della dentatura nel corso della vita, da quella da latte a quella definitiva…
Eh già. Lo spettacolo che vediamo in un bimbo che cresce e perde i suoi dentini in favore di quelli nuovi e definitivi è una nostra caratteristica antichissima.

Concludendo sui denti, nei mammiferi compaiono anche i denti con più radici

Per quanto riguarda l’articolazione della mandibola, la modificazione scheletrica avvenuta ritengo sia tra le più affascinanti di sempre…ma veniamo al dunque!!!

Si assiste dal suddetto Trinaxodon (permiano) a Morganucodon (il primo vero e sicuro mammifero del Giurassico inferiore!) ad una vera e propria migrazione e sostituzione delle ossa che compongono l’articolazione.

Lo so che è complicato, ma datemi qualche riga…
Nei rettili sinapsidi l’articolazione mandibolare è formata da due ossa: l’articolare che si trova sulla mandibola e Il quadrato che si trova fisso sulla parte di cranio connessa al neurocranio (la parte che contiene e protegge il cervello …o encefalo).

Mandibola Rettile Sinapside - Mammifero primitivo

Nei mammiferi l’articolare e il quadrato invece si spostano superiormente e all’indietro andando a formare niente di meno che martello e incudine che diventeranno responsabili della trasmissione delle onde acustiche sulla membrana timpanica.
L’articolazione della mandibola verrà sostituita da quella tra squamoso e dentale (che compone interamente la mandibola dei mammiferi…)

In un rettile del permiano, molto vicino ai mammiferi (Probainognatus), sia articolare-quadrato, sia dentale-squamoso partecipano all’articolazione che risulta quindi forse un’articolazione intermedia anche se non è chiarissima l’interpretazione.
Sembra comunque che già da prima di questo stadio, l’articolare e il quadrato potessero partecipare nella conduzione delle vibrazioni alla staffa e quindi al timpano…(da uno studio di Allin 1975).

Articolare e quadrato (divenuti martello e incudine) poi si riducono notevolmente di dimensioni consentendo via via una percezione di frequenze sempre più alte rispetto a quelle percepite comunemente dai rettili che conosciamo.

Bibliografia:
Michael J. Benton ‘Paleontologia dei Vertebrati’ (trad. italiana S. Renesto e A. Tintori) che poi è un libro che vi consiglio…
..e un sacco di libri di Anatomia comparata tra cui: Romer and Parson, Kent, Baumont-Cassier e anche qualcosa di più nuovo per fortuna…

Chi sono i Dinosauri?

Daniele Tona 24 marzo 2010

Questa domanda, apparentemente banale, è in realtà meno scontata di quel che sembra.
Il grande pubblico, infatti, tende a identificare col termine “dinosauro” qualunque rettile, possibilmente di grandi dimensioni, vissuto milioni di anni fa e oggi estinto. I dinosauri, però, sono solo uno degli innumerevoli gruppi di rettili che si sono avvicendati nel corso della storia del nostro pianeta.
Ci domandiamo a questo punto cos’è che definisce un dinosauro e lo distingue dagli altri rettili preistorici; per farlo noi possiamo valutare diversi elementi: l’epoca, l’ambiente di vita e l’anatomia di questi animali.
Iniziamo col considerare quando sono vissuti i dinosauri. Questi animali si sono evoluti durante l’era Mesozoica, dominando la Terra per un lasso di tempo molto lungo: ben 165 milioni di anni, dal Triassico superiore (circa 230 milioni di anni fa) alla fine del Cretaceo 65 milioni di anni fa, quando si verificò l’estinzione di massa che spazzò via loro e, non dimentichiamolo, molti altri gruppi di organismi.
Questo significa che, ad esempio, il famoso Dimetrodon dalla caratteristica vela sul dorso non è un dinosauro poiché è vissuto nel Permiano inferiore, molto tempo prima che il primo dinosauro facesse la sua comparsa; il dimetrodonte appartiene infatti ai Sinapsidi, il gruppo di rettili da cui si sono evoluti i mammiferi, e più precisamente fa parte dei loro esponenti più antichi denominati Pelicosauria; in altre parole, il dimetrodonte è parente più prossimo di noi umani che non del tirannosauro!
Lo stesso vale per i gruppi di rettili scampati alla crisi al limite tra Cretaceo e Paleogene, nessuno dei quali appartiene ai dinosauri; paradossalmente, la scoperta di Archaeopteryx nell’Ottocento ha suggerito che gli animali più vicini ad essi che oggi possiamo osservare in natura sono gli uccelli, ed i molti ritrovamenti negli ultimi decenni di dinosauri con caratteristiche affini a quelle degli uccelli lo hanno confermato.

All’interno del lasso di tempo che abbiamo definito non sono però esistiti solo i dinosauri.

Dobbiamo quindi adottare un altro criterio per restringere il campo, ed è quello dell’ambiente di vita: tutti i dinosauri sono animali esclusivamente terrestri; questo ovviamente non significa che non sapessero nuotare (al contrario: sono state rinvenute piste di impronte attribuite a dinosauri che mentre guadavano a nuoto uno stagno o un fiume grattavano il fondo con gli artigli), bensì che non avevano adattamenti anatomici che consentissero loro di colonizzare ambienti diversi dalla terra emersa. Questo esclude perciò tutti i rettili acquatici vissuti nel Mesozoico: gli Ittiosauri simili a pesci, i Plesiosauri dal collo lungo, i loro cugini Pliosauri ed i Mosasauri parenti stretti dei varani.
Se parliamo dell’ambiente aereo, però, il discorso si fa leggermente diverso: per gran parte del Mesozoico i cieli furono popolati dagli Pterosauri, rettili volanti caratterizzati da ali di pelle tesa dal quarto dito della mano; benché molti paleontologi considerino questi animali strettamente imparentati con i dinosauri, non vengono considerati parte di questo gruppo per tutta una serie di differenze anatomiche. Ciononostante, durante il Giurassico, circa 150 milioni di anni fa, gli Pterosauri furono affiancati dagli uccelli, che come abbiamo detto sono i diretti discendenti dei dinosauri.

Come facciamo quindi a distinguere questi ‘dinosauri’ volanti dagli Pterosauri?

Semplice: gli Pterosauri presentano il quarto dito estremamente allungato per sostenere l’ala, cosa che negli uccelli ancestrali non possiamo osservare.
Arrivati a questo punto abbiamo inquadrato dove e quando sono vissuti i dinosauri.
Sulla terraferma, però, vivevano molti altri rettili; come fare allora a distinguerli?
E’ qui che entra in gioco l’anatomia. Esistono molti caratteri che contraddistinguono i dinosauri e che si trovano solo in loro (il termine tecnico con cui chiamare tali caratteri è sinapomorfie), che però qui non tratteremo; ci basta sapere che il miglior modo per riconoscere un dinosauro è la sua postura.
Nei rettili possiamo infatti distinguere tre differenti posizioni degli arti rispetto al tronco: nella postura cosiddetta sprawling, che ritroviamo nelle lucertole odierne, l’omero (l’osso del braccio) e il femore (l’osso della coscia) si estendono in posizione quasi orizzontale, e gli arti si muovono in accordo con l’ondulazione laterale del corpo;

Solo uno di questi è un Dinosauro

nella postura semieretta, che ritroviamo oggi nei coccodrilli e nei varani, gli arti fuoriescono con un angolo di circa 45 gradi, e il movimento serpentino del tronco è meno pronunciato; nella postura eretta o parasagittale, evoluta in modo del tutto indipendente dai dinosauri e dai Sinapsidi, gli arti sono disposti perpendicolari rispetto al corpo e risultano quindi posizionati sotto di esso anziché lateralmente.

Riassumendo, possiamo chiamare dinosauri tutti quei rettili vissuti tra 230 e 65 milioni di anni fa, unicamente sulle terre emerse (anche se poi avrebbero spiccato il volo) e caratterizzati, fra le altre cose, dagli arti direttamente sotto al corpo. Questi semplici elementi vi permetteranno di riconoscere un dinosauro quando vedrete un film o un documentario.