19 Ottobre 2023
12:05

Le salamandre moderne possono aiutarci a capire come mangiavano i primi vertebrati terrestri

Alcuni scienziati hanno studiato circa 40 specie di salamandre moderne per capire come si nutrissero i primi anfibi comparsi sulla Terra.

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salamandra

Uno dei momenti più importanti della storia della vita sulla Terra è avvenuto circa 360 milioni di anni fa, quando per la prima volta i vertebrati colonizzarono la terra ferma emergendo dall'oceano. Questo processo ha richiesto il superamento di numerosi vincoli fisici e fisiologici, per non parlare dell'adattamento ecologico che ha portato i primi anfibi ad allontanarsi sempre più marcatamente dalle zone umide.

Esistono tuttavia ancora diversi dubbi relativamente a come sia successo. Ed è per questo che un team di ricercatori guidati da Daniel Schwarz e da Rainer Schoch della Friedrich Schiller University di Jena e del Museo statale di storia naturale di Stoccarda, ha cominciato a domandarsi come fecero a cambiare dieta i primi anfibi, visto che l'alimentazione era uno dei processi più importanti che i vertebrati dovevano cambiare per adattarsi durante il passaggio dalla vita acquatica a quella terrestre.

Secondo il loro studio, pubblicato su Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, i primi vertebrati terrestri ebbero diverse difficoltà a trovare del cibo che potessero ingoiare. Nelle primissime fasi, infatti, i luoghi deputati all'emersione – le spiagge e gli alvi fluviali – non erano molto ricchi di fauna o di flora che potessero finire nel menù degli anfibi. Così questi animali furono spesso costretti a mantenere un legame molto forte con l'acqua per nutrirsi.

Successivamente, però, le circostanze cambiarono. Le terre emerse cominciarono a essere molto più abitate e gli anfibi diventarono sempre più indipendenti dall'acqua rispetto a prima. Inoltre, seppur fossero privi di lingue mobili come quelle degli amnioti moderni, i primi vertebrati terrestri cominciarono a sviluppare comportamenti masticatori complessi, nonostante spesso possedessero denti dalla morfologia relativamente semplice e di piccole dimensioni. Questi denti erano conici e curvi, e tra l'altro presentavano anche solo una cuspide masticatoria.

Per raggiungere questa conoscenza, gli scienziati si sono dedicati allo studio di circa 40 specie di salamandre moderne, poiché possiedono anatomie simili a quelle dei più antichi anfibi conosciuti e perché possono nutrirsi in entrambe le tipologie di habitat, ovvero sia nell'acqua che sulla terra. Visto inoltre che hanno studiato ben nove delle dieci famiglie di salamandre presenti nel mondo durante tutte e tre le fasi di sviluppo, questo rende lo studio anche il più completo mai realizzato sull'alimentazione di questi anfibi.

«Abbiamo osservato gli animali mentre erano delle larve, quando erano solo dei giovani prima della metamorfosi e poi successivamente da adulti. Dopo la metamorfosi, le salamandre sono state osservate durante l'alimentazione, dove possibile, sia sott'acqua che sulla terra. Il nostro studio quindi si distingue da studi precedenti non solo per il numero di specie e l'approccio evolutivo, ma anche perché l'alimentazione è stata studiata in tutti i momenti del ciclo vitale degli anfibi», ha affermato Schwarz. Ovviamente, dopo aver tratto le principali conclusioni sull'osservazione degli animali vivi, i paleontologi si sono rivolti alle antiche specie conosciute, tentando di trovare dei parallelismi anatomici fra quello che avevano appena finito di studiare e i resti fossili.

Grazie a questo approfondimento è stato inoltre possibile notare alcuni cambiamenti nel comportamento alimentare degli anfibi preistorici. Per esempio, le transizioni dello sviluppo acqua-terra nelle salamandre sono state utilizzate per modellare i possibili cambiamenti nel comportamento alimentare dei primi tetrapodi, tramite alcune tecnologie moderne come l'imaging video a raggi X ad alta velocità. Uno strumento che consente di vedere l'interno della bocca dei reperti fossili o degli animali viventi, anche quando queste sono chiuse, e di studiare sia i rapidi movimenti delle articolazioni che quelli delle prede all'interno della bocca.

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La sequenza di alimentazione si compone di quattro fasi: ingestione, lavorazione, trasporto e deglutizione del cibo. Le frecce blu indicano il movimento dell’acqua durante le fasi di alimentazione e la struttura rossa evidenziata delinea il lembo orale della lingua, che nelle salamandre ha ancora il compito di creare una pressione negativa affinché il cibo entri direttamente nella gola

Gli scenari pensati dai ricercatori per ipotizzare come si alimentassero i primi anfibi sulle terre emerse sono principalmente due. Nel primo caso le prede venivano afferrate con le mascelle e trascinate di nuovo nell'acqua, uno stile di caccia che ricorda moltissimo le modalità usate dai coccodrilli. In questo caso la lingua degli antichi anfibi poteva servire anche a creare una differenza di pressione nell'acqua e a indurre la preda a finire dentro la gola del predatore, mentre le mascelle potevano essere utili per "manipolare" in un primo momento la preda, uccidendola o rompendogli l'esoscheletro.

Nel secondo scenario, invece, la preda veniva processata direttamente sulla terra ferma, mediante una combinazione di scuotimenti e di morsi che servivano a dilaniare e a uccidere la vittima, ma anche per rendere più tenera la sua carne. Questa infine veniva ingoiata con l'aiuto del trasporto inerziale, ovvero di rapidi movimenti in avanti o di rotazioni della testa, che facevano in modo che i bocconi finissero direttamente nella gola dell'anfibio.

L'articolo inoltre non esclude che queste antiche specie non fossero in grado di effettuare entrambe le tipologie di caccia, così da essere degli efficienti predatori in entrambi le tipologie di ambienti. L'importante però, secondo i ricercatori, è capire che seppur primitivi e incapaci di ingoiare le prede come le specie più moderne, gli antichi anfibi presentavano già tutti i punti di forza che hanno permesso ai vertebrati di dominare le terre emerse. Nonostante fino a pochi milioni di anni prima i proto-anfibi ingoiavano le prede anche grazie al contributo delle correnti, bastò poco affinché gli animali si adattassero per continuare ad esistere lontano dalle correnti acquatiche.

«Questo lavoro può essere visto come un'importante ricerca fondamentale da cui potrebbero sorgere ulteriori domande. In ulteriori studi, vorremmo indagare sui crani, sulle mascelle e sulle strutture della lingua dei primi vertebrati terrestri, per chiarire altri dettagli riguardanti l'evoluzione del comportamento alimentare dei primi tetrapodi e il loro passaggio acqua-terra», hanno commentato Schwarz e Schoch, elencando i loro prossimi obiettivi di ricerca.

Sono laureato in Scienze Naturali e in Biologia e Biodiversità Ambientale, con due tesi su argomenti ornitologici. Sono un grande appassionato di escursionismo e di scienze e per questo ho deciso di frequentare un master in comunicazione scientifica. La scrittura è la mia più grande passione.
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