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Il legame tra il cervello degli antenati e l'evoluzione

Scatola cranica in evoluzione


La riorganizzazione del cervello e degli organi sensoriali potrebbe far luce sul successo evolutivo dei vertebrati

I biologi riconoscono che l'origine delle mascelle ha un ruolo cruciale nella nostra storia evolutiva ma non sono mai stati in grado di usare i fossili per spiegare come. Un team internazionale di ricercatori suggerisce che la riorganizzazione del cervello e degli organi sensoriali potrebbe far luce sul successo evolutivo dei vertebrati (animali con la spina dorsale). Presentato sulla rivista Nature, lo studio esamina in profondità il cervello di un pesce fossilizzato senza mascella di 400 milioni di anni fa, un anello evolutivo intermedio tra gli attuali vertebrati senza mascella e con mascelle. La ricerca è stata in parte finanziata nell'ambito del Settimo programma quadro dell'UE (7° PQ) dell'UE.

Ricercatori provenienti da Cina, Francia, Regno Unito e Svizzera hanno studiato la struttura della testa di un pesce senza mascella primitivo fossilizzato chiamato galeaspide usando raggi X ad alta energia presso la Fonte di luce, Istituto Paul Scherrer (PSI) in Svizzera. Il loro lavoro ha rivelato la forma del cervello e degli organi sensoriali dell'animale.

Il professor Marco Stampanoni del PSI, uno dei co-autori dello studio, dice: "Abbiamo usato un acceleratore di particelle chiamato sincrotrone come fonte di raggi X per fare una microscopia non distruttiva in 3D del campione.
Questo ci ha permesso di fare un modello computerizzato perfetto del fossile che abbiamo poi potuto sezionare come volevamo, senza danneggiare in alcun modo il fossile. Non avremmo mai ottenuto il permesso di studiare il fossile diversamente!"

"Abbiamo potuto vedere i percorsi di tutte le vene, i nervi e le arterie che attraversavano il cervello di questi incredibili fossili," spiega l'autore principale Gai Zhi-kun dell'Università di Bristol nel Regno Unito e dell'Istituto di paleontologia dei vertebrati e paleoantropologia (IVPP) in Cina. "Il loro cervello era molto simile a quello degli squali di oggi, ma non avevano mascelle. Siamo riusciti a mostrare che il cervello dei vertebrati è stato riorganizzato prima dell'origine evolutiva delle mascelle."

Commentando i risultati ottenuti nello studio, il professor Philip Donoghue, uno degli autori dello studio, della Facoltà di Scienze della terra dell'Università di Bristol, dice: "Nell'embriologia dei vertebrati di oggi, le mascelle si sviluppano dalle cellule staminali che migrano dal rombencefalo attraverso le narici in formazione. Questo non succede e non può succedere nei vertebrati senza mascelle di oggi perché hanno un organo nasale singolo che ostacola il percorso."

Secondo i ricercatori, queste scoperte hanno fornito le risposte che cercavano.

"È la prima prova reale delle fasi che hanno portato alle origini evolutive dei vertebrati forniti di mascelle," dice il professor Min Zhu dell'IVPP, e il fossile ce ne dà una prova inconfutabile."

Una delle difficoltà che gli scienziati hanno dovuto superare per risolvere questo mistero evolutivo è stata rappresentata dal fatto che la tecnologia necessaria per effettuare il lavoro non era disponibile.

Il co-autore dello studio, il professor Philippe Janvier del Museo nazionale di storia naturale, Parigi, in Francia, dice: "Questa ricerca è stata ferma per decenni, aspettando una tecnologia che ci permettesse di guardare dentro il fossile senza danneggiarlo." Il professor Janvier spiega che gli scienziati, nonostante i diversi campi di studio, non avrebbero potuto effettuare questa ricerca e ottenere i risultati necessari se non avessero collaborato gli uni con gli altri.

Fonte: Cordis (20/10/2011)
Pubblicato in Ecologia e Ambiente
Tag: evoluzione, mascella, romboencefalo, galeaspide, cervello
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