Come si è evoluta la testa nei vertebrati? Un passo avanti verso la comprensione di questo fondamentale passaggio evolutivo è stato compiuto da un team di ricerca dell’Università di Kobe che ha studiato la formazione del capo negli embrioni di un singolare gruppo di animali, le missine (Eptatretus burgeri).
Le missine, che insieme alle lamprede sono gli unici rappresentanti viventi degli agnati, sono creature bizzarre: si tratta di pesci marini dall’aspetto anguilliforme che hanno un teschio, ma non possiedono vertebre; sono dotati di denti, ma non hanno la mascella.
Queste insolite caratteristiche, insieme ad altre, hanno fatto supporre ai biologi evoluzionisti che rappresentassero tratti arcaici dell’anatomia e della fisiologia dei vertebrati. Ora Yasuhiro Oisi, primo firmatario di un articolo pubblicato su “Nature” in cui sono illustrati i risultati della ricerca, hanno condotto uno studio approfondito dello sviluppo cranio-facciale negli embrioni delle missine, con particolare riferimento alle origini degli organi olfattivi e dell’ipofisi, che possono essere considerate come marcatori chiave dello sviluppo cranico.
Missine e lamprede sono state unite dai tassonomisti nella superclasse dei ciclostomi perché entrambe sono prive di mascelle, hanno strutture simili per l’alimentazione, aperture branchiali simili e uno scheletro cartilagineo. Inoltre, hanno un’unica “narice” mediana, posta anteriormente nelle missine e posteriormente nelle lamprede, ingresso di una struttura tubolare in cui si trovano un organo olfattivo e l’adenoipofisi. Questa “narice” singola è una caratteristica che distingue nettamente questi animali dagli gnatostomi (gli animali con una bocca provvista di mascelle), in cui si hanno due organi olfattivi separati che si aprono all’esterno attraverso le narici indipendenti.
Dato che ciclostomi e gnatostomi formano due distinti gruppi monofiletici, ossia formati da una specie ancestrale e da tutti i suoi discendenti, si pone la domanda di quale sia stata la disposizione di questi organi nel più recente antenato comune a tutti i vertebrati.
Per chiarire la questione, Oisi e colleghi hanno studiato lo sviluppo embrionale delle missine confrontandolo con quello delle lamprede e degli gnatostomi e con indizi relativi a quello che poteva essere lo sviluppo in una serie di pesci fossili anch’essi privi di mandibola, gli ostracodermi. I ricercatori hanno così osservato che gli embrioni dei ciclostomi mostrano degli ispessimenti dello strato germinale esterno, o placodi, uno olfattivo (in rosso nella figura) e uno adenoipofisario (in blu), uniti in una piastra embrionale nasoipofisaria. Al contrario, nei vertebrati gnatostomi questi organi derivano da tessuti diversi: una coppia di placodi olfattivi e un singolo placode adenoipofisario.
Quell’antico antenato senza le mascelleL’evoluzione dello sviluppo cranico di invertebrati viventi e fossili e il rispettivo sviluppo embrionale. La sigla NHP indica la piastra embrionale nasoipofisaria (Cortesia Y. Oisi et al. / Nature).
Anche se i placodi sono strutture embrionali che non si possono osservare negli estinti ostracodermi, che sono considerati più strettamente imparentati agli gnatostomi che ai ciclostomi, l’analisi dei loro fossili è stata utile ai ricercatori per ricostruire i passi evolutivi verso l’anatomia degli gnatostomi, indicando che l’evidente progressione nell’evoluzione degli ostracodermi da una condizione in cui era presente un’unica “narice” a due, abbia rappresentato un’innovazione cruciale nell’evoluzione dei vertebrati determinando la separazione degli organi olfattivi, che è considerata un prerequisito per lo sviluppo delle mascelle, perché ha permesso l’estensione in avani dell’arcata mandibolare.
Fonte: http://www.lescienze.it, 20 dic 2012