La scoperta dei fossili del primo Cambriano dà una nuova comprensione dell’origine degli emicordati


L’illustrazione in primo piano mostra Gyaltsenglossus come apparirebbe se fosse mobile. Lo sfondo illustra la postura dell’animale mentre è attaccato al fondo del mare durante l’alimentazione in sospensione.

Nuove ricerche intraprese dagli scienziati dello Smithsonian National Museum of Natural History, del Royal Ontario Museum (ROM) e dell’Università di Montreal, hanno portato alla luce fossili di una nuova specie di animale marino, Gyaltsenglossus senis, (pronunciato Gen-zay-gloss-us senis) che fornisce nuove prove nel dibattito storico tra gli zoologi: come le anatomie dei due principali tipi di un gruppo animale chiamato emicordati sono correlate. I fossili hanno più di mezzo miliardo di anni e sono stati scoperti in un sito di scisto di Burgess nelle Montagne Rocciose canadesi. Questa scoperta è stata pubblicata il 27 agosto 2020 sulla rivista scientifica Current Biology.


Con la prima evoluzione degli emicordati che è stata oggetto di controversie tra i ricercatori, la scoperta di Gyaltsenglossus senis è significativa. Essa fornisce prove fossili dirette che collegano i due principali gruppi di emicordati: l’enteropneusta e lo pterobranchia.

Anche se gli enteropneuvati e gli pterobranchi sembrano essere tipi di animali molto diversi tra loro, sono strettamente correlati. Questa stretta relazione è supportata dall’analisi del DNA delle specie attuali. Più in generale, il ruolo di Gyaltsenglossus nella comprensione dell’evoluzione degli emicordati ci aiuta a comprendere le origini di un gruppo più ampio di animali chiamati deuterostomi (che include gli esseri umani), chiarendo quali caratteristiche possono aver condiviso con gli emicordati all’inizio della loro storia.

Gli enteropneusta sono un gruppo di animali conosciuti comunemente come vermi ghianda, che sono animali lunghi che si possono trovare oggi negli oceani di tutto il mondo, dai tropici all’Antartico. L’altro gruppo principale di animali all’interno degli emicordati sono gli pterobranchi, che sono animali microscopici che vivono in colonie, ognuno protetto da tubi che costruiscono e che si nutrono di plancton utilizzando una corona di braccia tentacolari.

“I vermi delle ghiande e gli pterobranchi hanno un aspetto così diverso l’uno dall’altro che comprendere le origini del loro rapporto evolutivo è stata un’importante questione storica in zoologia”, ha detto il dottor Karma Nanglu, Peter Buck Deep Time post-dottorato presso lo Smithsonian National Museum of Natural History e autore principale di questo articolo. “Rispondere a questa domanda è stato reso molto più difficile dall’estrema mancanza di fossili di questi emicordati dal corpo morbido”. Nel corso di mezzo miliardo di anni di storia degli emicordati si può contare su una mano il numero di specie fossili eccezionali conservate”.

Filogenesi semplificata che illustra dove il Gyaltsenglossus si inserisce nell’albero evolutivo con altri emicordati. Questo mostra anche altre due specie fossili di emicordati Spartobranchus e Oesia.

Nonostante la lunghezza di appena due centimetri, i tessuti molli dei fossili di Gyaltsenglossus, straordinariamente conservati, rivelano strutture anatomiche incredibilmente dettagliate. Questi dettagli includono la proboscide di forma ovale dei vermi ghianda e un cesto di tentacoli di alimentazione simili a quelli degli pterobranchi. L’età di questi fossili, combinata con la combinazione morfologica unica dei due principali gruppi di emicordati, rende questa scoperta una scoperta fondamentale per la comprensione dell’evoluzione iniziale dell’emicordato.

“Un animale antico con un’anatomia intermedia tra i vermi ghianda e gli pterobranchi era stato ipotizzato in precedenza, ma questo nuovo animale è la visione più chiara di come poteva essere l’emicordato ancestrale”, dice il dottor Christopher Cameron, professore associato all’Università di Montreal e co-autore di questo studio. “È emozionante avere così tanti nuovi dettagli anatomici che aiutano a formulare nuove ipotesi sull’evoluzione dell’emicordato”.

Nel caso di Gyaltsenglossus, l’eccezionale conservazione di questi fini dettagli può essere attribuita alle condizioni ambientali uniche dell’argillite di Burgess, che ha rapidamente seppellito antichi animali in colate di fango sott’acqua. Grazie a una combinazione di fattori, tra cui il rallentamento della velocità di decomposizione batterica dei corpi degli animali sepolti, i fossili dell’argillite di Burgess sono conservati con una fedeltà di gran lunga superiore a quella dei tipici siti fossili.

“L’argillite di Burgess è stata fondamentale per la comprensione dell’evoluzione degli animali sin dalla sua scoperta più di 100 anni fa”, dice il coautore Dr. Jean-Bernard Caron, Richard M. Ivey Curator of Invertebrate Palaeontology presso il ROM e Professore Associato all’Università di Toronto. Il Dr. Caron ha guidato la spedizione sul campo nel 2010 che ha raccolto i 33 fossili di Gyaltsenglossus.

“Nella maggior parte delle località, sareste fortunati ad avere le parti più dure degli animali, come le ossa e i denti, conservate, ma allo scisto di Burgess anche le parti più morbide del corpo possono essere fossilizzate in dettaglio”, dice il Dr. Caron. “Questa nuova specie sottolinea l’importanza di fare nuove scoperte fossili per far luce sui misteri evolutivi più ostinati”.

Questo fossile di Gyaltsenglossus senis è l’esemplare meglio conservato e l’olotipo per le specie appena identificate. I bracci di alimentazione sono a ventaglio nella parte superiore della foto e la prominente struttura di attacco circolare è in basso.

In questo caso particolare, Gyaltsenglossus suggerisce che l’emicordato ancestrale potrebbe essere stato in grado di utilizzare le strategie alimentari di entrambi i gruppi moderni. Come i vermi ghianda, la lunga proboscide può essere stata utilizzata per nutrirsi di fango marino pieno di nutrienti, mentre allo stesso tempo, e come gli pterobranchi, la serie di sei bracci di alimentazione è stata probabilmente utilizzata per afferrare le particelle di cibo sospese direttamente dall’acqua soprastante dove strisciava.

Gli emicordati appartengono a una divisione importante della vita animale chiamata Deuterostomia, che include cordate come pesci e mammiferi, e non la divisione della vita animale chiamata Protostomia, che include artropodi come insetti e anellidi come lombrichi. Il dottor Nanglu spiega che, guardando a Gyaltsenglossus, in realtà stiamo guardando un parente molto, molto lontano del nostro stesso ramo di vertebrati e dell’evoluzione umana.

“La stretta relazione tra gli emicordati e il nostro gruppo evolutivo, i cordoni, è una delle prime cose che mi ha reso entusiasta di fare ricerche su di loro”, spiega Nanglu. “Comprendere gli antichi legami che uniscono animali come i pesci e persino gli esseri umani ai loro lontani cugini come i ricci di mare e i vermi delle ghiande è un’area così interessante sull’albero evolutivo e Gyaltsenglossus aiuta a mettere a fuoco quel legame un po’ più chiaramente”.

La scoperta originale del 1909 e le ricerche sull’argillite di Burgess sono state fatte da Charles Walcott, che all’epoca era segretario dello Smithsonian Institution. I siti fossili dell’argillite di Burgess si trovano all’interno dei parchi nazionali di Yoho e Kootenay e sono gestiti dai parchi canadesi.

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