Fossili cinesi mostrano che l’orecchio medio umano si è evoluto dalle branchie di pesce


Il cervello di Shuyu.

L’orecchio medio umano, che ospita tre minuscole ossa vibranti, è la chiave per trasportare vibrazioni sonore nell’orecchio interno, dove diventano impulsi nervosi che ci permettono di sentire.

Prove embrionali e fossili dimostrano che l’orecchio medio umano si è evoluto dallo spiracolo dei pesci. Tuttavia, l’origine dello spiracolo vertebrale è stata a lungo un mistero irrisolto nell’evoluzione dei vertebrati.

Alcuni ricercatori del XX secolo, credendo che i primi vertebrati dovessero possedere una branchia spiracolare completa, ne hanno cercato una tra gli archi mandibolari e ioidi dei primi vertebrati. Nonostante le ricerche approfondite nel corso di più di un secolo, tuttavia, nessuna è stata trovata in nessun fossile di vertebrati.

Ora, tuttavia, gli scienziati dell’Istituto di Paleontologia e Paleoantropologia dei Vertebrati (IVPP) dell’Accademia Cinese delle Scienze e i loro collaboratori hanno trovato indizi su questo mistero dai fossili di galeaspide corazzati in Cina.

I loro risultati sono stati pubblicati su Frontiers in Ecology and Evolution il 19 maggio.

Secondo il prof. Gai Zhikun dell’IVPP, primo autore dello studio, i ricercatori dell’istituto hanno trovato un fossile cerebrale Shuyu di 438 milioni di anni e il primo fossile galeaspide di 419 milioni di anni completamente conservato con filamenti branchi branchiali nella prima camera branchiale. I fossili sono stati trovati rispettivamente a Changxing, nella provincia di Zhejiang e a Qujing, nella provincia dello Yunnan.

La ricostruzione virtuale 3D di Shuyu.

Questi fossili hanno fornito le prime prove anatomiche e fossili di uno spiracolo vertebrato proveniente dalle branchie di pesci“, ha detto Gai.

Un totale di sette endocast virtuali della scatola cranica Shuyu sono stati successivamente ricostruiti. Quasi tutti i dettagli dell’anatomia cranica di Shuyu sono stati rivelati nel cranio delle dimensioni di un’unghia, tra cui cinque divisioni cerebrali, organi sensoriali e passaggi del nervo cranico e dei vasi sanguigni nel cranio.

Molte importanti strutture degli esseri umani possono essere ricondotte ai nostri antenati pesci, come i denti, le mascelle, le orecchie medie, ecc. Il compito principale dei paleontologi è trovare gli importanti anelli mancanti nella catena evolutiva dai pesci agli esseri umani. Shuyu è stato considerato un anello mancante chiave importante quanto Archaeopteryx, Ichthyostega e Tiktaalik“, ha detto Zhu Min, accademico dell’Accademia cinese delle scienze.

Lo spiracolo è un piccolo buco dietro ogni occhio che si apre alla bocca in alcuni pesci. Negli squali e in tutte le razze, lo spiracolo è responsabile dell’assunzione di acqua nello spazio orale prima di essere espulso dalle branchie. Lo spiracolo si trova spesso verso la parte superiore dell’animale permettendo la respirazione anche mentre l’animale è per lo più sepolto sotto i sedimenti.

Il primo fossile galeaspido di 419 milioni di anni completamente conservato con filamenti branchiali nella prima camera branchiale.

Nel Polypterus, il pesce osseo più primitivo e vivente, gli spiracoli sono usati per respirare aria. Tuttavia, gli spiracoli di pesce sono stati infine sostituiti nella maggior parte delle specie non ittiche mentre si sono evoluti per respirare attraverso il naso e la bocca. Nei primi tetrapodi, la spiracolo sembra essersi sviluppata prima nella tacca otica. Come lo spiracolo, era usato nella respirazione ed era incapace di percepire il suono. Più tardi lo spiracolo si è evoluto nell’orecchio dei moderni tetrapodi, diventando infine il canale uditivo utilizzato per trasmettere il suono al cervello attraverso minuscole ossa dell’orecchio interno. Questa funzione è rimasta per tutta l’evoluzione agli esseri umani.

La nostra scoperta collega l’intera storia della fessura spiracolare, riunendo le recenti scoperte dai sacchetti branchiali dei vertebrati fossili senza mascella, attraverso gli spiracoli dei primi vertebrati a mascella, alle orecchie centrali dei primi tetrapodi, che racconta questa straordinaria storia evolutiva“, ha detto il Prof. Per E. Ahlberg dell’Università di Uppsala e accademico dell’Accademia reale svedese delle scienze.

Fonte