Cervelli fossilizzati di Stanleycaris di 500 milioni di anni fa fanno ripensare all’evoluzione di insetti e ragni


Ricostruzione di una coppia di Stanleycaris hirpex; nell’individuo superiore la trasparenza dell’esterno è aumentata per mostrare gli organi interni. Il sistema nervoso è rappresentato in beige chiaro, l’apparato digerente in rosso scuro.

Il Royal Ontario Museum ha rivelato una nuova ricerca basata su un deposito di fossili che contiene il cervello e il sistema nervoso di un predatore marino di mezzo miliardo di anni fa, proveniente dall’argilla di Burgess e chiamato Stanleycaris.

Stanleycaris apparteneva a un’antica ed estinta propaggine dell’albero evolutivo degli artropodi chiamata Radiodonta, lontanamente imparentata con gli insetti e i ragni moderni. Questi risultati fanno luce sull’evoluzione del cervello, della vista e della struttura della testa degli artropodi. I risultati sono stati resi noti nell’articolo “A three-eyed radiodont with fossilized neuroanatomy informs the origin of the arthropod head and segmentation” (Un radiodonte con tre occhi e neuroanatomia fossilizzata informa sull’origine della testa e della segmentazione degli artropodi), pubblicato sulla rivista Current Biology.

È quello che c’è dentro la testa di Stanleycaris che ha entusiasmato i ricercatori. In 84 dei fossili, i resti del cervello e dei nervi sono ancora conservati dopo 506 milioni di anni.

Sebbene i cervelli fossili del periodo Cambriano non siano una novità, questa scoperta si distingue per la sorprendente qualità di conservazione e per l’elevato numero di esemplari“, ha dichiarato Joseph Moysiuk, autore principale della ricerca e dottorando in Ecologia e Biologia Evolutiva dell’Università di Toronto (U of T), con sede al Royal Ontario Museum. “Possiamo persino distinguere i dettagli più fini, come i centri di elaborazione visiva che servono i grandi occhi e le tracce dei nervi che entrano nelle appendici. I dettagli sono così chiari che sembra di osservare un animale morto ieri“.

Animazione rotante di Stanleycaris hirpex, con trasparenza per mostrare gli organi interni.

I nuovi fossili mostrano che il cervello di Stanleycaris era composto da due segmenti, il protocerebro e il deutocerebro, collegati rispettivamente agli occhi e agli artigli frontali.

Concludiamo che la testa e il cervello a due segmenti hanno radici profonde nella stirpe degli artropodi e che la loro evoluzione ha probabilmente preceduto il cervello a tre segmenti che caratterizza tutti i membri viventi di questo diverso phylum animale“, ha aggiunto Moysiuk.

Negli artropodi attuali, come gli insetti, il cervello è composto da protocerebro, deutocerebro e tritocerebro. Anche se la differenza di un segmento può non sembrare una novità, in realtà ha implicazioni scientifiche radicali. Poiché le copie ripetute di molti organi degli artropodi si trovano nei loro corpi segmentati, capire come si allineano i segmenti tra le diverse specie è fondamentale per comprendere come queste strutture si siano diversificate nel gruppo.

Questi fossili sono come una Stele di Rosetta, che aiuta a collegare i tratti dei radiodonti e di altri primi artropodi fossili con le loro controparti nei gruppi sopravvissuti“.

Coppia di esemplari fossili di Stanleycaris hirpex.

Oltre alla coppia di occhi peduncolati, Stanleycaris possedeva un grande occhio centrale nella parte anteriore della testa, una caratteristica mai notata prima in un radiodonte. “La presenza di un terzo occhio enorme in Stanleycaris è stata inaspettata. Sottolinea che questi animali avevano un aspetto ancora più bizzarro di quanto pensassimo, ma ci mostra anche che i primi artropodi avevano già evoluto una serie di sistemi visivi complessi come molti dei loro parenti moderni“, ha dichiarato il dottor Jean-Bernard Caron, Curatore Richard Ivey di Paleontologia degli Invertebrati della ROM e supervisore del dottorato di Moysiuk. “Poiché la maggior parte dei radiodonti è conosciuta solo da frammenti sparsi, questa scoperta rappresenta un salto in avanti fondamentale per comprendere il loro aspetto e il modo in cui vivevano“, ha aggiunto Caron, che è anche professore associato presso l’Università di Toronto, in Ecologia ed Evoluzione e Scienze della Terra.

Nel periodo Cambriano, i radiodonti comprendevano alcuni degli animali più grandi in circolazione, con la famosa “strana meravigliaAnomalocaris che raggiungeva almeno un metro di lunghezza. Con una lunghezza di non più di 20 cm, Stanleycaris era piccolo per il suo gruppo, ma in un’epoca in cui la maggior parte degli animali non cresceva più di un dito umano, sarebbe stato un predatore impressionante. Il sofisticato sistema sensoriale e nervoso di Stanleycaris gli avrebbe permesso di individuare efficacemente piccole prede nella penombra.

Con grandi occhi composti, una bocca circolare dall’aspetto formidabile foderata di denti, artigli frontali con un’impressionante serie di spine e un corpo flessibile e segmentato con una serie di alette per il nuoto lungo i fianchi, Stanleycaris sarebbe stato l’incubo di qualsiasi piccolo abitante del fondo abbastanza sfortunato da incrociare il suo cammino.

Informazioni sull’argilla di Burgess

Per questa ricerca, Moysiuk e Caron hanno studiato una collezione inedita di 268 esemplari di Stanleycaris. I fossili sono stati raccolti principalmente negli anni ’80 e ’90 da strati di roccia sopra il famoso sito Walcott Quarry dell’argilla di Burgess nel Parco Nazionale di Yoho, B.C., Canada, e fanno parte della vasta collezione di fossili dell’argilla di Burgess conservata al ROM.

I siti fossili di Burgess Shale si trovano all’interno dei parchi nazionali di Yoho e Kootenay e sono gestiti da Parks Canada. L’argilla di Burgess è stata designata Patrimonio dell’Umanità dell’UNESCO nel 1980 per il suo eccezionale valore universale e ora fa parte del più ampio Patrimonio dell’Umanità dei Parchi delle Montagne Rocciose canadesi.

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