Evoluzione dei mammiferi

I mammiferi (Mammalia, Linnaeus 1758) sono una classe del phylum dei cordati, La sistematica moderna riconosce 29 ordini di mammiferi recenti, con 5.400 specie in 1.229 generi. A seconda degli autori, a questo numero si aggiungono almeno 4.000 specie fossili, con gruppi completamente estinti senza discendenza moderna.

Il primo tentativo di fare una classificazione completa dei mammiferi fu fatto da George Gaylord Simpson nel 1945, prendendo spunto dalle presupposte affinità fra le famiglie animali diffuse all'epoca. Su questa classificazione sono infuriate molte polemiche non ancora sopite, soprattutto dopo l'avvento della nuova concezione della cladistica. Nonostante l'opera di Simpson sia uscita progressivamente di scena con l'avvento delle nuove teorie, ha ancora un grande valore per la classificazione dei mammiferi.

Classe Mammalia

-Sottoclasse Prototheria (mammiferi che depongono uova: monotremi)

-Sottoclasse Theria (mammiferi che partoriscono piccoli vivi)

--Infraclasse Metatheria (marsupiali)

--Infraclasse Eutheria (placentati)

Nonostante i nomi Prototheria, Metatheria ed Eutheria siano stati privati di validità (presuppongono il concetto che i placentati derivino dai marsupiali, che a loro volta discenderebbero dai monotremi), questa sistematizzazione è utilizzata ancora in paleontologia (specialmente nell'ambito degli animali del Mesozoico), dato anche le difficoltà di sistematica basata solamente su resti duri (ossa e denti).
I mammiferi sono tra il gruppo dei vertebrati con forse la piú altissima diversità, sia nella massa corporea (il pipistrello Craeseonycteris arriva a 3cm con un peso di 2 grammi, mentre la balenottera azzurra Balaenoptera musculus, raggiunge i 30m e un peso di 100 tonnellate, é ritenuta il più grande animale che sia mai esistito), sia negli habitat conquistati (dal cielo alla terra e il mare) a comportamenti e tipo di vita.

I mammiferi si svilupparono già 200 milioni di anni fa durante il triassico da progenitori con ancora molti caratteri "rettiliani". La teoria che vuole i mammiferi durante il mesozoico esseri di poca importanza, animali piccoli e confinati alle ore notturne, con la scoperta del genere di mammifero triconodonte Repenomanus, che poteva raggiungere anche il metro di lunghezza, oramai viene ritenuta sorpassata in parte.

L´estinzione della transizione cretaceo-paleocene ha avuto effetto anche sui mammiferi, due terzi delle 35 famiglie di mammiferi si estinsero, nel paleocene si salvarono i multituberculati, l´eutheria e i marsupiali (i multituberculati furono i mammiferi con più successo durante l´intero mesozoico, ma finiranno a estinguersi durante l´Eocene). Dal Paleocene in poi i mammiferi dominano nelle successioni stratigrafiche e nei ritrovamenti di fossili.
Esistono tre modelli per spiegare questa radiazione:

-1. il modello esplosivo propone uno sviluppo improvviso dopo la transizione Cretaceo-Paleocene, in cui nell´arco di 10 milioni di anni si sviluppano i ordini conosciuti di mammiferi

-2. il modello a periodo corto propone uno sviluppo dei vari ordini post-cretaceo, ma uno sviluppo cretaceo negli ordini allora esistenti

-3. il modello a periodo lungo propone che l´intera diversificazione, sia degli ordini che negli stessi sia avvenuta già durante il cretaceo.

I dati a disposizione coi fossili - pur essendo frammentari- sembrano sostenere più il primo o terzo, mentre dati molecolari sono più attinenti al secondo modello.

BIBLIOGRAFIA:
FILLER, A.G. (2007): Homeotic Evolution in the Mammalia: Diversification of Therian Axial Seriation and the Morphogenetic Basis of Human Origins. PLoS ONE 2(10) pdf

Nuovo genere tra i cinodonti: Protuberum

I cinodonti furono i terapsidi ("rettili-mammiferi") di maggior successo e i diretti antenati dei mammiferi. La loro struttura del complesso atlantico-epistrofeo (le prime due vertebre cervicali), la struttura di cinti e arti, la disposizione delle ossa del cranio infatti si avvicinano a quelle dei mammiferi. Spesso la somiglianza dei cinodonti con i mammiferi é tale che i soli elementi scheletrici non consentono un´agevole attribuzione alla classe dei rettili. È molto probabile che erano ricoperti di peli, dato che alcuni scheletri sono stati trovati raggomitolati, simile alla posizione di mammiferi.

Paleoblog

Una ricerca pubblicata nella rivista "Paleontology" descrive un nuovo genere di questi animali - Protuberum cabralensis gen. et sp. nov.. Il fossile del cranio quasi completo e parti dello scheletro postcraniale sono stati scoperti nella formazione di Santa Maria, datata al medio triassico brasiliano.

Il nuove genere mostra alcuni peculiarietá uniche, il teschio possiede ossa molto spesse e le costole mostrano delle placche costali sovvrastanti e processi che si sviluppano da essa, a differenza di altri cinodonti come Thrinaxodon, Pascualgnathus e Cynognathus che non possiedono queste caratteristiche.

BIBLIOGRAFIA:

REICHEL et al. (2008): A new traversodontid cynodont (Therapsida, Eucynodontia) from the middle Triassic Santa Maria Formation ofRio Grande do Sul, Brazil. Palaeontology 52: 229 – 250.

Mammuts uccisi da cometa ?

La teoria secondo cui la colpa dell´estinzione della megafauna pleistocenica é da attribuirsi a un impatto di bolide sembra aver ricevuta ulteriore conferme con il ritrovamento di nanodiamanti in sedimenti nordamericani. La prestigiosa rivista Science ha pubblicato nell´attuale numero un articolo del ricercatore KERR, in cui vengono descritti depositi in cui sono stati identificati nano-diamanti, che si sarebbero formati sotto alte temperature e pressione – appunto l´esplosione o l´impatto di una meteora.

Studi geofisici recenti giá nel 2007 hanno ipotizzato che una cometa vaporizzata nell´atmosfera terrestre forse ha causato l´estinzione dei mammuts 13.000 anni fa nel Nordamerica.

Le istituzioni di Richard Firestone e del Lawrence Berkeley National Laboratory hanno scoperto iridio, grani irregolari di metallo e nanodiamanti, Fullereni (Bucky Balls, una modificazione del carbonio che si puó creare soltanto sotto forte pressione ed calore) in uno strato ricco di componenti organici.

Profili sedimentologici di alcuni dei siti studiati. I diagrammi mostrano la concentrazione di particelle magnetiche, microsferule, particelle di carbone e vetro, e alcuni elementi (come iridio, cromo e nichel). I valori piú elevati vengono raggiunti in un strato abbastanza limitato (probabilmente depositato in pochi centinaia d´anni) della colonna stratigrafica (FIRESTONE et al. 2007).

Le microsferule con un diametro tra 100 fino a 150 µm trovate in uno dei profili (Blackwater Draw) mostrano un alto contenuto di titano e nichel (FIRESTONE et al. 2007). N.B.: Le immagini sono riprese dalla pubblicazione per soli scopi didattici.

La mancanza di un cratere d´impatto e di grani di minerale "shoccati" fa pensare che l´esplosione é avvenuta a un paio di chilometri d´altezza. Il calore sprigionato ed le onde d´urto forse hanno causato l´estinzione degli mammuts ed altri animali del tardiglaciale, ed la fine della cultura dei Clovis nel Nordamerica.

Forse il calore del impatto ha fuso anche le calotte glaciali é prodotto una grande massa di acqua dolce che affluendo nel Nordatlantico, ha interotto la corrente del golfo - producendo un ultimo abbasamento delle temperature in Europa (Periodo del Dryas).

Questa ipotesi é stata proposta alla riunione dei geologi americani (AGU) nella primavera 2007. Ulteriore conferme arriverebbero dallo studio di resti di mammut ed bisonti pleistocenici (10.000 a), che mostrerebbero traccie di un impatto, o meglio, impatti. Piccoli fori nelle ossa (2-3 mm), un alone bruciato, e frammenti magnetici con un alto contenuto di ferro ed nichel con una composizione isotopica inusuale fanno pensare che gli animali siano stati uccisi da un impatto meteorico.

Se poi veramente questo abbia decretato la fine dell` intera specie non é chiaro. Altri ricercatori rimangono scettici, "in teoria c é questa possibilitá, ma servono ulteriori studi", per esempio l´identificazione degli nanodiamanti é molto discussa, il metodo della rifrazione di raggi X adottato infatti mostra simili risultati anche per altri materiali.

La teoria di una rapida estinzione dei mammuts o altri animali del Pleistocene ulteriormente non viene sopportata dai dati cronologici a disposizione, che mostrano un graduale declino della specie (LEVY 2006; UGAN & BYERS 2007).

Una ricerca condotto su 4532 siti archeologici in Europa e Siberia, e 1177 resti di Mammut e Mastodonte in Europa, Siberia e Nordamerica hanno mostrato eta comprese tra 45.000 a 12.000 anni. Il mammut lanoso raggiunge un massimo nella popolazione in Beringia, seguito da un declino tra i 16.000 e 15500 anni, in Europa e Siberia tra i 14.500 e 13.500 anni, e in Nordamerica appena dopo i 13.000 anni. Gli autori assumono una netta correlazione dell´estinzione del Mammut con il miglioramento climatico, e il cambiamento degli ecosistemi terrestri.

BECKER (2007): Abstract: The End Pleistocene Extinction Event - What Caused It? Eos Trans. AGU, Abstract PP41A-03

BECKER (2007): Ice Age Impact. mp3 (4MB) (by the Canadian Broadcast)

CUNNINGHAM et al. (2007): Temporal Variability of the Atlantic Meridional Overturning Circulation at 26,5°N. Science Vol.317: 935-938

FIRESTONE et al. (2007): Evidence for an extraterrestrial impact 12,900 years ago that contributed to the megafaunal extinctions and the Younger Dryas cooling. PNAS 105(52)

KERR, R.A. (2007): Mammoth-Killer Impact Gets Mixed Reception From Earth Scientists. Science 316: 1264-1265

KERR, A.R. (2008): PLANETARY IMPACTS: Did the Mammoth Slayer Leave a Diamond Calling Card? Science Vol.323 : 26

LEVY, S. (2006): Clashing with Titans. BioScience Vol. 56(4) : 292-298

UGAN, A. & BYERS, D. (2007): Geographic and temporal trends in proboscidean and human radiocarbon histories during the late Pleistocene. Quaternary Science Reviews.26: 3017-3440

Josephoartigasia monesi - star del 2008

Secondo una inchiesta condotta dal National Geographic a diversi blogger, tra cui Brian Switek del blog "Laelaps", tra le scoperte piú curiose del 2008 in campo paleontologico é da ricordare il roditore gigante Josephoartigasia monesi.

Il teschio, scoperto in sedimenti della riva del Rio de la Plata nel Uruguay, é lungo 53 cm, gli incisivi stessi sono lunghi un paio di centimetri - il piú grande roditore finora scoperto. Con un peso stimato di circa una tonnelata, l´animale era circa 15 volte piu pesante del roditore moderno piú grande, il capibara sudamericano Hydrochoerus hydrochaeris (peso circa 60 kg).
Il team di ricercatori del Museo di Storia Naturale del Montevideo ha publicato la scoperta nei "Proceedings of the Royal Society". I ricercatori hanno attribuito la nuova specie erbivora alla famiglia dei Dinomyidae e denominata in onore del paleontologo uruguayiano Alvaro Mones. L´animale possedeva muscoli masticatori relativamente deboli , per questo si assume che si nutrisse sopratutto di piante acquatiche e frutti. La nuova scoperta si colloca nella fauna straordinaria e bizarra del Pliocene-Pleistocene sudamericano di circa 4 a 2 Ma fa.

Gli ultimi Neandertaliani

La scomparsa dell´uomo di Neanderthal ci ha lasciato superstiti come l´unica specie di uomo sul pianeta. L´uomo di Neandertal dominó l´Europa e l´Asia per quasi 200.000 anni, poi sembra che all´improvviso 30.000 anni fa in concidenza dell´arrivo dell´Homo sapiens si estinse. Perche?

In una nuova ricerca sono state analizzate le localitá archeologiche datate in relazione a un sofisticato modelllo del clima passato. Con i dati ricavati, a sua volta é stata calcolata la possibile impronta ecologica (lo sfruttamento dell´ambiente) delle populazioni e la nicchia/habitat che essa poteva occupare.

Comparando questi dati tra l´uomo moderno e l´uomo di Neandertal i ricercatori hanno scoperto che l´uomo di Neandertal teoreticamente sarebbe stato in grado di mantenere il suo areale durante la fase climatica piú mite - l´interstadiale 8 (ca. 38.000y).

Le scoperte archeologiche peró mostrano tuttaltra cosa. Durante questo interstadiale si osserva una espansione della area geografica della nicchia ecologica occupato dall´ Homo sapiens.

I ricercatori concludono che era la competizione col nuovo arrivato a causare l´estinzione del Neandertaliano. Gli ultimi neandertaliani sopravissero per un periodo piú lungo nel sud della Spagna perché non entrarono in diretta competizione coll´uomo moderno, e essi sfruttarono una diversa nicchia ecologica durante la fase climatica piú fredda del Heinrich-Event 4 (ca. 37.000y).

I ricercatori concludono anche che in teoria c´era la possibilitá di uno scambio culturale e genetico tra le due populazione, come ipotizzato da altri autori e ricerche.

BANKS, W.E., D´ERRICO F., PETERSON A.T., KAGEYAMA M. et al. (2008): Neanderthal Extinction by Competitive Exclusion. PLoS ONE 3(12)