Ma un nuovo studio, finanziato dalla National Science Foundation (NSF) e condotto dai ricercatori dell’Università di Harvard Stephanie Pierce e Katrina Jones, suggerisce che siamo unici in un altro modo – la composizione delle nostre spine dorsali. I ricercatori descrivono la loro scoperta in un documento pubblicato questa settimana sulla rivista Science.
“La spina dorsale è fondamentalmente come una serie di perline su un filo, con ogni perlina che rappresenta un singolo osso – una vertebra”, ha detto Pierce, curatore di paleontologia dei vertebrati ad Harvard. “Nella maggior parte degli animali a quattro zampe, come le lucertole, le vertebre hanno tutte lo stesso aspetto e la stessa funzione”. Le diverse sezioni o regioni della spina dorsale – come il collo, il torace e la parte bassa della schiena – assumono forme molto diverse. Funzionano separatamente e quindi possono adattarsi a diversi modi di vivere, come correre, volare, scavare e arrampicarsi.”
Mentre le ossa dorsali dei mammiferi sono specializzate, le regioni che le sottendono si credevano antiche, risalenti ai primi animali terrestri.
I mammiferi hanno sfruttato al meglio lo schema anatomico esistente, o così credevano gli scienziati. Tuttavia, il nuovo studio sta sfidando questa idea guardando nel record fossile.
“Non ci sono animali vivi oggi che registrano la transizione da un antenato ‘lucertola-like’ a un mammifero”, ha detto Jones, autore principale dello studio. “Per farlo, dobbiamo immergerci nel record fossile e guardare i precursori estinti dei mammiferi, i sinapsidi non-mammiferi.”
Questi antichi antenati sono la chiave per comprendere l’origine delle caratteristiche specifiche dei mammiferi, compresa la spina dorsale. “I fossili sono scarsi e trovare animali estinti con tutte le 25 e più vertebre al loro posto è incredibilmente raro”, ha detto Jones.
Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno setacciato le collezioni dei musei di tutto il mondo per studiare i fossili meglio conservati di animali vissuti circa 320 milioni di anni fa.
“Guardando al passato antico, un primo cambiamento nelle colonne vertebrali dei mammiferi è stato un primo passo importante nella loro evoluzione”, ha detto Dena Smith, un direttore di programma nella Divisione di Scienze della Terra della NSF, che ha finanziato la ricerca. “
Pierce e Jones, insieme al co-autore Ken Angielczyk del Field Museum di Chicago, hanno esaminato decine di colonne vertebrali fossili, così come più di 1.000 vertebre di animali viventi, compresi topi, alligatori, lucertole e anfibi.
Volevano scoprire se le regioni vertebrali dei mammiferi erano così antiche come si pensava in precedenza, o se i mammiferi facevano qualcosa di unico.
“Se le regioni vertebrali fossero rimaste invariate nel corso dell’evoluzione, come ipotizzato, ci aspetteremmo di vedere nei sinapsidi non mammiferi le stesse regioni che vediamo oggi nei mammiferi”, ha detto Pierce.
Ma non sembra essere questo il caso. Quando i ricercatori hanno confrontato il posizionamento e la forma delle vertebre, hanno trovato qualcosa di sorprendente. La spina dorsale aveva guadagnato nuove regioni durante l’evoluzione dei mammiferi.
“I primi sinapsidi non-mammiferi avevano meno regioni dei mammiferi viventi”, ha detto Jones.
Circa 250 milioni di anni fa, una nuova regione si è evoluta vicino alle spalle e alle gambe anteriori. Questi sviluppi simultanei, secondo gli scienziati, si sono probabilmente verificati in concomitanza con i cambiamenti nel modo in cui le creature camminavano e correvano.
“Sembra esserci una sorta di dialogo incrociato durante lo sviluppo tra i tessuti che formano le vertebre e la scapola”, ha detto Pierce. “Pensiamo che questa interazione abbia portato all’aggiunta di una regione vicino alla spalla quando gli arti anteriori dei nostri antenati si sono evoluti per assumere nuove forme e funzioni”
In seguito, una regione è emersa vicino al bacino. “È quest’ultima regione, la regione lombare senza costole, che sembra essere in grado di adattarsi maggiormente ai diversi ambienti”, ha detto Pierce.
Il passo finale nella costruzione della spina dorsale dei mammiferi può essere legato a cambiamenti nei geni Hox, importanti per le regioni della spina dorsale all’inizio del loro sviluppo.
“Siamo stati in grado di fare collegamenti tra i cambiamenti negli scheletri degli animali estinti e le idee della moderna biologia dello sviluppo e della genetica”, ha detto Jones. “Questo approccio combinato ci sta aiutando a capire cosa rende un mammifero un mammifero”.