Mammiferi: i primi non avevano il sangue caldo

Il sangue caldo è uno dei tratti chiave che hanno portato al successo i mammiferi mentre si evolvevano da una specie di minuscoli topolini fino a diffondersi nella variegata e meravigliosa collezione di animali che conosciamo oggi.

Una nuova ricerca, però, che ha coinvolto la scansione a raggi X di centinaia di denti fossilizzati, suggerisce che i primi mammiferi erano più simili a rettili a sangue freddo e che il sangue caldo si è evoluto molto più tardi.

Il sangue caldo ci aiuta a mantenere la nostra temperatura corporea costante indipendentemente dai fattori ambientali, permettendoci di raccogliere cibo di notte e nei climi freddi e ci aiuta a rimanere attivi più a lungo dei nostri parenti a sangue freddo. Tuttavia, esattamente quando, perché e come si è evoluto è ancora poco compreso.

Sappiamo da minuscoli fossili di ossa e denti che i mammiferi sono comparsi sulla scena evolutiva oltre 200 milioni di anni fa e avevano già molti dei tratti che associamo ai mammiferi, come denti specializzati e cervelli più grandi. Ma la fisiologia (il modo in cui il corpo di un animale funziona) di questi nostri antenati primordiali è difficile da stimare usando metodi tradizionali, poiché si tratta di organi molli che di solito non si conservano in forma fossile.

La nuova ricerca, pubblicata su Nature Communications, offre ora uno sguardo sulla fisiologia dei primi mammiferi, sperimentando l’imaging a raggi X per contare gli anelli di crescita nei loro denti e misurare il flusso sanguigno attraverso le loro ossa. Sebbene in precedenza si pensasse che fossero a sangue caldo, questa ricerca suggerisce che avevano ancora molta strada da fare prima di sviluppare il sangue caldo e i suoi benefici di cui godiamo oggi.

Primi mammiferi: lunga durata della vita e metabolismo lento

Un team internazionale di 20 scienziati, ha stimato per la prima volta la durata della vita dei primi mammiferi. Ciò è stato fatto scansionando a raggi X centinaia di denti fossilizzati trovati nel Galles meridionale di due minuscoli mammiferi, Morganucodon e Kuehneotherium, che vivevano nel Giurassico inferiore.

Le scansioni ad alta risoluzione eseguite presso potenti sorgenti di raggi X di “sincrotrone” in Svizzera e Francia hanno permesso di contare le linee di crescita annuali conservate nel cemento fossilizzato di questi denti. Il cemento è il tessuto poco conosciuto che fissa le radici dei denti dei mammiferi alla mascella, registrando ogni anno di vita di un animale mediante linee di crescita che possono essere contate come anelli di un albero per stimare la durata della vita.

Queste linee vengono contate nei mammiferi viventi affettando i denti in sezioni sottili che possono essere studiate usando i microscopi. Poiché questo distrugge il dente, non è stato fatto su preziosi fossili da museo, e quindi è stato usato l’imaging a raggi X. Il conteggio degli anelli nei denti fossili dei nostri mammiferi ha dato una durata di 14 anni per Morganucodon e nove anni per Kuehneotherium.

Si tratta di una durata della vita significativamente, e sorprendentemente, più lunga rispetto a quella di mammiferi simili della taglia di un toporagno che vivono oggi la cui durata della vita raramente supera i due o tre anni. Ciò suggerisce un metabolismo o ritmo di vita notevolmente più lento rispetto ai mammiferi viventi e assomiglia più da vicino a quello dei rettili viventi.

Bassi livelli di attività

La dimensione delle aperture dei principali vasi sanguigni che attraversano le ossa degli arti di un animale è nota per essere proporzionata ai livelli di attività sostenuta (come la caccia e il foraggiamento) di cui sono capaci: dimensioni più piccole suggeriscono livelli di attività inferiori.

La misurazione del femore di Morganucodon ha permesso di scoprire che, sebbene più piccoli dei mammiferi viventi, erano anche più alti degli attuali rettili. Ciò suggerisce che i primi mammiferi avevano una capacità intermedia per un’attività prolungata, tra mammiferi a sangue caldo e rettili a sangue freddo.

Questo approccio combinato di studio della durata della vita e dei livelli di attività dei primi mammiferi fornisce la prima finestra diretta su diversi aspetti del modo in cui vivevano. Possiamo vedere che i nostri primi parenti avevano un ritmo di vita molto più lento, ma avevano decisamente iniziato la strada verso gli stili di vita attivi dei mammiferi viventi oggi.