Le balene non avevano denti e i fanoni si sono evoluti dopo

Riusciranno i cetacei ad adattarsi anche agli oceani che l’uomo sta cambiando rapidamente?

[30 novembre 2018]

Una balena fossile recentemente descritta grazie a campioni studiati nelle  collezioni museali ha rivelato un sorprendente stato intermedio nell’evoluzione dei cetacei misticeti. Allo Smitsonian spiegano che un po’ come le piume nei dinosauri, una delle più straordinarie trasformazioni nella storia della vita è stata l’evoluzione dei fanoni che le balenottere azzurre (il più grande vertebrato mai comparso sulla terra) e altre balene utilizzano per filtrare le loro piccolo prede dall’acqua marina che inghiottono. E’ questa insolita struttura, fatta di una specie di matassa di “peli”  che consente ai grandi cetacei (escluso il capodoglio che è un odontoceto) di cibarsi ogni giorno di diverse tonnellate di cibo senza dover mordere e masticare.

Lo studio “Tooth Loss Precedes the Origin of Baleen in Whales”, pubblicato su Current Biology

da un team di ricercatori statunitensi guidato da Carlos Mauricio Peredo del Department of Paleobiology dello Smithsonian National Museum of Natural History rivela  un’importante fase intermedia nell’evoluzione di questa innovativa strategia di alimentazione: la Maiabalaena nesbittae  un’antica balena che nuotava negli oceani del nostro pianeta circa 33 milioni di anni fa. Utilizzando nuovi metodi per analizzare fossili scoperti da lungo tempo  e ospitati nella collezione nazionale dello Smithsonian, il team, che comprende anche scienziati della George Mason University, della Texas A & M University e del Burke Museum of Natural History and Culture di Seattle, ha determinato che questa antica balena era priva di denti ma non aveva nemmeno i fanoni o intermedio tra i fanatici che vivono oggi e i loro antenati.

Allo Smithsonian ricordano che «Quando parliamo di evoluzione delle balene, i libri di testo tendono a concentrarsi sulle prime fasi, quando le balene sono passate dalla terra al mare,  La Maiabalaena dimostra che la seconda fase dell’evoluzione delle balene è altrettanto importante per l’evoluzione su grande scala: per la prima volta, possiamo ora individuare l’origine deli fanoni, che sono una delle principali innovazioni nella storia delle balene».

Perdeo spiega ancora: «Le prime balene erano dotate di denti per masticare il loro cibo, proprio come i loro antenati terrestri e, col passare del tempo, molti loro discendenti di queste prime balene continuarono a masticare il loro cibo, ereditando questa caratteristica dai loro predecessori. Ma mentre gli oceani attorno a loro cambiano e gli animali si evolvevano, nascevano strategie di alimentazione completamente nuove, tra le quali il filtraggio del cibo».

Le balene furono i primi mammiferi ad evolvere i fanoni e nessun altro mammifero utilizza per cibarsi  una struttura anatomica anche lontanamente simile. Ma sfortunatamente i fanoni, che hanno una composizione chimica è più simile a quella dei capelli o delle unghie che a quella delle ossa, non si conservano bene e raramente sono stati trovati nei reperti fossili, lasciando i paleontologi senza prove dirette sul loro passato o sulle loro origini. Quindi, per mettere insieme gli indizi su come si sono evoluti i fanoni, gli scienziati hanno dovuto fare affidamento su tracce nei fossili e su  studi sullo sviluppo dei feti di balena nel grembo materno. Così, non si era ancora riusciti a stabilire se, mano a mano che si sono evolute, le antiche balene avessero conservato i denti dei loro antenati fino a quando non hanno sviluppato i fanoni. »Un primo assunto iniziale, dice Peredo . era che per mangiare i mammiferi che vivevano nell’oceano dovevano avere bisogno di denti o di fanoni , ma molti dei cetacei viventi contraddicono questa idea. I capodogli hanno denti nella mascella inferiore, ma nessuno nella parte superiore, quindi non possono mordere o masticare. Gli unici denti del narvalo sono le loro lunghe zanne, che non usano per l’alimentazione. E alcune specie di zifi, nonostante siano classificate come odontoceti, non hanno affatto denti».

I paleontologi sospettavano che Maiabalena potesse fornire importanti indizi sull’evoluzione dei fanoni. I sui resti fossili vengono da un periodo di grandi  cambiamenti geologici, durante la seconda principale fase dell’evoluzione delle balene, nel periodo di passaggi tra l’Eeocene e l’Oligocene, mentre i continenti che si spostavano e si separavano, le correnti oceaniche giravano per la prima volta intorno all’Antartide, raffreddandone significativamente le acque. Allo Smithsonian fanno notare che i reperti fossili indicano che gli stili di alimentazione delle balene  hanno preso rapidamente strade diverse durante quel periodo, con un gruppo che ha portato alle odierne balene con fanoni e l’altro ai cetacei che si procurano cibo con l’ecolocalizzazione.

Per questo la Maiabalaena ha ricevuto molta attenzione fin dalla sua scoperta nell’Oregon negli anni ’70, ma la matrice rocciosa e il materiale raccolto dal fossile ne nascondevano ancora molte delle sue caratteristiche. E’ stato solo dopo che Peredo ha ripulito il fossile e poi lo ha esaminato una tecnologia di scansione CT all’avanguardia che sono emerse con chiarezza le sue caratteristiche più sorprendenti: nelle ossa conservate era evidente la mancanza di denti nella Maiabalaena, ma le scansioni CT, che rivelavano l’anatomia interna del fossile, hanno mostrato agli scienziati qualcosa di nuovo: la mascella superiore di Maiabalaena era sottile e stretta, rendendola una superficie inadeguata per sostenere i fanoni.

Come sottolinea Peredo: «Una balena con i fanoni vivente ha un grande, ampio palato che è anche denso per creare punti di attacco per i fanoni, Maiabalaena no. Possiamo dire in modo conclusivo che questa specie fossile non aveva denti ed è più che probabile che non abbia avuto nemmeno i fanoni».

Se la Maiabalaena non sarebbe stata in grado di masticare o filtrare il cibo, gli attacchi dei muscoli sulle ossa della mandibola indicano che probabilmente aveva guance robuste e una lingua retrattile, caratteristiche che gli avrebbero permesso di risucchiare acqua nella bocca insieme a piccoli pesci e calamari. La capacità di alimentarsi per aspirazione avrebbe reso inutili i denti, il cui sviluppo molta energia. La perdita dei denti avrebbe quindi innescato lo stadio evolutivo per i fanoni, che gli scienziati pensano siano comparsi nei misticeti tra 5 e 7 milioni di anni dopo.

Peredo e il suo team vedono lo studio dell’evoluzione delle balene come chiave per comprendere la loro sopravvivenza negli oceani che cambiano rapidamente. Come l’emergere dei fanoni, la perdita dei denti nelle balene è una prova di adattabilità, suggerendo che le balene potrebbero essere in grado di adattarsi alle sfide poste oggi all’oceano. «Tuttavia . ammonisce in conclusione Peredo – il cambiamento evolutivo può essere lento per le balene più grandi, che hanno una durata di vita lunga e che hanno bisogno di molto tempo per riprodursi. Data il livello e il tasso di cambiamenti nell’oceano odierno, non sappiamo esattamente cosa significherà per tutte le diverse specie di balene che si nutrono per filtrazione. Sappiamo che in passato sono cambiate, è solo questione di poter tenere il passo con qualsiasi cosa stiamo  facendo agli oceani e con come, proprio ora, stiamo cambiando abbastanza velocemente gli oceani».