Gli yunnanozoi sono i più antichi vertebrati staminali

I risultati di una studio dimostrano che gli yunnanozoi sono i primi e anche i parenti più primitivi dei vertebrati del gruppo della corona.

Gli scienziati hanno a lungo lavorato sulla lacuna nella documentazione sui fossili che spiegherebbe l'evoluzione degli invertebrati nei vertebrati. I vertebrati, inclusi pesci, anfibi, rettili, uccelli, mammiferi e umani, condividono caratteristiche uniche, come una spina dorsale e un teschio. Gli invertebrati sono animali senza spina dorsale.

Il processo che ha portato gli invertebrati a diventare vertebrati - e come apparivano quei primi vertebrati - è stato un mistero per gli scienziati per secoli.

Un team di ricerca ha ora condotto uno studio sugli yunnanozoi, creature estinte del primo periodo del Cambriano (518 milioni di anni fa), e ha scoperto prove che sono i più antichi vertebrati staminali conosciuti. Il termine vertebrato stelo si riferisce a quei vertebrati estinti, ma strettamente legati ai vertebrati viventi.

I ricercatori della Nanjing University e del Nanjing Institute of Geology and Paleontology di Nanchino, Chinese Academy of Sciences, hanno pubblicato i risultati sulla rivista Science. (1)

Nel corso degli anni, mentre gli scienziati hanno studiato l'evoluzione dei vertebrati, un obiettivo chiave della ricerca sono stati gli archi faringei, quelle strutture che producono parti del viso e del collo, come i muscoli, le ossa e il tessuto connettivo. I ricercatori hanno ipotizzato che l'arco faringeo si sia evoluto da un'asta cartilaginea non articolata negli antenati dei vertebrati, come l'anfiosso cordato, un parente stretto invertebrato dei vertebrati. Ma se tale anatomia esistesse effettivamente negli antichi antenati non è noto con certezza.

Nel tentativo di comprendere meglio il ruolo dell'arco faringeo negli antichi vertebrati, il team di ricerca ha studiato i fossili degli yunnanozoi dal corpo molle trovati nella provincia dello Yunnan, in Cina. Per anni, i ricercatori hanno studiato gli yunnanozoi, con conclusioni diverse su come interpretare l'anatomia della creatura. L'affinità degli yunnanozoi è stata dibattuta per circa tre decenni, con più articoli pubblicati a sostegno di opinioni diverse, di cui quattro su Nature e Science.

Il team di ricerca ha deciso di esaminare i nuovi esemplari fossili di yunnanozoi raccolti in modi precedentemente inesplorati, conducendo uno studio anatomico e ultrastrutturale ad alta risoluzione. I 127 campioni che hanno studiato hanno residui carboniosi ben conservati che hanno permesso al team di condurre osservazioni ultrastrutturali e analisi geochimiche dettagliate.

Il team ha applicato la microtomografia a raggi X, la microscopia elettronica a scansione, la microscopia elettronica a trasmissione, la spettrometria Raman, la spettroscopia a infrarossi in trasformata di Fourier e la spettroscopia a raggi X a dispersione di energia sui campioni fossili. Il loro studio ha confermato in diversi modi che gli yunnanozoi hanno cartilagini cellulari nella faringe, una caratteristica considerata specifica per i vertebrati. I risultati del team supportano il fatto che gli yunnanozoi siano vertebrati staminali. I risultati del loro studio mostrano che gli yunnanozoi sono i primi e anche i parenti più primitivi dei vertebrati del gruppo della corona.

Nel corso del loro studio, il team ha osservato che tutti i sette archi faringei nei fossili di yunnanozoi sono simili tra loro. Tutti gli archi hanno segmenti e filamenti simili a bambù. Gli archi vicini sono tutti collegati da aste orizzontali dorsali e ventrali, formando un cesto. Uno scheletro faringeo simile a un cesto è una caratteristica che si trova oggi nei pesci senza mascelle viventi, come lamprede e hagfish.

«Due tipi di scheletri faringei - il tipo a cesto e il tipo isolato - si verificano nel Cambriano e nei vertebrati viventi. Ciò implica che la forma degli scheletri faringei ha una storia evolutiva iniziale più complessa di quanto si pensasse in precedenza», ha affermato il dottor TIAN Qingyi, (2) il primo autore dello studio, della Nanjing University e del Nanjing Institute of Geology and Paleontology, Chinese Academy of Sciences.

La loro ricerca ha fornito al team nuove informazioni sulle strutture dettagliate degli archi faringei. Le nuove osservazioni anatomiche ottenute dal team nel loro studio supportano il posizionamento evolutivo degli yunnanozoi nella parte molto basale dell'albero della vita dei vertebrati.

Il gruppo di ricerca comprende TIAN Qingyi della Nanjing University (NJU) e del Nanjing Institute of Geology and Paleontology, Chinese Academy of Sciences (NIGPAS); ZHAO Fangchen e ZENG Han del NIGPAS; ZHU Maoyan del NIGPAS e l'University of Chinese Academy of Sciences; e JIANG Baoyu del NJU.

Hanno finanziato questa ricerca: lo Strategic Priority Research Program (B); la Chinese Academy of Sciences e il National Science Foundation of China funded this research.

Riferimenti:

(1) Ultrastructure reveals ancestral vertebrate pharyngeal skeleton in yunnanozoans

(2) TIAN Qingyi

Descrizione foto: La ricostruzione artistica dello yunnanozoo dal biota cambriano di Chengjiang mostra scheletri faringei simili a canestri. - Credit: Yang Dinghua.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Study Reveals Yunnanozoans as the Oldest Known Stem Vertebrates