Non lo sanno, ma i fringuelli di Darwin hanno cambiato il mondo. Queste specie strettamente imparentate, originarie delle Isole Galapagos, sfoggiano ciascuna un becco dalla forma unica che si adatta alla loro dieta preferita. Lo studio di questi uccelli ha aiutato Charles Darwin a sviluppare la teoria dell’evoluzione per selezione naturale.
Un gruppo di pipistrelli ha una storia evolutiva simile, e più ampia, da raccontare. Esistono più di 200 specie di pipistrelli noctilionidi, principalmente nei tropici americani. E nonostante siano parenti stretti, le loro mascelle si sono evolute in forme e dimensioni molto diverse per sfruttare diverse fonti di cibo. Un articolo pubblicato il 22 agosto in Comunicazioni sulla natura mostra che tali adattamenti includono modifiche drammatiche, ma anche coerenti, al numero, alle dimensioni, alla forma e alla posizione dei denti. Ad esempio, i pipistrelli con il muso corto non hanno alcuni denti, presumibilmente a causa della mancanza di spazio. Le specie con mascelle più lunghe hanno spazio per più denti e, come gli esseri umani, il loro corredo totale di denti è più vicino a quello che aveva l’antenato dei mammiferi placentari.
Secondo il gruppo di ricerca dietro questo studio, il confronto delle specie noctilionidi può rivelare molto su come si sono evoluti e sviluppati i volti dei mammiferi, in particolare mascelle e denti. E come bonus, potranno anche rispondere ad alcune domande importanti su come si formano e crescono i nostri bianchi perlati.
“I pipistrelli hanno tutti e quattro i tipi di denti – incisivi, canini, premolari e molari – proprio come noi”, ha detto la coautrice Sharlene Santana, professoressa di biologia dell’Università di Washington e curatrice di mammiferi al Burke Museum of Natural History. & Cultura. “E i pipistrelli noctilionidi hanno sviluppato un’enorme varietà di diete in appena 25 milioni di anni, che è un lasso di tempo molto breve perché questi adattamenti avvengano.”
“Ci sono specie noctilionidi che hanno musi corti come i bulldog con mascelle potenti che possono mordere la parte esterna dura dei frutti che mangiano. Altre specie hanno musi lunghi per aiutarli a bere il nettare dai fiori. Come ha fatto questa diversità ad evolversi così rapidamente? cambiare mascelle e denti per rendere questo possibile?” ha detto l’autrice principale Alexa Sadier, membro della facoltà entrante presso l’Istituto di Scienze Evoluzionistiche di Montpellier in Francia, che ha iniziato questo progetto come ricercatrice post-dottorato presso l’Università della California, a Los Angeles.
Gli scienziati non sanno cosa abbia scatenato questa frenesia di adattamento alimentare nei pipistrelli noctilionidi. Ma oggi diverse specie noctilionidi si nutrono di insetti, frutta, nettare, pesci e persino sangue, poiché questo gruppo comprende anche i famigerati pipistrelli vampiri.
Il team ha utilizzato scansioni TC e altri metodi per analizzare le forme e le dimensioni di mascelle, premolari e molari in più di 100 specie noctilionidi. I pipistrelli includevano sia esemplari museali che un numero limitato di pipistrelli selvatici catturati a scopo di studio. I ricercatori hanno confrontato le dimensioni relative dei denti e di altre caratteristiche craniche tra le specie con diversi tipi di dieta e hanno utilizzato modelli matematici per determinare come tali differenze vengono generate durante lo sviluppo.
Il team ha scoperto che, nei pipistrelli noctilionidi, alcune “regole di sviluppo” li portavano a generare il giusto assortimento di denti per adattarsi ai loro sorrisi formati dalla dieta. Ad esempio, i pipistrelli con mascelle lunghe – come quelli che si nutrono di nettare – o mascelle intermedie, come molti mangiatori di insetti, tendevano ad avere il solito complemento di tre premolari e tre molari su ciascun lato della mascella. Ma i pipistrelli con le mascelle corte, compresa la maggior parte dei pipistrelli mangiatori di frutta, tendevano ad abbandonare il premolare medio o il molare posteriore, se non entrambi.
“Quando hai più spazio, puoi avere più denti”, ha detto Sadier. “Ma per i pipistrelli con uno spazio più breve, anche se hanno un morso più potente, semplicemente esauriscono lo spazio per tutti questi denti.”
Avere una mascella più corta può anche spiegare perché molti pipistrelli dalla faccia corta tendevano anche ad avere molari anteriori più larghi.
“I primi denti che compaiono tendono a diventare più grandi perché non c’è abbastanza spazio per far emergere i successivi”, spiega Sadier.
“Questo progetto ci sta dando l’opportunità di testare effettivamente alcune delle ipotesi che sono state fatte su come la crescita, la forma e le dimensioni dei denti sono regolate nei mammiferi”, ha affermato Santana. “Sappiamo sorprendentemente poco su come si sviluppano queste strutture molto importanti!”
Molti studi sullo sviluppo dei denti dei mammiferi sono stati condotti sui topi, che hanno solo molari e incisivi fortemente modificati. Gli scienziati non sono del tutto sicuri se i geni e i modelli di sviluppo che controllano lo sviluppo dei denti nei topi operino anche nei mammiferi con gruppi di masticatori più “ancestrali”, come i pipistrelli e gli esseri umani.
Sadier, Santana e i loro colleghi credono che il loro progetto, che è in corso, possa iniziare a rispondere a queste domande nei pipistrelli, insieme a molte altre domande in sospeso su come l’evoluzione modella le caratteristiche dei mammiferi. Stanno espandendo questo studio per includere incisivi e canini noctilionidi e sperano di scoprire di più sui meccanismi genetici e di sviluppo che controllano lo sviluppo dei denti in questo gruppo eterogeneo di pipistrelli.
“Vediamo forti pressioni selettive in questi pipistrelli: le forme devono corrispondere strettamente alla loro funzione”, ha detto Santana. “Penso che ci siano molti altri segreti evolutivi nascosti in queste specie.”
I coautori sono Neal Anthwal, ricercatore associato al King’s College di Londra; Andrew Krause, assistente professore presso l’Università di Durham nel Regno Unito; Renaud Dessalles, un matematico con la Green Shield Technology; Robert Haase, ricercatore presso l’Università della Tecnologia di Dresda in Germania; gli scienziati ricercatori dell’UCLA Michael Lake, Laurent Bentolila e Natalie Nieves; e Karen Sears, professoressa dell’UCLA. La ricerca è finanziata dalla National Science Foundation.
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