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La complessa evoluzione cerebrale dei nostri antenati

di Teresa Terracciano.

Roma, 25 Settembre 2019 – Si è a lungo pensato che le dimensioni cerebrali dei primati antropoidi, un gruppo eterogeneo di scimmie moderne ed estinte, gli esseri umani e i loro parenti più vicini, aumentavano progressivamente nel tempo. Una nuova ricerca su uno dei più antichi e completi teschi di primati fossili del Sud America, datato 20 milioni di anni, suggerisce che il modello di evoluzione del cervello di questo gruppo è molto più complesso e discontinuo.

Ricercatori dell’American Museum of Natural History, dell’Accademia Cinese delle Scienze e dell’Università della California Santa Barbara, suggeriscono che il cervello si è ingrandito ripetutamente e indipendentemente nel corso della storia antropoide, ed era più complesso in alcuni dei primi membri del gruppo di quanto precedentemente riconosciuto.

«Gli esseri umani hanno un cervello eccezionalmente ingrandito, ma sappiamo molto poco su quanto tempo fa questa caratteristica chiave ha iniziato a svilupparsi» afferma l’autore principale Xijun Ni, ricercatore associato dell’Accademia cinese delle scienze. «Questo in parte a causa della scarsità di teschi fossili ben conservati più antichi».

Nell’ambito di una collaborazione a lungo termine con John Flynn, curatore della sezione Paleontologia dell’American Museum of Natural History, Ni ha condotto uno studio dettagliato dell’eccezionale fossile antropoide di 20 milioni di anni, scoperto sulle Ande del Cile, il cranio è l’unico esemplare conosciuto di Chilecebus carrascoensis.

«Attraverso più di tre decenni di partnership e di stretta collaborazione con il Museo Nazionale del Cile, abbiamo recuperato molti fossili notevoli da luoghi inaspettati nell’aspro terreno vulcanico delle Ande» ha detto Flynn. «Chilecebus è uno di quei fossili rari e davvero spettacolari, che rivela nuove intuizioni e conclusioni sorprendenti ogni volta che vengono applicati nuovi metodi analitici per studiarlo».

Precedenti ricerche di Flynn, Ni e dei loro colleghi su Chilecebus hanno fornito un’idea approssimativa dell’encefalizzazione dell’animale, o della dimensione del cervello in relazione alle dimensioni del corpo. Un alto quoziente di encefalizzazione (EQ) indica un grande cervello per un animale di una data dimensione corporea.

La maggior parte dei primati ha un elevato EQ rispetto ad altri mammiferi, anche se alcuni primati – specialmente gli esseri umani e i loro parenti più prossimi – hanno EQ ancora più elevati di altri.

L’ultimo studio porta a un ulteriore passo avanti, illustrando i modelli attraverso il più ampio albero genealogico antropoide. Il quoziente di encefalizzazione filogenetica (inglese PEQ) – o quoziente di encefalia filogenetica, da correggere per gli effetti di strette relazioni evolutive – per il Chilecebus è relativamente piccolo, a 0,79. La maggior parte delle scimmie viventi, in confronto, ha un PEQ che va da 0,86 a 3,39, con gli esseri umani che entrano in uno straordinario 13,46 e che hanno ampliato drasticamente le dimensioni del cervello anche rispetto ai parenti più vicini. Con questo nuovo quadro, i ricercatori hanno confermato che l’allargamento cerebrale si è verificato ripetutamente e indipendentemente nell’evoluzione antropoide, sia nella progenie del Nuovo che del Vecchio Mondo, con occasionali diminuzioni di dimensioni.

La tomografia computerizzata a raggi X ad alta risoluzione (TC) e la ricostruzione digitale 3D dell’interno del cranio di Chilecebus hanno fornito al team di ricerca nuove intuizioni sull’anatomia del suo cervello. Nei primati moderni, le dimensioni dei centri visivi e olfattivi del cervello sono negativamente correlate, riflettendo un potenziale “trade-off” evolutivo, il che significa che i primati visivamente acuti hanno tipicamente sensi dell’olfatto più deboli. Sorprendentemente, i ricercatori hanno scoperto che un piccolo bulbo olfattivo in Chilecebus non era controbilanciato da un sistema visivo amplificato. Questa scoperta indica che nell’evoluzione dei primati i sistemi visivi e olfattivi erano molto meno strettamente accoppiati rispetto a quanto ampiamente ipotizzato.

Inoltre, la dimensione dell’apertura per il nervo ottico suggerisce che Chilecebus era diurno. Inoltre, il solco del cervello, sebbene molto più semplice che nella maggior parte degli antropoidi moderni, possiede almeno sette coppie di solchi ed è sorprendentemente complesso per un primate così antico.

«Durante il suo epico viaggio sul Beagle, Charles Darwin esplorò la foce del canyon dove fu scoperto il Chilecebus 160 anni dopo. Chiuso dalla cordigliera superiore dalla neve invernale, Darwin è stato ispirato da quella veduta. Il fossile, trovato a pochi chilometri a est di dove si trovava Darwin, lo avrebbe entusiasmato» conclude il coautore André Wyss della University of California Santa Barbara.

Fonte per approfondimenti: Xijun Ni, John J. Flynn, André R. Wyss and Chi Zhang. Cranial endocast of a stem platyrrhine primate and ancestral brain conditions in anthropoids. Science Advances, 2019 DOI: 10.1126/sciadv.aav7913

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