Melanina, pigmenti fossili gettano nuova luce sull’evoluzione dei vertebrati

Questa nuova svolta nella storia dell’evoluzione animale si basa su analisi all’avanguardia dei granuli di melanina – melanosomi – in molti diversi vertebrati fossili e moderni, inclusi pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi. La melanina e i melanosomi sono stati tradizionalmente legati ai tessuti più esterni del corpo come la pelle, i capelli e le piume, con ruoli importanti nella protezione dai raggi UV e nell’irrigidimento dei tessuti. Le analisi di dove diversi animali immagazzinano la melanina nel corpo, tuttavia, mostrano che diversi gruppi di vertebrati concentrino la melanina in diversi organi, rivelando cambiamenti nel modo in cui gli animali hanno utilizzato la melanina negli ultimi 400 milioni di anni:

Lo studio, pubblicato sulla rivista Trends in Ecology and Evolution , è stato condotto dai paleontologi dell’UCC Prof.Maria McNamara, Dr Chris Rogers, Dr Valentina Rossi e PhD student Tiffany Slater, con un team internazionale di biologi evoluzionisti dalla Svizzera. “La maggior parte degli studi sulla melanina fossile si sono concentrati sulla melanina nelle piume fossili e nella pelle, e sui colori degli animali antichi”, ha detto il prof. McNamara, leader dello studio. “Confrontando la melanina in diversi animali – quanta melanina hanno, dove si trova nel corpo, quale tipo e composizione di melanina è presente – e studiando i fossili, abbiamo scoperto nuove prove per i cambiamenti nelle funzioni della melanina nel tempo profondo . ” La ricerca mostra che anfibi e rettili concentrano la melanina negli organi interni, dove sostiene il sistema immunitario e immagazzina i metalli. Negli uccelli e nei mammiferi, tuttavia, quasi tutta la melanina si trova nei capelli e nelle piume. Questa differenza ha una fonte inaspettata: l’evoluzione del sistema immunitario e degli stili di vita a sangue caldo.

“Ci sono pro e contro nell’avere la melanina nel corpo”, ha detto il membro del team Dr Rossi.“La melanina è estremamente benefica, ma genera anche radicali liberi, che sono dannosi. Questo crea un grave problema per gli animali”. Durante l’evoluzione dei peli e delle piume, mammiferi e uccelli hanno sviluppato sistemi immunitari più sofisticati rispetto agli anfibi e ai rettili. Ciò significava che grandi quantità di melanina non erano più necessarie negli organi interni. La conservazione della melanina si è poi spostata su capelli e piume, che sono tessuti morti, rimuovendo così metalli nocivi e radicali liberi dalle parti del corpo viventi. “La melanina è una moneta a due facce”, ha detto il Prof. McNamara. “È utile, ma tossico. Uccelli e mammiferi hanno trovato fondamentalmente una soluzione ingegnosa durante il primo Triassico: pompare la melanina in nuovi tessuti cutanei esterni, morti che si stavano evolvendo in quel momento. Questo ha preparato la scena per l’evoluzione dell’incredibile diversità di piumaggio e modelli di pelliccia che vediamo oggi “. Lo studio mostra anche che i geni chiave possono essere mappati su modelli di colore nei fossili, monitorando l’evoluzione genetica della melanina nel tempo e che gli animali utilizzano preferenzialmente forme meno tossiche di melanina. “C’è ancora molto sulla genetica e la fisiologia della melanina che non comprendiamo“, ha detto il dott. Ducrest dell’Università di Losanna. “Ciò che è chiaro, tuttavia, è che la documentazione fossile è una preziosa fonte di informazioni che possiamo utilizzare in futuro “.

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Fonti:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210204143950.htm

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Materiali forniti dalla University College Cork .

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