“Le due principali teorie sull’origine delle appendici dei vertebrati differiscono nella loro capacità di spiegare i modelli evolutivi. L’ipotesi della piega delle pinne ventrolaterali propone che le pinne pari provenissero da chiglie ventrolaterali che si estendevano per tutta la lunghezza del tronco, che si suddivideva in pinne pettorali e pelviche. L’ipotesi dell’archipterygium sostiene che le cinture derivino da un arco branchiale scheletrico ancestrale e che l’endoscheletro della pinna si sia formato da raggi branchiali. L’ipotesi della piega delle pinne è considerata la più “riuscita” delle due teorie 4 , 16 , con il supporto della genetica dello sviluppo 17 e prove diffuse di gnatostomi del gruppo staminale che possiedono pieghe delle pinne ventrolaterali in qualche forma 5 , 7 . Tuttavia, l’ipotesi della piega delle pinne non spiega l’origine della cintura pettorale, che ha portato alla suddivisione della testa in un cranio e una spalla separati. Inoltre, prevede l’origine simultanea delle pinne pettorali e pelviche, cosa attualmente contraddetta dai dati fossili 5 , 7 . L’ipotesi dell’archipterygium spiega la cintura pettorale e le origini separate delle pinne pettorali e pelviche basando la loro origine su strutture preesistenti. Indizi provenienti dalla genetica dello sviluppo 11 , 12 , 13 hanno rinnovato l’interesse per l’ipotesi dell’archipterigio come teoria praticabile” – ricordano gli autori di uno studio scientifico pubblicato il 1° novembre 2023 su nature.com.
“La nostra ipotesi è verificabile su diverse linee di prova che potrebbero eventualmente ribaltarla. Ne discutiamo insieme ai punti di debolezza esistenti. In primo luogo, dipende dalla risoluzione di Kolymaspis o Brindabellaspis come taxa del gruppo gemello di tutti gli altri vertebrati con mascelle, e quindi si basa sull’ipotesi della parafilia dei placodermi. Questo è attualmente il caso nella nostra filogenesi (Dati estesi Fig. 6 ). Tuttavia, il supporto statistico per la parafilia dei placodermi è debole (vedi valori bootstrap in Dati estesi, Fig. 3 ) e altamente dibattuto 43 , 44 . Sotto la monofilia dei placodermi, la nostra ipotesi dipende almeno dalla mappatura filogenetica della faccetta craniotoracica alla base di tutti i vertebrati con mandibola. Abbiamo condotto ulteriori analisi con vincoli sulla monofilia dei placodermi che hanno portato a un supporto equivoco per la nostra nuova ipotesi (Dati estesi Fig. 6 e Informazioni supplementari ). Pertanto, nuovi test filogenetici potrebbero rivelare che la condizione nei brindabellaspidi è di derivazione unica (cioè neomorfica). Anche la scoperta di nuovi fossili con archi branchiali soprannumerari e una discreta cintura pettorale metterebbe in discussione la nostra ipotesi. Inoltre, un’interpretazione alternativa della faccetta articolare nei brindabellaspidi è che rappresenti una connessione con una cartilagine della spalla non di origine faringea. A nostro avviso, queste spiegazioni sono meno parsimoniose e non aiutano a spiegare la derivazione branchiomerica del muscolo cucullaris, ma potrebbero essere supportate da future scoperte fossili o analisi filogenetiche. Anche se questi dettagli vengono respinti, la nostra ipotesi aggiunge nuove importanti prospettive anatomiche comparative che conciliano meglio le disparate anatomie degli osteostraci e dei placodermi.
“La nostra proposta sintetizza i risultati degli ultimi due decenni di ricerca sull’origine della cintura pettorale. Inoltre, chiarisce questioni chiave di anatomia comparata che hanno impedito studi sull’origine del collo e delle spalle dei vertebrati. La chiave tra queste è la risoluzione dell’identità e della posizione del muscolo cucullare negli osteostraci, un punto di riferimento anatomico cruciale nello stabilire l’interfaccia testa-spalla 27 , 28 , 29 , 45 . Studi precedenti hanno faticato a identificare la posizione della cucullaris negli osteostracani, concludendo che era assente 27 o collocandola in una posizione epassiale 46 . Sosteniamo che si trattasse di un muscolo elevatore o goniometro branchiale indifferenziato e che sarebbe stato alloggiato nel perimetro della camera orobranchiale. Questa morfologia è topologicamente coerente con le scatole craniche dei placodermi che mostrano che il muscolo cucullare è allineato in serie con i muscoli elevatori branchiali. La nostra indagine suggerisce che derivi dal sesto elevatore branchiale, in linea con le previsioni di recenti studi comparativi sullo sviluppo 29 . Nonostante la perdita degli archi branchiali endoscheletrici posteriori negli gnatostomi, un muscolo branchiomerico del sesto arco branchiale (come il muscolo cucullaris) manteneva una relazione topologica coerente con l’esoscheletro dermico (Fig. 3 ) . Questo nuovo modello di trasformazione muscoloscheletrica nelle origini del cingolo pettorale unifica quindi un’ampia gamma di prove sull’origine del cingolo pettorale. Aggiunge nuovi importanti dettagli alle basi biomeccaniche dell’origine della cintura e chiarisce l’anatomia comparativa dei principali pesci senza mascelle e con mascelle. Questo nuovo quadro è coerente con le recenti proposte di una doppia origine della cintura pettorale 16 e contribuisce quindi alla riconciliazione di due teorie a lungo dibattute sull’origine delle pinne pari”.
Fonte: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06702-4
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