I paleontologi dell'Università di Toronto (U of T) e del Royal Ontario Museum (ROM) di Toronto hanno interamente rivisitato un'antica creatura marina piccola ma eccezionalmente feroce chiamata Habelia ottata che ha confuso gli scienziati da quando è stato scoperto per la prima volta più di un secolo fa.

La ricerca dell'autore principale Cédric Aria, neolaureato del corso di dottorato nel dipartimento di ecologia e biologia evolutiva della Facoltà di Lettere e Scienze presso l'Università di T, e co-autore Jean-Bernard Caron, curatore senior di paleontologia degli invertebrati presso il ROM e professore associato nei dipartimenti di ecologia e biologia evolutiva e scienze della terra presso la U of T, è pubblicato oggi in Biologia Evolutiva BMC .

Circa 2 cm di lunghezza con una coda lunga quanto il resto del corpo, il lungo estinto Habelia ottata appartiene al gruppo di animali invertebrati chiamati artropodi, che include anche creature familiari come i ragni, insetti, aragoste e granchi. Visse durante il periodo Cambriano medio circa 508 milioni di anni fa e proviene dal famoso giacimento fossile di Burgess Shale nella Columbia Britannica. Habelia ottata faceva parte della "esplosione del Cambriano, "un periodo di rapido cambiamento evolutivo in cui la maggior parte dei principali gruppi animali è emersa per la prima volta nei reperti fossili.

Come tutti gli artropodi, Habelia ottata presenta un corpo segmentato con scheletro esterno e arti articolati. Ciò che è rimasto poco chiaro per decenni, però, era il principale sottogruppo di artropodi a cui apparteneva Habelia. I primi studi avevano menzionato i mandibolati, un lignaggio iperdiverso i cui membri possiedono antenne e un paio di appendici specializzate note come mandibole, di solito usato per afferrare, spremere e schiacciare il loro cibo. Ma Habelia fu poi lasciato come uno degli artropodi tipicamente irrisolti del Burgess Shale.

La nuova analisi dei ricercatori della U di T-ROM suggerisce che Habelia ottata era invece un parente stretto dell'antenato di tutti i chelicerati, l'altro sottogruppo di artropodi viventi oggi, chiamato per la presenza di appendici dette cheliceri davanti alla bocca e usate per tagliare il cibo. Ciò è dovuto principalmente all'anatomia generale della testa in Habelia , e la presenza di due piccole appendici simili a cheliceri rivelata in questi fossili.

" Habelia ora mostra in grande dettaglio l'architettura del corpo da cui sono emersi i chelicerati, che ci permette di risolvere alcune domande di vecchia data, " disse Aria, che ora è ricercatore post-dottorato presso l'Istituto di geologia e paleontologia di Nanchino, in Cina. "Ora possiamo spiegare perché, ad esempio, i granchi a ferro di cavallo hanno un paio di arti ridotti - la chilaria - nella parte posteriore della testa. Quelle sono reliquie di appendici completamente formate, poiché sembra che i chelicerati originariamente avessero teste con non meno di sette paia di arti".

Aria e Caron hanno analizzato in totale 41 campioni, la maggior parte dei quali sono nuovi esemplari acquisiti dai gruppi di lavoro sul campo guidati da ROM al Burgess Shale.

La ricerca mostra che il corpo ben corazzato di Habelia ottata , ricoperto da una moltitudine di spine diverse, era diviso in testa, torace e post-torace, tutti recanti diversi tipi di appendici. Il torace mostra cinque paia di gambe che camminano, mentre il post-torace ospita appendici arrotondate probabilmente utilizzate nella respirazione.

"Anche gli scorpioni e gli ormai estinti scorpioni di mare sono chelicerati con corpi divisi in tre regioni distinte, " ha spiegato Aria. "Pensiamo che queste regioni corrispondano sostanzialmente a quelle di Habelia . Ma una grande differenza è che gli scorpioni e gli scorpioni di mare, come tutti i chelicerati, letteralmente "camminano sulle loro teste, ' mentre Habelia aveva ancora appendici ambulanti nel torace."

I ricercatori sostengono che questa differenza di anatomia ha permesso Habelia sviluppare una testa particolarmente complessa che rende questa specie fossile ancora più peculiare rispetto ai chelicerati conosciuti. La testa di Habelia conteneva una serie di cinque appendici costituite da una grande placca con denti per la masticazione, un ramo simile a una gamba con spine rigide simili a setole da afferrare, e un allungato, ramo sottile modificato come appendice sensoriale o tattile.

"Questo complesso apparato di appendici e mascelle fece Habelia un predatore eccezionalmente feroce per le sue dimensioni, " ha detto Aria. "Probabilmente era molto mobile ed efficiente nel fare a pezzi le sue prede."

Il sorprendente risultato di questo studio, nonostante il rapporto evolutivo di Habelia con chelicerati, è che queste caratteristiche insolite hanno portato invece i ricercatori a confrontare il capo di Habelia con quello dei mandibolati dal punto di vista funzionale. Così, i peculiari rami sensoriali possono essere stati usati in modo simile come i mandibolati usano le antenne. Anche, le appendici sovrapposte a forma di piastra nella serie centrale di cinque sono mostrate per aprirsi e chiudersi parallelamente alla parte inferiore della testa, proprio come fanno nei mandibolati, specialmente quelli che si nutrono di animali con carapaci induriti.

Infine, un settimo paio di appendici nella parte posteriore della testa sembra aver svolto una funzione simile a quella dei "maxillipedi":appendici nei mandibolati che aiutano con gli altri arti della testa nella lavorazione del cibo. Questa ampia corrispondenza nella funzione piuttosto che nell'origine evolutiva è chiamata "convergenza".

"Da un punto di vista evolutivo, Habelia è vicino al punto di divergenza tra chelicerati e mandibolati, "Aria ha detto. "Ma le sue somiglianze con i mandibolati sono modifiche secondarie di caratteristiche che erano in parte già chelicerate in natura. Ciò suggerisce che i chelicerati abbiano avuto origine da specie con un'elevata variabilità strutturale".

I ricercatori concludono dall'eccezionale struttura della testa, così come da gambe ambulanti ben sviluppate, Quello Habelia ottata e i suoi parenti erano attivi predatori dei fondali del Cambriano, a caccia di piccole creature marine conchiglie, come i piccoli trilobiti, artropodi con esoscheletri mineralizzati che erano già molto diversi e abbondanti durante il Cambriano.

"Questo si basa sull'importanza di carapaci e conchiglie per il cambiamento evolutivo durante l'esplosione del Cambriano, e amplia la nostra comprensione degli ecosistemi in questo momento, mostrando un altro livello di relazione predatore-preda e il suo impatto determinante sull'ascesa degli artropodi come li conosciamo oggi, " disse Carone, che era il supervisore del dottorato di Aria quando la maggior parte di questa ricerca è stata completata.

"L'aspetto e la diffusione degli animali con le conchiglie sono considerati una delle caratteristiche distintive dell'esplosione cambriana, e Habelia contribuisce a illustrare quanto fosse importante questo fattore ecologico per la precoce diversificazione dei chelicerati e degli artropodi in generale".

I risultati sono descritti nello studio "Convergenza mandibolare in un chelicerato dello stelo cambriano corazzato, " dove Habelia optata viene portata in vita dall'artista visiva e illustratrice scientifica Joanna Liang con animazioni che descrivono la spettacolare architettura del corpo e il complesso meccanismo di alimentazione di questo fossile. Liang ha collaborato con Aria e Caron per produrre le animazioni come parte della sua tesi di laurea in scienze in comunicazioni biomediche presso la U of T sotto il supervisore Dave Mazierski.