I dischi intervertebrali collegano le vertebre e danno alla colonna vertebrale la sua mobilità. Il disco è costituito da un anello fibroso cartilagineo e da un nucleo gelatinoso come tampone. Si è sempre pensato che solo gli umani e gli altri mammiferi avessero i dischi. Un equivoco, come ha scoperto ora un gruppo di ricerca sotto la guida dell'Università di Bonn:Anche il Tyrannosaurus rex potrebbe aver subito un'ernia del disco. I risultati sono stati ora pubblicati sulla rivista Rapporti scientifici .

I serpenti odierni e altri rettili non hanno dischi intervertebrali; Invece, le loro vertebre sono collegate con i cosiddetti giunti sferici. Qui, la superficie terminale a forma di palla di una vertebra si inserisce in una depressione a forma di coppa della vertebra adiacente, simile a un'articolazione dell'anca umana. Nel mezzo c'è cartilagine e liquido sinoviale per mantenere l'articolazione mobile. Questa costruzione evolutiva va bene per i rettili di oggi, perché impedisce il temuto disco scivolato, che è causato da parti del disco che scivolano nel canale spinale.

"Ho trovato difficile credere che gli antichi rettili non avessero dischi intervertebrali, ", afferma la paleontologa Dr. Tanja Wintrich della Sezione Paleontologia dell'Istituto di Geoscienze dell'Università di Bonn. Ha notato che le vertebre della maggior parte dei dinosauri e degli antichi rettili marini sembrano molto simili a quelle degli umani, cioè, non hanno giunti sferici. Si chiedeva quindi se i rettili estinti avessero dischi intervertebrali, ma li aveva "sostituiti" con giunti sferici nel corso dell'evoluzione.

Confronto delle vertebre dei dinosauri con animali ancora vivi oggi

A tal fine, il team di ricercatori guidato da Tanja Wintrich e con la partecipazione dell'Università di Colonia e della TU Bergakademie Freiberg, nonché ricercatori provenienti da Canada e Russia, ha esaminato un totale di 19 diversi dinosauri, altri rettili estinti, e animali ancora vivi oggi. I ricercatori hanno concluso che i dischi intervertebrali non si verificano solo nei mammiferi. Per queste indagini, vertebre ancora in connessione sono state analizzate utilizzando vari metodi.

Sorprendentemente, Il Dr. Wintrich è stato ora anche in grado di dimostrare che resti di cartilagine e persino altre parti del disco intervertebrale sono quasi sempre conservati in esemplari così antichi, compresi rettili marini come gli ittiosauri e dinosauri come il tirannosauro. Ha poi tracciato l'evoluzione dei tessuti molli tra le vertebre lungo l'albero genealogico degli animali terrestri, che 310 milioni di anni fa si divise nella linea dei mammiferi e nella linea dei dinosauri e degli uccelli.

I dischi intervertebrali sono emersi più volte durante l'evoluzione

In precedenza era sconosciuto che i dischi intervertebrali fossero una caratteristica molto antica. I risultati mostrano anche che i dischi intervertebrali si sono evoluti più volte durante l'evoluzione in diversi animali, e probabilmente furono sostituiti due volte da giunti sferici nei rettili. "Il motivo per cui il disco intervertebrale è stato sostituito potrebbe essere che è più suscettibile ai danni di un'articolazione sferica, " dice il dottor Wintrich. Tuttavia, i mammiferi hanno sempre conservato i dischi intervertebrali, ripetendo il modello familiare che sono piuttosto limitati nella loro flessibilità evolutiva. "Questa intuizione è fondamentale anche per la comprensione medica degli esseri umani. Il corpo umano non è perfetto, e le sue malattie riflettono la nostra lunga storia evolutiva, " aggiunge il paleontologo Prof. Dr. Martin Sander dell'Università di Bonn.

Per quanto riguarda i metodi di ricerca, il team ha attinto non solo alla paleontologia, ma anche di anatomia medica, biologia dello sviluppo e zoologia. Al microscopio, le ossa di dinosauro tagliate con una sega da roccia e poi macinate molto sottilmente forniscono informazioni paragonabili a sezioni istologiche di tessuto fisso e incorporato di animali esistenti. Ciò consente di colmare i lunghi periodi di evoluzione e di identificare i processi di sviluppo. Il prof. Sander osserva:"È davvero sorprendente che la cartilagine dell'articolazione e apparentemente anche il disco stesso possano sopravvivere per centinaia di milioni di anni".

Dottor Wintrich, che ora lavora presso l'Istituto di Anatomia dell'Università di Bonn, è soddisfatto della cooperazione tra i settori che ha reso possibile questa comprensione interdisciplinare in primo luogo:"Abbiamo scoperto che persino il Tyrannosaurus rex non era protetto contro i dischi scivolati". Solo i dinosauri predatori simili a uccelli si sono poi evoluti anche giunti sferici e giunti a sella, ancora visto negli uccelli di oggi. Allo stesso modo, tali giunti sferici erano un vantaggio decisivo per la stabilità della colonna vertebrale dei dinosauri più grandi, i dinosauri dal collo lungo.

Questo ponte tra paleontologia e medicina è fondamentale in Germania. L'anatomista Prof. Dr. Karl Schilling dell'Università di Bonn, who was not involved in the new study, reports:"In the U.S., in contrast, dinosaur researchers and evolutionary biologists are often closely involved in medical training, especially in anatomy and embryology. This gives young doctors a perspective that is becoming increasingly important in a rapidly changing environment."