Ripristino della vita di Lystrosaurus in uno stato di torpore. Credito:Crystal Shin
L'ibernazione è una caratteristica familiare oggi sulla Terra. Molti animali, specialmente quelli che vivono vicino o all'interno delle regioni polari, vanno in letargo per superare i rigidi mesi invernali quando il cibo scarseggia, le temperature scendono e le giornate sono buie.
Secondo una nuova ricerca, questo tipo di adattamento ha una lunga storia. In un articolo pubblicato il 27 agosto sulla rivista Biologia della comunicazione , scienziati dell'Università di Washington e del Burke Museum of Natural History and Culture riportano prove di uno stato di ibernazione in un animale che viveva in Antartide durante il primo Triassico, circa 250 milioni di anni fa.
La creatura, un membro del genere Lystrosaurus, era un lontano parente dei mammiferi. L'Antartide durante il periodo di Lystrosaurus si trovava in gran parte all'interno del Circolo Antartico, come oggi, e sperimentato lunghi periodi senza luce solare ogni inverno.
I fossili sono la più antica testimonianza di uno stato di ibernazione in un animale vertebrato, e indica che il torpore, un termine generale per il letargo e stati simili in cui gli animali abbassano temporaneamente il loro tasso metabolico per superare una stagione difficile, è sorto nei vertebrati anche prima che i mammiferi e i dinosauri si evolvessero.
"Gli animali che vivono ai poli o nelle vicinanze hanno sempre dovuto fare i conti con gli ambienti più estremi ivi presenti, " ha detto l'autore principale Megan Whitney, un ricercatore post-dottorato presso l'Università di Harvard che ha condotto questo studio come studente di dottorato in biologia UW. "Questi risultati preliminari indicano che entrare in uno stato di ibernazione non è un tipo di adattamento relativamente nuovo. È antico".
Il Lystrosaurus visse durante un periodo dinamico della storia del nostro pianeta, sorto poco prima della più grande estinzione di massa della Terra alla fine del periodo Permiano, che spazzò via circa il 70% delle specie di vertebrati sulla terraferma, e in qualche modo sopravvisse. il robusto, i raccoglitori a quattro zampe vissero altri 5 milioni di anni nel successivo periodo Triassico e si diffusero in aree dell'allora unico continente della Terra, Pangea, che includeva quella che oggi è l'Antartide.
Questa sezione sottile della zanna fossilizzata di un Lystrosaurus antartico mostra strati di dentina depositati in anelli di crescita. La zanna crebbe verso l'interno, con gli strati più vecchi al bordo e gli strati più giovani vicino al centro, dove sarebbe stata la cavità pulpare. In alto a destra c'è una vista ravvicinata degli strati, con una barra bianca che evidenzia una zona indicativa di uno stato di ibernazione. La barra della scala è di 1 millimetro. Credito:Megan Whitney/Christian Sidor
"Il fatto che il Lystrosaurus sia sopravvissuto all'estinzione di massa della fine del Permiano e avesse una gamma così ampia nel primo Triassico li ha resi un gruppo di animali molto ben studiato per comprendere la sopravvivenza e l'adattamento, " ha detto il coautore Christian Sidor, un professore di biologia dell'UW e curatore di paleontologia dei vertebrati al Burke Museum.
I paleontologi oggi trovano fossili di Lystrosaurus in India, Cina, Russia, parti dell'Africa e dell'Antartide. Questi squat, tozzo, creature - la maggior parte erano approssimativamente delle dimensioni di un maiale, ma alcuni crescevano da 6 a 8 piedi di lunghezza, non avevano denti ma portavano un paio di zanne nella mascella superiore, che probabilmente usavano per foraggiare tra la vegetazione del terreno e scavare per radici e tuberi, secondo Whitney.
Quelle zanne hanno reso possibile lo studio di Whitney e Sidor. Come elefanti, Le zanne di Lystrosaurus sono cresciute continuamente per tutta la vita. Le sezioni trasversali delle zanne fossilizzate possono contenere informazioni sulla storia della vita sul metabolismo, crescita e stress o tensione. Whitney e Sidor hanno confrontato le sezioni trasversali delle zanne di sei Lystrosaurus antartici con le sezioni trasversali di quattro Lystrosaurus del Sud Africa.
Una mappa di Pangea durante il primo Triassico, che mostra le posizioni delle popolazioni di Lystrosaurus antartico (blu) e sudafricano (arancione) confrontate in questo studio. Credito:Megan Whitney/Christian Sidor
Tornato nel Triassico, i siti di raccolta in Antartide erano a circa 72 gradi di latitudine sud, ben all'interno del Circolo Antartico, a 66,3 gradi sud. I siti di raccolta in Sud Africa erano più di 550 miglia a nord durante il Triassico a 58-61 gradi di latitudine sud, molto al di fuori del Circolo Antartico.
Le zanne delle due regioni hanno mostrato modelli di crescita simili, con strati di dentina depositati in cerchi concentrici come gli anelli degli alberi. Ma i fossili antartici ospitavano una caratteristica aggiuntiva che era rara o assente nelle zanne più a nord:ravvicinate, anelli spessi, che probabilmente indicano periodi di minore deposizione a causa di stress prolungato, secondo i ricercatori.
"L'analogo più vicino che possiamo trovare ai "segni di stress" che abbiamo osservato nelle zanne di Lystrosaurus antartico sono i segni di stress nei denti associati al letargo in alcuni animali moderni, " ha detto Whitney.
In questa immagine della sezione sottile di una zanna fossilizzata di un Lystrosaurus sudafricano, le punte di freccia nere mostrano strati di dentina depositati in strati di crescita, senza segni di uno stato di ibernazione. La barra della scala è 0,1 millimetri. Credito:Megan Whitney/Christian Sidor
I ricercatori non possono concludere definitivamente che Lystrosaurus abbia subito un vero letargo, che è un riduzione per settimane del metabolismo, temperatura corporea e attività. Lo stress potrebbe essere stato causato da un'altra forma di torpore simile al letargo, come una riduzione più a breve termine del metabolismo, secondo Sidor.
Il Lystrosaurus in Antartide probabilmente aveva bisogno di una qualche forma di adattamento simile al letargo per far fronte alla vita vicino al Polo Sud, disse Whitney. Sebbene la Terra fosse molto più calda durante il Triassico di oggi - e parti dell'Antartide potrebbero essere state boschive - le piante e gli animali al di sotto del Circolo Antartico subirebbero comunque variazioni annuali estreme nella quantità di luce del giorno, con il sole assente per lunghi periodi in inverno.
Anche molti altri antichi vertebrati ad alte latitudini potrebbero aver usato il torpore, compreso il letargo, per far fronte alle fatiche dell'inverno, ha detto Whitney. Ma molti famosi animali estinti, compresi i dinosauri che si sono evoluti e si sono diffusi dopo l'estinzione di Lystrosaurus, non hanno denti che crescono continuamente.
"Per vedere i segni specifici di stress e tensione causati dal letargo, devi guardare qualcosa che può fossilizzarsi e che cresceva continuamente durante la vita dell'animale, " disse Sidor. "Molti animali non ce l'hanno, ma fortunatamente il Lystrosaurus sì."
Se l'analisi di ulteriori fossili di Lystrosaurus antartico e sudafricano confermasse questa scoperta, potrebbe anche risolvere un altro dibattito su questi antichi, animali generosi.
"Gli animali a sangue freddo spesso interrompono completamente il loro metabolismo durante una stagione difficile, ma molti animali endotermici o "a sangue caldo" che vanno in letargo frequentemente riattivano il loro metabolismo durante il periodo di letargo, ", ha detto Whitney. "Ciò che abbiamo osservato nelle zanne di Lystrosaurus antartico si adatta a uno schema di piccoli "eventi di riattivazione" metabolici durante un periodo di stress, che è molto simile a quello che vediamo oggi nei letargo a sangue caldo."
Se è così, questo lontano cugino dei mammiferi non è solo un esempio di una creatura cordiale. È anche un promemoria del fatto che molte caratteristiche della vita odierna potrebbero essere esistite per centinaia di milioni di anni prima che gli umani si evolvessero per osservarle.
