L'analisi pionieristica dei denti di 200 milioni di anni appartenenti ai primi mammiferi suggerisce che funzionavano come le loro controparti a sangue freddo:rettili, conducendo vite meno attive ma molto più lunghe.

La ricerca, guidato dall'Università di Bristol, Regno Unito e Università di Helsinki, Finlandia, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , è la prima volta che i paleontologi sono stati in grado di studiare direttamente la fisiologia dei primi mammiferi fossili, e capovolge ciò che si credeva in precedenza sui nostri primi antenati.

Fossili di denti, le dimensioni di una capocchia di spillo, da due dei primi mammiferi, Morganucodon e Kuehneotherium, sono stati scansionati per la prima volta utilizzando potenti raggi X, gettando nuova luce sulla durata della vita e l'evoluzione di questi piccoli mammiferi, che vagava per la terra insieme ai primi dinosauri e si credeva fosse a sangue caldo da molti scienziati. Ciò ha permesso al team di studiare gli anelli di crescita nelle cavità dei denti, depositati ogni anno come gli anelli degli alberi, che potrebbe essere contato per dirci quanto tempo vivevano questi animali. I risultati hanno indicato una durata massima della vita fino a 14 anni, molto più vecchia dei loro successori pelosi di dimensioni simili come topi e toporagni, che tendono a sopravvivere solo un anno o due in natura.

"Abbiamo fatto delle scoperte incredibili e molto sorprendenti. Si pensava che le caratteristiche chiave dei mammiferi, compreso il loro sangue caldo, si è evoluto più o meno nello stesso periodo, " ha detto l'autore principale Dr. Elis Newham, Associato di ricerca presso l'Università di Bristol, e in precedenza Ph.D. studente presso l'Università di Southampton durante il periodo in cui è stato condotto questo studio.

"Al contrario, i nostri risultati mostrano chiaramente che, sebbene avessero cervelli più grandi e comportamenti più avanzati, non hanno vissuto velocemente e sono morti giovani ma hanno condotto un ritmo più lento, vita più lunga simile a quella dei piccoli rettili, come lucertole."

L'utilizzo di una tecnologia di imaging avanzata in questo modo è stato il frutto dell'ingegno del supervisore del Dr. Newham, il Dr. Pam Gill, Senior Research Associate presso l'Università di Bristol e Scientific Associate presso il Natural History Museum di Londra, che era determinato ad arrivare alla radice del suo potenziale.

"Un collega, uno dei coautori, hanno rimosso un dente e mi hanno detto che volevano farlo radiografare, perché può dire ogni sorta di cose sulla tua storia di vita. Questo mi ha portato a chiedermi se potremmo fare lo stesso per saperne di più sugli antichi mammiferi, " ha detto il dottor Gill.

Scansionando il cemento fossilizzato, il materiale che blocca le radici dei denti nella loro cavità nella gengiva e continua a crescere per tutta la vita, Il dottor Gill sperava che la conservazione fosse abbastanza chiara da determinare la durata della vita del mammifero.

Per testare la teoria, un antico esemplare di dente appartenente a Morganucodon è stato inviato al dottor Ian Corfe, dell'Università di Helsinki e del Servizio Geologico della Finlandia, che lo ha scansionato usando radiazioni a raggi X di sincrotrone ad alta potenza.

"Con nostra grande gioia, sebbene il cemento sia spesso solo una frazione di millimetro, l'immagine della scansione era così chiara che gli anelli potevano essere letteralmente contati, " ha detto il dottor Corfe.

Ha segnato l'inizio di uno studio internazionale di sei anni, che si è concentrato su questi primi mammiferi, Morganucodon e Kuehneotherium, conosciuto dalle rocce giurassiche nel Galles meridionale, UK, risalente a quasi 200 milioni di anni.

"I piccoli mammiferi caddero in caverne e buchi nella roccia, dove i loro scheletri, compresi i loro denti, fossilizzato. Grazie all'incredibile conservazione di questi minuscoli frammenti, siamo stati in grado di esaminare centinaia di individui di una specie, dando maggiore fiducia nei risultati di quanto ci si potrebbe aspettare da fossili così antichi, " ha aggiunto il dottor Corfe.

Il viaggio ha visto i ricercatori prendere circa 200 campioni di denti, fornito dal Natural History Museum di Londra e dall'University Museum of Zoology di Cambridge, da scansionare presso l'European Synchrotron Radiation Facility e la Swiss Light Source, tra le sorgenti luminose a raggi X più brillanti al mondo, in Francia e Svizzera, rispettivamente.

Alla ricerca di un progetto entusiasmante, Il Dr. Newham ha preso questo per il Master in Paleobiologia presso l'Università di Bristol, e poi un dottorato di ricerca. presso l'Università di Southampton.

"Cercavo qualcosa di grande in cui mettere i denti e questo è più che adatto. La sola scansione ha richiesto più di una settimana e abbiamo fatto turni di 24 ore per fare tutto. È stata un'esperienza straordinaria, e quando le immagini hanno iniziato ad arrivare, sapevamo di essere su qualcosa, " disse il dottor Newham.

Il Dr. Newham è stato il primo ad analizzare gli strati di cemento ea cogliere il loro enorme significato.

"Abbiamo ricostruito digitalmente le radici dei denti in 3-D e questi hanno mostrato che Morganucodon ha vissuto fino a 14 anni, e Kuehneotherium fino a nove anni. Sono rimasto sbalordito perché queste durate di vita erano molto più lunghe di quelle da uno a tre anni che ci aspettavamo per piccoli mammiferi della stessa taglia, " disse il dottor Newham.

"Per il resto erano abbastanza simili a mammiferi nei loro scheletri, teschi e denti. Avevano denti da masticare specializzati, cervello relativamente grande e probabilmente aveva i capelli, ma la loro lunga durata di vita mostra che vivevano la vita a un ritmo più da rettile che da mammifero. Ci sono buone prove che gli antenati dei mammiferi iniziarono a diventare sempre più a sangue caldo dal tardo Permiano, più di 270 milioni di anni fa, ma, anche 70 milioni di anni dopo, i nostri antenati funzionavano ancora più come rettili moderni che come mammiferi"

Mentre il loro ritmo di vita rimaneva rettiliano, nel tessuto osseo di questi primi mammiferi sono state trovate prove di una capacità intermedia per l'esercizio prolungato. Come un tessuto vivente, l'osso contiene grasso e vasi sanguigni. Il diametro di questi vasi sanguigni può rivelare il flusso sanguigno massimo possibile disponibile per un animale, fondamentale per attività come il foraggiamento e la caccia.

Il dottor Newham ha detto:"Abbiamo scoperto che nelle ossa della coscia di Morganucodon, i vasi sanguigni avevano portate un po' più alte che in lucertole della stessa taglia, ma molto più basso che nei mammiferi moderni. Ciò suggerisce che questi primi mammiferi erano attivi più a lungo dei piccoli rettili, ma non potevano vivere gli stili di vita energici dei mammiferi viventi".