C'è un dibattito di lunga data che ribolle tra i biologi che studiano i porcospini. Esistono 16 specie di porcospino nell'America centrale e meridionale, ma solo una negli Stati Uniti e in Canada. Le prove del DNA suggeriscono che l'unico porcospino del Nord America appartiene a un gruppo che ha avuto origine 10 milioni di anni fa, ma i fossili sembrano raccontare una storia diversa. Alcuni paleontologi ritengono che potrebbero essersi evoluti solo 2,5 milioni di anni fa, all'inizio delle ere glaciali.
Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Current Biology afferma di aver risolto la controversia, grazie a uno scheletro di porcospino eccezionalmente raro e quasi completo scoperto in Florida.
Gli autori sono giunti alla loro conclusione studiando le principali differenze nella struttura ossea tra i porcospini del Nord e del Sud America, ma arrivarci non è stato facile. Ci sono voluti un'intera classe di studenti laureati e universitari e diversi anni di attenta preparazione e studio.
"Anche per un curatore esperto con tutte le competenze necessarie, ci vuole un'incredibile quantità di tempo per studiare ed elaborare completamente un intero scheletro", ha affermato l'autrice principale Natasha Vitek. Mentre studiava come studente di dottorato presso il Museo di Storia Naturale della Florida, Vitek ha collaborato con il curatore di paleontologia dei vertebrati Jonathan Bloch per creare un corso universitario in cui gli studenti hanno acquisito esperienza di ricerca pratica studiando fossili di porcospino.
I porcospini sono un tipo di roditore e i loro antenati probabilmente hanno avuto origine in Africa più di 30 milioni di anni fa. Da allora i loro discendenti hanno vagato in Asia e in alcune parti dell'Europa via terra, ma il loro viaggio verso il Sud America è un evento particolarmente significativo nella storia dei mammiferi.
Attraversarono l’Oceano Atlantico, probabilmente facendo rafting, quando l’Africa e il Sud America erano molto più vicine tra loro di quanto lo siano oggi. Sono stati i primi roditori a mettere piede sul continente, dove si sono evoluti in gruppi ben noti come porcellini d'India, cincillà, capibara e porcospini.
Alcuni hanno assunto proporzioni gigantesche. C'erano animali pesanti, simili a ratti, lunghi fino a un metro e mezzo, dotati di un minuscolo cervello che pesava meno di una prugna. I parenti estinti del capibara sono cresciuti fino alle dimensioni di mucche.
I porcospini sono rimasti relativamente piccoli e hanno sviluppato adattamenti per la vita sulle cime degli alberi delle lussureggianti foreste pluviali del Sud America. Oggi viaggiano attraverso la chioma con l'aiuto di lunghe dita ricoperte da artigli smussati a forma di falce perfettamente angolati per afferrare i rami. Molti hanno anche code lunghe e prensili in grado di sopportare il loro peso, che usano mentre si arrampicano e raggiungono i frutti.
Nonostante la loro eccellente esperienza negli spostamenti, il Sud America è stato un vicolo cieco per molti milioni di anni. Una vasta via marittima con correnti rapide separava il Nord e il Sud America e la maggior parte degli animali non era in grado di attraversarla, con poche eccezioni degne di nota.
A partire da circa 5 milioni di anni fa, l'istmo di Panama si sollevò sopra il livello del mare, separando il Pacifico dall'Atlantico. Questo ponte terrestre divenne l'antico equivalente di un'autostrada congestionata pochi milioni di anni dopo, con il traffico che scorreva in entrambe le direzioni.
Elefanti preistorici, gatti dai denti a sciabola, giaguari, lama, pecari, cervi, puzzole e orsi fluirono dal Nord America al Sud. Il viaggio inverso è stato effettuato da quattro diversi tipi di bradipi terrestri, armadilli di grandi dimensioni, uccelli del terrore, capibara e persino un marsupiale.
I due gruppi incontrarono destini radicalmente diversi. Quei mammiferi che migravano verso sud se la cavavano abbastanza bene; molti si stabilirono con successo nei loro nuovi ambienti tropicali e sopravvissero fino ai giorni nostri. Ma quasi tutti i lignaggi che si sono avventurati a nord in ambienti più freddi si sono estinti. Oggi ci sono solo tre sopravvissuti:l'armadillo a nove fasce, l'opossum della Virginia e il porcospino nordamericano.
Gli animali che viaggiavano verso nord dovettero fare i conti con nuovi ambienti che somigliavano poco a quelli che si erano lasciati alle spalle. Le calde foreste tropicali lasciarono il posto a praterie aperte, deserti e fredde foreste decidue. Per i porcospini ciò significava affrontare inverni rigidi, minori risorse e scendere dagli alberi per camminare sulla terraferma. Non hanno ancora capito bene quest'ultimo; I porcospini nordamericani hanno una velocità massima al suolo di circa 2 miglia orarie.
I porcospini sudamericani sono dotati di un minaccioso mantello di aculei cavi e sovrapposti, che offrono una notevole protezione ma fanno poco per regolare la temperatura corporea. I porcospini nordamericani li hanno sostituiti con un mix di pelliccia isolante e lunghi aculei aghiformi che possono essere sollevati quando si sentono minacciati. Hanno dovuto anche modificare la loro dieta, cosa che ha cambiato la forma della loro mascella.
"In inverno, quando i loro cibi preferiti non sono a portata di mano, mordono la corteccia degli alberi per raggiungere il tessuto più morbido sottostante. Non è un ottimo cibo, ma è meglio di niente", ha detto Vitek. "Pensiamo che questo tipo di alimentazione sia selezionato per una particolare struttura delle mascelle che li rende migliori nella macinazione."
Hanno perso anche la coda prensile. Anche se ai porcospini nordamericani piace ancora arrampicarsi, non è il loro forte. Gli esemplari dei musei spesso mostrano prove di fratture ossee guarite, probabilmente causate dalla caduta dagli alberi.
Molti di questi tratti possono essere osservati nei fossili. Il problema è che non ci sono molti fossili in giro. Secondo Vitek, la maggior parte sono singoli denti o frammenti di mascelle, e i ricercatori spesso li mettono insieme ai porcospini sudamericani. Quelli considerati appartenenti al gruppo nordamericano non hanno le caratteristiche fondamentali che potrebbero fornire ai paleontologi indizi su come si sono evoluti.
Pertanto, quando il paleontologo del Museo della Florida Art Poyer trovò uno scheletro di porcospino squisitamente conservato in una cava di calcare della Florida, erano ben consapevoli del suo significato.
"Quando lo hanno portato per la prima volta, sono rimasto stupito", ha detto Bloch, autore senior dello studio. "È così raro ottenere scheletri fossili come questo con non solo un cranio e mascelle, ma anche molte ossa associate dal resto del corpo. Ciò consente un quadro molto più completo di come questo mammifero estinto avrebbe interagito con il suo ambiente. Abbiamo subito notato che era diverso dai moderni porcospini nordamericani perché aveva una coda specializzata per afferrare i rami."
Confrontando lo scheletro fossile con le ossa dei porcospini moderni, Bloch e Vitek erano sicuri di poterne determinare l'identità. Ma la quantità di lavoro che ciò avrebbe richiesto era più di quella che una persona poteva fare da sola in un breve lasso di tempo. Così hanno co-creato un corso universitario di paleontologia, in cui l'unico compito per l'intero semestre era studiare le ossa di porcospino.
"È il genere di cose che possono essere insegnate solo in un posto come il Florida Museum, dove ci sono entrambe le collezioni e un numero sufficiente di studenti per studiarle", ha detto Vitek. "Ci siamo concentrati sui dettagli della mascella, degli arti, dei piedi e della coda. Ha richiesto una serie di confronti molto dettagliati che potresti non notare nemmeno al primo passaggio."
I risultati sono stati sorprendenti. Il fossile era privo di mascelle rinforzate che rosicchiavano la corteccia e possedeva una coda prensile, che lo faceva sembrare più strettamente imparentato con i porcospini sudamericani. Ma, ha detto Vitek, altri tratti presentano una somiglianza più forte con i porcospini nordamericani, inclusa la forma dell'osso dell'orecchio medio e la forma dei denti anteriori e posteriori inferiori.
Combinando tutti i dati, le analisi hanno fornito costantemente la stessa risposta. I fossili appartenevano a una specie estinta di porcospino nordamericano, il che significa che questo gruppo ha una lunga storia che probabilmente iniziò prima che si formasse l'istmo di Panama. Ma restano dubbi su quante specie esistessero una volta in questo gruppo o sul motivo per cui si sono estinte.
"Una cosa che non è stata risolta dal nostro studio è se queste specie estinte siano antenati diretti del porcospino nordamericano che è vivo oggi", ha detto Vitek. "È anche possibile che i porcospini siano entrati nelle regioni temperate due volte, una volta lungo la costa del Golfo e una volta a ovest. Non siamo ancora arrivati a quel punto."
Altri autori dell'articolo sono Jennifer Hoeflich, Isaac Magallanes, Sean Moran, Rachel Narducci, Victor Perez, Jeanette Pirlo, Mitchell Riegler, Molly Selba, María Vallejo-Pareja, Michael Ziegler, Michael Granatosky e Richard Hulbert del Florida Museum of Natural History. .
Ulteriori informazioni: Natasha S. Vitek et al, Un porcospino nordamericano estinto con una coda sudamericana, Biologia attuale (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.069
Informazioni sul giornale: Biologia attuale
Fornito dal Museo di storia naturale della Florida
