Dai piccoli ossiconi di una giraffa alle gigantesche corna di un alce maschio, che possono raggiungere le dimensioni di un'auto, il copricapo dei mammiferi ungulati ruminanti è estremamente vario e una nuova ricerca suggerisce che, nonostante le differenze fisiche, gli aspetti fondamentali di questi mammiferi ossei adattamenti probabilmente evoluti da un antenato comune.
Questa scoperta è stata pubblicata oggi sulla rivista Communications Biology da ricercatori dell'American Museum of Natural History e del Baruch College e del CUNY Graduate Center.
"Corna e palchi sono strutture incredibilmente diverse e gli scienziati hanno a lungo dibattuto sulle loro origini evolutive", ha affermato Zachary Calamari, assistente professore al Baruch College e al CUNY Graduate Center e ricercatore associato presso il Museo. "Questa ricerca genomica non solo ci avvicina alla risoluzione di un mistero evolutivo, ma ci aiuta anche a comprendere meglio come si formano le ossa in tutti i mammiferi."
Ci sono circa 170 specie di mammiferi ungulati ruminanti moderni con copricapo e molte altre nella documentazione fossile. I copricapi che vediamo oggi sono di quattro tipi:palchi, corna, ossiconi e pronghorn, e vengono utilizzati in vari modi, tra cui per la difesa, il riconoscimento di altri membri della specie e l'accoppiamento. Fino a poco tempo fa, gli scienziati non erano sicuri se questi vari copricapi ossei si fossero evoluti in modo indipendente in ciascun gruppo di ruminanti o da un antenato comune condiviso.
Come dottorato di ricerca in biologia comparata. Studente della Richard Gilder Graduate School del Museo, Calamari ha iniziato a indagare su questa domanda utilizzando l'analisi genomica e la forma 3D basata su computer. Lavorando con John Flynn, curatore dei mammiferi fossili del Frick, Calamari si è concentrato sul sequenziamento dei trascrittomi, i geni espressi in un tessuto in un momento specifico, per i copricapi.
La loro ricerca supporta l'idea che tutte le forme di copricapo dei ruminanti si siano evolute da un antenato comune come escrescenze ossee accoppiate dalla "fronte" degli animali, l'area vicino alle ossa frontali del cranio.
"I nostri risultati forniscono ulteriori prove del fatto che le corna si formano dalla cresta neurale cranica, uno strato di cellule embrionali che forma il viso, piuttosto che dalle cellule che formano le ossa sui lati e sulla parte posteriore della testa", ha detto Flynn. "È sorprendente che queste siano le stesse cellule che formano le corna. E i modelli distintivi di espressione genetica nelle corna dei bovini e nelle corna dei cervi, rispetto ad altri "controlli" dei tessuti ossei e cutanei, forniscono prove convincenti dell'origine condivisa di aspetti fondamentali di questi strutture ossee spettacolari in un antico antenato."
Confrontando il trascrittoma del corno di bovino appena sequenziato con quello del corno di cervo e della pelle di maiale, Calamari e Flynn hanno confermato per la prima volta con i trascrittomi che le differenze specifiche della famiglia nel copricapo probabilmente si sono evolute come elaborazioni su una struttura ossea generale ereditata da un antenato comune.
"Oltre ai modelli di espressione genetica che supportano un'unica origine di corna e palchi, i nostri risultati mostrano anche che la regolazione dei modelli di espressione genetica in queste strutture può differire da quella di altre ossa", ha detto Calamari.
"Questi risultati ci aiutano a comprendere la storia evolutiva delle corna e dei palchi e potrebbero suggerire che le differenze in altre appendici craniche dei ruminanti, come gli ossiconi e le pronghorn, siano anche elaborazioni su un'appendice cranica ancestrale condivisa."
Ulteriori informazioni: Zachary T. Calamari et al, L'espressione genetica supporta un'unica origine di corna e palchi nei mammiferi ungulati, Biologia delle comunicazioni (2024). DOI:10.1038/s42003-024-06134-4
Informazioni sul giornale: Biologia delle comunicazioni
Fornito dal Museo Americano di Storia Naturale
