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Dec 11, 2023

Un nuovo edafosauride carbonifero e l'origine degli erbivori nei precursori dei mammiferi

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 4459 (2023) Citare questo articolo

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Gli erbivori si sono evoluti in modo indipendente in diversi lignaggi di tetrapodi durante il tardo Carbonifero e sono diventati più diffusi durante il periodo Permiano, portando infine alla struttura di base dei moderni ecosistemi terrestri. Qui riportiamo un nuovo taxon di sinapsidi edafosauridi basato su due fossili recuperati dal carbone a canale di età moscoviana di Linton, Ohio, che interpretiamo come un erbivoro onnivoro a basso contenuto di fibre. Melanedaphodon hovaneci gen. et sp. nov. fornisce la prima documentazione di un edafosauride fino ad oggi ed è uno dei più antichi sinapsidi conosciuti. Utilizzando la tomografia microcomputerizzata a raggi X ad alta risoluzione, forniamo una descrizione completa del nuovo taxon che rivela somiglianze tra i membri del tardo Carbonifero e del primo Permiano (cisuraliano) degli Edaphosauridae. La presenza di grandi denti marginali bulbosi, cuspidati accanto a una batteria palatale moderatamente sviluppata, distingue Melanedaphodon da tutte le altre specie conosciute di Edaphosauridae e suggerisce adattamenti per la lavorazione di materiale vegetale duro già apparsi tra i primi sinapsidi. Inoltre, proponiamo che la durofagia possa aver fornito un percorso precoce per sfruttare le risorse vegetali negli ecosistemi terrestri.

L'origine degli erbivori negli amnioti è intimamente legata all'origine della moderna struttura dell'ecosistema terrestre e all'espansione dello sfruttamento delle nicchie1,2,3. Attualmente, si ritiene che la capacità di elaborare in modo efficiente il materiale vegetale fosse ben consolidata all'inizio del Permiano, con gruppi tra cui amnioti staminali diadectidi, rettili captorinidi e bolosauridi, nonché sinapsidi caseidi ed edafosauridi che furono i primi lignaggi di tetrapodi ad adottare questo metodo. strategia alimentare4,5. Mentre la maggior parte dei primi membri del Permiano dei due cladi sinapsidici sono interpretati come erbivori ricchi di fibre, come gli iconici Cotylorhynchus (Caseidae) e gli Edaphosaurus (Edaphosauridae), praticamente tutti i rappresentanti del tardo Carbonifero di questi lignaggi sinapsidici sono forme faunivore più piccole che probabilmente predavano insetti o altri piccoli animali6,7,8. Pertanto, vi è un'apparente mancanza di sinapsidi carboniferi di transizione con preferenze dietetiche meno specializzate come onnivori ed erbivori a basso contenuto di fibre, che colmerebbero il divario tra carnivori/insettivori ancestrali ed erbivori ad alto contenuto di fibre caratteristici del Permiano3,5 (Hotton et al. al., 1997; Reisz e Sues, 2000). Parte di questo divario può essere spiegato dalla documentazione fossile dei primi amnioti del tardo Carbonifero, ancora insufficientemente documentata, che ha recentemente iniziato a rivelare un'inaspettata diversità morfologica ed ecologica (ad esempio, 9,10).

Recentemente, una serie di articoli11,12 hanno utilizzato vari approcci modellistici per studiare le origini degli erbivori nei tetrapodi, prevedendone infine la comparsa durante il Medio Carbonifero, poco dopo l'origine degli amnioti. Sebbene gli approcci quantitativi possano essere potenti, la conferma delle ipotesi risultanti può essere stabilita solo attraverso la scoperta di nuovo materiale fossile. Qui forniamo un nuovo record, segnalando una nuova specie di sinapsidi edafosauridi dalla famosa località fossile del tardo Carbonifero (Pennsylvanian: Moscovian) di Linton, Ohio. Il carbone del canale contenente vertebrati proveniente da Linton, Ohio, rappresenta probabilmente un canale abbandonato o una lanca che era un deposito alloctono di materiale vegetale sapropelico13. Sebbene questo deposito sia noto per essere particolarmente ricco di resti di pesci e anfibi14, raramente si rinvengono componenti faunistici terrestri come gli amnioti (eg 9,10,15). Il nuovo materiale edafosauride è conservato su due blocchi di carbone che documentano collettivamente una buona porzione del cranio, inclusa la caratteristica dentatura marginale. La sua dentatura rivela caratteristiche indicative di un erbivoro onnivoro o a basso contenuto di fibre, collocando questo animale tra i primi erbivori tetrapodi conosciuti e certamente il più antico erbivoro sinapsidico conosciuto. Questa nuova scoperta offre anche ulteriori approfondimenti sulla prima evoluzione degli erbivori tra i tetrapodi e i loro ecosistemi, rivelando l’importanza degli specialisti durofagi nella creazione di queste prime corporazioni. Inoltre, la presenza di questo taxon nel Pennsylvaniano medio offre le prime prove fossili conosciute di strategie di alimentazione divergenti e di espansione di nicchia tra gli amnioti, avvenute durante la "fase umida" o ambienti paludosi di carbone del medio-tardo Carbonifero.