I nostri antichi antenati avevano quattro occhi come la fauna di Avatar: in cosa si sono trasformati
In una formazione geologica della Cina risalente al Cambriano (541–485 milioni di anni fa) i ricercatori hanno trovato i resti fossili di due nostri antichissimi antenati, tra i primi vertebrati conosciuti da cui sono originati i tetrapodi e dunque anche l’essere umano. Avevano quattro occhi, come molte delle creature presenti su Pandora, il pianeta immaginario della saga cinematografica Avatar. Queste creature, che vivevano negli oceani, appartengono all’affascinante famiglia dei Myllokunmingidi (Myllokunmingiidae), animali molto primitivi dotati di notocorda – sono infatti cordati basali – e di strutture branchiali e craniali, ma non di vere vertebre. Rappresentano un fondamentale passo evolutivo verso i pesci; fra essi, quelli con pinne lobate “sbarcarono” sulla terraferma nel Devoniano, tra 390 e 360 milioni di anni fa, dando vita successivamente ad anfibi, rettili e mammiferi come noi. La caratteristica più interessante emersa dall’analisi di questi due fossili risiede proprio nella presenza di quattro occhi, due dei quali si sono trasformati nella nostra ghiandola pineale, che ha perduto la funzione di percezione della luce ma svolge un ruolo fondamentale nella produzione di melatonina, l’ormone che regola il ciclo sonno veglia.
A scoprire e descrivere i due fossili ancestrali di Myllokunmingidi è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati cinesi della Facoltà di Scienze della Vita dell’Università dello Yunnan di Kunming, che hanno collaborato a stretto contatto con colleghi di vari istituti. Tra quelli coinvolti figurano il Laboratorio statale chiave per la struttura, le funzioni e la costruzione della vegetazione (VegLab) dell’Istituto di Paleontologia, il Gruppo di ricerca di paleobiologia della Facoltà di Scienze della Terra dell’Università di Bristol (Regno Unito) e la Facoltà di Geografia, Geologia e Ambiente dell’Università di Leicester. I ricercatori, coordinati dai professori Sihang Zhang e Peiyun Cong, hanno rinvenuto i fossili delle due creature in una formazione geologica del Cambriano nella regione di Kunming, nota proprio per la ricchezza di fossili risalenti al Cambriano inferiore. I Myllokunmingidi hanno infatti un’età stimata di ben 518 milioni di anni e sono appunto i primi vertebrati noti ai paleontologi.
Durante l’analisi in laboratorio i ricercatori si sono accorti della presenza di quattro macchie nere sulla testa, due laterali e due frontali più piccole, ma qualcosa non tornava. Oltre ai due occhi laterali attesi, infatti, ci si aspettava una singola apertura nasale e non due, sulla base della biologia evolutiva dell’epoca. Attraverso osservazioni approfondite condotte al microscopio elettronico, gli studiosi non solo hanno scoperto la presenza di cellule fotorecettrici primitive (melanosomi produttori di melanina), ma anche di una lente, un cristallino arcaico. Anche le due macchie nere centrali erano organi visivi come quelli laterali: pertanto i nostri antichissimi antenati Myllokunmingidi avevano quattro occhi e non due. “È davvero incredibile pensare che i nostri antenati nuotassero nell’oceano circa mezzo miliardo di anni fa e usassero quattro occhi per vedere il mondo. Probabilmente avevano un campo visivo molto più ampio”, ha affermato a New Atlas il professor Jakob Vinther dell’Università di Bristol, coautore dello studio.
Sia l’organo pineale sia gli occhi laterali condividono la medesima base genetica ed embriologica, derivando dallo sviluppo del diencefalo, spiegano gli autori dello studio. Nel corso dell’evoluzione i due occhi centrali di queste antiche creature si sono trasformati nel cosiddetto “terzo occhio” – presente ancora oggi in alcuni animali come il tuatara – un organo ancora capace di percepire le variazioni di luminosità; in altri organismi è invece diventato la ghiandola pineale vera e propria, con perdita della funzionalità fotorecettrice ma acquisizione di proprietà endocrine per la produzione di melatonina. I due occhi centrali dei fossili sono considerati organi pineali o parapineali con proprietà visive.
“In entrambe le specie di Myllokunmingidi – evidenziano Zhang e colleghi – il complesso pineale contiene abbondanti melanosomi contenenti melanina, identici a quelli presenti nell’epitelio pigmentato retinico degli occhi laterali, insieme a una caratteristica struttura regolarmente ovoidale, interpretata come una lente”. I ricercatori ritengono che questi occhi servissero a formare immagini come quelli laterali, un probabile adattamento alla vita di organismi filtratori alla mercé di molteplici e aggressivi predatori acquatici. “Proponiamo che i quattro occhi a fotocamera rappresentino un carattere ancestrale dei vertebrati, corroborando le ipotesi sulla profonda omologia tra gli occhi e il complesso pineale”, hanno concluso gli studiosi.
Recentemente è stata annunciata la scoperta di Tyrannoroter heberti, un microsauro pantilide che si nutriva di piante, il primo tetrapode erbivoro noto alla scienza. I dettagli della nuova ricerca “Four camera-type eyes in the earliest vertebrates from the Cambrian Period” sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica Nature.
