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Le spine difensive su Tenrec potrebbero avere un costo per le dimensioni del cervello

Almeno 29 milioni di anni fa, un piccolo mammifero simile a toporagno fluttuava attraverso il Canale del Mozambico su un tumulo di vegetazione, o forse un tronco cavo, e sbarcò sull'isola del Madagascar. Se questo naufrago fosse una donna incinta o una piccola popolazione di adulti rimane un mistero. Tutto ciò che sappiamo è che questo improbabile viaggiatore o viaggiatore sarebbe sopravvissuto, riprodotto e trasformato in decine di specie diverse, ognuna adattata alla vita in un diverso habitat sull'isola.

Oggi chiamiamo queste creature tenrec e gli scienziati riconoscono 37 specie viventi dei minuscoli mutaforma.

Alcuni, come il tenrec a coda lunga minore, hanno evoluto code prensile che permettono loro di aggrapparsi agli arbusti e ai rami degli alberi. Altri, come il tenrec dai piedi sul web, adattamenti sportivi per la vita acquatica e cacciano crostacei e larve di insetti sott'acqua. Tenrecs ha persino conquistato il sottosuolo, come il tenrec simile a una talpa, dotato di potenti artigli da scavo e piccoli occhi perlati, il migliore per tenere fuori il terreno.

Forse il ramo più noto dell'albero genealogico del tenrec appartiene a cinque specie che ricordano i ricci. Ognuno ha peli specializzati che, nel tempo, si sono trasformati in spine anti-predatore.

Queste misure difensive potrebbero avere un costo. Uno studio pubblicato di recente sul Journal of Mammalogy ha scoperto che questi adattamenti estremi e appuntiti potrebbero essersi sviluppati parallelamente a una diminuzione della potenza del cervello.

C'è più di un modo per creare un tenrec appuntito. Mentre due delle specie - Echinops telfairi e Setifer setosus - hanno spine corte, spesse e rigide, più simili a quelle di un riccio, altre hanno penne più lunghe e pieghevoli mescolate a una pelliccia ispida.

Ted Stankowich, un ecologo comportamentale evolutivo presso la California State University di Long Beach, si è guadagnato da vivere studiando il modo in cui armi e avvertimenti si evolvono nei mammiferi. Dalle strisce di puzzola alle ghiandole di profumo alle zanne di muntjac e all'armatura di armadillo, Stankowich e il suo laboratorio vogliono sapere come e perché si formano tali difese e cosa succede ad altre parti del corpo di un animale quando lo fanno.

Lesser Hedgehog Tenrec Il riccio minore tenrec ( Echinops telfairi ) ha la schiena coperta da punte acuminate. (Tollkühn / ullstein bild via Getty Images)

Trentadue specie di tenrec che hanno fatto a meno delle penne, dopo tutto. Quindi, cosa è successo nella vita di milioni di anni fa che ha indotto queste altre cinque specie a far salire le loro hackles evolutive? E quale prezzo hanno dovuto pagare gli animali per le loro difese naturali?

"Il pensiero è che queste sono cose costose da costruire", afferma Stankowich. "Ci vuole molta energia per costruire e trasportare una grande armatura, e quindi devi pagare per questo in qualche modo."

Anche il tessuto cerebrale è molto costoso, dal punto di vista energetico, afferma Stankowich. Nel 2017 il suo laboratorio ha scoperto che tra 647 specie di mammiferi, gli animali che hanno sviluppato una sorta di difesa specializzata, che si tratti di armature, punte o armi chimiche, tendevano a soffrire anche di una perdita di massa cerebrale. E mentre la dimensione del cervello di una specie è determinata da molti fattori, la correlazione tra lo sviluppo di armi difensive e la riduzione della dimensione del cervello suggerisce che i due siano correlati.

La maggior parte dei mammiferi là fuori con armature, aculei e simili sono un po 'più grandi dei tenrec, che hanno un peso medio di meno di due chili tra le specie più grandi. Per capire se la tendenza alla riduzione delle dimensioni del cervello continua in minuscoli tenrec, Stankowich e un ex studente, Colin Stensrud, hanno utilizzato skin di studio da musei, nonché dati di storia naturale dall'International Union for Conservation of Nature.

Gli scienziati hanno scoperto che man mano che i tenrec si evolvevano in dimensioni corporee maggiori e si spostavano in habitat più aperti, avevano maggiori probabilità di evolvere spine. Gli animali potrebbero aver iniziato ad avventurarsi in campi e foreste aperti per banchettare con la grazia degli insetti in tali luoghi, ma così facendo si sono messi a rischio. I predatori, come uccelli, serpenti e fossili - un cugino mangusta simile a un gatto originario del Madagascar - sono tutti in preda a tenrec.

La predazione più intensa potrebbe aver scelto per tenrec che erano più difficili da divorare, forse perché le mutazioni davano loro una pelle più dura o una pelliccia più rigida. E se quel processo continuasse lentamente per milioni di anni, alla fine i tenrec potrebbero evolversi con il collo e la schiena pieni di punte acuminate.

Ma l'armatura più pesante non costava poco. Non solo la massa relativa del cervello è diminuita per le specie di tenrec che hanno sviluppato spine, ma i ricercatori hanno anche trovato una correlazione tra il livello di spinosità e la quantità di declino. Le specie con punte più robuste avevano perso più massa cerebrale rispetto alle loro dimensioni corporee rispetto a quelle con spine più piccole, apparentemente meno costose.

Quindi questo significa che Roger Alan Wade stava parlando di biologia dello sviluppo quando cantava: "Se sarai stupido, devi essere duro"?

Secondo Stankowich, non è necessariamente che i tenrec spinosi siano stupidi. Più probabilmente, sono intelligenti solo quanto devono essere. "Non devi prestare molta attenzione ai predatori né in aria né a terra perché sai che le tue difese sono efficaci contro di loro", dice.

Le specie di prede più vulnerabili devono investire risorse biologiche in orecchie, sniffer, occhi e altri array sensoriali in grado di rilevare i predatori prima che vengano rilevati. Ma i tenrec spinosi possono essere in grado di lesinare su tali investimenti perché possono rotolare in una palla simile a un riccio o oscillare le loro teste appuntite se un predatore viene a chiamare.

Rimangono tuttavia alcune domande senza risposta. Link Olson, un biologo evoluzionista e curatore di mammiferi presso il Museo dell'Università dell'Alaska, afferma che non sappiamo davvero come fosse il Madagascar quando arrivò il Tenrec, quindi è difficile dire che lo sviluppo evolutivo delle spine è correlato ad aree aperte solo perché alcune specie prediligono habitat aperti adesso.

"Penso che dobbiamo solo essere costantemente consapevoli dell'incertezza e di come questa incertezza cresca ancora più indietro nel tempo che andiamo", dice Olson, che ha trascorso un quarto di secolo a studiare Tenrecs.

È anche difficile classificare alcune di queste specie come habitat di habitat chiusi o aperti. Due delle specie spinose identificate in habitat aperti, note come tenrec striati, si trovano anche nelle foreste, dice Olson. E un altro, Tenrec ecaudatus, perde gran parte della sua spinosità man mano che invecchia e si ingrandisce, il che sembrerebbe contrastare con la tendenza di altre specie.

"Detto questo, ci sono sempre delle eccezioni a qualsiasi regola generale che vediamo in natura", afferma Olson.

Alla fine, sarà sempre impossibile sapere esattamente come è nata una specie. Ma con tutta la loro meravigliosa diversità stipata in un'isola ricca di habitat, i tenrec offrono una finestra straordinariamente chiara sul passato.

Le spine difensive su Tenrec potrebbero avere un costo per le dimensioni del cervello