28 marzo 2019

Trentotto piccoli Kayentatherium e la madre di tutti i pregiudizi

Credit: Eva Hoffman / The University of Texas at Austin



Lo scorso anno, Hoffman e Rowe (2018) pubblicarono lo studio su un fossile eccezionale dal Giurassico Inferiore degli USA: i resti associati di 39 esemplari del mammaliaforme tritilodontide Kayentatherium.
I tritilodontidi sono il clade di cinodonti più prossimi evolutivamente ai primi mammiferi (nota pedante tassonomica che puoi anche saltare: qui uso “mammifero” nel senso più ampio che include anche forme come Morganucodon in Mammalia, e non nel senso stretto del crown group). I tritilodontidi sono sovente citati negli studi e nei modelli relativi all'origine del piano corporeo del nostro clade, proprio perché ci mostrano un probabile aspetto della condizione ancestrale di tutti i mammiferi. Un clade, Mammalia, il cui nome (non è un dettaglio secondario), ha la propria radice nella parola “mamma”, per rimarcare l'importanza biologica delle cure parentali materne basate sull'allattamento.
L'origine dei mammiferi è più o meno legata, biologicamente ed adattativamente, all'origine delle cure parentali basate sull'allattamento? La questione va oltre la semplice analisi filogenetica deducibile dai fossili, perché tocca un elemento fisico-fisiologico-psicologico che ha plasmato le nostre peculiari forme sociali e relazionali: il legame madre e figlio.

Tutti amano la mamma, quindi, qualsiasi scoperta ci aiuti a capire l'origine della condizione mammaliana - e della condizione di mamma mammaliana - non può che suscitare interesse e passione.

Forse troppa passione.
Almeno, questa è la mia impressione dopo aver letto lo studio pubblicato in questi giorni da Benoit (2019) che propone una rivalutazione critica dello scenario adattativo che Hoffman e Rowe (2018) hanno proposto a loro volta a seguito della scoperta dell'associazione dei 39 esemplari di Kayentatherium. Rivalutazione che non intacca il valore della scoperta, ma la libera dall'inutile fardello di aspettative generali che, più o meno inconsciamente, ognuno di noi carica su un fossile come questo.

Procediamo per gradi.
Hoffman e Rowe (2018) descrivono l'associazione di 39 Kayentatherium. La particolarità dell'associazione è che dei 39 esemplari, solo uno è un adulto, mentre tutti gli altri 38 sono dei minuscoli esemplari molto immaturi. Siccome una così numerosa associazione di piccoli insieme ad un adulto è stata scoperta in un clade di therapsidi evolutivamente (e morfologicamente) molto prossimi ai primi mammiferi, gli autori concludono che questa sia una associazione familiare: vista la onnipresente relazione madre-cuccioli nei mammiferi, l'adulto è quindi da considerare la madre dei 38 piccoli.
Quale scoperta migliore per capire l'origine del clade “mamma”-liano che scoprire una mamma di “quasi”-mammifero?

(Notate che nel giro di un paio di righe siamo passati dalla descrizione dei fatti ad una inferenza filogenetica - impropria, come spiego sotto - e da questa siamo saltati su una interpretazione comportamentale che si adatta molto bene alle nostre aspettative generali in merito a Mammalia)

Ed è qui che l'analisi di Hoffman e Rowe (2018) diventa intrigante (o, come va oggi di moda, “groundbreaking”): essi devono necessariamente concludere che il modus riproduttivo di Kayentatherium fosse prettamente rettiliano (produzione di tante piccole uova), dato che nessun mammifero partorisce così tanti cuccioli alla volta. Quella che gli autori hanno scoperto è una covata “da lucertola” in un animale che è praticamente una specie di “nutria” giurassica. Il ragionamento è corretto (ma non implica che la premessa fosse corretta), e comunque di per sé non particolarmente rivoluzionario, dato che anche i mammiferi monotremi attuali (come l'ornitorinco) si riproducono tramite uova (sebbene non producano covate così numerose!). La condizione ovipara nei monotremi era già una prova sufficiente per escludere che i cinodonti permo-triassici avessero evoluto l'ovoviparità o la viviparità. Quello che però nessuno si aspettava, e che rende l'interpretazione “groundbreaking”, è stato lo scoprire che persino i “quasi-mammiferi” come Kayentatherium producessero “ancora” così tante uova alla volta!

(Notare i miei virgolettati: qui sto volutamente cavalcando le nostre aspettative evoluzionistiche, montando una controversia più di pregiudizi che di fatti. Ma così avviene con fossili eccezionali che aprono scenari su momenti “topici” della nostra evoluzione)

Un dettaglio chiave per risolvere la faccenda è nella bocca dei piccoli di Kayentatherium, i quali non mostrano differenze di dentizione rispetto all'adulto: ovvero, essi non mostrano i denti “da latte” bensì la formula dentaria adulta. Siccome la difiodontia (ovvero, la sostituzione con la crescita da una dentizione “da latte” ad una permanente) è un carattere chiave dei mammiferi legato all'allattamento, dobbiamo concludere che Kayentatherium non allattasse i propri piccoli. E, in effetti, l'idea che una singola madre possa allattare 38 piccoli alla volta appare fisicamente, fisiologicamente (e psicologicamente) impossibile. Pertanto, tutto concorre a escludere una forma di allattamento in Kayentatherium. E, di conseguenza, anche in tutti i sinapsidi non-mammiferi, che sono ancora più distanti dai mammiferi rispetto a Kayentatherium: i loro piccoli erano tutti pienamente in grado di nutrirsi in autonomia. Dimenticatevi i cuccioli di Dimetrodon da allattare: erano piuttosto come piccoli alligatori pronti ad azzannare qualunque cosa a tiro di mandibole.

Benoit (2019) rivaluta alcuni elementi della faccenda in maniera più fredda e spassionata rispetto alla narrazione fatta sopra, una freddezza quasi oltraggiosa verso la mamma ancestrale che morì coi suoi 38 cuccioli nel Giurassico Inferiore.
Benoit (2019) si domanda, quasi banalmente, se l'associazione dei 38 Kayentatherium possa avere una spiegazione differente rispetto alle cure parentali. Dopo tutto, non c'è scritto sul fossile che esso sia una famiglia: quello che vediamo è solo una associazione di conspecifici. Benoit (2019) fa un rapido censimento di tutte le associazioni “adulto-immaturi” nel record fossile dei sinapsidi, e nota che in tutti gli altri casi, spesso relativi a taxa molto più lontani dai mammiferi rispetto a Kayentatherium, ritroviamo un numero minore di giovani, ma sempre di dimensioni (rispetto all'adulto) più grandi rispetto ai piccoli Kayentatherium. Ad esempio, mentre i 38 Kayentatherium sono grandi solo il 5% dell'adulto, normalmente si trovano solamente da uno a 3 giovani associati assieme, e sempre grandi almeno il 30% dell'adulto. Sebbene il campione sia relativamente basso per fare delle statistiche robuste, è comunque indicativo che all'aumentare delle dimensioni dei giovani trovati associati rispetto all'adulto, diminuisce il loro numero. Che fine facevano gli altri 35 piccoli, se a metà della crescita ne restavano solo 3? La mamma evidentemente non si struggeva molto per l'ecatombe di figli a cui assiteva ad ogni nuova nidiata. Concludiamo, senza particolari soprese, che la mortalità infantile fosse molto elevata, e che solo pochi esemplari raggiungevano la dimensione adulta. Anche questo elemento, nota Benoit (2019) va a sfavore di cure parentali intense “alla mammifero” (e, noto io, ricorda invece il pattern che osserviamo nei dinosauri).

Come spiegare allora l'associazione di 38 piccoli se questi non era allattati dalla madre, se questi erano autonomi nel nutrirsi e se poi la stessa madre evidentemente non pareva curare loro grandi cure e difese? In natura, esistono numerosi motivi “non-familiari” per cui gli animali si aggregano, a volte anche con animali di altre specie. Proprio di un altro sinapside triassico è l'associazione con un anfibio, entrambi fossilizzati assieme dentro la medesima cavità. Evidentemente, questi animali avevano la tendenza a stare nascosti in tane, e queste tane erano occupate da più animali, anche di specie diverse. Viste le condizioni climatiche fortemente aride e stagionali di molti contesti fossili permo-triassici, è probabile che l'estivazione dentro tane sotterranee fosse una strategia molto diffusa tra i sinapsidi di dimensioni medio-piccole. Aggregarsi per affrontare la stagione arida dentro una tana comune è quindi una strategia opportunistica che non implica necessariamente cure parentali o allattamento: “pernottare” assieme riduceva il rischio di essere preda di qualche carnivoro e permetteva di massimizzare la conservazione del calore corporeo.

Pertanto, il paradosso dei 38 piccoli Kayentatherium associati ad un adulto potrebbe avere una soluzione meno romantica e più prosaica rispetto allo scenario della super-mamma: l'aggregazione opportunistica di una nidiata di giovani assieme ad un adulto in una tana comune. Attenzione: questo non esclude che l'adulto fosse la madre, ma nemmeno lo dimostra: alla luce di tutti gli elementi, stabilire se l'adulto fosse un genitore non pare nemmeno fondamentale, dato che, come scritto sopra, i giovani Kayentatherium non erano allattati e quindi non avevano bisogno di un adulto per essere nutriti. E prima che possiate tirare in ballo mamma-Kayentatherium che va a caccia per i piccoli, ricordate che i tritilodontidi erano erbivori, e che avendo già la dentizione adulta, ogni esemplare era perfettamente autonomo nel nutrirsi fin dalla nascita.

Volendo modernizzare comunque questo fossile, possiamo concludere che “Mamma Kayentatherium” era solo l'affittuario del tugurio dove bivaccavano i giovani durante la stagione secca...

Non me ne vogliano male le mamme in ascolto, ma il fatto che noi mammiferi abbiamo una tale predilezione per il rapporto mamma-figli non implica automaticamente che ogni fossile di sinapside da qui fino al Carbonifero debba essere interpretato come una preparazione del nostro peculiare e dispendioso sistema riproduttivo e parentale.

Bibliografia:
Benoit J. 2019. Parental care or opportunism in South African Triassic cynodonts? South African Journal of Sciences. 115(3/4).
Hoffman EA, Rowe TB. 2018. Jurassic stem-mammal perinates and the origin of mammalian reproduction and growth. Nature. 561:104–108.

10 commenti:

  1. Beh però fa pensare...richiama immediatamente una tana di lupi, iene o suricati. Gli adulti fuori ma i cuccioli al sicuro...l'istinto materno iniziava a svilupparsi

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  2. 38 uova non le fanno i monotremi. E neanche gli uccelli penso. Quindi devono essere per forza una nidiata comune. Anche perché un uovo non è sinonimo di cucciolo visto che molti non schiudono o vengono mangiati in tenera età. Se le condizioni tafonomiche sono coerenti si può iniziare a pensare a una certa socialità

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    1. Scusa ma devo correggerti alcune cose.

      Non sono 38 uova, sono 38 esemplari immaturi ("cuccioli", se proprio vuoi usare un termine improprio per un fossile). Sono tutti esemplari già usciti dall'uovo, con articolazioni e dentatura perfettamente funzionante.

      Inoltre, non c'è alcun motivo logico per pensare che "devono essere per forza una nidiata comune". Dove sono le prove di altri adulti della "nidiata comune"? Quanto conosciamo della socialità in questi animali? (Risposta: praticamente zero). Produrre molti figli implica necessariamente socialità? (Risposta: no). Abbiamo prove che tutti gli esemplari immaturi sono nati assieme (sono fratelli)? (Risposta: no). Quindi, tirare in ballo la "nidiata comune" con i dati a disposizione (senza avere fossili di altri adulti nel sito) vale tanto quanto pensare invece che sono figli di diverse nidiate, che l'adulto non è la madre, e che questa è una aggregazione opportunista di animali morti assieme.
      Per questo la paleontologia deve basarsi sui fatti e non sulle ipotesi e sulle speculazioni, perché è molto facile partire da uno scenario, rovesciarlo con i se e con i me, introdurre elementi a piacere e creare una diversa ipotesi.
      Atteniamoci ai fatti documentati e interpretiamoli riducendo al minimo le speculazioni.

      PS: Le condizioni tafonomiche coerenti con "una certa socialità" quali sarebbero? Scusa, ma qui ho perso un passaggio: come si passa dalla tafonomia al comportamento?

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    2. Pensavo proprio a questo quando dicevo nidiata comune: più nidiate in un posto unico per opportunismo. Se 38 "cuccioli" e 1 adulto si trovano in un solo punto non mostrano una socialità? Se ci sono altri animali come anfibi non viene in mente una tana? Certo che chiaramente sono influenzato dal fatto che sono mammaliformi e forse li associo troppo liberamente ai mammiferi propriamente detti però l'istinto materno deve essere stato comunque selezionato ad un certo punto nella linea di questi rettili. Le tue obiezioni sono più che legittime, bisogna comunque mantenere un approccio scientifico in questi casi. Io speculo liberamente perché non sono un paleontologo

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    3. Per favore, le speculazioni libere però sviluppale altrove. In questo blog cerco di sviluppare un modo di ragionare che purtroppo è minoritario nei siti e blog che parlano di paleontologia (specie in italiano). Troppe volte in paleontologia si è sdoganata la libertà creativa a discapito del metodo scientifico. Altrimenti il blog diventa "Fantasia" e non "Theropoda" ;-)

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    4. Okkk.. starò più attento!

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  3. Couldn't it be possible that Kayentatherium brooded/burrowed in groups? Maybe the 38 calves came from several mothers that lived communally and they made turns in rearing up and watching over the calves.

    If I recall correctly some species of skinks do something similar, for example...

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    1. Everything is possible, but not everything is testable.
      Science should focus on testable scenarios, not on whatever hypothesis we like.
      As stated in above comment (in Italian, sorry), just because we argue for an explanation does not make it a scientifically valid hypothesis.
      In absence of evidence, your scenario is just an expression of what you'd like the fossils to show. Where are other adults? How could we differentiate a communal nest from an opportunistic aggregation if the fossilize exactly the same way?
      If your hypothesis is correct, then we have to explain why just one single adult is preserved: we have abandoned one hypothesis that does not need additional explanations and need to elaborate one which requires ad hoc explanations for what is not preserved.

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  4. in realtà ci sono mammiferi che partoriscono 30 e passa piccoli (opossum e tenrec) e sono quasi autonomi dalla nascita (tenrec) seppur con un brevissimo periodo iniziale di allattamento





    i coccodrilli non allevano i propri piccoli quando hanno il 30% della massa corporea adulta







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  5. " Un clade, Mammalia, il cui nome (non è un dettaglio secondario), ha la propria radice nella parola “mamma”, per rimarcare l'importanza biologica delle cure parentali materne basate sull'allattamento. "
    Potrebbe non essere inutile (per chi legge, certo non per Lei che scrive) precisare che qui _mamma_ non è l'individuo che fa crescere coccolosi cuccioli, bensì, nel senso latino del termine, quella particolarità anatomica da cui fuoriesce latte.

    Grazie per questo stimolante blog.

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