La specializzazione dell'arto anteriore dei mammiferi incominciò a ridosso del Permiano con la comparsa dei terapsidi

I mammiferi sono uno dei pochi gruppi di vertebrati a presentare una grande varietà di forme e specializzazioni per quanto riguarda gli arti anteriori; questa diversificazione ebbe inizio nei terapsidi, un antico gruppo da cui discendono gli attuali mammiferi. Sono stati confrontati i caratteri anatomici di animali adattati al volo, alla corsa, all'arrampicata, ecc., con quelli degli antichi precursori dei mammiferi.

In sostanza, si osserva un rapido cambiamento (in termini geologici) dal punto di vista strutturale, come ad esempio la riduzione delle dimensioni delle ossa della spalla, un cinto pettorale diversificato e, di conseguenza, movimenti più ampi e articolati degli arti. La diversità della forma degli arti anteriori nei "primi" mammiferi ebbe inizio circa 270 milioni di anni fa con l'emergere di un gruppo conosciuto come Therapsida, e questa diversità fu accompagnata da nuove funzioni degli arti anteriori. Innanzitutto, si nota una certa disparità morfologica tra i pelicosauri (a cui appartengono i famosi dimetrodonti) e i terapsidi, soprattutto per quanto riguarda l'omero; questa disparità aumentò fino alla fine del Permiano.

Facciamo il punto della situazione.

Il rapido aumento della disparità tra pelicosauri e terapsidi si verifica proprio con l'emergere di quest'ultimo gruppo, avvenuto tra 275 e 265 milioni di anni fa. Man mano che si diversificano durante il Permiano, la disparità in entrambe le estremità dell'omero continua ad aumentare, superando anche quella dei pelicosauri. Le minime differenze nei terapsidi iniziali potrebbero indicare un graduale accumulo delle disparità morfologiche nel corso della loro storia evolutiva precedente, non rappresentata nella documentazione fossile conosciuta. In alternativa, la disparità degli arti anteriori potrebbe essersi sviluppata rapidamente durante il Permiano medio. Con la grande estinzione della massa del Permo-Trias, la diversificazione diminuisce. Tuttavia, aumenta la diversificazione morfologica e, contemporaneamente, le nicchie ecologiche occupate da questi animali, con l'apparizione dei dicinodonti (fossoriali), dei terocefali e dei cinodonti faunivori (insettivori), e dei gorgonopsidi, predatori "gracili" di medie dimensioni.

Nei pelicosauri, come già accennato, la disparità tra le estremità dell'omero è minore rispetto ai terapsidi, il che riflette una morfologia funzionale relativamente limitata, soprattutto per quanto riguarda le superfici articolari dell'omero. Questo perché, in questo gruppo, l'omero svolge principalmente un ruolo nella stabilizzazione del corpo. La locomozione complessa avrebbe reso difficile l'evoluzione di una grande diversificazione dell'omero, come invece avvenne nei terapsidi. Nei terapsidi, infatti, si osserva una crescente disparità morfologica, particolarmente evidente nelle vicinanze dell'articolazione prossimale (articolazione gleno-omerale). A differenza dei pelicosauri, negli animali di questo gruppo le articolazioni sono caratterizzate da superfici lisce e convesse, che consentono una maggiore mobilità articolare e presentano meno limiti ossei.

L'aumento della disparità ecomorfologica non è accompagnato, però, da una forma sempre più complessa dell'omero, bensì da una sorta di riduzione o semplificazione, soprattutto per quanto riguarda la testa omerale. Le componenti si alleggeriscono e meno diventano ingombranti e più libere di muoversi. In effetti, il cambiamento morfologico dell'omero ha consentito movimenti più ampi, aumentando le capacità locomotorie e permettendo così agli animali di occupare nuove nicchie ecologiche, un aspetto che sarà importante anche per i mammiferi in futuro.

Fonte del testo e dell'immagine: Lungmus, J.K., & Angielczyk, K.D. (2019). Antiquity of forelimb ecomorphological diversity in the mammalian stem lineage (Synapsida). Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(14), 6903-6907.