laboratorio evoluzione Marcello Sala

SI VINCE SI PERDE: I MARSUPIALI

[S.J. Gould, “Evoluzione come fatto e come teoria”, in: Quando i cavalli avevano le dita, Feltrinelli 1984][S.J. Gould, “O morte dov’è la tua vittoria?”, in: Quando i cavalli avevano le dita, Feltrinelli 1984][S.J. Gould (1980), “A favore dei marsupiali”, in: Il pollice del panda, Il saggiatore 2001]

canguro

koala

opossum

talpa marsupiale

topo marsupiale

diavolo della Tasmania

bandicoot

dasiuro

numbat

tilacino

scoiattolo volante

Che cos’hanno in comune questi animali?

Sono tutti marsupialiI cuccioli si sviluppano per un breve periodo di tempo nel ventre materno ma non all'interno di una sacca placentareSi nutrono delle sostanze interne all'uovoe di una sostanza mucillaginosa in cui l'uovo è immersoFiniscono il proprio sviluppo per un periodo più lungo fuori dal corpo della madrema dentro a una sua tasca ventraleIl marsupio, più o meno sviluppatosostenuto da 2 ossasi può aprire o verso il basso (koala)

o verso l'alto (canguri) Le mammelle sono all'interno

Altri caratteri dei marsupiali:- nel cervello non sono presenti le connessioni nervose

tra i due emisferi- hanno generalmente una coda lunga- nella femmina l'utero e la vagina sono doppi,

con un'apertura comune- nel maschio il pene è bifidoSpecie animali con stili di vita disparati: terricole, arboricole, scavatrici,

erbivore, insettivore, carnivore e onnivoreoccupano tutte le nicchie ecologiche

a disposizione dei mammiferi

Perché in Australia i marsupiali si sono diffusi al posto di altri mammiferi che occupano le stesse nicchie

ecologiche?

Perché meglio adatti all’ambiente australiano? Il clima dell’Australia è desertico al centro, temperato caldo sulle

costecome l’Est della Cina o le coste del Mediterraneo,tropicale nella fascia Nordcome tutto il Sud Est AsiaFino alla fine del Cretaceo(65 Ma fa) il clima era stato moderatamente freddo perché l’Australia era allora più vicina al Polo Sud

Nessun elemento dell’ambiente

australiano giustifica

un migliore adattamento

Dal 1854 al 1862 Alfred R. Wallace

affrontò l’esplorazione dell’arcipelago indonesiano

Le faune di due isole vicine (Bali e Lombock) dell’arcipelagodella Sonda, gli apparvero incredibilmente diverse come se il breve tratto di mare che le separa fosse il confinetra due mondi mai entrati in comunicazione tra di loro Questa linea di separazione tra mondo orientale e australiano venne successivamente estesa allo stretto di Makassar tra le grandi isole di Kalimantan (Borneo) e Sulawesi (Celebes)

a costituire la Linea di Wallace

Perché in Australia i marsupiali si sono diffusi al posto di altri mammiferi che occupano le stesse nicchie

ecologiche?

I gruppi più importanti di Mammiferi terrestri si sparsero sulla Terra a partire dal Cretaceo 130 Ma faI fossili più antichi di marsupiali 200 Ma fa

in NordAmericada 100 Ma fa in SudAmerica

da 50 Ma fa in Australiada 60 a 40 Ma fa in Europa e Asia

20-10 Ma fa estinzione in NordAmerica Europa e AsiaI Marsupiali oggi si trovano in Australia

(e SudAmerica)

I placentati in Australia sono arrivati 2 Ma fa

Perché in Australia i marsupiali si sono diffusi al posto di

altri mammiferi che occupano le stesse nicchie ecologiche?

Fino al Cretaceo l’Australia

unita all’Antartide e al SudAmerica: tutti i grandi mammiferi indigeni dell’Australia sono discendenti da progenitori comuni non placentati che raggiunsero l'Australia

prima della separazione edello slittamento verso Nord

e rimasero poi isolati suquesto continente isola

Marsupialidal NordAmerica al SudAmerica prima che si separassero

In Europa e Asia dopo che si erano ricongiunteal Nordamerica

Dal SudAmerica all’Australia attraverso l’Antartide prima che si separassero

i Marsupiali si sottrassero alla competizione con

i Mammiferi placentati si diversificarono notevolmente occupando nicchie ecologiche altrove occupate dai Placentati

Che cosa ci dice il fatto che molti Marsupiali sono stati

ridotti all’estinzione recentemente

da Placentati importati dall’uomo?

i Marsupiali non sono “migliori” né presentano adattamenti

ideali per l’Australia

toxodonte

thylacosmilus

alpaca

tapiro

pecari

giaguaro

4 Milioni di anni fa

Grande varietà di forme con vari ordini di mammiferi:

Notoungulati (grandi mammiferi erbivori tra cui il Toxodonte di

Darwin),Tipoteri (roditori),

Litopterni (un gruppo di animali simili ai cammelli, un altro ai cavalli

con riduzione delle dita)I grandi carnivori erano marsupiali

(Thylacosmilus dalle Zanne a sciabola)

Altre famiglie vivevano anche altrove,

ma nel SudAmerica espressero un’unica forma peculiare

Oggi

Due interi ordini di

mammiferisono scomparsiScomparsi Notoungulati, Tipoteri, LitopterniScomparsi tutti i carnivori marsupialiDue sole famiglie di Marsupiali, Didelfidi (opossum) e Cenolestidi (toporagni), vivono nelle AmericheL’attuale fauna indigena (lama alpaca, giaguari, tapiri, pecari) è tutta immigrata dal Nord

La fauna del SudAmerica

Perché tra 4 Ma fa e oggi in SudAmerica i Marsupiali si sono ridotti e sono aumentati i

Placentati?

Inizio del Terziario (65 Ma fa): i Placentati si diffondono e

si adattano a molti ambienti diversi attraverso processi di speciazione

(= radiazione adattativa) NordAmerica: differenziazione dei Placentati

scomparsa dei MarsupialiSeconda parte del terziario (40-2 Ma fa):Australia SudAmerica continenti-isola

continuano a vivere Mammiferi marsupiali e altri più primitivi

Che cosa è successo?

Formazione dell’Istmo di Panama

Formazione dell’Istmo di Panama (3 Ma fa) fauna del SudAmerica in comunicazione con quella

più diversificata dei continenti borealiMammiferi del NordAmerica passano al Sud specie placentate occupano nicchie ecologiche

corrispondenti a quelle delle specie marsupiali la maggior parte dei Marsupiali si estingue

Australia isolata i Marsupiali non entrano in competizione

con Placentati vincenti

Ma perché in SudAmerica i Marsupiali hanno perso la competizione con i Placentati?

Spiegazione adattativa: evoluzione scala del progresso

Marsupiali un gradino sotto i Placentati adattamento meno efficiente

Qual è la differenza sostanziale tra i due ordini?

Modalità di riproduzione

La modalità di riproduzione dei Placentati è superiore

a quella dei Marsupiali? [vedi scheda seguente]

Placentati

Neonati sviluppati capaci di interagire

con l’ambiente Alto investimento

di tempo ed energienello sviluppo

prima della nascita più probabilità

di successo della prole più rischi per la madre

Marsupiali

Neonati minuscoliTasso di mortalità altocosto riproduttivo ridottoBasso investimento di energie Gestazione breve in caso di insuccesso possibile un’altra nella stessa stagione parto non rischiosoper la madre

Caratteri favorevoli e sfavorevoli si bilanciano

La migrazione è andata anche dal Sud al Nord America (armadillo, opossum, porcospini):

allora perché in SudAmerica i Marsupiali hanno perso la competizione con i Placentati?

Terziario (65-2 Ma fa):due periodi di estinzione di massa dei carnivori

al loro posto nuovi gruppi più flessibili nell’adattamento

radiazione dopo le estinzioni grande varietà forte competizione

selezione effetti evolutivi:- alimentazione (più velocità di ingestione

più abilità nel selezionare le prede)- locomozione (più scatto per i predatori che aspettano al

varco / più resistenza per i cacciatori)- organizzazione (cervelli più grandi) SudAmerica e Australia: non estinzioni di massa dei carnivori gruppi originari con scarsa varietà nessuna competizioneFormazione dell’istmo: prima prova per i carnivori del Sud

sconfitta

ipotesi alternativa:sconfitti nella competizione non in quanto marsupialima per contingenza evolutiva:una circostanza ecologica svantaggiosa

per i carnivori in generaleindipendente da placenta o marsupio...

ma i carnivori del Sud erano marsupiali