Primi pesci con mascelle

Il racconto

Pesci senza mascella

Se potessi tornare nei mari di 450 milioni di anni fa, troveresti pesci molto diversi da quelli di oggi. Quasi tutti i vertebrati di allora, cioè gli animali con la colonna vertebrale, erano pesci senza mascelle. Avevano una bocca rotonda, un'apertura sempre spalancata che serviva per aspirare l'acqua e filtrare il cibo, o per succhiare le prede. Spesso erano ricoperti di placche ossee, come piccole armature. I loro discendenti viventi sono pochi: le lamprede e le missine, animali stretti e allungati, che non hanno la mascella.

Poi, nel Siluriano, cioè tra 443 e 419 milioni di anni fa circa, comparve una novità che avrebbe cambiato la storia dei vertebrati: la mascella. Una mascella è un osso mobile della bocca, articolato, che si apre e si chiude con forza. Con quella, un animale può afferrare, mordere, tagliare e frantumare. Da quel momento i pesci non furono più semplici filtratori, ma poterono diventare grandi cacciatori.

I fossili cinesi

Negli ultimi anni le scoperte in Cina hanno spostato più indietro la data dei primi pesci con mascelle. Nel 2022 un gruppo di paleontologi guidato da Min Zhu, dell'Accademia cinese delle scienze, ha descritto fossili di pesci con mascelle trovati vicino alla città di Chongqing, in rocce di circa 436 milioni di anni. Sono pesci corazzati, con placche ossee sul corpo e sulla testa, chiamati placodermi, e alcuni sono stati trovati completi, con la forma del corpo conservata.

Nello stesso anno, un altro gruppo, guidato da Plamen Andreev dell'Università Queen Mary di Londra, ha descritto Qianodus duplicis, un pesce di cui sono stati trovati solo minuscoli denti, di circa 439 milioni di anni, in Cina. I denti sono disposti in file, come negli squali, e per questo sono considerati la prova più antica che esistessero pesci con mascelle. Come sempre in paleontologia, nuove scoperte possono spostare ancora la data: per questo nella linea del tempo si parla di circa 440 milioni di anni fa.

Come nacque la mascella

Da dove viene un osso così importante? La risposta, in questo caso, è rimasta a lungo nascosta nell'anatomia degli animali viventi. I pesci senza mascella hanno delle sbarre di cartilagine che sostengono le branchie, chiamate archi branchiali. Gli scienziati pensano che nei pesci con mascella i primi archi si siano ingranditi e spostati in avanti, diventando le mascelle. In altre parole, le mascelle sono archi branchiali trasformati, come se un pezzo di un attrezzo fosse stato riutilizzato per un compito nuovo. Un processo del genere, in cui una struttura cambia funzione, è comune nell'evoluzione.

Una prova viene dallo sviluppo degli embrioni: le mascelle e gli archi branchiali si formano in modo simile, a partire dallo stesso tipo di cellule. Un'altra prova viene dai fossili intermedi, come Entelognathus, un pesce di circa 419 milioni di anni scoperto in Cina nel 2013, che unisce caratteristiche dei pesci corazzati e dei pesci ossei.

Pesci cacciatori

Dopo il Siluriano i pesci con mascelle si diversificarono in fretta. Il Devoniano, il periodo che segue, si chiama «età dei pesci». Comparvero gli squali e i loro parenti, con scheletro di cartilagine, i pesci ossei e i grandi placodermi. Il più famoso è Dunkleosteus, che arrivava a circa 3-4 metri di lunghezza, ed era uno dei predatori più grandi dei mari del suo tempo. Non aveva denti, ma lame d'osso affilate sulle mascelle, con un morso potentissimo.

I pesci senza mascelle declinarono. Non scomparvero del tutto, ma la maggior parte si estinse, schiacciata dalla concorrenza e dai nuovi predatori.