> FocusUnimore > numero 47 – maggio 2024
Bite force: a new perspective on carnivore evolution
An international team of researchers, led by Prof. Gabriele Sansalone of Unimore and Carmelo Fruciano of University of Catania, recently published a study in the prestigious journal Nature Communications, investigating how bite force and bite speed may influence carnivore evolution. The team examined the skulls of 132 species of carnivores, using state-of-the-art techniques for data acquisition and analysis and trying to understand how features that favour a fast bite versus those that favour a powerful bite evolved. This study reveals how the variety of organisms around us has been shaped by subtle interconnections between form and function that have influenced the evolutionary process. Trade-offs, such as that between strength and bite speed, may therefore be of general importance in understanding how such a wide variety of life forms evolved on our planet.
Nel vasto regno dei mammiferi carnivori, la forza e la velocità del morso sono due caratteristiche fondamentali che hanno un impatto significativo sul comportamento e l’ecologia di queste creature. Tuttavia, esiste un equilibrio delicato tra queste due caratteristiche: non si può avere un morso sia forte che veloce. Questo solleva una domanda intrigante: in che modo questo trade-off ha influenzato l’evoluzione dei carnivori?
Un team internazionale di ricercatori, guidato dai professori Gabriele Sansalone di Unimore e Carmelo Fruciano dell’Università di Catania, ha recentemente pubblicato uno studio sulla prestigiosa rivista Nature Communications, che getta nuova luce su questa questione. https://www.nature.com/articles/s41467-024-47620-x
Il team ha esaminato il cranio di 132 specie di carnivori, utilizzando tecniche all’avanguardia per l’acquisizione e l’analisi dei dati e cercando di capire come si sono evolute le caratteristiche che favoriscono un morso veloce rispetto a quelle che favoriscono un morso potente. In pratica, il team ha prodotto dei modelli della relazione tra la forma del cranio e le caratteristiche funzionali (forza e velocità) del morso.
Si è così scoperto che la velocità di evoluzione della forma del cranio non è direttamente correlata alla velocità di evoluzione della sua funzione, cioè quanto rapidamente i carnivori modificano l’ottimizzazione del morso. Inoltre, i ricercatori hanno osservato che i carnivori che hanno ottimizzato la velocità del morso hanno un cranio più variabile rispetto a quelli che hanno ottimizzato un morso potente.
“Questo ci suggerisce che non ci sia una relazione diretta tra forma e funzione, ma piuttosto che forme del cranio molto diverse fra loro possono produrre un morso di simile potenza ad esempio, le iene che possono rompere ossa, i panda che possono mangiare bamboo ed i leoni che sono definiti “ipercarnivori”, commenta il prof. Gabriele Sansalone dell’Università di Modena e Reggio Emilia.
“I nostri risultati ci fanno capire che, dal punto di vista della forma del cranio, ci possono essere molti modi diversi per evolvere un morso veloce, ma ci siano decisamente meno modi per evolvere un morso forte. Le specie che hanno evoluto un morso più forte sono in numero minore rispetto a quelle che hanno evoluto un morso più veloce, ma questo potrebbe semplicemente dipendere dal fatto che è meno probabile evolvere la forma del cranio associata ad un morso forte. La cosa interessante è che questo risultato ci dà anche una chiave di lettura più generale per capire come e perché alcuni gruppi di animali siano più variabili morfologicamente rispetto ad altri” spiega il prof. Carmelo Fruciano dell’Università di Catania.
Il team ha anche scoperto che la stessa relazione tra forza e velocità è presente anche nei carnivori marsupiali, suggerendo che la tipologia di sviluppo di questo gruppo, caratterizzato da uno sviluppo lento, da piccoli trascorrono molto tempo attaccati ai capezzoli materni, in una tasca, non ha costituito un limite per l’evoluzione morfologica e funzionale dei marsupiali.
Questo studio rivela come la varietà di organismi che ci circonda sia stata plasmata da sottili interconnessioni tra forma e funzione che hanno influenzato il processo evolutivo. I trade-off, come quello tra forza e velocità del morso, possono quindi avere un’importanza generale nel capire come una così grande varietà di forme di vita si sia evoluta sul nostro pianeta.
Istituzioni ed enti di ricerca coinvolti
- Istituto per le Risorse Biologiche e Biotecnologie Marine, IRBIM,
- CNR;
- Università di Modena e Reggio Emilia
- Università di Catania
- University of New England (Australia)
- British Antarctic Survey (Regno Unito)
Lo studio è consultabile liberamente all’indirizzo https://www.nature.com/articles/s41467-024-47620-x