Mammiferi

11/12/2014
DAI RETTILI AI MAMMIFERI
Da 65 milioni di anni i Mammiferi sono i Vertebrati
dominanti sulla terraferma
Origini ben più antiche (Triassico Superiore)
SINAPSIDI (i rettili da cui derivano i mammiferi,
origini ancora più antiche (Carbonifero)
Anapside
SINAPSIDE
Diapside
Mammiferi e Sinapsidi possono costituire un
clade unico:
Pelycosauria
SYNAPSIDA
«Rettili»
Therapsida
Mammalia
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La storia
evolutiva dei
Sinapsidi
attraversa diverse
fasi
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Fase 1 - Permiano
(280-245 MAF):
Pelicosauri, non
specializzati
dimensioni medio
grandi , postura
primitiva sprawling
Ectotermici,
distribuzione
tropicale.
Dimensioni, medio
grandi (20-100 kg)
Fase 2 – Triassico
Inferiore/Medio
(245-230 MAF):
Terapsidi, tasso
metabolico probabilmente
più elevato, dei
pelicosauri: Postura più
efficiente (quasi para
sagittale o a carriola)
aumento muscolatura
mascelle.
Distribuzione più ampia
(zone tropicali e
temperate) Dimensioni da
medie a molto grandi (10500) kg
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Fase 3 – Triassico
Superiore (230-212
MAF):
Terapsidi Cinodonti,
testimonianze di
endotermia (metabolismo
elevato), diaframma,
palato secondario,
eterodonzia, sviluppo del
massetere, dimensioni
medio piccole-medie
(0.5-30kg).
Fase 4 – Triassico
terminale- Cretacico inf.medio (212-120 MAF):
Primi veri mammiferi.
Endotermia, cosmopoliti
ma poca diversità.
Dimensioni da
piccolissime a medie
(0.03-0.5kg)
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Fase 5 – Fine Cretacico
inf.- Cretacico terminale
120-65 MAF
Primi theri (Marsupiali e
Placentali) e
Multitubercolati. In
corrispondenza della
radiazione delle
Angiosperme, sviluppo dei
molari tribosfenici (con
cuspidi e fosse)
Dimensioni fno a 5Kg
Fase 6 – Paleocene Inf.
Eocene Medio 65-45
MAF):
Mammiferi placentali
arcaici e marsupiali ,
Taxa caratteristici di
ambienti umidi forestati .
Primi veri carnivori e
erbivori acquatici.
Dimensioni fino a 1000
kg.
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Fase 7 – Eocene SuperioreRecente (45 MAF - oggi):
Mammiferi moderni,
Marsupiali confinati
all’Australasia e sud
America a partire dal
Miocene Medio .
Colonizzazione di tutti gli
ambienti, radiazione di
gruppi specializzati
(pipistrelli, balene, ungulati,
ominidi)
Dimensioni da 0.002 a
5000Kg (terrestri) o
100000kg (acquatici)
Fase 1 - Permiano (280245 MAF):
Pelicosauri,
I primi Sinapsidi
Pelycosauria
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PELYCOSAURIA
Dimensioni doppie rispetto ad altri Amnioti primitivi
Aumento allometrico delle dimensioni della testa
Accorciamento porzione posteriore del cranio
Aumento di altezza della stessa regione
Fase 1 - Permiano (280245 MAF):
Pelicosauri,
I primi Sinapsidi
Ophiacodontidae
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Accorciamento porzione posteriore del cranio
Aumento di altezza della stessa regione
Divergenza dagli altri Amnioti in relazione a differenze nella dieta?
Primi anapsidi: insettivori (e/o altre piccole prede) e vegetariani
Primi Diapsidi: insettivori (e/o altre piccole prede)
Primi Sinapsidi: Predatori (pesci ed altri rettili)
TUTTA LA STORIA DELL’ORIGINE DEI MAMMIFERI E’ IL
RISULTATO DI UNA
COMPLESSA INTERAZIONE TRA METABOLISMO E
MASTICAZIONE
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ANATOMIA DEI PELYCOSAURIA
Caratteri primitivi
(rispetto ai
mammiferi)
 Postura sprawling
 Coda lunga
 Due coracoidi per lato
 Tarso con grande centrale mediale
 Staffa grande (ma non ha funzione di
supporto)
Ophiacodontidae
Archaeothyris
Ophiacodon
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 Una sola finestra temporale inferiore
Caratteri derivati
 Contatto tra sopratemporale e
postorbitale
CRANIO
Regione occipitale inclinata
posteriormente
St
Po
Qj
SCHELETRO POSTCRANIALE
Spine neurali più grandi
Processi trasversi espansi, zigapofisi
ravvicinate
Ossa dei cinti e degli arti estremamente
robuste
Perdita parziale della mobilità del tronco
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Sfenacodonti
Top predator della
loro epoca.
Prime modifiche
della mandibola
Sphenacodontidae
Haptodus
Predatori in
cima alla
catena
alimentare
del
Permiano
inferiore
Dimetrodon
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Nel cranio degli sfenacodonti è presente una struttura, la
lamina riflessa dell’angolare, che anticipa lo spostamento
della muscolatura adduttrice dall’interno all’esterno delle
fauci e la riduzione di alcune ossa della mandibola.
Rettile primitivo
angolare
Sinapside sfenacodonte
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Edafosauri
Erbivori
Testa piccola
Denti a foglia
Denti trituranti sul
palato
Tronco a botte
Spine neurali
altissime.
Edaphosauridae
Erbivori
Testa piccola
Denti a foglia
Denti trituranti sul palato
Tronco a botte
Spine neurali altissime.
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Quale funzione per la vela?
Dimetrodon
Edaphosaurus
Edaphosaurus
Riconoscimento?
Esibizione?
Dimetrodon
Termoregolazione?
Caseidae
Trattamento del
cibo operato dal
tubo digerente.
Denti deboli
solo per
raccogliere il
vegetali.
!!
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Pelycosauria
SYNAPSIDA
Therapsida
Mammalia
Fase 2 i Terapsidi
I Sinapsidi più
evoluti dei
Pelicosauri,
derivati
probabilmente
dagli Sfenacodonti.
Gruppo
estremamente
ampio e vario,
Comprende anche
gli antenati diretti
dei Mammiferi
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Postura «migliorata»
THERAPSIDA
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Biarmosuchia
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Dinocefali
Comprende due
gruppi
Uno erbivoro ed
uno carnivoro
Tapinocefali
Titanosuchi
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Titanosuchi
Grossi predatori cacciavano i Paraiesauri
(anapsidi) ed i Tapinocefali
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Tapinocephalidae
Moschops
Erbivori, massicci
Postura non ancora parasagittale
Per cui enorme sviluppo della lama
scapolare ed iliaca
Ispessimento tetto cranico
Head butting?
Combattimento a testate come i mufloni?
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Estemmenosuchus
Gorgonopsia
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Gorgonopsia
Locomozione «a carriola» (arti posteriori quasi parasagittali)
Riduzione cinto pettorale
Riduzione della coda
Rotazione posteriore del calcagno incompleta
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Il quadrato si rimpicciolisce e lo squamoso scende verso
l’articolazione mandibolare
Si inizia a formare un palato secondario (incompleto)
Dimensioni da cane di media taglia (Lycaenops) fino a
2m (Gorgonops)
Predatori dai denti a sciabola.
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Dicinodonti
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Dicinodontia
Robertia
Kannemeyeria
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Placerias
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Terocefali
Di nuovo top predators
Dentale relativamente sviluppato
Angolare grande
Pterigoide robusto
Cresta sagittale
Squamoso avvolge dorsalmente
il quadrato
Denti a sciabola
Palato aperto
anteriormente.
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Dimensioni anche molto
grandi,
Inostrancevia
Vissuti in ambienti con
clima probabilmente
fredddo/ stagionale
Fase 3 I Cinodonti.
I progenitori diretti
dei mammiferi
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CYNODONTIA
Il gruppo più evoluto
Rettili
Mammiferi
1.
2.
3.
Alto TM
Cervello grande
Placenta, marsupio, ecc.
Basso TM (Tasso Metabolico)
Cervello piccolo
Senza placenta
2 e 3 acquisiti probabilmente dal Cretacico (Superiore);
1 dal Triassico.
TM Mammiferi = 8 volte TM di un Rettile di pari dimensioni
TM è alla base dei cambiamenti scheletrici
Alimentazione
TM legato a:
Respirazione
Circolazione
IL TREND E’ DOCUMENTATO NEI CYNODONTIA
Cinodonti
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Cynodontia
Orbita e finestra
temporale si fondono
Aumento arcate zigomatiche
Fossa per adduttori
Sviluppo del dentale oltre ¾
della mandibola
Sviluppo osso nasale
masseteri e temporale
diventano i muscoli
adduttori principali della
mandibola
Palato secondario quasi
completo costituito da mascellare
e palatini
Nei cinodonti si hanno progressivamente le modifiche dei caratteri
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Il doppio condilo occipitale consente una migliore
mobilità della testa
Lo sviluppo del palato secondario è legato alla
necessità di respirare in continuazione, anche mentre si
mangia (ossia necessità di ossigenazione costante), il
che indica metabolismo elevato.
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Cynognathus
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Scomparsa coste lombari
Si crea la regione lombare della colonna vertebrale,
legata alla presenza del muscolo diaframma
Il calcagno è rivolto indietro
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Riorientamento e
rimodellamento dell’arto
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Le vibrisse sono peli
modificati con funzione
tattile
Se avevano vibrisse,
dovevano quindi aver
già evoluto una
copertura di peli.
Fortissima indicazione
di endotermia.
Fori come
quelli presenti
nei mammiferi
con vibrisse
Probainognathus
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Tritheledontidae
Orbita e finestra temporale collegate
Cingulum sui denti laterali
Ossa mandibolari posteriori al dentale
ridotte con funzione acustica
Diademodontidae
Vegetariani?
Tritylodontidae
Denti pluriradicolati
Cuspidi semilunate
Probabile outgroup
dei mammiferi
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Occlusione dentale
a) Chiusura delle mandibole e occlusione
b) Vista occlusale delle stesse due
posizioni
Evoluzione della muscolatura mandibolare
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