I cetacei, un ordine di mammiferi marini, si dividono in due sottordini principali: Odontoceti (cetacei con denti) e Misticeti (balene con fanoni). Questo articolo esplora le caratteristiche distintive delle balene con i denti (Odontoceti) e il processo evolutivo che ha portato alla perdita dei denti e all'acquisizione dei fanoni nei Misticeti.
Gli Odontoceti, che includono delfini, orche, capodogli e focene, sono caratterizzati dalla presenza di denti. A differenza dei Misticeti, che si nutrono filtrando l'acqua, gli Odontoceti utilizzano i denti per catturare e trattenere le prede, che consistono principalmente in pesci, calamari e altri animali marini.
Il capodoglio è un esempio emblematico di Odontoceto. Questo cetaceo di grandi dimensioni si nutre principalmente di calamari giganti che caccia nelle profondità oceaniche. I capodogli sono dotati di denti conici nella mascella inferiore, che utilizzano per trattenere le prede. Inoltre, possiedono un organo speciale nella testa, chiamato spermaceti, che si ritiene sia coinvolto nell'ecolocalizzazione e nella regolazione della galleggiabilità.
I Misticeti, che includono balene, balenottere e megattere, si distinguono dagli Odontoceti per l'assenza di denti e la presenza di fanoni. I fanoni sono strutture cheratinose a forma di lamina che pendono dalla mascella superiore e vengono utilizzate per filtrare il krill, i piccoli crostacei e altri organismi planctonici dall'acqua.
I Misticeti si nutrono filtrando l'acqua attraverso i fanoni. Esistono diverse tecniche di alimentazione per filtrazione, tra cui:
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La megattera è un Misticeto noto per le sue lunghe pinne pettorali e per i suoi complessi canti. Si nutre principalmente di krill e piccoli pesci, utilizzando diverse tecniche di alimentazione per filtrazione, tra cui il bubble net feeding.
La transizione evolutiva dai denti ai fanoni nei Misticeti è un esempio affascinante di adattamento all'ambiente. I dati paleontologici e genetici suggeriscono che questo processo è avvenuto gradualmente nel corso di milioni di anni.
Si ritiene che l'antenato comune di tutti i Misticeti avesse denti. I fossili di balene antiche, come Coronodon, mostrano che questi animali possedevano una dentatura eterodonte ben sviluppata, simile a quella dei mammiferi terrestri. Tuttavia, a un certo punto dell'evoluzione, i Misticeti hanno iniziato a perdere i denti e ad acquisire i fanoni.
Recenti studi di genomica comparata hanno identificato un gene, chiamato MMP20, che potrebbe aver giocato un ruolo chiave nella transizione dai denti ai fanoni. Il gene MMP20 è fondamentale per la formazione dello smalto dentario. Nei genomi di tutte le specie di Misticeti analizzate, questo gene risulta inattivato a causa dell'inserimento di un trasposone, un elemento di DNA mobile. Si stima che questo processo di pseudogenizzazione sia avvenuto circa 25 milioni di anni fa, il momento della separazione tra Misticeti e Odontoceti.
Esistono diverse ipotesi sull'evoluzione dei fanoni. Una delle ipotesi suggerisce che i Misticeti arcaici utilizzassero i loro denti dotati di corone denticolate come filtri di aspirazione, analogamente a quanto fanno oggi alcune foche. Un'altra ipotesi prevede un periodo di sovrapposizione, durante il quale denti e fanoni avrebbero funzionato uno accanto all'altro. Infine, una terza ipotesi suggerisce che le balene arcaiche si siano prima trasformate da predatori in filtratori e che il cambio nelle modalità di alimentazione abbia poi favorito la perdita di denti e facilitato l'emergere dei fanoni.
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Il ritrovamento di fossili di balene appartenenti al genere Coronodon, antichi di 30 milioni di anni, supporta l'ipotesi che i Misticeti non abbiano mai attraversato una fase di filtrazione a denti e che l'uso di denti e dei fanoni negli antichi Misticeti non fosse funzionalmente connesso. L'analisi morfometrica dei denti di Coronodon suggerisce che la sua alimentazione fosse di tipo misto e che il filtraggio non fosse supportato da adattamenti specifici nella morfologia dei denti.
La cogia di De Blainville (Kogia breviceps), un piccolo Odontoceto con denti privi di smalto, e il bradipo di Hoffman (Choloepus hoffmanni), un mammifero anch'esso privo di smalto, presentano la medesima pseugenizzazione del gene MMP20. Questo suggerisce che l'inattivazione del gene MMP20 è direttamente coinvolta nei processi di perdita dei denti.
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