Un clade di rettili marini durofagi distribuito a livello globale supporta il rapido recupero degli ecosistemi pelagici dopo il Permo

Sep 18, 2023

Biologia delle comunicazioni volume 5, numero articolo: 1242 (2022) Citare questo articolo

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Il recupero dell’ecosistema marino dopo l’estinzione di massa del Permo-Triassico (PTME) è stato ampiamente studiato nei mari poco profondi, ma si sa poco sulla natura di questo processo negli ecosistemi pelagici. Gli Omphalosauridae, un enigmatico clade di rettili marini durofagi in acque libere, hanno potenzialmente svolto un ruolo importante nel recupero, ma i loro fossili frammentari e la posizione filogenetica incerta hanno ostacolato la nostra comprensione del loro ruolo nel processo. Qui riportiamo il grande ittiosauriforme basale Sclerocormus del Triassico inferiore della Cina che dimostra chiaramente un'affinità con gli omphalosauridi, consentendo la sinonimia del Nasorostra recentemente eretto con gli Omphalosauridae. Il cranio rivela anche l'anatomia dell'apparato alimentare unico degli omphalosauridi, probabilmente un adattamento per nutrirsi di invertebrati pelagici dal guscio duro, in particolare ammonoidi. L'analisi morfofunzionale delle mascelle mostra che gli onfalosauridi occupano il morfospazio delle tartarughe marine. La nostra scoperta aggiunge un’altra prova della radiazione esplosiva dei rettili marini nell’oceano nel Triassico inferiore e del rapido recupero degli ecosistemi pelagici dopo il PTME.

Il recupero dell’ecosistema marino dopo l’estinzione di massa del Permo-Triassico (PTME), l’estinzione più grave nella storia della Terra, è stato tradizionalmente considerato ritardato e graduale1,2. Tuttavia, questa visione è stata messa in discussione da un numero crescente di scoperte recenti che suggeriscono la rapida emergenza ed evoluzione dei rettili marini del Mesozoico in seguito al PTME3,4,5,6,7,8. I rettili marini raggiunsero un'elevata diversità tassonomica ed ecomorfologica già nel tardo Triassico inferiore e includevano predatori generalisti9, piscivori10, forme specializzate che utilizzavano il rilevamento non visivo delle prede11, mangiatori di affondi6 e durofagi12. La durofagia si è evoluta indipendentemente in diversi cladi di rettili marini del Triassico, inclusi gli ittiosauriformi (i nasorostrans recentemente eretti e diversi gruppi di ittiopterigi)13,14, i placodonti15 e i talattosauri16, ma questi ecomorfi durofagi erano per lo più limitati ad ambienti di acque poco profonde e probabilmente si nutrivano di abbondanti, invertebrati sessili e bentonici a guscio duro. In effetti, la nostra comprensione del recupero dell’ecosistema dopo il PTME è in generale fortemente sbilanciata verso i dati provenienti da ambienti di acque poco profonde17 e si sa relativamente poco sulla natura del recupero negli ecosistemi di acque libere3.

Gli ammonoidi, un gruppo ormai estinto di cefalopodi marini aperti, hanno avuto una storia ecologica ed evolutiva di successo per oltre 300 milioni di anni durante il Paleozoico e il Mesozoico, ma la loro evoluzione ha subito un grave collo di bottiglia, con solo tre generi sopravvissuti al PTME18. Immediatamente dopo l’estinzione di massa, tuttavia, gli ammonoidi si diversificarono in modo esplosivo nei primi milioni di anni e continuarono a svolgere un ruolo ecologico significativo per il resto del Mesozoico grazie alla loro abbondanza, ampia distribuzione e alti tassi evolutivi18. Nonostante la loro elevata abbondanza negli ecosistemi marini del Mesozoico, si sa poco sulla predazione degli ammonoidi19. Mentre squali, mosasauri e cefalopodi sono stati ipotizzati come i principali gruppi che predavano gli ammonoidi negli oceani del Giurassico e del Cretaceo, le informazioni riguardanti i predatori degli ammonoidi del Triassico sono scarse19.

Gli Omphalosauridae, che comprendono diverse specie del genere Omphalosaurus, sono un enigmatico gruppo di rettili marini durofagi conosciuti finora nei sedimenti pelagici del Triassico inferiore-medio del Nord America occidentale20,21, delle Svalbard22 e delle Alpi bavaresi23. C'è un'eccezione in cui è stato trovato un singolo frammento di mascella nei carbonati marini superficiali del Triassico medio della Polonia meridionale, ma questo evento è probabilmente una carcassa randagia24. Gli onfalosauridi sono caratterizzati dalla presenza di dentatura durofaga disposta in batterie dentali uniche sia nella mascella superiore che inferiore, in cui i denti funzionali subivano un'usura estrema dei denti che portava alla perdita quasi completa dei denti prima della caduta23. Anche se gli onfalosauridi furono segnalati per la prima volta più di un secolo fa20, nella documentazione fossile essi sono rappresentati principalmente da frammenti di mascelle e fino ad oggi sono stati scoperti solo pochi esemplari che conservano resti cranici e postcraniali parziali20,23. Di conseguenza, l'affinità tassonomica degli onfalosauridi è rimasta sfuggente, con diversi gruppi di rettili mesozoici, tra cui rincosauri, placodonti e ittiosauri, proposti come i loro parenti più stretti20,21,23. La natura incompleta del materiale fossile degli onfalosauridi, così come alcune forti differenze anatomiche tra loro e altri gruppi di rettili mesozoici, hanno ostacolato il loro posizionamento inequivocabile in un contesto filogenetico e il loro ruolo nel recupero dell'ecosistema pelagico dopo il PTME.