Stegocephalia

Stegocephalia

Esempi di stegocefali (in senso orario dall'alto a sinistra): Litoria phyllochroa, Acanthostega gunnari, Vulpes vulpes e Tyto alba
Classificazione scientifica
DominioEukaryota
RegnoAnimalia
PhylumChordata
ClasseSarcopterygii
CladeTetrapodomorpha
CladeElpistostegalia
CladeStegocephalia
Cope, 1868
Sottogruppi

Gli stegocephali (o Stegocephalia, dal greco antico: στεγοκεφαλια, letteralmente "testa a tetto") è un clade di animali vertebrati che comprende tutti i tetrapodomorfi con arti completi. Corrisponde a una definizione ampia della superclasse Tetrapoda: secondo questa definizione ampia, il termine "tetrapode" si applica a qualsiasi animale discendente dal primo vertebrato con quattro arti, ciascuno con dita all'estremità (pentadattilia), anziché pinne come i loro parenti sarcopterigi.

Gli stegocefali includono sia il lignaggio moderno dei vertebrati con arti (il gruppo corona dei tetrapodi, che comprende anfibi, rettili, uccelli e mammiferi moderni) sia una parte del gruppo basale, i primi tetrapodomorfi con arti come Ichthyostega e Acanthostega, evolutisi nel periodo Devoniano molto prima dell'origine del gruppo corona. Molti paleontologi preferiscono una definizione più rigorosa di Tetrapoda che si applichi esclusivamente al gruppo corona, escludendo i tipi precedenti di tetrapodomorfi con arti. Il termine Stegocephali è stato ristabilito per sostituire l'ampia definizione di Tetrapoda, risolvendo l'uso di due definizioni contrastanti nelle discussioni sull'evoluzione dei tetrapodi.

Il termine Stegocephali fu coniato nel 1868 dal paleontologo americano Edward Drinker Cope, che lo utilizzò come categoria generale di anfibi preistorici. Questo nome faceva riferimento alla forma del cranio di molti tetrapodi primitivi, con una forma bassa e solida che combinava numerose ossa dermiche fortemente strutturate.[1] Nel suo uso originale, il termine divenne rapidamente obsoleto. Nel 1998, il paleontologo canadese Michel Laurin riportò in auge il termine e fornì una definizione filogenetica formale come un clade monofiletico contenente sia tetrapodi del gruppo corona che del gruppo staminale. Gli Stegocephali di Laurin sono approssimativamente definiti come comprendenti "tutti i vertebrati più vicini ai tetrapodi moderni che a Panderichthys". Questa definizione era intesa a includere taxa con dita piuttosto che pinne, tranne nei casi in cui queste fossero state perse secondariamente.[2][3] Un'altra definizione, pubblicata in Phylonys, definisce il gruppo come comprendente "tutti i taxa più vicini a Eryops che a Tiktaalik, Panderichthys o Eusthenopteron".[4] La scoperta delle impronte di Zachelmie nel 2010 suggerisce che gli stegocefali siano emersi circa 395 milioni di anni fa o prima nel Devoniano superiore.[5]

Storia della classificazione

Tipica rappresentazione ottocentesca di uno stegocefalo primitivo, basata su anuri moderni e fossili ora riconosciuti come appartenenti a mastodonsauridi e a Bromsgroveia

Originariamente, il termine Stegocephalia era usato come un'unità sistematica con rango di ordine. Il termine crebbe in popolarità nella scienza britannica e americana nel corso del Diciannovesimo Secolo, anche se il termine pressoché equivalente Labyrinthodontia venne coniato 18 anni prima da Hermann Burmeister, con riferimento alla struttura dei denti.[6] I termini furono considerato pressoché intercambiabili durante la prima parte del Ventesimo Secolo, e solitamente erano usati per raggruppare numerosi anfibi arcaici, come gli Embolomeri e i Temnospondyli.[7] Tuttavia, successive analisi hanno dimostrato che i Labyrinthodontia (e gli Stegocephalia) erano gruppi parafiletici, e vennero quindi usati per indicare informalmente i vertebrati arcaici "non pesci" ad eccezione degli amnioti (i primi rettili e i loro discendenti) e dei moderni lissanfibi.

Il paleontologo Michael Laurin riammise il vecchio termine Stegocephalia e definì questo taxon in senso cladistico, come tutti i vertebrati più strettamente imparentati con i temnospondili che a Panderichthys (il più vicino parente dei tetrapodi dotato di pinne pari).[2] Quindi, gli stegocefali includono tutti i gruppi di vertebrati che hanno dita al posto delle pinne, e pochi altri (Elginerpeton, Metaxygnathus, Ventastega e forse Hynerpeton) che potrebbero essere stati dotati ancora di pinne. Al contrario del vecchio uso che si faceva di questo termine, attualmente ci si riferisce a Stegocephalia come a un clade. Questa concezione del clade Stegocephalia venne scelto per permettere di riferirsi al clade Tetrapoda come a un crown group.[8] Come conseguenza, Stegocephalia comprende tutti i vertebrati terrestri e i loro antenati anfibi.

Filogenesi

Di seguito è mostrato un cladogramma tratto dal lavoro di Swartz (2012):[9]

Elpistostegalia
 

Panderichthys

 
Stegocephalia
 

Elpistostegidae

 
 
 

Elginerpeton

 
 
 

Ventastega

 
 
 

Acanthostega

 
 
 

Ichthyostega

 
 
 

Whatcheeriidae

 
 
 

Colosteidae

 
 
 

Crassigyrinus

 
 
 

Baphetidae

 
 

Gruppo corona Tetrapoda

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Come recuperato da Clack et al. 2016:[10]

Elpistostegalia
 

Panderichthys

 
Stegocephalia
 

Metaxygnathus

 
 
 

Tiktaalik

 
Stegocephali
 

Acanthostega

 
 
 

Ossinodus

 
 
 

Ventastega

 
 
 

Ichthyostega

 
 
 

Ossirarus

 
 
 
 

Ymeria

 
 
 

Aytonerpeton

 
 

Perittodus

 
 
 
 
Whatcheeriidae
 

Whatcheeria

 
 

Pederpes

 
 

Occidens

 
 
 
 

Diploradus

 
 
 

Doragnathus

 
 
 

Sigournea

 
 
 
 

Koilops

 
 
 

Tulerpeton

 
Colosteidae
 

Greererpeton

 
 

Colosteus

 
 
 
 
 
 

Crassigyrinus

 
 
Baphetidae
 

Loxomma

 
 
 

Megalocephalus

 
 

Baphetes

 
 
 
 

Tetrapoda

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
sensu Laurin, 2020
 
sensu Laurin, 1998
 
Tetrapoda
 

Temnospondyli

 
 
 

Eucritta

 
 
 

Embolomeri

 
 
 

Gephyrostegidae

 
 
 

Silvanerpeton

 
 
 
 

Casineria

 
 

Seymouriamorpha

 
 
 
 

Lepospondyli

 
 

Amniota

 
 
 
 
 
 
 
 

Sottogruppi

Note

  1. ↑ Cope E. D. 1868. Synopsis of the extinct Batrachia of North America. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia: pp 208–221
  2. 1 2 Laurin M. (1998): The importance of global parsimony and historical bias in understanding tetrapod evolution. Part I-systematics, middle ear evolution, and jaw suspension. Annales des Sciences Naturelles, Zoologie, Paris, 13e Series 19: pp 1–42.
  3. ↑ M. Laurin e Soler-Gijón, R, The oldest stegocephalian from the Iberian peninsula: evidence that temnospondyls were euryhaline., in Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série III, vol. 324, n. 5, Maggio 2001, pp. 495–501, DOI:10.1016/s0764-4469(01)01318-x.
  4. ↑ Queiroz Kevin de, Cantino Philip D. e Gauthier Jacques A., Stegocephali E. D. Cope 1868 [M. Laurin], converted clade name, in Kevin De Queiroz, Philip Cantino e Jacques Gauthier (a cura di), Phylonyms: A Companion to the PhyloCode, 1st, Boca Raton, CRC Press, 2020, DOI:10.1201/9780429446276, ISBN 978-0-429-44627-6.
  5. ↑ (EN) Niedźwiedzki Grzegorz, Szrek Piotr, Narkiewicz Katarzyna, Narkiewicz Marek e Ahlberg Per E., Tetrapod trackways from the early Middle Devonian period of Poland, in Nature, vol. 463, n. 7277, 7 Gennaio 2010, pp. 43–48, DOI:10.1038/nature08623.
  6. ↑ Burmeister, H. (1850): Die Labyrinthodonten aus dem Saarbrücker Steinkohlengebirge, Dritte Abtheilung: der Geschichte der Deutschen Labyrinthodonten Archegosaurus. Berlin: G. Reimer, 74 pp.
  7. ↑ Romer, A. S., (1947, revised ed. 1966) Vertebrate Paleontology, University of Chicago Press, Chicago
  8. ↑ Laurin & al. Terrestrial Vertebrates. Stegocephalians: Tetrapods and other digit-bearing vertebrates. Tree of life
  9. ↑ B. Swartz, A marine stem-tetrapod from the Devonian of Western North America, in PLOS ONE, vol. 7, n. 3, 2012, DOI:10.1371/journal.pone.0033683.
  10. ↑ Jennifer A. Clack, Carys E. Bennett, David K. Carpenter, Sarah J. Davies, Nicholas C. Fraser, Timothy I. Kearsey, John E. A. Marshall, David Millward, Benjamin K. A. Otoo, Emma J. Reeves, Andrew J. Ross, Marcello Ruta, Keturah Z. Smithson, Timothy R. Smithson e Stig A. Walsh, Phylogenetic and environmental context of a Tournaisian tetrapod fauna (PDF), in Nature Ecology & Evolution, vol. 1, n. 1, 2016, DOI:10.1038/s41559-016-0002.

Bibliografia

  • Burmeister, H. (1850): Die Labyrinthodonten aus dem Saarbrücker Steinkohlengebirge, Dritte Abtheilung: der Geschichte der Deutschen Labyrinthodonten Archegosaurus. Berlin: G. Reimer, 74 pp.
  • Cope E. D. 1868. Synopsis of the extinct Batrachia of North America. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia: pp 208-221
  • Romer, A. S., (1947, revised ed. 1966) Vertebrate Paleontology, University of Chicago Press, Chicago
  • Laurin M. (1998): The importance of global parsimony and historical bias in understanding tetrapod evolution. Part I-systematics, middle ear evolution, and jaw suspension. Annales des Sciences Naturelles, Zoologie, Paris, 13e Series 19: pp 1-42.
  • Laurin, M; Soler-Gijón, R (2001). "The oldest stegocephalian from the Iberian peninsula: evidence that temnospondyls were euryhaline". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série III. 324 (5): 495–501. PMID 11411292.
  • Swartz, B. (2012). "A marine stem-tetrapod from the Devonian of Western North America". PLoS ONE. 7 (3): e33683. doi:10.1371/journal.pone.0033683. PMC 3308997 Freely accessible. PMID 22448265.

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