Helicoprion, lo squalo enigmatico

Helicoprion Aaronne Colagrossi

Lo squalo helicoprion è stato un vero e proprio enigma per la scienza. Nel 2013 un team dell’Università dell’Idaho (USA), ha scoperto il corretto funzionamento di queste mascelle spiraliformi, con ricostruzioni in 3-D su alcuni reperti.

I resti fossili dello squalo helicoprion sono stati rinvenuti in molti posti del mondo. I denti fossili sono stati rinvenuti principalmente nelle successioni marine del permiano inferiore. In totale sono documentate una decina di specie, tutte estinte, purtroppo.

Sin dalla scoperta dei primi reperti fossili, gli scienziati si sono sempre chiesti come funzionasse questa spirale misteriosa. Una spirale che ricorda le lame di una sega circolare, con denti disposti come centinaia di cunei affilati, disposti in strette spirali.

Helicoprion Aaronne Colagrossi

I mari di 275 milioni di anni fa erano certamente diversi da quelli moderni, persino nella loro chimica. In queste perigliose acque si evolse l’helicoprion, un vero enigma della scienza (tanto che molti scienziati nutrono dubbi anche sul fatto che sia uno squalo stricto sensu).

Questo squalo visse per soli otto milioni di anni (relativamente poco). Tuttavia le dimensioni delle varie specie triplicarono, arrivando sino a dodici metri, il doppio di un moderno squalo bianco. Solo il grande Carcharocles (Otodus) megalodon lo supererà in dimensioni, ma bisognerà attendere quasi 250 milioni di anni.

275 milioni di anni fa i moderni Stati Uniti d’America, l’Europa Orientale, l’Asia e l’Australia erano uniti in un super-continente definito Pangea e circondato da un super-oceano definito Pantalassa. Helicoprion viveva nelle zone costiere di questo mondo primitivo, sconosciuto e misterioso sotto molti aspetti.

Helicoprion Aaronne Colagrossi
Helicoprion attacca una preda.

Fossili di helicoprion

Si conoscono circa 150 reperti fossili di questo squalo preistorico. Molti di questi reperti (55%) sono stati rinvenuti in Idaho (USA), in miniere di fosforo.

Sono stati rinvenuti fossili anche in Canada (anche nella regione artica), negli Urali (25% dei ritrovamenti), nell’Australia occidentale (5%), in Vietnam, in Cina, in Giappone e nelle desolate Isole Svalbard.

Gli unici reperti fossili di Helicoprion giunti a noi sono le spirali di denti. Alcune raggiungono dimensioni ragguardevoli, con diametri di 50 centimetri e denti anche di 11 centimetri. Le altre parti del corpo non sono giunte sino a noi, se non in rari frammenti.

Helicoprion Aaronne Colagrossi
Helicoprion, particolare dei denti.

Questo è dovuto al fatto che lo scheletro degli squali è composto da cartilagine, che è flessibile, leggera e resistente. Purtroppo la cartilagine si disgrega rapidamente dopo la morte, tranne in rari casi di copertura immediata dei sedimenti, con assenza di organismi decompositori, quindi in condizioni anaerobiche, ovvero prive di ossigeno.

Ciò che più frequentemente si conserva degli squali sono i denti, in quanto composti da apatite, ovvero fosfato di calcio. Esistono intere formazioni rocciose nel mondo definite a “denti di squalo”, tanta ne è l’abbondanza.

Dai siti dell’Idaho, in particolare, due spirali di fossili hanno destato l’interesse dei paleontologi, una rinvenuta nel 2011 di quasi 45 centimetri di diametro e una degli anni 80, parzialmente completa, che sino al 2013 non aveva visto nessuno studio. Il diametro di questa è di circa 60 centimetri.

Helicoprion Aaronne Colagrossi
Helicoprion bessonovi. Ricostruzione.

Funzionamento della mascella

Il funzionamento delle mascelle negli squali è un meccanismo relativamente semplice, ma che ha subito una marcata evoluzione, soprattutto negli squali moderni: i neoselaci.

Le mascelle dei neoselaci si aprono molto di più che negli squali primitivi, perché hanno una maggiore mobilità e un’alta cinetica nel palato-quadrato e nello iomandibolare

Helicoprion Aaronne Colagrossi
Diagramma da Moss. Mascella squali moderni.
Helicoprion Aaronne Colagrossi
Diagramma da Moss. Mascella forme primitive di squali.

Il muso degli squali moderni è molto allungato rispetto alla mascella inferiore, ciò significa che la bocca si apre sotto la testa piuttosto che sul fronte anteriore, come nelle forme primitive (tra cui Helicoprion). Questo apparato mascellare, combinato con un gran numero di denti acuti è estremamente efficace nella predazione dei grandi animali, ma il sistema lavora bene per quei squali che si nutrono di piccole prede: le mascelle si aprono rapidamente e la forma affusolata del corpo permette uno scatto in avanti notevolmente potente e veloce.

Però mentre in uno squalo moderno i denti si ricambiano molto velocemente, gli Helicoprion nascevano con tre denti che non perdevano mai, in sostanza.

Helicoprion Aaronne Colagrossi
Funzionamento mascella Helicoprion.
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Helicoprion mascella.

Man mano che spuntavano i denti nuovi, quelli vecchi si ricoprivano di cartilagine, andando a formare una spirale che poteva contenere anche 150 denti. Ogni dente nuovo, corrispondeva a una nuova rotazione in avanzamento, gli scienziati hanno calcolato che gli adulti raggiungevano fino a un massimo di quattro spirali. Negli esemplari giovani, invece, le rotazioni arrivavano fino a due spirali consecutive.

C’è da aggiungere che Helicoprion davisii aveva denti molto distanziati e robusti con superfici di taglio alte, nettamente distinte da quelle di H. bessonowi, che aveva denti stretti e ravvicinati con superfici di taglio corte. L’Helicoprion ergassaminon risulta una forma intermedia, con denti stretti, molto distanziati e con superfici di taglio alte. Diversi esemplari di grandi dimensioni nello studio sono risultati troppo dissimili per essere inseriti nei nuovi concetti di specie.

Helicoprion Aaronne Colagrossi
Helicoprion bessonovi, ricostruzione.

Apertura della mascella

L’apertura della mascella di un helicoprion superava di molti gradi quella di un moderno squalo bianco, nonostante le già citate differenze tra squali moderni e forme antiche. Definendola in gradi, si può affermare che uno squalo bianco raggiunge un angolo di sessanta gradi di apertura massima. Un helicoprion poteva raggiungere i novanta gradi di apertura massima.

Squalo Bianco
Apertura mascella del grande squalo bianco: 60°.

Nella sua massima apertura, questo squalo preistorico arrivava a esporre sino a quindici denti che, negli esemplari adulti, potevano raggiungere gli undici centimetri. la sua mascella effettuava quella che si definisce “cattura senza rilascio”. In altre parole afferrava la preda con i denti medi, inclinati all’indietro, così facendo la mascella, mentre si chiudeva, spingeva meccanicamente la preda nella gola.

Il colpo di grazia finale era dato dalla chiusura a scatto, la mascella spiraliforme si chiudeva verso l’alto, dove i denti affilati trovavano alloggio in un incavo dotato di dentelli di protezione.

La domanda che continuo a pormi è: perché squali così perfezionati da un punto di vista evolutivo si siano estinti?

Aaronne Colagrossi


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Fonti: National Geographic, Idaho Museum of Natural History, Vertebrate Paleontology (Blackwell Publishing), Dr.Moss, S. A. (1984 – Shark feeding – American Zoologist).

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