Il cranio di una tigre dai denti a sciabola (Smilodon)
I predatori hanno evoluto i denti a sciabola molte volte durante la storia della vita e ora abbiamo un’idea più chiara del perché questi denti si sviluppano come fanno. I denti a sciabola hanno caratteristiche molto specifiche: sono canini eccezionalmente lunghi e affilati che tendono ad essere leggermente appiattiti e curvi, piuttosto che arrotondati. Tali denti si sono evoluti indipendentemente in diversi gruppi di mammiferi almeno cinque volte, e fossili di predatori dai denti a sciabola sono stati trovati in Nord e Sud America, Europa e Asia.
I denti sono noti per essere apparsi per la prima volta circa 270 milioni di anni fa, in rettili simili a mammiferi chiamati gorgonopsidi. Un altro esempio è Thylacosmilus, che si estinse circa 2,5 milioni di anni fa ed era più strettamente imparentato con i marsupiali. I denti a sciabola sono stati visti per l’ultima volta in Smilodon, spesso chiamati tigri dai denti a sciabola, che esistevano fino a circa 10.000 anni fa.
Per investigare perché questi denti continuavano a ri-evolversi, Tahlia Pollock dell’Università di Bristol, Regno Unito, e i suoi colleghi hanno esaminato i canini di 95 specie di mammiferi carnivori, inclusi 25 con denti a sciabola. Prima, i ricercatori hanno misurato le forme dei denti per categorizzarli e modellarli. Poi hanno stampato in 3D versioni più piccole di ciascun dente in metallo e ne hanno testato le prestazioni in prove di perforazione, in cui i denti venivano meccanicamente spinti in blocchi di gelatina progettati per imitare la densità del tessuto animale.
Questo ha mostrato che i denti a sciabola erano in grado di perforare il blocco con fino al 50 per cento di forza in meno rispetto agli altri denti, dice Pollock. I ricercatori hanno poi valutato i dati sulla forma dei denti e le prestazioni di perforazione utilizzando una misura chiamata rapporto di rango Pareto, che giudicava quanto fossero ottimali i denti per forza o perforazione.
“I denti di un carnivoro devono essere abbastanza affilati e sottili da permettere all’animale di perforare la carne della preda, ma devono anche essere abbastanza smussati e robusti da non rompersi mentre l’animale morde,” dice Pollock.
Animali come Smilodon avevano denti a sciabola estremamente lunghi. “Questi denti probabilmente continuavano a riapparire perché rappresentano un design ottimale per la perforazione,” dice Pollock. “Sono davvero bravi a perforare, ma questo significa anche che sono un po’ fragili.” Ad esempio, le Fosse di La Brea in California hanno molti fossili di Smilodon, alcuni con denti rotti.
Altri animali dai denti a sciabola avevano anche denti che erano della forma ideale per un lavoro leggermente diverso. Il gatto Dinofelis aveva denti a sciabola più tozzi che bilanciavano perforazione e forza in modo più equo, dice Pollock.
I denti di altre specie dai denti a sciabola si trovavano tra queste forme ottimali, il che potrebbe essere il motivo per cui alcune di esse non sono durate a lungo. “Questi tipi di cose si bilanciano,” dice Pollock. “Gli aspetti della forma che rendono un dente buono in una cosa lo rendono cattivo in un’altra.”
Una delle principali ipotesi sul perché le specie dai denti a sciabola si siano estinte è che gli ecosistemi stavano cambiando e le grandi prede che si pensa abbiano preso di mira, come i mammut, stavano scomparendo.
I risultati delle prove di perforazione del team supportano questa ipotesi. I denti giganti non sarebbero stati altrettanto efficaci per catturare prede più simili alla dimensione di un coniglio, e il rischio di rottura dei denti potrebbe essere aumentato, quindi gli animali dai denti a sciabola sarebbero stati superati da predatori più efficaci nella caccia a tali prede, come i gatti con denti più piccoli, dice Pollock.
“Non appena le condizioni ecologiche o ambientali cambiano, i predatori altamente specializzati dai denti a sciabola non sono in grado di adattarsi abbastanza rapidamente e diventano estinti,” dice Stephan Lautenschlager dell’Università di Birmingham, Regno Unito.
“Penso che sia parte del motivo per cui questa morfologia dei denti a sciabola non si è evoluta di nuovo nel presente – non abbiamo la megafauna,” dice Julie Meachen della Des Moines University in Iowa. “La preda non c’è.”