I trend macroevolutivi sono cambiamenti direzionali e persistenti nello stato di uno o più caratteri, che producono sostanziali trasformazioni fenotipiche nel tempo e rappresentano uno dei fenomeni primari che maggiormente influenza la macroevoluzione, specialmente su vaste scale temporali. L'importanza di variazioni ambientali e/o paleontologiche nell'originare e modellare i trend macroevolutivi riguardanti la morfologia e la funzione del complesso cranio-mandibolare restano ampiamente inesplorati: a tal proposito, lo scopo del presente progetto è di studiare i membri dell'ordine Carnivora in qualità di modello per l'investigazione dei trend macroevolutivi, mediante l'utilizzo della morfometria geometrica. Il principale obiettivo è quello di collezionare immagini 2D mandibolari e modelli 3D craniali (questi ultimi realizzati grazie a fotogrammetria o uso di CTscanner), concentrandosi soprattutto sulle specie attuali e fossilli appartenenti a Ursidae, Canidae, Pinnipedia and Felidae. Il dato morfologico ottenuto sarà poi combinato con informazioni ecologiche seguendo un approccio eco-morfologico allo scopo di produrre articoli scientifici su riviste ISI ad alto impact factor, oltre ad iniziative a scopo divulgativo come la creazione di una online repository mostrante i modelli 3D ottenuti, o la divulgazione dei risultati ottenuti in congressi/convegni specializzati.
Grazie al presente progetto, il proponente avrà la possibilità di visitare le principali collezioni zoologiche e paleontologiche europee (Musée d'Histoire Naturelle - Parigi; National History Museum - Londra e Natural History Museum - Basilea) ottenendo tre database fondamentali per il suo dottorato. Tali database comprenderanno: un sample mandibolare d'immagini 2D in visione labiale e due campioni craniali (uno comprendente modelli 3D fotogrammetrici e l'altro composto da CTscan). In termini di copertura tassonomica, sarà campionata la quasi totalità delle specie attuali, e un buon numero di specie fossili, appartenenti a felidi, canidi, ursidi e pinnipedi. Tali taxa contengono molti tra i più carismatici carnivori del pianeta e alcuni tra i più straordinari casi di adattamento presenti all'interno dell'intero ordine (come quello alla vita semi-acquatica esibito dai pinnipedi o quello ad una dieta ipercarnivora esibito dagli attuali felidi e dal loro estinto sister group dai denti a sciabola): per tali ragioni, essi rappresentano case study per ricerche ecomorfologiche sui mammiferi (e.g., Jones et al. 2015, BMC Evol. Biol.; Meloro et al. 2017, J. Zool. Syst. Evol. Res.). Come brevemente menzionato in precedenza, lo scopo generale del presente progetto è quello di verificare la presenza di variazioni morfologiche direzionali e di mettere in relazione tali evolutionary trend con i cambiamenti ambientali o paleontologici che ne sono alla base.
In particolare, verranno prodotti articoli riguardanti i singoli cladi campionati destinati a riviste peer-reviewed (in particolare rivolti a target paleontologici quali Palaeontology o J. Vert. Paleontol.), nei quali si cercherà di evidenziare il ruolo che hanno avuto gradienti ambientali, anche su vaste scale temporali, nel determinare l'origine, la persistenza e i cambiamenti di intensità/direzione dei trend macroevolutivi. Si auspica poi la produzione di almeno un articolo su un top tier journal (e.g., PNAS, Sci. Rep. o Nat. Ecol. Evol.) contenente analisi ad un livello tassonico superiore (ossia l'intero ordine Carnivora), riguardante l'evoluzione morfologica del cervello o della superficie esterna del cranio in relazione ad aspetti legati all'ambiente o all'evolutionary ecology (e.g., social predation o cursorialità). Il database 2D verrà incluso in un database già in possesso del proponente e verrà utilizzato per produrre analisi circa una differente importanza dei fenomeni della convergenza evolutiva e del parallelismo nell'evoluzione morfologica craniale vs mandibolare dei carnivori.
I modelli 3D ottenuti saranno caricati su repository online open-access o on-demand-access mediante siti web come Morphosource, Phenome10K o Sketchfab. La necessità di condividere o consentire la visualizzazione di materiale 3D è fondamentale per consentire di accelerare il passo della ricerca in paleontologia, o nel settore morfologico in generale, ed è gia stata sottolineata come una priorità del nostro tempo da un crescente numero di scienziati (e.g., Lewis 2019, News Feature su Nature): il presente progetto sposa appieno questa guideline, cercando di rendere facilemente accessibili non solo i risultati ottenuti dale analisi, ma anche i modelli 3D dei campioni morfologici che sono stati analizzati.
Il material in submission o pubblicato sarà parte integrante del progetto di dottorato del proponente, dal titolo "Macroevolutionary trends and ecological correlates in the craniomandibular complex of carnivorans".