Polmoni a libro in uno scorpione del Carbonifero inferiore

Le prove indirette indicano che gli scorpioni, apparsi per la prima volta nel Siluriano medio, erano originariamente organismi acquatici come i loro parenti euripteridi1. Gli scorpioni viventi hanno quattro paia di polmoni a libro, ogni coppia situata sopra uno sternite sulla superficie ventrale del mesosoma (addome anteriore) e ogni polmone a libro si apre all’esterno attraverso uno stigma che perfora lo sternite. Al contrario, la maggior parte degli scorpioni paleozoici aveva cinque placche addominali, omologhe alle appendici addominali, che erano apparentemente suturate alla parete del corpo solo lungo i loro bordi anteriori. È stato suggerito che ci fossero branchie sopra le piastre addominali2,3 e che tutti gli scorpioni con piastre addominali fossero acquatici e respirassero attraverso le branchie2,4. L’unico buon esempio, tuttavia, di uno scorpione paleozoico con strutture simili alle branchie conservate è il Waeringoscorpio5,6 del Devoniano inferiore. Porzioni di polmoni a libro sono state ora scoperte in due esemplari di uno scorpione fossile con piastre addominali da un calcare del Carbonifero inferiore in Scozia, fornendo la prima prova diretta di polmoni a libro e anche la prima prova di respirazione aerea in uno scorpione paleozoico. A differenza degli scorpioni recenti, le lamelle dei polmoni fossili hanno costole di cuticola più spessa lungo i loro margini posteriori, sostenendo l’omologia di queste strutture con il libro-polmoni di Limulus3,7. Poiché gli scorpioni del Siluriano e del Devoniano erano acquatici1,2 la presenza di polmoni a libro in uno scorpione del Carbonifero indica che la transizione da ambienti acquatici a terrestri è stata raggiunta dalla trasformazione diretta delle branchie a libro in polmoni a libro.