Lo status di Eubrontes e Gigandipus

Tradizionalmente, le orme di tipo Eubrontes sono state riferite a theropodi di taglia media di grado coelophysoide (come Dilophosaurus). Fonte.

I livelli ad orme di dinosauro del Giurassico Inferiore della Valle del Connecticut sono tra le più antiche documentazioni icnologiche riportate scientificamente, note fin dalla prima metà del XIX secolo. Quattro icnotaxa principali noti in questi livelli sono attribuiti senza particolari dubbi a theropodi: Grallator, Kayentapus, Plesiornis, e Gigandipus. Nei medesimi livelli, è inoltre rinvenuto, spesso in grande abbondanza, l'icnotaxon Eubrontes. Sebbene tutti concordino che Eubrontes sia riferibile ad un taxon dinosauriano bipede, non è unanime la sua attribuzione particolare. Secondo una interpretazione, Eubrontes è riferibile ad un theropode, mentre l'alternativa considera Eubrontes l'impronta di un sauropodomorfo non-sauropode ("prosauropode") bipede. Ambo le ipotesi stimano l'autore delle orme con una lunghezza corporea intorno ai 5 metri.  

Weems (2019) analizza le evidenze pro e contro varie ipotesi proposte per l'interpretazione di Eubrontes: 

1- Molti sauropodomorfi basali erano bipedi facoltativi e, pur essendo tetradattili, lasciavano impronte tridattili, in analogia con i theropodi, dato che il primo dito del piede era tenuto parzialmente sollevato ed iper-esteso.

2- I rari casi in cui l'orma Eubrontes presenta anche traccia dell'alluce, questo diverge di circa 60° rispetto alle altre dita, come nei sauropodomorfi; mentre nei theropodi l'alluce diverge di almeno 120°.

3- Le proporzioni tra lunghezza e ampiezza delle orme Eubrontes sono simili a quelle dei dinosauri non-theropodi piuttosto che a quelle tipiche dei theropodi.

4- Il piede che aveva generato le orme Eubrontes deve essere stato più corto e robusto rispetto a quello tipico della maggioranza dei theropodi del Giurassico Inferiore (di grado coelophysoide). Simili robustezze si osservano nei piedi dei sauropodomorfi.

5- Eubrontes è l'icnotaxon più abbondante nella Valle del Connecticut. Ciò propende nel cercare l'autore delle orme nel dinosauro del Giurassico Inferiore dal Nord America orientale più abbondante a livello scheletrico: il sauropodomorfo Anchisaurus. Anchisaurus ha le dimensioni corporee adatte a produrre orme delle dimensioni di Eubrontes.

6- Il range stratigrafico di Eubrontes (Carnico-Liassico) corrisponde al range stratigrafico dei sauropodomorfi bipedi.

La conclusione di Weems (2019) è quindi di riferire Eubrontes ad un sauropodomorfo basale bipede, che nel Giurassico Inferiore del Nord America orientale è rappresentato in particolare da Anchisaurus. Secondo questa interpretazione, i theropodi di grado coelophysoide di dimensioni medio-grandi, come "Syntarsus" e Dilophosaurus, sarebbero invece gli autori delle orme di tipo Kayentapus. 

Weems (2019) conclude con una menzione alle orme tridattili più grandi della Valle del Connecticut, l'icnotaxon Gigandipus. Queste sono più ampie delle orme Eubrontes, e nei rari casi in cui conservano traccia dell'alluce, questo diverge di circa 120°, confermando la loro attribuzione a theropodi. Dato che questo articolo è pubblicato online oggi, è probabile che fosse già stato accettato per la pubblicazione un mese fa, quando abbiamo pubblicato Saltriovenator: pertanto, è comprensibile che l'autore concluda la sua interpretazione di Gigandipus con

 "[i]ts specific theropod trackmaker remains mysterious but possibly was an early tetanuran." (Weems, 2019).

Ritengo plausibile che l'autore delle orme Gigandipus sia riferibile ad un "saltriovenatoride", ovvero, ad un ceratosauro molto basale, possibilmente imparentato con Saltriovenator.

Bibliografia:

Weems R.E. (2019). Evidence for Bipedal Prosauropods as the Likely Eubrontes Track-Makers. Ichnos DOI: 10.1080/10420940.2018.1532902

Oro(bates)bot ed il peccato originale del Parco Giurassico

Fotogramma dalla animazione interattiva realizzata da Nyakatura et al. (2019)

Nyakatura et al. (2019) combinano le informazioni sulla morfologia scheletrica del tetrapode Permiano Orobates, assieme alle caratteristiche della sua camminata deducibili da serie fossili riferibili a questo taxon, assieme a modellizzazioni biomeccaniche tratte dall'analisi della cinematica di alcuni tetrapodi moderni, per realizzare una dettagliata ricostruzione della camminata in questo animale. Si tratta della ricostruzione della andatura in un vertebrato estinto più accurata mai realizzata.

Gli autori producono anche una schermata interattiva dove tutti i parametri biomeccanici coinvolti sono manipolabili dall'utente, che può visualizzare gli effetti sulla ricostruzione del moto di questo diadctomorfo.

Inevitabile, vedendo queste ricostruzioni in grafica computerizzata, non pensare al film Jurassic Park (e non lo dico solo io!). Jurassic Park è la più famosa rappresentazione in computer graphic di animali estinti. Il numero di spettatori di questo film supera di vari ordini di grandezza quello dei potenziali lettori dello studio di Nyakatura et al. (2019) e della loro ricostruzione interattiva. E non solo perché il film ha un quarto di secolo di vantaggio. Un film ha il vantaggio di essere puramente visivo e non richiede un bagaglio concettuale molto elevato per essere apprezzato. Ma, come ho scritto innumerevoli volte, Jurassic Park ha il subdolo effetto collaterale di aver diffuso in maniera acritica e monodimensionale una particolare idea di come rappresentare i dinosauri. E oggi, miliardi di persone, quando si immaginano un dinosauro che cammina, inevitabilmente, pensano solamente a quella particolare idea di dinosauro, quella "alla Jurassic Park".

A prima vista, i dinosauri di Jurassic Park appaiono plausibili. Tuttavia, temo che ciò sia, nel 2019, un mero effetto della ripetizione costante dell'iconografia jurassic-parkiana, piuttosto che una consapevole considerazione critica. Quanti tra di noi ricordano di aver ragionato nel 1993 sulla correttezza e plausibilità del "modo di muovere" nei dinosauri del film? E quanti, allora, hanno effettivamente svolto una analisi rigorosa sul grado di plausibilità di tali ricostruzioni dinamiche? Pochissimi, forse nessuno. Di conseguenza, ormai, quasi tutti noi "accettiamo" che un dinosauro in computer graphic sia, in qualche modo, "alla Jurassic Park". Forse, moltissimi di noi nemmeno si immaginano che possano esistere modi alternativi di ricostruirli, ugualmente validi. Di conseguenza, la grandissima maggioranza di tutte le animazioni computerizzate sui dinosauri realizzate dal 1993 in poi, sono, in modo più o meno diretto, "ispirate" (o meglio, plasmate) sul canone presentato nel film del 1993. Quanti di noi si domandano, in modo rigoroso scientificamente, se e quanto siano "validi" quelle dinamiche?

Prendete i theropodi del film. Tutti si muovono secondo un modello generale, che poco cambia passando dai piccoli compsognatidi al grande Tyrannosaurus. Gli animali tendono ad avere tutti la medesima postura sinuosa, molto "gommosa": il collo e la coda tendono sempre ad ondeggiare, le braccia sono costantemente ciondolanti, le gambe tendono a piegare le ginocchia sia che l'animale cammini, corra o solamente ruoti il suo corpo stando fermo. Il torace si piega sia di lato che verticalmente, assecondando il movimento di testa e collo. Sono tutti dettagli che, nel complesso, trasmettono una dinamica "fluida" della creatura. Quanto è plausibile una simila "dinamica generale" nei dinosauri?

Prendete i sauropodi del film. Tutti hanno una andatura "solenne", con braccia e gambe che si muovono in maniera analoga e sfasata (quando una gamba si estende, il braccio dell'altro lato segue l'andatura). Anche in questo caso, collo e coda tendono ad oscillare indipendentemente dall'andatura, sia che l'animale cammini o sia fermo. Anche qui, sono tutti dettagli che trasmettono una dinamica "fluida", ma molto canonizzata.

Non è ovviamente una critica del film. Esso nasce con mezzi tecnologici e pretese ben diverse da una ricostruzione scientifica pubblicata su Nature nel 2019. Inoltre, sebbene sia spesso raccontata la favoletta della supervisione scientifica dei dinosauri del film del 1993, in realtà la parte scientifica fu molto superficiale (e nessuno si dovrebbe scandalizzare di ciò: come ripetono meccanicamente i critici del blog, quello è "solo un film"). 

Ciò che interessò agli animatori di Jurassic Park fu di introdurre una sufficiente dose di "plausibilità" e "naturalezza" negli animali. Badate bene a questi concetti: "plausibile" e "naturale" non sono attributi reali di una creatura oggettiva, ma descrizioni delle loro impressioni sull'osservatore. Una volta raggiunto lo scopo della "plausibile naturalezza", il lavoro dei creatori di Jurassic Park si è concluso. Nessuno intendeva, né poteva, puntare alla "correttazza e testabilità" delle ricostruzioni dinamiche. Nessuno puntò (consciamente?) alla "validazione scientifica" dei loro dinosauri in computer graphic. 

La tesi che sostengo qui (e che, per quanto banale, è comunque meritevole di essere esplicitata) è che la dinamica nei dinosauri di Jurassic Park (e, di conseguenza, la dinamica "canonica" nella grande maggioranza delle ricostruzioni di dinosauro dal 1993 ad oggi) non sia scientificamente valida, e che essa sia solamente un canone estetico, ed un vincolo da superare perché limita la nostra capacità di ricostruire i dinosauri.

La prova della prima parte della mia tesi la abbiamo direttamente dal "documentario ufficiale" del film: The Making of Jurassic Park.

Nel documentario, vediamo alcune scene tratte dal lavoro di pre- e post-produzione del film, e vediamo il lavoro degli animatori che hanno realizzato le ricostruzioni digitali. Nel documentario, è esplicitamente mostrato che l'andatura del Brachiosaurus sia stata ispirata dalla andatura in alcuni grandi mammiferi (elefante indiano e giraffa), mentre l'andatura dei dinosauri bipedi sia ispirata dall'andatura nell'uomo e di alcuni grandi uccelli. 

Un sauropode ha un sistema muscoloscheletrico ben differente da quello di un elefante o una giraffa: basti pensare al diverso impianto delle articolazioni del cinto pettorale, al diverso contributo dell'arto anteriore nella generazione della spinta, nel diverso posizionamento del baricentro nei vari animali, al fatto che i dinosauri abbiano una lunga coda ed un sistema retrattore basato sui caudofemorali - assenti nei mammiferi. Già tutti questi elementi contribuiscono in modo sostanziale alla andatura e dinamica dell'andatura. Pensare che un sauropode "cammini come un elefante" è pertanto grossolano, impreciso e fuorviante. Illudersi che la camminata di una giraffa "simuli" un sauropode è quindi ingenuo e superficiale, una illusione che può funzionare nella "sospensione dell'incredulità" che accettiamo sgranocchiando pop corn al cinema, ma che non dovrebbe poi essere presa a canone generale per 25 anni di successive rappresentazioni grafiche.

Analogo argomento per i dinosauri bipedi. Uno struzzo è un theropode attuale troppo modificato rispetto al bauplan coelurosauriano per essere preso a modello plausibile per un tyrannosauride o un dromaeosauride: già solo il diverso contributo del sistema caudofemorale (e quindi il diverso ruolo dell'articolazione dell'anca rispetto al ginocchio), e gli effetti allometrici (per Tyrannosaurus) producono una sostanziale differenza nella dinamica del passo. Analogamente, aver preso Homo sapiens come "analogo locomotorio" per i dinosauri bipedi introduce fattori assenti nella struttura anatomica dei dinosauri. In particolare, Homo sapiens, avendo una postura unicamente verticale ed essendo privo di un sistema di "bilancieri anatomici", ha evoluto una camminata molto particolare, durante la quale è necessariamente costretto ad oscillare alternativamente le braccia - come bilancieri - per mantenersi in equilibrio dinamico. Un theropode non ha questi problemi, dato che la sua postura è orizzontale e la coda controbilancia "di default" la parte anteriore del corpo, ma sopratutto non potrebbe oscillare alternativamente le braccia dato che il cinto pettorale è rigidamente connesso da furcula e sterno alla gabbia toracica: un theropode non è quindi in grado (né ha interesse a farlo) di oscillare le braccia. Dimenticatevi quindi le braccia ciondolose che vedete invece in tutti i dinosauri bipedi in Jurassic Park e nei suoi seguiti (diretti o ispirati). Tutto ci dice che durante il moto, i theropodi non muovessero le braccia, ma le tenessero serrate al torace.

Non ho dubbi che ci sarà il solito commentatore seccato dalla "ovvia banalità" del discorso in questo post. E non ho dubbi che la critica alle mie parole sarà più verso l'intenzione di fare l'analisi piuttosto che alla serie di argomenti presentati. Eppure, voglio rispondere con un paradosso. Immaginate che non abbiate mai visto un essere umano camminare, e che vogliate ricostruire la sua andatura partendo dal solo scheletro e usando come riferimento animali che ritenete "dinamicamnete simili", come gli scimpanzè e gli struzzi. Le grandi scimmie sono i parenti più prossimi, e gli struzzi sono animali bipedi di dimensioni analoghe ad Homo sapiens: prenderli come "analogia" per la ricostruzione è quindi legittimo, e siamo tutti concordi che usarli come modello di riferimento sia una scelta accettabile. Ma cosa succederebbe a fare una ricosturzione dell'andatura umana che fosse solamente "plausibile e naturale" in analogia con l'andatura dello scimpanzé e dello struzzo? Sicuramente, avremmo una immagine di come cammina l'uomo che non viola le leggi della fisica, ma dubito che otterremmo qualcosa di corretto nei dettagli importanti che generano la vera camminata umana. 

Che impressione vi darebbe, dopo aver visto per 25 anni "uomini in computer graphic" fatti in tal modo, scoprire che Homo sapiens non camminava in quel modo?

Immaginate una sfilata di modelle che ondeggiano la braccia ed i fianchi di lato come uno scimpanzé, ciondolando ritmicamente collo e piegando le caviglie come uno struzzo. Ecco, ora avete in mente l'impressione che ho io quando guardo il Tyrannosaurus di Jurassic Park.

Halszkaraptor, The Graphic Novel!

Troppo mitico!

Vi ricordate la striscia a fumetti dedicata a Sauroniops?

Arnaud Plumeri e Bloz, gli autori di Les Dinosaurs/Dinosaures the Graphic Novel, sono tornati a parlare di "miei" dinosauri, e questa volta hanno scelto come protagonista il nostro paraviano preferito, la principessa dell'omoplasia e dell'eleganza, ovvero Halszkaraptor!

In anteprima assoluta, ecco la striscia dedicata a Halszkaraptor, che comparità nel numero di marzo 2019 della serie. Nel medesimo numero, è inclusa una intervista al vostro blogger, con alcune foto della Piccola Halszka.

Ringrazio Arnaud e Bloz per aver dedicato alla mia piccola Halszka una spassosissima puntata della loro serie!

I genitali dei dinosauri

Mandate a letto i bambini

Avendo prosperato per 160 milioni di anni, i dinosauri non-aviani devono, necessariamente, essersi riprodotti con successo. Questa mera constatazione, però, ci dice poco su come lo facessero.

Gli organi riproduttivi dei vertebrati sono, nella maggioranza dei casi, formati esclusivamente da parti molli, e quindi tendono a non fossilizzare. Eccezioni a questa regola sono i numerosi mammiferi dotati di baculum (osso che forma il supporto per l'organo copulatore maschile e per il suo omologo femminile), e i casi eccezionali in cui condizioni particolari di fossilizzazione permettono la preservazione dei follicoli ovarici. Il primo caso non è applicabile ai dinosauri, dato che il baculum non è presente nei rettili, mentre il secondo caso è documentato in alcuni theropodi piumati provenienti da livelli ad elevata conservazione del Cretacico Inferiore della Cina. Tuttavia, la fossilizzazione di follicoli ovarici non ci da molte informazioni sull'apparato riproduttivo dei dinosauri rispetto a ciò che possiamo dedurre, con maggiore facilità e abbondanza, dall'analisi delle uova e delle covate fossili.

In assenza di prove dirette, possiamo però dedurre l'anatomia dei genitali dei dinosauri tramite l'inferenza filogenetica, ovvero, analizzando l'anatomia degli uccelli e dei coccodrilli moderni, per determinare se e quali elementi anatomici siano condivisi dai due gruppi: tali elementi sono, ragionevolmente, da considerare sinapomorfie di Archosauria e quindi da dedurre anche nei dinosauri mesozoici. Poter dedurre l'anatomia riproduttiva dei dinosauri fornisce una base su cui discutere in modo plausibile alcune caratteristiche del loro comportamento, in particolare, come doveva svolgersi la copula in questi animali. Ovviamente, dato che non disponiamo di prove dirette, non ha senso fare ipotesi particolari relative a specie particolari: quello che possiamo fare è di determinare una “condizione generale” plausibile in base a ciò che possiamo dedurre in modo ragionevole dall'osservazione delle specie di archosauri viventi.

Prima di avventurarci nel misterioso mondo dei genitali degli archosauri, è bene chiarire subito alcuni elementi di anatomia comparata. Siccome l'ignoranza e la mistificazione sui genitali è molto ampia (ricordo spassosi aneddoti dei tempi universitari, con amici noti per millantare “esperienza” diretta in anatomia femminile e che poi cadevano rovinosamente alla domanda su quante fossero le aperture urogenitali nella specie umana: niente è più fragile di ciò che crediamo di conoscere “per esperienza”), presumo che l'ignoranza sui genitali degli archosauri sia ancora più vasta.

Come tutti i rettili, anche gli uccelli presentano una completa separazione delle vie digerente, escretoria e genitale: i tre sistemi tuttavia non sboccano all'esterno tramite tre aperture distinte (come nel caso delle femmine della maggioranza dei mammiferi), bensì sboccano tutti e tre all'interno di una camera comune, la quale poi sbocca all'esterno tramite una singola apertura, la cloaca. Siccome questo è il piano corporeo generale di tutti i rettili ed è condiviso anche dagli uccelli, non abbiamo motivi per pensare che i dinosauri fossero diversi. Quindi, assumiamo che tutti i dinosauri abbiamo questa morfologia generale: completa separazione dell'apparato riproduttivo dai sistemi digestivo ed escretore, ma loro terminazione comune in una camera che sbocca all'esterno tramite la cloaca.

Senza entrare nei dettagli della parti più interne dell'apparato riproduttivo, sempre prendendo tutti i rettili (uccelli compresi) come riferimento, possiamo dedurre ragionevolmente che i testicoli dei maschi non fossero visibili esternamente (come accade invece in molti mammiferi).

Una questione fondamentale per dedurre una qualche informazione sulle modalità della copula è stabilire se i dinosauri avessero un organo copulatore oppure no. Negli uccelli moderni, la maggioranza delle specie è priva di pene, mentre questo è presente (sia impari che in coppia) negli altri rettili. Tuttavia, la distribuzione del pene negli uccelli suggerisce che l'assenza del pene sia una condizione derivata, dato che è esclusiva dei Neoaves, mentre tutti gli uccelli moderni più basali hanno organi copulatori. Siccome sia i galloanseri che i paleognati presentano un organo copulatore, questa deve essere molto probabilmente la condizione primitiva del più recente antenato comune degli uccelli attuali. Dato che anche nei coccodrilli è presente sempre un pene singolo, è plausibile che questa sia la condizione ancestrale di tutti gli archosauri, e che quindi, la presenza di un pene sia un carattere anatomico generale dei dinosauri. Sia negli uccelli che lo presentano che nei rettili moderni, il pene è alloggiato nella cavità cloacale ed estroflesso alla copula: anche questa è quindi da considerare la condizione generale per i dinosauri.

Negli uccelli moderni che non presentano un organo copulatore, la copula viene effettuata dai due animali tramite contatto diretto delle rispettive cloache (comportamento detto di “bacio clacale”): dato che è ragionevole dedurre la presenza del pene in tutti i dinosauri non-aviani, non occorre ipotizzare questo comportamento nei dinosauri.

Un altro elemento in comune tra uccelli con organo copulatore e coccodrilli è che la estroflessione del pene avviene per mezzo di muscoli specifici, e che l'organo ha una forma incurvata. Il motivo di questa forma piegata è legato alla posizione della cloaca, che sbocca in direzione posteroventrale: la forma “piegata” dell'organo permette a questo ultimo, quando viene estroflesso, di avere la propria estremità rivolta anterolateralmente, così da essere più agevolmente inserito nell'apertura cloacale della femmina (assumendo una copula con i due animali orientati parallelamente e nella medesima direzione, come avviene nella maggioranza dei vertebrati).

Per rimuovere alcune errate comparazioni con la nostra specie, è bene chiarire ancora una volta che l'organo copulatore di questi animali non funge da dotto terminale dell'appartato escretore (come nel caso del pene umano), ma solo da dotto seminale. Inoltre, sia negli uccelli che negli altri rettili, il pene non presenta un condotto tubulare al suo interno, ma presenta un solco lungo la sua superficie dorsale: il liquido seminale scorre lungo questo solco (non all'interno del pene) e viene depositato sul solco omologo della struttura corrispondente delle femmine. Questa ultima è di forma simile all'organo maschile (è difatti il suo omologo) ma è di dimensioni più ridotte e non viene estroflessa fuori dalla cloaca. Anche in questo caso, la generale similitudine tra uccelli e coccodrilli porta a considerare questa modalità riproduttiva come la norma nei dinosauri.

Un elemento che differisce in modo significativo tra uccelli e coccodrilli è il meccanismo che genera il turgore nell'organo copulatore: nei coccodrilli, come nella maggioranza dei vertebrati, questo è generato dal sistema sanguigno, mentre negli uccelli la “pompa idraulica” è generata dal sistema linfatico. Siccome il sistema linfatico non permette di mantenere une erezione analoga a quella prodotta con un meccanismo circolatorio, la copula negli uccelli tende ad essere più rapida e breve che nei rettili. Inoltre, negli uccelli la pompa linfatica partecipa alla espulsione del liquido seminale. Purtroppo, non possiamo sapere se il passaggio da un meccanismo cardiocircolatorio “rettiliano” ad uno linfatico “aviano” sia avvenuto in prossimità dell'origine degli uccelli moderni oppure sia avvenuto più anticamente lungo la linea dinosauriana: quindi non è possibile stabilire quando sia avvenuta tale modificazione (e quindi, se e in quali dinosauri ci fosse un sistema di erezione linfatico). Non avendo modo di dedurre e distinguere queste due modalità dall'anatomia scheletrica dei fossili, non è possibile quindi discutere le implicazioni di questi due sistemi nel comportamento riproduttivo dei dinosauri.

Concludendo, tutti i dati a nostra disposizione ci dicono che i dinosauri avevano un sistema riproduttivo rettiliano (in senso lato), che è il medesimo conservato negli uccelli. La fecondazione era interna, tramite un organo copulatore maschile che veniva estroflesso dalla cloaca tramite muscoli, e mantenuto turgido tramite un meccanismo idraulico la cui omologia moderna non è determinabile (cardiocircolatorio vs linfatico). Questo sistema esclude il ricorso al “bacio cloacale” che osserviamo in molti uccelli odierni, e presuppone una monta durante la copula per permettere al maschio di penetrare la femmina, come nei coccodrilli, ma anche in ratiti, galliformi e anseriformi. Sebbene si speculi spesso su come avvenissero tali copule, specialmente per animali dotati di elaborate ornamentazioni e corazze dermiche (come in stegosauri e ankylosauri), il fatto che animali letteralmente “inscatolati” e sicuramente più goffi ed impacciati dei dinosauri, come sono le tartarughe, riescano a svolgere efficacemente le proprie copule, ci suggerisce che, probabilmente, la difficoltà di immaginare tali copule sia più un limite nostro che dei dinosauri. A questo proposito, in analogia con le tartarughe, non è da escludere che i dinosauri corazzati avessero un organo copulatore molto lungo, che permetteva di svolgere la copula senza ricorrere a complesse e contorte posizioni per la coppia. Ma qui, forse, anche io sto speculando troppo da così pochi dati...

Saltriovenator e la corsa agli armamenti giurassici

Ricostruzione della mano di Saltriovenator (secondo e terzo dito, modificato da Dal Sasso et al. 2018) con le dita in iperestensione, confrontata con la mano di Dilophosaurus (mostrata alla stessa scala, da Welles 1984). La freccia nera indica il labbro estensore del secondo metacarpale; le frecce rosse indicano i processi flessori di falangi e metacarpo. Metacarpali colorati in rosso.

Il modo migliore per comprendere ed apprezzare cosa abbia significato la comparsa di theropodi come Saltriovenator, all'inizio del Giurassico, è confrontando la mano del nuovo theropode italiano con quella del più "classico" theropode del Giurassico Inferiore, Dilophosaurus.

Nell'immagine in alto, la mano di Saltriovenator e quella di Dilophosaurus sono mostrate alla medesima scala, in vista laterale, ed entrambe in iperestensione (ovvero, con le falangi estese al massimo delle rispettive possibilità date dalla forma delle faccette articolari). Per semplificare, il primo dito (non preservato in Saltriovenator) in Dilophosaurus è omesso. L'iperestensione è una postura passiva che si assume come reazione ad una pressione delle dita (ad esempio, se viene mantenuta e si esercita permanentemente una flessione delle dita contro un ostacolo). In pratica, tale postura rappresenta il momento in cui la mano sta esercitando la massima pressione contro un oggetto che oppone resistenza. Per convenzione, la mano è mostrata con i metacarpali orientati orizzontalmente e la superficie palmare verso il basso. Tenete bene a mente che tale postura non è necessariamente quella che la mano assumerebbe rispetto al terreno, dato che gli arti anteriori dei theropodi sono articolari a livello della spalla in direzione lateroposteroventrale: considerate quindi l'immagine solamente come una postura ideale per facilitare la descrizione delle ossa. Il piano di orientazione della mano, nell'atto reale, dipende da innumerevoli fattori, come la postura assunta dall'intero corpo dell'animale, la posizione delle braccia rispetto al corpo, e la forma dell'oggetto su cui si esercita la pressione.

Confrontate le due mani. Appare subito chiaro che Saltriovenator, pur avendo la mano di lunghezza simile a quella di Dilophosaurus, se ne differenzia per tre elementi fondamentali:

1- La mano di Saltriovenator è molto più robusta. Confrontate lo spessore delle ossa omologhe, ad esempio, i metacarpi: il theropode italiano ha ossa molto più robuste dell'altro. Ciò significa che, a parità di lunghezza, Saltriovenator ha una maggiore resistenza alla forze di flessione, torsione o frattura esercitate sulle sue ossa.

2- La mano di Saltriovenator dispone di elementi ossei che prevengono la dislocazione delle falangi (freccia nera). Questi elementi "bloccano" le falangi in iperestensione e impediscono alle falangi di "uscire" dalle loro faccette articolari anche se sottoposte ad una intensa sollecitazione meccanica. La mano di Dilophosaurus, non disponendo di strutture analoghe, non era quindi adattata a "resistere" allo stesso grado di sollecitazioni meccaniche di Saltriovenator.

3- La mano di Saltriovenator dispone di processi flessori molto sviluppati (frecce rosse). Questi sono punti di ancoraggio dei muscoli e legamenti che flettono le falangi rispetto al metacarpo (per "chiudere le dita"). La presenza di questi processi ossei aumenta il momento delle forze generate da questi muscoli, e quindi aumenta l'efficacia del lavoro degli ungueali della mano durante la flessione. Questo significa che la mano di Saltriovenator era in grado di imprimere sui propri ungueali una pressione molto maggiore di quella possibile a Dilophosaurus. Tale pressione si manifestava con una maggiore efficienza delle mani nel penetrare la pelle e la carne delle prede, sia per ancorarsi alla preda sia per generare lacerazioni più profonde ed estese, a parità di tempo rispetto alla mano di Dilophosaurus.

Riassumendo, confrontata con quella degli altri theropodi del suo tempo, la mano di Saltriovenator mostra adattamenti per A) resistere maggiormente a forze in grado di spezzare le ossa della mano, B) era in grado di resistere con maggiore efficacia a sollecitazioni meccaniche che possono dislocare le falangi della mano e C) era in grado di generare una maggiore potenza alla presa delle falangi, sia per trattenere che per lacerare la preda.

Questi adattamenti indicano che Saltriovenator era in grado di sostenere sollecitazioni meccaniche nella mano che gli altri theropodi del Giurassico Inferiore non avrebbero potuto sostenere. Dato che la mano nei theropodi è un organo legato alla predazione, concludiamo che la mano di Saltriovenator è un adattamento a prede diverse rispetto a quelle tipiche degli altri theropodi della base del Giurassico. Che tipo di prede? Delle prede in grado di generare forze molto maggiori rispetto alle altre prede. Delle prede in grado di generare una maggiore opposizione ad un eventuale tentativo di presa. Delle prede in grado di resistere con maggiore tenacia e efficienza a tentativi di essere lacerate o trafitte. In breve, prede più grandi, forti e corazzate rispetto a quelle preferite dai theropodi di grado coelophysoide. Prede "nuove", che stavano popolando il mondo Giurassico probabilmente come causa ed effetto alla comparsa di nuovi, grandi predatori, come Saltriovenator.

Come accennato nei precedenti post, queste prede più grandi, forti, tenaci e resistenti sono proprio le due novità più interessanti nel panorama dei dinosauri non-theropodi della base del Giurassico: i sauropodi ed i thyreofori (come Scelidosaurus). 

Nella sua mano, Saltriovenator testimonia l'inizio della grande "corsa agli armamenti" tra mega-theropodi e mega-erbivori, che caratterizzerà i successivi 140 milioni di anni del Mesozoico.

Bibliografia:

Dal Sasso C., Maganuco S., Cau A. 2018. The oldest ceratosaurian (Dinosauria: Theropoda), from the Lower Jurassic of Italy, sheds light on the evolution of the three-fingered hand of birds, in PeerJ, vol. 6, e5976
Welles S.P. 1984. Dilophosaurus wetherilli (Dinosauria, Theropoda), osteology and comparisons, in Palaeontogr. Abt. A. 185:85–180.

Ricostruire Saltriovenator

Confronto dimensionale tra la ricostruzione del più grande esemplare di Ceratosaurus e l'olotipo di Saltriovenator. Ceratosaurus è opera di Scott Hartman (fonte), Saltriovenator è opera di Marco Auditore (tratta da Dal Sasso et al. 2018).

Nello studio in cui istituiamo Saltriovenator (Dal Sasso, Maganuco e Cau 2018), una parte importante della nostra discussione è dedicata alla ricostruzione scheletrica e dimensionale di questo nuovo dinosauro. Sovente, la spiegazione tecnica di questi elementi è trascurata se non omessa del tutto in un articolo tecnico, nonostante che le ricostruzioni "in vivo" basate su tali inferenze siano molto care agli appassionati e possano quindi diventare oggetto di discussioni più o meno "robuste" online. Simone Maganuco è un paleontologo che da sempre coniuga una impostazione scientifica con una "divulgativo-espositiva", ed è proprio lui che ha voluto includere nel nostro studio anche una parte di spiegazione della logica sottostante la nostra ricostruzione. Per quanto una ricostruzione di un esemplare molto frammentario sia ovviamente un processo speculativo che sfuma nella (paleo)arte, è nondimento il prodotto di una riflessione razionale fondata su dati scientifici, e pertanto merita di essere esplicitata in uno studio tecnico. Infatti, solo così una ricostruzione scientifica può essere aggiornata e migliorata in modo scientifico, rendendo il lettore partecipe e consapevole della logica che sta dietro la scelta di usare una rappresentazione piuttosto che un'altra. Il messaggio che abbiamo voluto dare è che una ricostruzione non è, ovviamente, "un fatto puro" da prendere come verità di fede, ma nemmeno una "licenza artistica e gratuita": essa stessa è una ipotesi scientifica, avente una serie di dati di partenza, che sottosta a un insieme di regole pre-definite, e che può essere testata e migliorata in modo scientifico.

Le dimensioni 

L'immagine in alto mostra la ricostruzione di Saltriovenator confrontata alla stessa scala con quella del ceratosauro giurassico meglio conosciuto, Ceratosaurus. In colore, le ossa effettivamente note di Saltriovenator. Notate subito che la totalità della colonna vertebrale, la grandissima maggioranza del cranio e buona parte degli arti non sono attualmente noti. Per determinare le dimensioni (o meglio, un range plausibile di dimensioni) per questo dinosauro, abbiamo seguito diversi criteri, per poi confrontare i risultati.

Le ossa preservate di Saltriovenator sono state confrontate con ossa omologhe di altri theropodi molto più completi (in particolare, Dilophosaurus, Ceratosaurus e Allosaurus): tali confronti sono stati valutati e ponderati per stimare le dimensioni totali del nostro dinosauro.

Questo approccio ci permette di avere una stima generale delle dimensioni, ma non deve mai essere usato in modo ingenuo, perché ogni specie ha proporzioni particolari del corpo, e quindi non possiamo usare uno (o pochi) confronti tra poche ossa di specie differenti ed usarli come una stima esaustiva e completa dell'intero corpo. Fin troppo volte in passato abbiamo avuto stime "gigantesche" di dinosauri basate solamente su un singolo osso usato ingenuamente come parametro totale per un intero corpo.

Per spiegare il senso di questa sacrosanta cautela, vi basta confrontare la scapola e la mano di Ceratosaurus e Saltriovenator. Le due scapole risultano praticamente delle medesime dimensioni, mentre la mano di Saltriovenator è molto più grande e robusta di quella di Ceratosaurus. Se usassimo la mano come riferimento unico e definitivo, dovremmo concludere che Saltriovenator fosse grande una volta e mezzo Ceratosaurus, ovvero, che fosse lungo più di 9 metri! Una tale stima però sarebbe smentita dal confronto con la scapola e con le ossa della caviglia, che invece sono praticamente della medesima dimensione nei due dinosauri. Pertanto, il buon senso ci dice che Saltriovenator non era un ceratosauro gigante (con caviglie e scapole minuscole!), bensì che fosse un ceratosauro di dimensioni analoghe a Ceratosaurus ma con una mano in proporzione più robusta e sviluppata.

Questa seconda (e più cauta) stima di Saltriovenator è confermata da una comparazione delle ossa della mano e dell'omero di Saltriovenator con un ampio numero di theropodi, dove risulta che esso ha un rapporto metacarpo-omero in linea con la tendenza generale di Theropoda, mentre i ceratosauri successivi (Neoceratosauria: ceratosauridi e abelisauroidi), incluso Ceratosaurus, hanno il rapporto metacarpo-omero più ridotto di tutto Theropoda. Ciò significa che la mano di Ceratosaurus è relativamente ridotta per gli standard theropodiani, e sarebbe errato usarla come unico criterio per stimare Saltriovenator, dato che inevitabilmente sovrastimerebbe il nostro theropode italico.

La presenza, forma e morfologia delle parti mancanti

Perché abbiamo ricostruito il cranio di Saltriovenator avente delle creste nasali e lacrimali? Generalmente, una ricostruzione scheletrica di parti mancanti tende ad essere "minimalista" e non si "azzarda" ad aggiungere elementi "ornamentali", in quanto ritenuti "accessori" non verificabili. Questo modo di ragionare, apparentemente "cauto e conservatore" è a mio avviso invece "miope" perché ignora di considerare criteri scientifici di inferenza anatomica come basi per una ricostruzione. Per spiegare questo ragionamento, parto con una domanda apparentemete sciocca: come facciamo a "sapere" che Saltriovenator avesse una lunga coda (dettaglio della ricostruzione ma che non è basato su alcuna prova diretta)? Il motivo è che l'alternativa (una coda ridotta o assente) è una alternativa meno plausibile di una coda lunga: nessun ceratosauro né theropode non-maniraptoriano mostra alcuna tendenza alla riduzione della coda. Pertanto, fintanto che non avremo prove di una coda atrofica in Saltriovenator, la coda sviluppata è l'opzione di "default".

Esiste un criterio "scientifico" per stabilire quali caratteristiche siano da considerare "di default" in una ricostruzione? Sì, l'inferenza filogenetica: noi possiamo considerare come "default" tutte le caratteristiche di Saltriovenator che deduciamo filogeneticamente dalla sua posizione in Theropoda e Ceratosauria. In pratica, per stabilire le caratteristiche anatomiche mancanti in Saltriovenator abbiamo "chiesto" ad un programma filogenetico di ricostruire l'intera anatomia del più recente antenato comune di tutti i ceratosauri, sulla base della distribuzione delle caratteristiche anatomiche lungo la filogenesi di Theropoda.

Ad esempio, tornando all'esempio della coda, l'analisi filogenetica del carattere "numero di vertebre caudali" colloca l'evoluzione di una "coda corta" dentro il nodo Pennaraptora. Siccome Saltriovenator è esterno a tale nodo, deduciamo che esso avesse il carattere "coda lunga". Analogamente, siccome il carattere "perdita del quinto metacarpale" è collocato evolutivamente alla base di Neotheropoda (prima della divergenza di Ceratosauria e Tetanurae), deduciamo che Saltriovenator avesse quel carattere (condiviso da tutti i neotheropodi), e quindi fosse privo del quinto metacarpale (attenzione: notate che il carattere è "perdita del quinto metacarpale" e non "quinto metacarpale"!). Di conseguenza, nella nostra ricostruzione scheletrica, Saltriovenator non ha il quinto metacarpale, nonostante che la sua mano sia incompleta e quindi non si possa determinare direttamente il numero dei suoi metacarpali.

Sempre secondo questo approccio testabile e continuamente aggiornabile, l'analisi filogenetica ricostruisce l'antenato comune di ceratosauri e tetanuri come un theropode con cranio allungato, con il nasale dotato di una cresta mediana e con il lacrimale dotato di una cresta dorsale. Questi elementi sono stati quindi inclusi nella nostra ricostruzione: ometterli sarebbe stato una decisione arbitraria e soggettiva. Se questo risultato vi può apparire non scontato, considerate che una cresta nasale mediana è presente in altri ceratosauri basali (Ceratosaurus), ma anche in alcuni carnosauri basali (Monolophosaurus), negli unici megalosauroidi di cui abbiamo resti del nasale (spinosauridi), e in coelurosauri basali giurassici di cui disponiamo del cranio (proceratosauridi): appare quindi ragionevole che la cresta nasale mediana sia un carattere ancestrale di Averostra, che poi è andato perduto negli abelisauroidi, negli allosauriani, nei tyrannosauroidi post-Giurassici e nei maniraptoromorfi.

Combinando questi differenti metodi, filogenetico-comparativi e morfometrici, abbiamo quindi prodotto una ricostruzione che è la più "oggettiva" e "scientifica" possibile. Ovviamente, la speranza è che nuovi esemplari di Saltriovenator siano scoperti, così da testare, correggere e raffinare la correttezza della nostra interpretazione.