A caccia di dinosauri ai margini del Sahara

Pubblicizzo questo evento che terrò sabato 29 Ottobre a Cento (Ferrara).
Se sarete in zona, non dovrete mancare.

Wiehenvenator e la distribuzione dei theropodi giurassici

Elementi noti di Wiehenvenator (da Rauhut et al. 2016).

Rauhut et al. (2016) descrivono i resti parziali di un grosso theropode (lunghezza stimata attorno a 8 metri) dal Calloviano (Giurassico Medio) della Germania settentrionale, ed istituiscono Wiehenvenator albati.

L’olotipo ed unico esemplare di Wiehenvenator include parte del cranio (premascellare, mascellare, lacrimale, postorbitale, dentale e alcuni altri frammenti), alcune coste dorsali, una falange, alcune vertebre caudali intermedie, la fibula e parte dei tarsali prossimali.

Rauhut et al. (2016) includono Wiehenvenator in una versione modificata della analisi di Carrano et al. (2012) sui tetanuri e ottengono, tra le altre cose, il nuovo theropode tra i megalosauridi megalosaurini, sister taxon di Torvosaurus. Immesso in Megamatrice, invece, il nuovo theropode tedesco forma una irrisolta politomia con Megalosaurinae ed Eustreptospondylinae.

Aldilà di queste differenze topologiche, che sono suscettibili di revisione (attendo la pubblicazione della matrice utilizzata da Rauhut et al. 2016 per meglio comparare i caratteri usati), lo studio è molto interessante perché confronta le varie faune e theropodi del Giurassico. In particolare, emerge una abbondanza di megalosauridi nel Giurassico Medio europeo. Gli autori ritengono che queste abbondanza sia in parte un artefatto di campionamento. In particolare, è significativo che siano poche le località di confronto tra i veri continenti che abbiano età sovrapponibili, che le diverse aree geografiche abbiano sovente differenti livelli corrispondenti a diversi ambienti deposizionali (ad esempio, in Europa abbondano le formazioni costiere e marine, dato che per buona parte del periodo essa fu un arcipelago, mentre sono meno abbondanti le formazioni di ambienti più interni) e spicca l’anomalia nordamericana, praticamente priva di theropodi del Giurassico Medio e con il monopolio della Formazione Morrison nel Giurassico Superiore. Tutti questi fattori devono quindi metterci in allerta a non leggere le distribuzioni note dei theropodi giurassici “alla lettera” come se fossero una fotografia incorrotta di quel periodo.

Bibliografia:

Oliver W.M. Rauhut, Tom R. Hübner, and Klaus-Peter Lanser. 2016. A new megalosaurid theropod dinosaur from the late Middle Jurassic (Callovian) of north-western Germany: implications for theropod evolution and faunal turnover in the Jurassic. Palaeontologia Electronica 19.2.29A:1-65.

Cosa ci insegna Machimosaurus rex su Spinosaurus aegyptiacus

Stime dei maggiori teleosauridi da Young et al. (2016). Indovinate quale è M. rex...

In uno studio pubblicato oggi Young et al. (2016) analizzano le dimensioni e proporzioni corporee dei coccodrilli teleosauridi (il clade che comprende, come suo massimo rappresentante, il “mio” Machimosaurus rex), e propongono una serie di metodi per stimare le dimensioni corporee di questi animali qualora (come nel caso di M. rex) non si disponga di uno scheletro completo. Lo studio ha delle implicazioni generali che, a mio avviso, possono aiutarci a capire Spinosaurus.

Young et al. (2016) partono dagli esemplari di teleosauridi noti per scheletri completi, e calcolano la relazione che esiste tra lunghezza del corpo, lunghezza del cranio e lunghezza del femore. Gli autori concludono che il femore è il migliore elemento per stimare le dimensioni del corpo, mentre il cranio tende ad avere una maggiora disparità tra i vari teleosauridi. In generale, comunque, entrambe le stime dimensionali ottenute da femore e cranio concordano nel concludere che tutte le stime proposte finora per le dimensioni dei teleosauridi erano eccessivamente grandi. Ovvero, risulta che rispetto ai coccodrilli odierni (usati spesso come riferimento generico per i taxa fossili), i teleosauridi hanno in proporzione teste più grandi e femori più corti.

Usando le nuove formule ricavate da Young et al. (2016) risulta che Machimosaurus rex era lungo 7.2 metri, e non 9.6 come avevamo stimato nel nostro studio. La causa di questa significativa differenza è dovuta ad un errore presente nella pubblicazione dalla quale noi avevamo ricavato la lunghezza di Machimosaurus mosae (il cui cranio è lungo il 60% di quello di M. rex): in quello studio, M. mosae è indicato come lungo 6 metri. In realtà, l’esemplare è lungo 5 metri.

In ogni caso, non preoccupatevi: Machimosaurus rex resta comunque sempre il più grande teleosauride ed il massimo coccodrillo prima della comparsa di Sarcosuchus!

A questo proposito, nasce il sospetto che qualora si ri-studi Sarcosuchus secondo questi criteri più rigorosi di stime dimensionali, anche le sue enormi dimensioni potrebbero essere ridimensionate.

Perché ho menzionato Spinosaurus?

Lo studio di Young et al. (2016) ci dice che i teleosauridi furono “sovrastimati” perché le loro dimensioni corporee furono determinate usando altri coccodrilli, “meno acquatici” dei teleosauridi, come riferimento. Lo studio ha evidenziato che in questi coccodrilli lagunari e marini, la testa è più grande e la gamba è più corta rispetto ai loro cugini “più terricoli”. In generale, infatti, i gruppi di vertebrati terrestri che “tornano” in acqua spesso tendono ad allungare la testa e ad accorciare le gambe. Pensate agli ippopotami ed ai cetacei basali, rispetto agli altri ungulati.

Spinosaurus probabilmente segue il medesimo trend. Difatti, è ormai assodato che il suo arto posteriore è relativamente ridotto rispetto al corpo, e che (almeno basandoci sul muso) esso aveva un cranio più allungato rispetto agli altri theropodi. Nasce quindi il ragionevole sospetto che tutte le stime fatte su Spinosaurus, usando i theropodi “di terraferma” come riferimento, tenderanno inevitabilmente a sovrastimare questo theropode qualora si usi la dimensione della testa come riferimento. Ovvero, che se la lezione di Machimosaurus rex è valida anche per Spinosaurus, esso era probabilmente più piccolo di quello che si è spesso ritenuto, e che – da bravo animale semiacquatico – esso avesse un cranio relativamente più grande e gambe più corte rispetto ai suoi parenti.

Spinosaurus non era quindi il super-gigante che molti hanno voluto vedere estrapolando le dimensioni del suo rostro?

Ma questa è una conclusione che chi segue questo blog da anni conosce molto bene…

Bibliografia:

Mark T. Young, Márton Rabi, Mark A. Bell, Davide Foffa, Lorna Steel, Sven Sachs, and Karin Peyer. 2016. Big-headed marine crocodyliforms and why we must be cautious when using extant species as body length proxies for long-extinct relatives. Palaeontologia Electronica 19.3.30A

La Leggenda del (ankylo)Santo Pescatore

L'esemplare di Liaoningosaurus con i (presunti) resti di pesce nella cavità toracice (da Ji et al. 2016).

 

La paleontologia è una disciplina complessa. Essa combina una mentalità biologica con un criterio geologico. Essa analizza oggetti geologici per dedurre informazioni biologiche. Spesso, durante l’indagine paleontologica, è necessario saltare con la mente dalla biologia alla geologia, prendere un concetto geologico, portarlo nell’ambito biologico, adattarlo e poi riportare il risultato nell’ambito geologico per valutare la sua coerenza col dato fossile. Non è facile ragionare paleontologicamente, e spesso, durante questo inevitabile salto triplo carpiato tra discipline, si può scivolare.

Non voglio apparire pretestuosamente polemico, ma penso che gli autori dello studio di cui vi parlo ora siano scivolati su un terreno eccessivamente inumidito da estrapolazioni biologiche.

Andiamo per gradi.

Liaonigosaurus paradoxus è un taxon di dinosauro ornithischio ankylosauro dal Cretacico Inferiore del Liaoning. L’olotipo è un esemplare articolato di piccole dimensioni, lungo circa mezzo metro. Il grado di ossificazione delle vertebre e le ridotte dimensioni suggeriscono che l’esemplare sia giovanile. Difatti, la grande maggioranza dei ricercatori considera questo esemplare immaturo. Quanto era grande Liaoningosaurus da adulto? Non è dato saperlo. Tuttavia, dato che i dinosauri nascono tutti da uova di ridotte dimensioni (relativamente alla taglia adulta), nulla vieta che l’adulto avesse le dimensioni di altri ankylosauri coevi (lunghi alcuni metri). Come molti altri dinosauri dai livelli fossiliferi della Formazione Yixian, l’olotipo di Liaoningosaurus è preservato in livelli lacustrini mescolati a ceneri vulcaniche. Eventi vulcanici improvvisi, come nubi ardenti e emissioni gassose, probabilmente provocavano morie catastrofiche negli animali di queste zone, che, qualora sepolti in condizioni opportune, potevano preservare parti dei tessuti molli: è plausibile quindi che la carcassa del Liaoningosaurus finì in acqua, si adagiò sul fondo e fu ricoperta da sedimento finissimo.

Fin qui, nulla di strano o inusuale rispetto a quanto scritto in passato per altri dinosauri da questa formazione (da Sinosauropteryx a Caudipteryx). 

Tuttavia, in uno studio pubblicato in questi giorni, Ji et al. (2016) propongono una delle ipotesi più radicali proposte in merito ad un dinosauro. Partendo da un nuovo esemplare riferito a Liaoningosaurus, gli autori sostengono che:

Liaoningosaurus era (1) un ankylosauro nano (quindi, che anche l’olotipo sia adulto) e (2) con caratteri giovanili (ovvero, pedomorfico), il quale (3) era adattato a vivere in acqua e che fosse (4) carnivoro, nutrendosi di piccoli rettili e pesci.

Ricapitolando, Ji et al. (2016) ritengono Liaoningosaurus un ankylosauro nano pedomorfico acquatico e carnivoro. Sì, un ornithischio carnivoro, nano ed acquatico. Piuttosto estrema come ipotesi.

Lo status (pale)ontologico di Beipiaognathus

Hu et al. (2016) descrivono un theropode completo lungo circa un metro e mezzo dal Cretacico Inferiore della Cina, e lo riferiscono ad un nuovo compsognathide, Beipiaognathus jii.

“Oh, che bello…” commentavo mentre scaricavo la pubblicazione dalla rete. Non appena ho aperto il file e visto la foto dell’esemplare, ho esclamato: “Oh, che bel… tarocco!”.

La descrizione dell’esemplare è piuttosto scarna, e le immagini a bassa risoluzione, tuttavia, è abbastanza evidente che l’esemplare sia un assemblaggio artificiale, e per giunta piuttosto grossolano. 

Immagine composite di vari elementi di Beipiaognathus (modificato da Hu et al. 2016).

I motivi sono i seguenti:

-         L’esemplare è conservato adagiato sul fianco sinistro del corpo, tranne l’arto anteriore che è conservato “di fronte”, con l’arto anteriore sinistro dislocato anteroventralmente al torace. Strana modalità di fossilizzazione. Sebbene sia noto che il cinto pettorale sia tra le prime parti a distaccarsi dal corpo, è poco chiaro come esso possa traslocare sotto il corpo mentre questo resta disteso di lato. Ciò fa nascere il sospetto che gli arti anteriori non appartengano allo stesso individuo del resto del corpo (quindi, che l’esemplare sia una chimera). La differenza di colorazione tra il corpo e gli arti anteriori potrebbe essere un artefatto dell’illuminazione della foto (notare che il lato sinistro dell’immagine è più luminoso). Ma se non fosse un effetto fotografico, indicherebbe che le ossa delle braccia sono di diversa composizione rispetto al resto del corpo, avvalorando lo status di chimera.

-         Il cinto pettorale (che connette arto anteriore e resto del corpo) è assente (e nemmeno citato nel testo). O meglio, pare essere presente ma… dislocato e articolato altrove. Un osso lungo connette l’omero destro al torace, e a prima vista potrebbe essere la scapola destra ribaltata medialmente e ruotata di 180° (con la regione anteriore posta contro le vertebre e la parte distale a contatto con l’omero). Inoltre, un osso di forma semilunata posizionato nel bacino appare essere il coracoide (osso del cinto pettorale che articola con scapola e omero) collocato per simulare un enorme piede ischiatico.

-         Il bacino ha forma e proporzioni strane. A parte l’osso che potrebbe essere un coracoide, il pube appare girato di 180° rispetto alla posizione originale, con un lungo piede pubico proiettato in avanti piuttosto che indietro. Notare inoltre che un osso allungato sporge sopra il bacino appena prima della coda, rivolto all’indietro: potrebbe essere uno dei due veri ischi.

-         Collo e coda sono piegati in direzione opposta uno rispetto l’altra. Il collo è esteso in posizione opistotonica, sebbene la testa non sia ruotata nel medesimo modo, ma appare esposta dorsalmente e rivolta in avanti. La coda è anche essa estesa opistotonicamente… ma notate che è concava sul lato ventrale, mentre in una corretta posizione opistotonica ci aspetteremmo la concavità sul margine dorsale. Come può un cadavere estendere la coda e simultaneamente flettere la coda? Le contrazioni post-mortem dovrebbero estendere tutta la colonna allo stesso modo. Appare evidente che la coda sia stata attaccata al corpo in modo artificiale e grossolano, e non sia quindi in postura naturale.

Infine, notare che la maggioranza della lastra è un mosaico di piccoli pezzi incollati tra loro.

Appare quindi evidente che l’esemplare nella sua apparenza attuale è un palese artefatto. La domanda fondamentale è se le ossa usate per assemblare questo esemplare siano tutte dal medesimo animale o appartengano ad animali differenti. Purtroppo, dalle informazioni disponibili è difficile stabilirlo. Pertanto, penso sia prematuro includere Beipiaognathus in una analisi filogenetica, dato che non è possibile stabilire se sia un animale reale o una chimera di più esemplari (e taxa).

Di una cosa sono però già sicuro: anche se fosse uno scheletro genuino, l’animale non è riferibile a Compsognathidae come affermano invece gli autori. Hu et al. (2016) riferiscono Beipiaognathus a Compsognathidae in base a due caratteri: spine neurali a “ventaglio”, espanse nella parte dorsale, e primo dito della mano più robusto del radio. Il primo carattere è presente anche in ornithomimosauri e paraviani basali. Il secondo è presente in alverzsauroidi e alcuni paraviani.

Inoltre, l’animale, ammesso che sia genuino, ha meno di 40 caudali, le caudali poco allungate, ha, apparentemente, delle lunghe coste caudali prossimali (se la coda è esposta in parte dorsalmente), un arto anteriore molto più lungo rispetto ai taxa di grado compsognathide, e mani con proporzioni vagamente maniraptoriane. I denti sono conici e privi di seghettature. Se dovessi scommettere una posizione, riferirei questo esemplare a Pennaraptora o l’intorno di quel clade, ma non ai compsognathidi.

Pertanto, alla luce della evidente natura artefatta dell’esemplare, e della sua possibile condizione chimerica, suggerisco di considerare Beipiaognathus come un taxon molto dubbio sul piano sia tassonomico che prettamente ontologico.

Bibliografia:

Hu Y, Wang X, Huang J. 2016. A new species of compsognathid from the Early Cretaceous Yixian Formation of Western Liaoning, China. Journal of Geology 40:191-196.

Il canyon, la carrucola e lo spinosauro

Immaginate di essere sul bordo di un canyon profondissimo, e di voler costruire un ponte che raggiunga l'altro lato del canyon. Non è possibile scendere sul fondo del canyon. Avete a disposizione solamente delle travi e delle funi. Come costruire il ponte partendo solamente da un lato e non potendo in alcun modo innalzare dei piloni nel mezzo del baratro?

Dovremo costruire fissando tutte le impalcature al nostro lato del canyon, e lavorando sempre e solamente dal nostro lato del canyon. A che tipo di forze sarebbero soggetti gli elementi del ponte mano a mano che esso si estende in avanti sopra il baratro?

Rappresentiamo il baratro con la linea rosa nella figura qui sotto. Il margine del canyon in cui siete voi è il punto O: all'inizio, voi non potete andare più avanti di quel punto, ma potete costruire una impalcatura (linee rosse) che si proietta sopra di voi e dalla quale potete far calare i vari elementi per la costruzione del ponte, che si estenderà in avanti a partire dal punto O.

Immaginate di aver costruito una prima parte del ponte (che si estende sopra la zona grigio scuro del baratro nella figura). I vostri elementi da costruzione sono rappresentati dall'esagono verde, posto all'estremità dell'impalcatura rossa. Nel punto Am, l'esagono tenderà a cadere in base al proprio peso (freccia verde chiaro). Per mantenere l'esagono in quella posizione, occorre applicare una forza contraria (freccia rosa). Siccome non potete sollevarvi nel vuoto per applicare tale forza, siete costretti a costruire una carrucola posta verticalmente sopra O, e da lì, tramite funi, generare la forza che mantiene l'esagono in posizione. La forza rosa è quindi la risultante verticale della forza di tensione applicata dalla fune della carrucola (tensione che si applica lungo la linea blu Y1-Am). Mano a mano che la vostra costruzione procede in avanti, vi trovate con il problema che più l'impalcatura si estende in avanti, più il lavoro svolto con la carrucola diventa poco efficace, perché la componente orizzontale “inutile” del lavoro della fune è maggioritaria su quella verticale “utile”. Per ovviare a questo inconveniente puramente geometrico, si può sollevare la carrucola in posizione Y2, per acquisire maggiore componente verticale, l'unica che effettua il lavoro di mantenere l'esagono in posizione. La morale di questa storiella vagamente ingegneristica è che tanto più si estende in avanti il braccio orizzontale dell'impalcatura, tanto maggiore dovrete sollevare in alto la carrucola per avere un lavoro efficace per tenere l'esagono in posizione di lavoro.

Se avete letto il precedente post, probabilmente avrete capito dove voglio arrivare. In quel post, concludevo che Spinosaurus differisce dagli altri megalosauridi, inclusi i baryonychini, nell'allungamento della parte pre-sacrale del corpo, ma che probabilmente è comparabile agli altri taxa nelle dimensioni generali dell'arto posteriore. Tradotto nella metafora del ponte e dell'impalcatura, se AO è la gamba di un megalosauroide generico (con A = acetabolo e O = appoggio dei piedi a terra) e la punta del muso è l'esagono verde, risulta che tanto più l'esagono si estende in avanti (a parità di altezza della gamba) e tanto maggiore sarà la tensione dei muscoli epiassiali e dei legamenti nucali e spinali per mantenere la testa in quella posizione. Questi muscoli sono l'analogo della fune della carrucola. Vedete quindi che all'aumentare della lunghezza della parte pre-sacrale dell'animale, il lavoro dei legamenti diventa progressivamente meno efficace. Per ovviare a questa perdita di efficacia, una soluzione è quella di sollevare progressivamente la posizione del punto di ancoraggio dei legamenti rispetto all'acetabolo. E dove ancoràno questi legamenti? Sulle spine neurali! Pertanto, questo modello predice che un animale “iper-allungato” rispetto alla gamba, come Spinosaurus, dovrà evolvere delle spine neurali molto alte per aumentare l'efficacia dei legamenti che tengono sospesa la testa.

Ed è esattamente quello che osserviamo con Spinosaurus.

Il rettangolo grigio scuro è proporzionato alle dimensioni (altezza e lunghezza presacrale) di un megalosauroide “classico” (usando la ricostruzione scheletrica di Megalosaurus realizzata da Scott Hartman come riferimento), il piccolo rettangolo grigio chiaro indica l'incremento in lunghezza in un baryonychino (usando la ricostruzione scheletrica di Baryonyx realizzata da Scott Hartman come riferimento), mentre il rettangolo nero indica l'estensione ulteriore di Spinosaurus (usando la ricostruzione scheletrica proposta da Ibrahim et al. 2014). Vedete come il modello predice che le spine neurali di Baryonyx non siano molto più alte rispetto a Megalosaurus, mentre Spinosaurus risulterà avere spine neurali molto più alte di ambo gli altri megalosauroidi.

Questa interpretazione quindi indica che le spine neurali di Spinosaurus non sono un “vezzo” o “optional” della sua anatomia, ma una necessaria conseguenza biomeccanica delle sue inusuali proporzioni corporee. Le spine neurali iper-elevate di Spinosaurus si sono evolute come ancoraggio di legamenti epiassiali necessari per bilanciare una leva corporea molto “sbilanciata” in avanti.

Dettaglio non marginale, questo modello implica che tutte le forze peso di Spinosaurus si applichino sull'arto posteriore, quindi che esso sia bipede.