26 maggio 2008

Sangue caldo, sangue freddo... e tante altre semplificazioni...

Questo post è una risposta adattata e riveduta alla precedente vincita del secondo “Indovina Chi...”.

Dato che la domanda era piuttosto lunga, e spaziava tra ambiti diversi che avrebbero richiesto non un post, bensì un libro, ho dovuto scremarla. In effetti, la vaghezza della domanda è il segno di una confusione generale che permea la divulgazione e la conoscenza degli appassionati non studiosi. Ovvero, è il segno di un corto circuito nel processo che parte dal ricercatore e arriva al pubblico interessato.

Sarei tentato di fare il post principalmente sulla domanda, piuttosto che sulla risposta a quella stessa domanda: essa risulterebbe molto più interessante ed istruttiva di una serie di nozioni sfarfallate a voi lettori, perché potrebbe illuminarvi sul modo col quale, spesso, riceviamo le informazioni. Ma anche, spero, sul modo col quale vediamo il mondo e facciamo scienza.

Esistono tre modi per appendere la scienza. Esiste la ricerca diretta: la più alta forma di espressione umana assieme all’arte. Esiste la lettura delle pubblicazioni scientifiche: la forma di letteratura più oggettiva possibile (sebbene resti sempre fortemente soggettiva). Esiste la lettura di opere di informazione/divulgazione “scientifica”: il tentativo di espandere al pubblico più vasto possibile la conoscenza prodotta negli altri due modi. Il primo modo produce conoscenza ed esperienza sul problema. Il secondo produce conoscenza. Il terzo produce passione ma, sopratutto, mitologia.

Il mito del metabolismo dei dinosauri è uno dei più divulgati paradigmi della “rivoluzione bakkeriana”. Come tutte le mitologie, essa è una mistificazione semplificata, che si è cristallizzata nella semplice (ed insensata) dicotomia “sangue caldo vs. sangue freddo”. La si può chiamare in modo apparentemente più “colto”, ovvero “omeotermia vs. eterotermia”, e così facendo, si fa un doppio errore (vedere sotto) e si dimostra ancor più di essere stati indottrinati dalla semplificazione.

Andiamo per gradi.

I dinosauri mesozoici sono fossili: pezzi di pietra, qualche traccia impressa su lastre, orme. Sono anche associazioni e posizioni stratigrafiche. L’unica interpretazione accettabile scientificamente è che questi oggetti siano delle strutture geologiche che conservano parzialmente le informazioni appartenenti a una matrice biologica scomparsa. Ovvero, i dinosauri mesozoici sono una teoria interpretativa di oggetti geologici.

Oggi esistono uccelli, coccodrilli e altri rettili. Essi sono organismi reali studiabili pienamente. Un dinosauro mesozoico è solamente una teoria, la più plausibile e non contraddittoria spiegazione dell’esistenza di certi oggetti geologici. Non bisognerebbe mai dimenticare questa, che è l’unica verità sui dinosauri. Il resto è spiegazione dei dati. Una volta ammesso ciò, il principio attualistico impone che il presunto organismo estinto debba avere avuto gli stessi attributi biologici dei suoi (presunti) parenti viventi oggi, anche se non ne abbiamo tracce. Ovvero, anche se non esiste un cuore di Tyrannosaurus, dobbiamo ammettere che esso dovette esistere, perché l’alternativa opposta è molto più contraddittoria con le teorie generali che seguiamo e spiegherebbe molto peggio i dati noti.

Il metabolismo è una proprietà degli organismi, ergo, i dinosauri mesozoici dovevano avere un metabolismo.

“Metabolismo” è un termine troppo vago e vasto per questo discorso. Inoltre, so benissimo che quando si parla di “metabolismo dei dinosauri” nessuno pensa all’escrezione dei rifiuti o al sistema endocrino (sebbene essi siano aspetti del metabolismo), ma si ha in mente un insieme fisso di concetti e temi. Quando si parla di metabolismo dei dinosauri, si intendono almeno tre aspetti, spesso confusi tra loro (sebbene siano distinti), raramente discussi nel modo più corretto.

1). La capacità dell’animale di mantenere una temperatura corporea costante (presenza e modalità dell’omeotermia).

2). La presenza di un metabolismo capace di produrre calore corporeo tale da generare omeotermia indipendentemente dall’esterno, ed i modi per scambiare questo calore con l’esterno (endotermia e termoregolazione).

3). La capacità di sostenere un’attività fisica sostenuta e prolungata, paragonabile a quella dei vertebrati terrestri attuali più attivi (fisiologia cellulare e muscolare).

Il punto 1 è piuttosto semplice. Tutti i vertebrati hanno meccanismi omeotermici che permettono loro di mantenere una temperatura corporea costantemente in linea con i loro bisogni metabolici. Può sembrare strano, ma anche un animale “a sangue freddo” come una lucertola è capace di mantenere costante la propria temperatura corporea, spostandosi al sole o all’ombra a seconda delle sue esigenze (omeotermia corpontamentale). Ovviamente, ogni animale è adatto al proprio clima natio: sia un omeotermo mammifero tropicale che un varano muoiono se portati nell’entroterra antartico (dove, va ricordato, riesce a sopravvive solamente un animale, guarda caso un teropode: il pinguino imperatore).

Il punto 3 è praticamente indimostrabile: non esistono cellule o tessuti di dinosauro mesozoico vivi e funzionanti, pertanto, qualsiasi speculazione sulle loro attività è aria fritta (a meno che non emergano prove fossili indirette).

Il punto 2 è quello più interessante, perché sostenibile da dati.

Partiamo, ancora, dai dati, questa volta filogenetici (sì, la filogenesi c’è sempre! Anatomia e filogenesi sono le irremovibili fondamenta della “dinosaurologia”, non dimenticatelo mai!):

Tutti i sister-group prossimi viventi degli uccelli sono degli eterotermi (= non endotermi) che variano la temperatura corporea in maniera più ampia di un uccello. Gli uccelli sono omeotermi e endotermi. Perciò, se accettiamo l’evoluzione, dobbiamo ammettere che omeotermia ed endotermia si siano evolute lungo la linea che dall’antenato più recente di uccelli e coccodrilli porta agli uccelli. Ovvero, endotermia ed eterotermia si sono evolute lungo la linea dinosauromorfa. Localizzare dove (e come) ciò accadde ci permette di ricostruire qualche aspetto del metabolismo dei dinosauri.

Partiamo dalla capacità di termoregolare. La presenza di piumaggio è, come quella del pelo, un indice di un’acquisita capacità di conservare meglio il proprio calore corporeo e anche di isolarsi dalle fluttuazioni termiche ambientali. Pertanto, si può ragionevolmente dire che i dinosauri con piumaggio (che, per quanto ne sappiamo ora, sono solo i teropodi celurosauri) erano omeotermi con isolamento termico. Altri dinosauri mostrano meccanismi termoregolativi (in particolare, parti corporee con alti rapporti superficie-volume) che indicano che nel complesso, l’intero clade aveva evoluto l’omeotermia, almeno quella comportamentale.

E l’endotermia? Alcune prove indirette sono deducibili dai fossili. Gli uccelli hanno l’apparato respiratorio più efficiente del regno animale, che permette loro di assumere l’ossigeno atmosferico necessario al loro metabolismo endotermico elevato (e che permette a molti uccelli migratori di svolgere un'intensa attività locomotoria come il volo sopra l'Himalaya, quota alla quale un uomo senza attrezzature a malapena riesce a camminare). Il sistema respiratorio aviano è unico per la presenza di un meccanismo di ventilazione unidirezionale che si serve di diverticoli pneumatici (sacchi aerei). I sacchi aerei sono strettamente connessi allo scheletro, nel quale si insinuano lasciando tracce caratteristiche (forami pneumatici, camere e camelle, diverticoli e laminazioni). Nei neoteropodi e nei sauropodi queste strutture ossee sono abbondantemente distribuite sia nei singoli animali che lungo i cladi. Pertanto, è plausibile che almeno questi cladi avessero sacchi aerei omologhi a quelli degli uccelli attuali, e quindi, presumibilmente, un sistema di ventilazione polmonare simile. (Attenzione: l’assenza di tracce ossee di sacchi aerei in sauropodomorfi basali e negli ornithischi non implica necessariamente l’assenza di sacchi aerei, ma solo che questi, se esistevano, non penetravano nello scheletro. Ad oggi, non possiamo dire altro per quei gruppi). La presenza di sacchi aerei cosa può dirci sul metabolismo dei sauropodi e dei neoteropodi? I sacchi aerei contribuivano sia alla respirazione che alla termoregolazione, quindi, sono prove indirette (non conclusive) di una maggiore necessità di ossigeno e di termoregolazione.

Altre ipotesi a riguardo, come i supposti rapporti preda/predatori nelle formazioni a dinosauri (uno dei capisaldi del pensiero bakkeriano) e le ipotetiche “pompe epatiche” per la ventilazione ipotizzate, tra l’altro, osservando Scipionyx, sono probabilmente delle pessime interpretazioni dei dati.
La prima presuppone che i rapporti ecologici ricavabili dai fossili siano una fedele (o parzialmente fedele) trascrizione di quelli esistiti nel passato. Ciò è un argomento molto debole. La composizione di una fauna fossile è vincolata alle condizioni geologico-ambientali di deposizione almeno quanto lo è all’ecologia originaria delle specie presenti, pertanto non è una misura affidabile della sola ecologia. L’ipotesi del “pistone epatico” è solamente una bizzarra mal-interpretazione di alcune tracce fossili di tessuto molle (nella migliore delle ipotesi) o una palese incapacità di distinguere un fossile da una fotografia dello stesso (nella peggiore), e non ha alcuna validità.

7 commenti:

  1. Messaggio lungo, ma mai troppo

    "Sarei tentato di fare il post principalmente sulla domanda, piuttosto che sulla risposta a quella stessa domanda: essa risulterebbe molto più interessante ed istruttiva di una serie di nozioni sfarfallate a voi lettori, perché potrebbe illuminarvi sul modo col quale, spesso, riceviamo le informazioni. Ma anche, spero, sul modo col quale vediamo il mondo e facciamo scienza."
    Ok, volendo stringere la mia scorsa domanda...diciamo che basterebbe dire: "ne ho lette tante(il capitolo di The dinosauria DOVREBBE bastare...), voglio solo conoscere il tuo modo di pensarla.
    :)

    Comunque...la risposta è soddisfacente(c'è rischio che ,sui commenti, finisca con lo scatenere un gallinaio...come in quello sugli abeli anfibi)e la parte introduttiva fa sempre bene, chiara a qualsiasi lettore.

    "Ovvero, i dinosauri mesozoici sono una teoria interpretativa di oggetti geologici."
    Restringendo all'osso, sì LOL

    "Non bisognerebbe mai dimenticare questa, che è l’unica verità sui dinosauri"
    oK, giusto

    "so benissimo che quando si parla di “metabolismo dei dinosauri” nessuno pensa all’escrezione dei rifiuti o al sistema endocrino (sebbene essi siano aspetti del metabolismo), ma si ha in mente un insieme fisso di concetti e temi"

    Appunto^^ Questo proprio per il tuo discorso del "mitologico" stracelebre, e nella rivoluzione bakkeriana il "metabolismo" non è certo l'unico caso.

    "Può sembrare strano, ma anche un animale “a sangue freddo” come una lucertola ---(omeotermia comportamentale)"

    ...Un attimo, mi sono incasinato. Le lucertole non sono peciloterme ectoterme?

    "non esistono cellule o tessuti di dinosauro mesozoico vivi e funzionanti, pertanto, qualsiasi speculazione sulle loro attività è aria fritta"

    Cosa ne pensi degli isotopi? Mi "ispirano" di più. Peccato che, la sola ispirazione...concluda ben poco^^

    "sì, la filogenesi c’è sempre! Anatomia e filogenesi sono le irremovibili fondamenta"
    Giusto

    "Ovvero, endotermia ed eterotermia si sono evolute lungo la linea dinosauromorfa"
    Oppure(spero non mi picchierà nessuno per questo^^)anche prima. Se alcuni pterosauri possedevano "peli"(o supposti tali), come indicherebbero alcuni ritrovamenti...FORSE(ma proprio forse)vi fu qualche antenato comune fra pterosauri e dinosauri, dal metabolismo endotermo omeotermo (accettando gli pterosauri come Ornithodira, ma -giustamente- non tutti concordano)
    Ok, va bene...sto zitto. e' facilmente opinionabile

    "Altri dinosauri mostrano meccanismi termoregolativi (in particolare, parti corporee con alti rapporti superficie-volume"

    In passato, gli strafamosi casi di Spinosaurus, Ouranosaurus, Rebbachisaurus e compagnia bella, sono stati sfruttati a favore di una PROBABILE condizione di omeotermia inerziale...Sarà davvero così? Io ho i miei dubbi...Forse il modo migliore per giungere ad una interpretazione verosimile...è confrontarli con le faune permiane "crestate", e quelle moderne. Anzi, aggiungerei anche quelle triassiche(forse persino più interessanti dei famosi pelicosauri) Arizonasaurus babbitti, un rauisuco atipico, e Lotosaurus, una forma erbivora. Sicuramente esistono vari altri casi ma...questi sono gli unici di cui sia al corrente...xd

    Articolo Arizon:
    http://journals.royalsociety.org/content/2vetg3w8xha9e992/fulltext.pdf

    Ricostruzione Lotosaurus:
    http://baike.baidu.com/pic/9/11463639892620418.jpg

    Per trarre qualche conclusione, potremmo studiare altri contemporanei di Spinosaurus...Quali altri grossi animali, non-dinosauri, vivevano nel suo ambiente? Uno di questi è Sarcosuchus, però... dubito sia molto azzeccato. Doveva avere abitudini anfibie, ed affrontare la situazione in modo simile ai coccodrilli moderni. Poi, ha uno strano muso...Il punto dove sono posizionate le narici è molto allargato. Questo carattere può essere connesso alla termoregolazione? Probabilmente ho appena detto una cavolata, in tal caso correggetemi. Comunque, senza tirarla ancora per le lunghe. Dubito avesse bisogno di vele e ombrelloni(?)^^

    "Attenzione: l’assenza di tracce ossee di sacchi aerei in sauropodomorfi basali e negli ornithischi non implica necessariamente l’assenza di sacchi aerei"
    Ok, capito

    "Altre ipotesi a riguardo, come i supposti rapporti preda/predatori nelle formazioni a dinosauri"

    Quella, senza offesa per Bakker, è un po' una cagata

    Ciro a parte...Vorrei tirare in ballo un ultima questione. I muscoli durante la corsa generano molto calore, e poichè esso tende ad essere trattenuto dai grandi animali(per l'inerzia termica)...più che favorire l'animale, avrebbe creato il problema aggiuntivo(per un grosso dinosauro)del dover dissipare il calore in eccesso, senza subire prima un collasso. In questo senso, un buon apparato respiratorio può essere d'aiuto? Se è vero(?) che molti o tutti i dinosauri non-aviani avevano un sistema respiratorio più efficiente di quello dei coccodrilli, sarebbero stati in grado di sostenere lunghi periodi di attività fisica. I rettili moderni hanno difficoltà a metabolizzare l'acido lattico e i cocchi sono quelli con una maggiore tolleranza. Inoltre, gli esemplari più grossi sono in grado di mantenersi in attività più a lungo di quelli piccoli(< 90 kg).
    Un sistema respiratorio efficiente migliorerebbe il rendimento, una più efficace metabolizzazione dell'acido lattico...

    Va beh, è un gran casino. Se hai tempo per rispondere a tutti questi "domandoni" mi farebbe piacere, ma non voglio obbligarti a farlo...Nascerebbero discussioni
    molto estese...e forse inconcludenti.

    Fabio M.

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  2. "Restringendo all'osso, sì".
    Restringendo all'osso un fico secco. Che cavolo significa "restringendo all'osso"? I dinosauri mesozoici sono una teoria, non un fatto. Risparmia la supponenza: o forse tu hai visto un dinosauro mesozoico vivo? Hai esperienza di un ceratopside allo stesso modo con la quale hai esperienza di un gatto? Hai una macchina del tempo?

    Quando si usa un termine, si presume che se ne conosca il significato. Tu dici: "...Un attimo, mi sono incasinato. Le lucertole non sono peciloterme ectoterme?"
    Perché dici di essere incasinato? Siccome usi i termini, spiega cosa significa pecilotermo ectotermo. Inoltre, spiega perché allora dici di essere incasinato.

    "In passato, gli strafamosi casi di Spinosaurus, Ouranosaurus, Rebbachisaurus e compagnia bella, sono stati sfruttati a favore di una PROBABILE condizione di omeotermia inerziale..."
    No. L'omeotermia inerziale è citata per i sauropodi, o, in generale, le forme di grande massa. Stai confondendo i discorsi (come nella domanda che hai posto)...
    Troppi concetti presi alla buona, senza una struttura coerente che li leghi, producono queste domande mezze scorrette.
    Continui a mischiare i tre ambiti (omeotermia, endotermia, attività) saltando da un discorso all'altro...

    "Quella, senza offesa per Bakker, è un po' una cagata"
    E allora perché usi lo stesso criterio prima, quando dici:
    "Forse il modo migliore per giungere ad una interpretazione verosimile...è confrontarli con le faune permiane "crestate", e quelle moderne. Anzi, aggiungerei anche quelle triassiche..."
    Se lo fa Bakker è una cagata, se lo proponi tu invece va bene?
    Continui a confondere le carte...


    Era meglio se facevo il post solamente sulla tua domanda...

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  3. XD
    mi immetto con una domanda da
    "principiante"
    xD
    quale sono io...

    Ma il cosidetto sangue caldo
    si è presentato 2 volte ( mammiferi , uccelli )
    magari frutto per una convergenza evolutiva , oppure si è presentato in un primitivo rettile che poi ha portato a due linee distinte ??
    ( sinaspida e diapsida , con la conseguenza dei nostri beneamati dinosauri )

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  4. Azz...megasputtanamento

    "I dinosauri mesozoici sono una teoria, non un fatto. Risparmia la supponenza: o forse tu hai visto un dinosauro mesozoico vivo?"
    Va beh, a questo punto, dubiterò di ogni cosa..Meglio che sto zitto

    "Perché dici di essere incasinato? Siccome usi i termini, spiega cosa significa pecilotermo ectotermo."

    Ok, se è sbagliato desintegri le mie conoscenze sul "metabolismo"(quello lì, ci siamo intesi).
    Un animale ectotermo usa solo "mezzi esterni" per la propria termoregolazione...invece, pecilotermo perchè la temperatura del corpo è variabile. Gli omeotermi sono all'opposto di quest'ultimi, ma non necessariamente endotermi. Ad esempio, i pesci sono generalmente ectotermi omeotermi(dato che la temperatura del mare non subisce sbalzi importanti). E' la prima volta che sento parlare di omeotermia comportamentale(ue, io faccio quel che posso..non ho nemmeno tanti testi universitari), volevo solo aver più chiara la sua definizione...

    "L'omeotermia inerziale è citata per i sauropodi, o, in generale, le forme di grande massa. Stai confondendo i discorsi"

    Ma l'omeotermia inerziale non potrebbe riguardare...anche un dinosauro di "soli" 500 kg? Dovrebbe comunque riuscire a mantenere la temperatura costante...Sbaglio?

    "Se lo fa Bakker è una cagata, se lo proponi tu invece va bene?
    Continui a confondere le carte..."
    Oh calma, Bakker è il mio mito paleontologico...E' ovvio che fosse "cagata" in senso buono. Comunque, un semplice confronto tra faune fossili/viventi etc non mi pare sia un metodo lecito. Non ho nemmeno azzardato conclusioni...Ho solo citato altri animali dotati di "vele" et simili.

    "Era meglio se facevo il post solamente sulla tua domanda..."

    La frase non mi suona bene......azz

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  5. EDIT: Purtroppo su blogger non si modificano i mess...Nel mio testo ho beccato un errore:
    "un semplice confronto tra faune fossili/viventi etc non mi pare sia un metodo lecito"

    In realtà, avrei voluto scrivere il contrario^^

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  6. "Va beh, a questo punto, dubiterò di ogni cosa..Meglio che sto zitto"
    Fabio, ma non hai mezze misure? :-)
    La scienza non è una religione. I dinosauri sono una TEORIA, la più probabile e robusta interpretazione del FATTO che si trovano rocce che hanno la forma di ossa di animali che non esistono. Se vuoi fondare la Chiesa del Dinosauro Vivo ed Evidente, probabilmente avrai moltissimi fedeli (purtroppo...). STO SCHERZANDO!
    Risposta seria:
    Ti faccio un esempio del fatto che i dinosauri sono sempre e comunque una teoria, e vanno trattati come tale.
    Dal 1978 al 1998 l'animale Majungatholus atopus era considerato un pachycephalosauridae: quindi ci immaginavamo con convinzione motivata un pachycephalosauridae del Gondwana, con tutte le implicazioni di tale ipotesi... essa, come tutte le altre affermazioni sui dinosauri, era ed è una teoria.
    Ora, la teoria più robusta è che Majungatholus atopus sia solo un sinonimo di Majungasaurus crenatissimus, un teropode.
    Se i dinosauri fossero FATTI, sarebbe difficile che di colpo uno che per 20 anni è stato un ornitischio diventi un teropode...
    Ovvero: non si dubita di tutto in maniera ottusa, ma si è critici e consapevoli del fatto che stiamo teoriazzando eventi che non possiamo verificare.

    Anonimo chiede se l'endotermia possa essere una sinapomorfia del gruppo mammiferi + uccelli. Sulla base dell'enorme mole di dati attuali, è più probabile che essa sia una convergenza tardiva emersa 2 volte: in una linea di sinapsidi ed in una di rettili. Era stata ipotizzata una + stretta relazione tra mammiferi e uccelli, in un clade appunto di vertebrati endotermi: questa teoria spiega molto peggio la totalità dei dati, dato che morfologicamente gli uccelli sono molto più affini a coccodrilli e lucertole (se poi tiriamo in ballo anche i fossili, l'affinità diventa ancora più evidente).

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  7. "Ma l'omeotermia inerziale non potrebbe riguardare...anche un dinosauro di "soli" 500 kg? Dovrebbe comunque riuscire a mantenere la temperatura costante...Sbaglio?"

    L'omeotermia inerziale non ha un valore "di soglia". essa dipende da numerosi fattori, principalmente 2 relativi all'animale e non al suo ambiente o comportamento:
    La massa.
    Il rapporto superficie volume.

    Ovvero: un animale snello ed affusolato di 500Kg ha un'inerzia termica molto minore di una palla di carne di 500kg.

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