03 luglio 2008

Siamo ancora nel Mesozoico! Mode, medie e taglie di dinosauri e mammiferi (di ieri e di oggi) a confronto

La Scienza ha la simpatica caratteristica di dimostrare che le nostre intuizioni molto spesso sono errate e ci inducono a valutazioni distorte della “realtà”. L’intuito ci dice che la terra è piatta e fissa, che ogni mattina il sole sorge ad est e tramonta ad ovest, che il sole ed i pianeti orbitano attorno a noi, che il tempo scorre indipendentemente dall’osservatore, che le specie animali sono archetipi immutabili, e che i coccodrilli sono più simili alle lucertole che alle galline. La Scienza ci dice che la terra ruota attorno ad un asse, da ovest ad est, che assieme ai pianeti orbita attorno al sole, che il tempo è relativo all’osservatore, che le specie sono insiemi di popolazioni che modificano il proprio pool genetico ad ogni generazione, e che i coccodrilli sono più simili alle galline che alle lucertole. La Scienza è contro-intuitiva, va contro l’intuito, contro il “senso comune”. Spesso in maniera curiosamente elegante.

Questo post parlerà di un’interessante “paradosso”, un’apparente “contro-intuizione”, illustrata all’interno della tesi di dottorato di M. R. Dickison, avente come oggetto i fenomeni di allometria nei ratiti (struzzi, nandù, causari e kiwi, per intenderci). Un paradosso che è tale solo per la nostra miope incapacità di vedere la totalità dei fenomeni, i quali si dimostrano più sensati ed eleganti delle nostre intuizioni limitate.

Tutto parte da questa domanda: sono più grandi (come massa adulta) gli uccelli o i mammiferi? Persino io, che istintivamente ho pensato di far slittare la domanda allargando “uccelli” a “dinosauri” ho nondimeno risposto: “gli uccelli attuali sono più piccoli dei mammiferi”. In fondo, un uccello “comune”, come un passero, è più piccolo di un mammifero “comune”, come un gatto; in generale, se pensiamo ai mammiferi pensiamo agli animali “da documentario”, che sono di gran lunga più grandi degli uccelli “da documentario”. Uno struzzo, il più grande uccello vivente, non può reggere il confronto con un elefante africano...

Tutte queste “ovvietà” sono esempi di come sia scorretto e antiscientifico il nostro intuito.

Dickison fa due interessanti osservazioni.

Primo: quando si studia un gruppo bisogna valutarlo nelle totalità, e non solo prendendo i casi estremi o quelli ritenuti “normali” (qualsiasi cosa sia la “normalità”).

Secondo: il confronto “uccelli-mammiferi” è tassonomico, tuttavia, la taglia di un animale è vincolata ad aspetti non tassonomici che occorre considerare per effettuare un confronto corretto.

Ovvero, mammiferi ed uccelli (nelle loro totalità) si distinguono per un aspetto molto importante: la maggioranza dei mammiferi non vola (solo il 25% delle specie oloceniche, ovvero i pipistrelli, lo fa), mentre la grandissima maggioranza degli uccelli è volante (il 96% delle specie oloceniche). Il volo vincola fortemente la taglia dell’animale: in generale, all’interno di ogni taxon le specie volanti hanno una massa media e modale minore di quelle non volanti. Pertanto, per rispondere adeguatamente alla domanda se siano i mammiferi o gli uccelli ad essere più grandi, occorre separare le forme volanti (che sono maggioritarie tra gli uccelli) da quelle non volanti (che sono maggioritarie tra i mammiferi), per confrontarle separatamente. Di conseguenza, solamente se uno dei due taxa risulterà mediamente (e modalmente) più grande dell’altro in entrambi i due tipi (volanti o non-volanti) potremo rispondere in maniera soddisfacente alla domanda se esista una differenza tassonomica reale tra le taglie di uccelli e mammiferi.

Il risultato di questa comparazione è veramente interessante, ed apparentemente paradossale... almeno per coloro che dimenticano di guardare il fenomeno da un punto di vista più ampio...

Per quel che riguarda le forme volanti, gli uccelli sono mediamente e modalmente più grandi dei mammiferi. Ciò era abbastanza scontato, dato che nessun pipistrello supera i due kilogrammi, mentre i più grandi uccelli volanti attuali pesano otto volte di più.

Per quel che riguarda le forme non-volanti, è risultato che, sia mediamente che modalmente, gli uccelli sono più pesanti! Anche se è vero che le taglie maggiori in assoluto sono dei mammiferi, la stragrande maggioranza dei mammiferi di terraferma è più piccola degli uccelli non volatori! Sorpresi? Vi ricordo che circa il 65% dei mammiferi di terraferma non-volanti sono roditori... Questo risultato, apparentemente paradossale, sommato al dato più “ovvio” delle forme volanti indica che le morfologie degli uccelli sono mediamente più grandi dei mammiferi.

Nel grafico a sinistra, numero di specie volanti di placentali e di neorniti, a destra, specie degli stessi cladi ma non volanti. In ascissa il logaritmo della massa adulta, in ordinata in numero di specie. Notare che in entrambi i grafici risulta che il neornite medio e modale (linee gialle) è più grande dell'equivalente placentale (linee verdi). Modificato da Dickinson, 2007.

Stupiti?

Probabilmente, se non siete miopi evolutivamente, troverete questo dato per niente paradossale. In fondo, questo risultato, basato sulle specie attuali, è perfettamente concorde con la storia evolutiva dei due gruppi. Gli uccelli sono dinosauri, ed i dinosauri sono sempre stati (sia in termini di media che di moda) più grandi dei mammiferi. Pertanto, anche se le forme di dinosauri attuali sono solo neorniti, i quali sono quasi esclusivamente forme specializzate al volo, essi conservano un piano di organizzazione corporeo tendenzialmente più grande di quello dei mammiferi. Il paradosso deriva tutto dalla nostra antropocentrica visione limitata, che valuta la complessità dal proprio punto di vista parziale. Noi siamo mammiferi terrestri di grossa taglia (la stragrande maggioranza dei mammiferi ha una massa adulta minore della nostra), quindi tendiamo a considerare la nostra condizione come quella “normale” dei mammiferi. In realtà, questa distorsione di visuale dimentica che i mammiferi sono sempre stati (e restano) fondamentalmente degli animali di piccola taglia. Al contrario, i dinosauri hanno sempre avuto una predilezione per taglie maggiori di quelle dei mammiferi (ed è questo il motivo per cui ci appaiono così straordinari, sebbene, dal loro punto di vista, essi sono “normali”), e questa predilezione si ripercuote nella tendenza dei dinosauri attuali (gli uccelli) ad essere mediamente e modalmente più grandi dei mammiferi di analoghe nicchie ecologiche o locomotorie.

In media, i dinosauri volanti (gli uccelli) sono più grandi dei mammiferi volanti (i pipistrelli), così come i dinosauri terricoli attuali (gli uccelli non-volatori) sono più grandi dei mammiferi terricoli attuali. Questo dato diventa palesemente vero se inseriamo nel calcolo delle taglie medie anche i mammiferi fossili ed i dinosauri fossili: in tal caso, la diversità nelle distribuzioni di taglie diventa marcata, e l’apparente paradosso degli uccelli risulta niente altro che la manifestazione di una caratteristica generale del loro gruppo di appartenenza.

Conclusione: esiste una tendenza grossolana a chiamare le Ere Geologiche con il nome del gruppo “dominante” di vertebrati che lo contraddistingue. Come tutti sanno, “perché è ovvio”, noi non viviamo più nell’Età dei Dinosauri, dato che oggi, come “tutti sanno”, il gruppo di vertebrati terrestri dominante come numero di specie e come taglia media è quello dei mammiferi... In realtà, alla luce di quanto discusso sopra, e ricordando che le specie di uccelli viventi sono il doppio di quelle di mammiferi, sarebbe più corretto dire che viviamo ANCORA nell’Era dei Dinosauri!

Bibliografia:

Dickison M.R., 2007 - The Allometry of Giant Flightless Birds. Unpublished PhD Thesis. Duke University: 1-114.

3 commenti:

  1. Leonardo3/7/08 13:31

    ...dico quello che ha riferito un amico a cui ho consigliato il blog (e questo post in particolare...la pubblicità è l'anima del proresso): "Incredibile!"

    Storie di punti di vista...;-)

    Leo

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  2. Bellissimo post.. e complimenti anche al dottorando autore di questa riflessione matematica! In effetti noi mammiferi tendiamo solo a guardare le cose dal punto di vista delle dimensioni.. ma come giustamente hai detto i dinosauri sono ancora oggi molto più diffusi e diversificati dei mammiferi.. per non parlare poi degli insetti: questo è sempre stato e penso sarà sempre il loro mondo!

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  3. Leggendo questo interessantissimo post vorrei fare una constatazione e vedere se è una constatazione corretta. Premettendo che sono solo un'appassionato, la cosa che ho pensato è che una prova a favore di questo "falso" paradosso è riscontrabile in modo più evidente negli ecosistemi insulari più recenti (olocenici e pleistocenici) in cui sono stati presenti mammiferi e uccelli sia atteri che non in ambienti ristretti, ad esempio in Madagascar con la presenza dell"uccello elefante", in Nuova Zelanda con il moa e l'aquila di Haast (volatore) e anche in Australia con le forme di uccelli pleistocenici di notevoli dimensioni, al contrario noto che in tali situazioni ambientali i mammiferi tendono generalmente a diminuire di dimensioni contrariamente agli uccelli come nei casi di mammiferi marsupiali o degli elefanti "nani" del mediterraneo. Questa può essere un'ulteriore prova all'analisi di M. R. Dickison?

    Marzio

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