09 agosto 2008

Le dimensioni contano

La taglia di un animale, in particolare la massa adulta, è un parametro particolarmente significativo in ecologia. La massa è correlata al tasso metabolico, alla longevità, alle dimensioni della popolazione, ed incide in parte sulla posizione all’interno delle reti trofiche (le vecchie catene alimentari). Determinare la massa (o in generale, la taglia) di un fossile è quindi un utile modo per accrescerne la conoscenza, oltre che un buon parametro per visualizzarlo “in vivo”.

Indipendentemente dal grado di completezza di un fossile, la massa può essere determinata (ovvero misurata direttamente) oppure stimata (ovvero calcolata indirettamente). Il primo risultato è più attendibile, anche se spesso è fortemente condizionato dalla completezza dello scheletro. Mentre per “Sue”, il più completo Tyrannosaurus noto, è possibile sia determinare che stimare la massa, per scheletri estremamente frammentari come Alectrosaurus (noto solamente da un arto posteriore) è possibile solo stimarla con metodi indiretti.

Vediamo entrambi.

La determinazione migliore della massa da uno scheletro si effettua tramite una ricostruzione dell’animale in vita, generalmente in scala (dubito che sia economicamente sensato determinare la massa di Argentinosaurus ricostruendolo in scala 1:1). Mentre fino a pochi anni fa le ricostruzioni erano tutte su modelli reali, oggi è possibile effettuare anche ricostruzioni virtuali 3D. Una volta effettuata la ricostruzione, si misura il suo volume, e da questo, tramite il vecchio calcolo Volume x densità, si ottiene la massa. Fin qui sembrerebbe semplice, ma ci sono alcune precisazioni da sottolineare.

Primo: tanto più la ricostruzione sarà grossolana, tanto più la misura sarà “sballata”. Ricordo che per oltre 30 anni la stima della massa più divulgata per Brachiosaurus è stata di 78 tonnellate (un valore che a me è sempre sembrato mostruosamente esagerato, pari a una decina di elefanti africani adulti... che non sono dei vitelli...) a causa della determinazione effettuata da Colbert su un modellino iper-obeso e grossolano di Brachiosaurus, chiaramente sbagliato... Bisogna attendere Paul, che con i suoi ben più realistici modellini (basati sui suoi disegni) ha dato a quel sauropode la ben più sensata massa di 36 tonnellate (valore notevole, ma non grottesco come il precedente). Pertanto, se la massa dipende dal volume, il quale dipende dalla ricostruzione, la quale dipende dalla nostra grossolanità, capite quanto bisogna essere cauti con qualsiasi valore di massa per un animale estinto. Dire “Brachiosaurus pesa 36 tonnellate” non è una verità assoluta, è solo più plausibile che dire “Brachiosaurus pesa 78 tonnellate”. Allo stesso modo, è ridicolo discutere se una stima di 38 tonnellate sia più probabile di una di 34... (purtroppo a volte sento/leggo simili diatribe).

Secondo: la densità di un animale estinto, del quale restano solamente le impronte rocciose delle ossa (e mai tutte) è un dato inesistente, che deve essere ricavato dagli animali attuali. Senza entrare in una discussione infinita, è plausibile che la densità dei dinosauri fosse comparabile a quella di coccodrilli e uccelli, e che quindi variasse tra 0.8 e 0.9 (forse le specie con scheletri più pneumatizzati avevano valori più bassi di specie con ossa più compatte).

Quindi, se avete realizzato un modello che ritenete plausibile, in scala 1:X con l’originale, non dovete fare altro che moltiplicare il volume del modellino per X3, poi moltiplicare il valore ottenuto per la densità ed otterrete la massa dell’originale.

Se non disponete di scheletri ben conservati, non avete plastilina, cartapesta, cilindri graduati, non siete bravi scultori e sopratutto non avete tempo per allestire una ricostruzione, potete comunque stimare la massa con metodi indiretti, più rapidi ma meno sicuri.

Il più diffuso metodo di stima della massa è basato sulla sezione delle ossa propodiali (omero e femore). Dato che negli animali attuali la sezione del propodio è ben correlata con la massa, si può ricavare la massa di un fossile misurando tale sezione. Metodi analoghi sono la circonferenza o la lunghezza dell’osso (la correlazione è più bassa che con la sezione, ma è ancora accettabile per avere una stima plausibile). Dato che i teropodi sono bipedi obbligati, l’omero non partecipa al supporto del corpo, quindi non deve essere incluso nella stima: basta il femore.

Dato che la lunghezza del femore è uno dei valori più diffusi in letteratura (nonché ricavabile dalle immagini), esso è uno dei parametri più immediati per stimare la massa e per confrontarla tra diversi taxa. A questo proposito, avvertenza (che probabilmente non interesserà a molti, dato che si riferisce ad un gruppo che purtroppo risulta poco interessante per il “teropodista medio”): gli Ornithothoraces, in particolare i Neornithes, hanno modificato significativamente la loro postura femorale, a seguito della estrema riduzione della coda. Per sopperire a tale variazione di postura, il loro femore è significativamente più corto e robusto che negli altri dinosauri: pertanto, non è possibile effettuare la stima della massa partendo dalla lunghezza femorale usando le formule tarate sugli altri taxa, altrimenti si corre il rischio di sottostimare significativamente le loro masse (e viceversa, se tentaste di usare le formule tarate sui neorniti attuali per i non-neorniti mesozoici otterreste delle sopravvalutazioni delle masse).

In conclusione, le masse (e le lunghezze) devono essere prese con le dovute cautele. Dato che non abbiamo davanti animali vivi, ma solamente le loro rappresentazioni frammentarie, il margine di errore (e quindi l’inattendibilità dei valori) è significativo e va tenuto bene a mente.

Tyrannosaurus potrebbe anche essere stato di 7 tonnellate, oppure solo di 5... chi lo sa? Sicuramente era più pesante di Daspletosaurus.

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