22 dicembre 2008

Big Mama è un Beauty Daddy (Varricchio et al., 2008b)


Una delle più decantate caratteristiche “evolute” dei mammiferi è la forma di cure parentali esistente in questi animali. Lo stesso nome “mammifero” significa “portatore di mammelle”, organi specializzati alla nutrizione della prole. In effetti, il grado di complessità del comportamento parentale tra madre e figlio esistente nei mammiferi è ineguagliato nel mondo animale. Al contrario, le cure parentali maschili (dette “paternali”) sono piuttosto rare tra i mammiferi, nei quali meno del 5% delle specie note manifesta una qualche forma di cura parentale che coinvolga anche il padre. Tale retaggio si perpetua nella nostra specie, nella quale i padri non sempre sono dei campioni di affetto, o, perlomeno, molto raramente raggiungono le vette di altruistico amore espresso dalle madri. Pertanto, vista dal nostro punto di vista iper-maternalista, tipicamente mammaliano, la partecipazione dei maschi alla cura della prole è qualcosa di raro e anomalo, un prodotto finale dell’evoluzione culturale. Questa scarsa attitudine maschile alla cura della prole è una caratteristica di gran parte del mondo animale. Gli uccelli, al contrario, rappresentano una notevole eccezione zoologica: la grandissima maggioranza delle specie note di uccelli è formata da maschi attivamente impegnati nella cura della prole. Addirittura, fenomeno che a noi può apparire aberrante, negli uccelli paleognati (struzzi, emù, casuari, tinamù, ecc...) le cure parentali sono esclusivamente appannaggio del padre, il quale, da solo, difende uova e piccoli, spesso generati da più femmine diverse, componenti del suo harem.

Quando comparve questo comportamento? La partecipazione del maschio alla cura della prole è un tratto unicamente ornitologico o può essere fatto risalire a qualche punto dell’evoluzione precedente gli uccelli? Inoltre, quale è la condizione ancestrale delle cure parentali degli uccelli: la cura biparentale (madre e padre assieme curano la prole), la maternale (solo la madre pratica cure), o la paternale (solo il padre pratica cure)?

In uno studio appena pubblicato su Science, Varricchio et al. (2008b) si sono posti queste domande, alle quali hanno dato una risposta che, oltre a evidenziare il livello di dettaglio raggiungibile dall’attuale paleontologia, rimarca un concetto che i lettori fissi di questo blog hanno incontrato più volte.

Varricchio et al. (2008b) partono dagli arcosauri attuali (uccelli e coccodrilli) per determinare se esista una correlazione tra taglia dell’animale e dimensione della covata (intesa come volume di uova presente nel nido). Nei coccodrilli le cure parentali sono esclusivamente maternali, mentre gli uccelli sono raggruppabili in tre gruppi etologici: i maternali, i paternali ed i biparentali. Questi gruppi mostrano differenti correlazioni tra dimensione dell’adulto e dimensione della covata, esprimibili matematicamente. In particolare, a parità di taglia adulta, le forme paternali hanno covate relativamente più grandi delle altre forme. Le curve ottenute per i quattro gruppi etologici (coccodrilli, che sono solo maternali; uccelli paternali; uccelli maternali; e uccelli biparentali) hanno permesso a Varricchio et al. (2008b) di determinare il più probabile modello etologico per quei dinosauri dei quali fosse nota la taglia adulta e la dimensione della covata.

I calcoli indicano che i maniraptoriani come Citipati, Oviraptor e Troodon, dei quali sono noti scheletri adulti morti sopra i propri nidi, risultano con valori di taglia e covata più in linea con il modello paternale degli uccelli rispetto agli altri modelli (il quale risulta il modello plausibile con una probabilità pari a 2-4 volte più alta rispetto agli altri). Questo risultato è in accordo con le numerose sinapomorfie riproduttive condivise tra questi maniraptoriani e i grandi uccelli attuali (nella microstruttura del guscio delle uova, nell’anatomia generale dello scheletro, nelle posture di cova e nei tassi di crescita), e mostra che almeno per Maniraptora, il comportamento riproduttivo era di tipo paternale: il maschio, da solo, si prendeva cura delle uova e, presumibilmente, dei giovani schiusi. In effetti, è probabile che gli scheletri fossilizzati sopra le uova di Oviraptor, Citipati e Troodon siano dei maschi: le analisi dell’istologia delle ossa di quegli esemplari non mostrano il tipico tessuto midollare associato alla produzione delle uova, che si sviluppa nelle ossa delle femmine degli uccelli che stanno deponendo uova e che è stato rinvenuto anche in scheletri di dinosauri (vedere post relativo). La famosa “Big Mama”, l’esemplare di Citipati trovato sul suo nido, andrebbe ribattezzato “Beauty Daddy”!

Attualmente, non possiamo essere sicuri su quale tipo di cure parentali esistesse in altri tipi di dinosauri trovati in associazione a nidi (come sauropodi, ornitopodi o tetanuri basali), dato che essi non condividono con gli uccelli le sinapomorfie riproduttive presenti nei maniraptoriani: pertanto, lo scenario più corretto che possiamo ipotizzare finora è che la condizione ancestrale di tutti i dinosauri sia quella maternale, presente nei coccodrilli, e che in un punto imprecisato della filogenesi posto tra la base di Dinosauria e quella di Maniraptora (probabilmente più vicino a quest’ultimo estremo), si sviluppò la cura di tipo paternale, basata su maschi, probabilmente poligami, che curavano e difendevano covate generate da più femmine. Tale comportamento si conservò nei primi uccelli e nei paleognati attuali: solo negli uccelli neognati si svilupparono comportamenti quali la costruzione di nidi su alberi e le cure biparentali di madre e padre.

Che conclusioni possiamo trarre?

Innanzitutto, questo scenario è in accordo col marcato grado di dimorfismo sessuale che si osserva spesso nei dinosauri. Credo che l’immagine di affettuose madri di oviraptoride che costruiscono il nido, così di moda da una decina d’anni, debba essere aggiornata: sono i maschi, bellicosi proprietari di harem, vistosamente crestati e colorati, che devono essere visti come gli autori dei nidi, mentre è possibile che le femmine non praticassero particolari cure verso le loro uova e piccoli. Al pari di una nidiata di struzzi, è probabile che per il primo anno di vita i giovani dinosauri, attivi e capaci di nutrirsi autonomamente, fossero sorvegliati e difesi dal padre fino al sopraggiungere della nuova stagione riproduttiva. Allora, come ho già descritto nel post relativo alla bonebed a Sinornithomimus (Varricchio et al., 2008a), è probabile che i giovani esemplari sopravvissuti all’immancabile carneficina dell’infanzia mesozoica si separassero dal padre, ora impegnato a riprodursi con le sue femmine e a costruire un nuovo nido, per aggregarsi alla schiera degli esemplari non ancora in età riproduttiva.

Questo scenario, in linea con i dati zoologici e paleontologici in nostro possesso, dimostra per l’ennesima volta che i dinosauri non sono delle versioni squamate dei mammiferi: che piaccia o meno, molti dei modelli ecologici ed etologici mammaliani a noi più cari non sono delle soddisfacenti interpretazioni dei dinosauri.

Parentesi genetica: negli uccelli, a differenza che in buona parte degli altri vertebrati, il sesso del nascituro è determinato dal gamete femminile, e non da quello maschile. Forse non esiste una relazione tra questi due fenomeni, ma trovo molto intrigante pensare che la comparsa di tale processo di determinazione sessuale possa essere la causa dell’evoluzione di cure paternali in Dinosauria, tramite un meccanismo di “guerra intersessuale”: il monopolio della determinazione sessuale in mano al sesso produttore delle uova, la femmina, potrebbe aver “imposto” al maschio di prendersi un onere di cure altrimenti non necessario per lui (generalmente “interessato” solamente a propagare il maggior numero di spermatozoi, per poi lasciare alla femmina l’eventuale compito di curare la prole).

Per le implicazioni fantascientifiche, vi rimando al prossimo post...

Bibliografia:

Varricchio D.J., Sereno P.C., Zhao X., Tan L., Wilson J.A., & Lyon, G.H. 2008a - Mud−trapped herd captures evidence of distinctive dinosaur sociality. Acta Palaeontologica Polonica 53 (4): 567–578.

Varricchio D.J., Moore J.R., Erickson G.M., Norell M.A., Jackson F.D. & Borkovski J.J., 2008b - Avian Parental Care had Dinosaur Origin. Science, 322: 1826-1828.

2 commenti:

  1. The magazine name is not Acta Palaeontologica Poland, but Acta Palaeontologica Polonica

    PS. great blog

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  2. Thank you nazuul,

    I think that "poland" is an error of the translator: in the original (italian) version of the post, there's the right word "polonica".

    Thank you again.

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