Un nuovo tipo di struttura tegumentaria nel piumaggio di Beipiaosaurus (Xu et al., 2009)

I modelli basati sugli uccelli attuali dipingono un processo a quattro stadi per lo sviluppo embrionale delle penne (Prum, 1999). Questi modelli fanno delle predizioni paleontologiche, che possono essere verificate: in analogia con numerosi altri processi embrionali, è plausibile che alcuni degli stadi degli embrioni attuali siano la manifestazione di caratteristiche adulte degli antenati. La documentazione fossile è in accordo con questi modelli, e verifica le loro predizioni: non solo gli stadi di sviluppo delle penne attuali sono espressi negli adulti di theropodi fossili, ma anche la successione degli stadi embrionali è in accordo con la sequenza filogenetica. Finora, i fossili avevano prodotto prove di taxa aventi gli stadi IV e III (penne vere e proprie, con rachide e vessillo) in Dromaeosauridae, Troodontidae e Oviraptorosauria, e lo stadio II (strutture filamentose multiple, cave internamente e diramanti da una base comune) in Dromaeosauridae, Scansoriopterygidae, Oviraptorosauria, Therizinosauria, Tyrannosauroidea e Compsognathidae. Mancava all’appello il primo stadio, quello più semplice e probabilmente più antico.

Un nuovo esemplare del therizinosauro Beipiaosaurus (Xu et al., 2009), e nuove osservazioni sul primo esemplare, hanno evidenziato la presenza di nuove strutture tegumentarie, la cui forma e morfologia è in accordo con lo stadio I del modello di sviluppo embrionale delle penne (strutture tegumentarie semplici, non multiple).

Il nuovo Beipiaosaurus preserva la metà anteriore del corpo, completa e articolata, nonché tracce del tegumento. Oltre alle strutture filamentose già note dal primo esemplare, e riconducibili allo stadio II, il nuovo esemplare presenta delle ampie penne filamentose allungate (l’acronimo inglese è EBFFs): sono lunghe strutture (10-15cm) relativamente robuste e rigide, con uno spessore molto maggiore di quello degli altri filamenti (con un diametro di circa 2-3 mm, contro i 0.2mm degli altri filamenti). Le EBFFs non mostrano una sezione circolare, bensì una ellittica, appiattita. Questo aspetto ricorda la morfologia generale delle penne, che sono strutture compresse su un piano, più che i peli o gli aculei di un istrice, cilindrici. Le EBFFs sono sono distribuite uniformemente lungo il corpo, bensì sono presenti principalmente nella regione nucale, nella zona golare della mandibola, sul collo, lungo la regione posteriore del dorso, e nella coda (questo ultimo dato è osservabile nel primo esemplare di Beipiaosaurus).

Dato che le EBFFs non hanno una funzione aerodinamica, non sono distribuite lungo l’intero corpo, bensì su zone che negli uccelli attuali portano spesso ornamenti, è probabile che esse avessero una funzione legata al comportamento, ad esempio nel corteggiamento.

La scoperta delle EBFFs dimostra che tutti gli stadi embrionali delle penne attuali sono vestigia di tratti adulti presenti nelle penne dei theropodi fossili. Inoltre, dimostra che le penne nei theropodi avevano numerose funzioni, e produssero numerose morfologie, non necessariamente legate agli uccelli o al volo. Sebbene le EBFFs siano note solo in un membro di Therizinosauria, non è certo se siano esclusive di quel taxon. In particolare, Xu et al. (2009) fanno notare che le EBFFs sono molto simili nella forma, allungamento e rigidità alle strutture tegumentarie allungate rinvenute nell’ornithischio Psittacosaurus. Dato che le penne non sono squame modificate, e che in Psittacosaurus coesistono squame tubercolate e “pseudo-EBFFs”, è possibile che la struttura più primitiva delle penne, simile sia gli “aculei” di Psittacosaurus che alle EBFFs, sia una sinapomorfia dell’intero Dinosauria (se non di tutti gli ornithodiri, se consideriamo le strutture filamentose degli pterosauri).

Ringrazio Dario Marcello Soldan e Marco Auditore per avermi inviato, quasi in contemporanea, una copia dell'articolo di Xu et al. (2009).

Bibliografia:

Prum R.H., 1999 - Development and evolutionary origin of feathers. J. Exp. Zool. 285:291–306.

Xu X., Zheng X. & You H., 2009 - A new feather type in a nonavian theropod and the early evolution of feathers. Proc. of the National Academy of Sciences 106: 832-834.