Gli uccelli ed il Limite K-T

Spesso, un problema insolubile diviene risolvibile cambiando la domanda con la quale era affrontato. Come ho scritto in altre occasioni, io preferisco sostituire la domanda più abusata dell’intera paleontologia, ovvero: “Perché si estinsero i dinosauri (non-neornithi)?”, con la seguente: “Perché sopravvissero solo i neornithi (tra i dinosauri)?”. Penso che scoprire quale (o quali) fattori contribuirono alla sopravvivenza dei neornithi sarà molto più utile alla risoluzione dell’estinzione tardo-cretacica rispetto all’ennesima lista dei motivi che fecero estinguere Triceratops e Tyrannosaurus. In particolare, capire cosa “salvò” i neornithi rispetto ai loro parenti enantiornithi è probabilmente il nodo gordiano della questione. Rispondere con la banale affermazione che gli enantiornithi erano “arcaici” o “primitivi” è come non rispondere: non abbiamo prove che gli uccelli enantiornithi fossero meno adattati o svantaggiati dei neornithi in qualche caratteristica anatomica, né che fossero “primitivi” (qualsiasi cosa ciò possa significare). L’assenza di particolari peculiarità “neornithine” non è una risposta, dato che esse appaiono “evolute” solo a posteriori, come conseguenza contingente dell’attuale sopravvivenza di Neornithes. Quello che voglio dimostrare in questo post è che i neornithi ebbero la fortuna di aver evoluto un qualche tratto esclusivo della loro linea filetica, probabilmente evolutosi come adattamento a qualche aspetto della loro ecologia, e che si rivelò, inaspettatamente, vantaggioso durante la crisi del limite K-T.

Premetto che lo scenario che qui sostengo è di un evento catastrofico improvviso e non riconducibile alle “normali” dinamiche geologiche e biologiche: da questo punto di vista, è relativamente irrilevante se ciò fu l’effetto di un impatto con un corpo celeste, o di un’intensa attività di vulcanismo basaltico o la somma dei due. Quello che conta è l’instaurarsi improvviso ed inatteso di una crisi ecologica globale. Ammesso ciò, cosa poté costituire la salvezza per i neornithi? A questo punto, prima di procedere, è bene sottolineare chi o cosa sia l’oggetto della crisi e chi o cosa può essere avvantaggiato. Non credo che i neornithi avessero particolari adattamenti che conferissero loro un vantaggio individuale. Ovvero, non credo che la crisi incidesse in maniera selettiva a livello dei singoli individui: a parità di tutte le condizioni, ritengo che un singolo esemplare di neornithe avesse la stessa probabilità di sopravvivenza di un singolo esemplare di enantiornithe (o di abelisauroide o di tyrannosauridae o di ornithischio...). Credo che il vantaggio neornithe fosse ad una scala gerarchica superiore all’individuo, in particolare, a livello di popolazioni, ripercuotendosi sulle specie e sul clade Neornithes, non sui singoli animali.

La mia ipotesi è che le popolazioni di neornithi disponessero di un meccanismo di rigenerazione più rapido delle popolazioni degli altri gruppi di dinosauri (enantiornithi compresi) e che tale differenza influì nella loro ripresa subito dopo la crisi, riducendo, nel medio termine evolutivo (diciamo alla scala di decine di migliaia di anni) il trauma inferto dall’evento del K-T, impedendo che altri fenomeni aggiuntivi, questa volta riconducibili alle normali dinamiche geologiche ed ambientali, potessero cancellare completamente le popolazioni superstiti.

Se possiamo dimostrare che il tasso di rigenerazione di una popolazione media di neornithi è significativamente più alto di quello degli altri dinosauri (in particolare, degli enantiornithi) avremo una possibile soluzione del quesito della loro sopravvivenza.

Credo che le prove in proposito esistano, e siano ben documentate. Per un curioso rovesciamento delle “logiche evolutive”, è probabile che il carattere che contribuì al successo dei neornithi fu un carattere ancestrale tipico dei dinosauri, sopratutto quelli giganti, che invece era stato perduto dagli altri uccelli basali (tra cui gli enantiornithi).

I dinosauri sono caratterizzati dall’evoluzione del gigantismo, avvenuto numerose volte a partire da antenati di taglia media: sauropodi, ornithopodi, ceratopsi, ankylosauri, e numerose linee di theropodi acquisirono indipendentemente una taglia sopra la tonnellata, a riprova che la biologia dei dinosauri è potenzialmente avvantaggiata a evolvere delle taglie forti. Questo tratto della loro biologia è un tasso di crescita giovanile molto più alto di quello degli altri rettili.

Durante l’evoluzione degli uccelli, ed in particolare alla base degli ornithothoracini (il gruppo che comprende Enantiornithes e Neornithes), si assiste ad una drastica riduzione della taglia adulta, rispetto allo “standard” dei dinosauri. Ciò era dettato dall’esigenza di avere una piccola taglia, un chiaro adattamento per animali che stanno evolvendo il volo battuto. Per far ciò, questi theropodi seguirono due strategie differenti: in un gruppo si rallentò il tasso di crescita giovanile, così che, a parità di tempo rispetto agli altri dinosauri, si ottennero adulti in miniatura; l’altro gruppo, al contrario, accelerò notevolmente il tasso di crescita individuale, in modo da ottenere una taglia adulta ridotta in pochissimo tempo, per poi arrestare completamente la crescita. Il primo gruppo è Enantiornithes, il secondo è Neornithes. (Nota: sto semplificando molto il discorso, per non renderlo eccessivamente tecnico).

Indipendentemente dal motivo adattativo (l’evoluzione del volo), queste due strategie hanno degli effetti secondari che, durante la crisi del limite K-T, potrebbero aver segnato la sorte di un gruppo e la sopravvivenza dell’altro. In effetti, a parità di tempo (ad esempio, un decennio, che è la scala di tempo medio accettato per la durata dell’evento del K-T), una popolazione di Neornithes è capace di generare 5-10 generazioni successive, contro le 2-3 di una popolazione di Enantiornithes, la quale, avendo rallentato il proprio tasso di crescita ma conservato la durata del periodo di crescita come negli altri dinosauri, probabilmente era composta da individui che non raggiungeva la maturità sessuale prima di alcuni anni (contro i neornithi, che in genere sono sessualmente maturi dopo meno di un anno dalla schiusa). Quindi, in caso di crisi catastrofica improvvisa, le popolazioni di neornithi potevano ristabilire la loro densità originaria in meno tempo rispetto alle altre popolazioni di dinosauri (in particolare, di enantiornithi), rendendole meno vulnerabili agli effetti tipici delle catastrofi, che raramente cancellano completamente le specie, ma le indeboliscono frammentando le popolazioni e decimandole fino al limite delle loro possibilità di rigenerazione.

Pertanto, anche se a causare l’estinzione dei grandi dinosauri fu probabilmente la crisi ecologica a danno delle catene alimentari, ciò che incise nella differente sorte tra i Neornithi e gli altri dinosauri di taglia medio-piccola (tra cui gli enantiornithi) fu l’accorciamento della fase di ricambio generazionale evolutasi in Neornithes, la quale a sua volta, fu una delle due opzioni possibili per permettere ad un dinosauro di evolvere una taglia ridotta, carattere a sua volta necessario per l’evoluzione del volo attivo.

Non è un azzardo pensare che se anche i neornithi avessero seguito la strategia “enantiornithe” di rallentare il tasso di crescita mantenendo stabile la durata della fase di crescita, tutti i Dinosauri sarebbero scomparsi alla fine del Cretacico.

Bibliografia:

Chinsamy, A. et al., 1994 - Growth rings in Mesozoic birds. Nature 368, 196–197

de Ricqle`s, A. et al., 2003 - Osteohistology of Confuciusornis sanctus (Theropoda: Aves). J. Vert. Paleontol. 23, 373–386.

Padian et al., 2001 - Dinosaurian growth rates and bird origins. Nature 412, 405 - 408.