10 ottobre 2009

Un piccolo passo per un dinosauro, un passo da gigante per la paleontologia


Un simpatico aneddoto dei miei tempi universitari ha per protagonista il mio professore di paleontologia, F. Cigala Fulgosi, il quale, prima ancora che paleontologo ed autorità in materia di squali, è prima di tutto un filosofo. Almeno, questa è l'impressione mia e dei miei compagni di corso. Come può confermare S. Maganuco, le lezioni di Cigala Fulgosi erano vere e proprie sedute di filosofia naturale, forse un po' troppo nichiliste... Durante un'escursione sul campo, Cigala Fulgosi se ne uscì con questa sentenza sul valore delle simulazioni matematiche nei crash test aeronautici: "il modo migliore per testare un velicolo è costruirlo e farlo schiantare". Ovviamente, questa massima è valida per oggetti che possono essere ricostruiti, ovvero, per oggetti ingegneristici, non certo per oggetti storici. La filogenesi e la biomeccanica di un dinosauro sono perdute per sempre, e possono solamente essere simulate. In effetti, anche disponendo di uno scheletro completo, l'assenza di muscoli e di sistema nervoso rende la simulazione del movimento originario più una stima di ciò che non può essere fatto, dei limiti del movimento, piuttosto che una determinazione di cosa sia possibile fare, delle performance. Per questo, le stime di Hutchinson et al. (2007) sulla dinamica di Tyrannosaurus sono più plausibili delle idee di Paul (2008).
Per nostra fortuna, esiste un ambito della paleontologia che in parte compensa queste lacune: la paleoicnologia. Una pista continua di orme fossili, infatti, è una parziale documentazione della dinamica locomotoria. In casi particolari, è possibile ricavare moltissimo sul modo di muoversi di un animale estinto. Il caso che descrivo oggi è tra i migliori a nostra disposizione.
Wilson et al. (2009) descrivono un sito dell'inizio del Giurassico dal Sudafrica. Esso comprende alcune piste attribuibili ad un ornithischio basale (orma del tipo Anomoepus) ed una di theropode (orma del tipo Grallator). Entrambi gli animali hanno una taglia stimata sui 5-6 metri, che nel caso del theropode, è rappresentato nelle stesse formazioni sudafricane da Dracovenator. Ovviamente, non si può dire che l'autore della pista theropoda fosse proprio un esemplare di quel genere, ma non si può nemmeno negarlo. Ad ogni modo, le condizioni geologiche della pista sono tali da indicare il seguente paleo-ambiente deposizionale: una parte della pista fu percorsa sul fondo di un corso d'acqua calma e molto bassa, una parte era invece un substrato liscio inclinato di circa 20°, mentre l'ultima zona era una superficie piatta occupata da un sottile tappeto di alghe. Si tratta quindi di ambienti che oggi si possono trovare sull'ansa in disseccamento di un fiume. Le dettagliata analisi delle orme, delle loro forme, posizioni, inclinazioni ed angolazioni, ha permesso di ricostruire nel dettaglio due brevi momenti di vita, avvenuti 200 milioni di anni fa, probabilmente distanziati uno dall'altro da pochi giorni.
Evento 1, pista Anomoepus: 17 passi. L'ornithischio inizia la sua pista nell'acqua bassa, attraversa la superficie inclinata e termina la sua pista nel tappeto algale. I primi 13 passi sono quadrupedi, come indicato dalle impronte della mano, con postura dei piedi plantigrada, relativamente accucciata. In seguito, a livello del 11° passo, l'animale si solleva, assume una posture più eretta e digitigrada, e percorre alcuni passi ancora da quadrupede. Infine, gli ultimi due passi sono lasciati in postura bipede e digitigrada.
Event 2, pista Grallator: 25 passi. Il teropode inizia la sua pista nella parte inclinata, a ridosso dell'acque, poi svolta, immergendosi e attraversando il basso corso d'acqua. In tutta la sequenza, il teropode mantiene una postura bipede e digitigrada. Tuttavia, esso rallenta l'andatura e, aspetto molto interessante, aggiusta la sua postura sulla superficie inclinata flettendo gli unguali delle dita, per ancorarsi più saldamente al substrato instabile.

Questi due piccoli momenti di vita giurassica, apparentemente banali, hanno invece grandissime implicazioni sulla nostra conoscenza della biomeccanica dei dinosauri. Innanzitutto, l'ornithischio basale dimostra di essere un bipede facolatativo, capace di variare la sua postura, da bipede a quadrupede, e da quadrupede digitigrado eretto a quadrupede plantigrado leggermente divaricato ed accucciato, a seconda delle condizioni del substrato che stava attraversando. Questa versatilità locomotoria si trasmetterà negli ornithischi derivati, i quali hanno evoluto sia specie bipedi, più o meno facoltative, che specie esclusivamente quadrupedi. Al contrario degli ornithischi, la pista mostra che i theropodi furono sempre e soltanto dei bipedi digitigradi. come i loro antenati dinosauromorfi. Le differenze di substrato quindi non venivano affrontate cambiando postura, bensì adattando il piede, che poteva flettere le dita per migliorare la presa sul terreno.
Un'interessante implicazione evolutiva: questo comportamento di flessione delle dita del piede per adattare la presa al substrato è stato ereditato dagli uccelli, che l'hanno adattato alla prensione sui rami. Come vedete, per l'ennesima volta, un tratto "tipicamente da uccello" come parrebbe essere l'atto di fare presa flettendo le dita dei piedi, è in realtà un'invenzione dei theropodi mesozoici.

Bibliografia:
Hutchinson J.R., Ng-Thow-Hing V., Anderson F.C. 2007. A 3D interactive method for estimating body segmental parameters in animals: application to the turning and running performance of Tyrannosaurus rex. Journal of theoretical biology 246 (4): 660–80.
Paul, G. S. 2008. The extreme lifestyles and habits of the gigantic tyrannosaurid superpredators of the Late Cretaceous of North America and Asia. in Carpenter, Kenneth; and Larson, Peter E. (editors). Tyrannosaurus rex, the Tyrant King (Life of the Past). Bloomington: Indiana University Press. p. 316.
Wilson J.A., Marsicano C.A., Smith R.M.H. 2009. Dynamic Locomotor Capabilities Revealed by Early Dinosaur Trackmakers from Southern Africa. PLoS ONE 4(10): e7331. doi:10.1371/journal.pone.0007331

5 commenti:

  1. Intanto complimenti per il blog.
    Ho una piccola domanda da farti, anche se OT(Spero di non essere fastidioso). Perchè non partecipi a Wikipedia?
    Penso che tu abbia già un'idea di come è mal combinata la Wikipedia italiana in fatto di paleontologia.
    Ci sarebbe molto bisogno di una persona che, come te, sa quello che dice quando si parla di Dinosauri.

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  2. Grazie per la stima.
    Sì, la situazione paleontologica di Wikipedia Italia è piuttosto imbarazzante, sopratutto per i dinosauri, un tema "popolare" che invoglia anche persone per niente "esperte" a scrivere qualcosa in proposito, con risultati deleteri. Il motivo principale per cui non partecipo a Wikipedia è che non sono interessato particolarmente a fare "divulgazione enciclopedica". Questo blog non ha quelle pretese, sebbene vedo che molti lettori intendano Theropoda come qualcosa del genere (a mio avviso, fraintendendo me e il blog). Anche perché, se cominciassi, temo che, dato il mio carattere senza mezze misure, riscriverei tutte le pagine sui theropodi, da cima a fondo... e non so quanti lo apprezzerebbero... ;-)

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  3. Per quanto riguarda Wikipedia penso che faresti un gran favore all'umanità se ti ci cimentassi! In quanto a questo tuo post, l'ho trovato favoloso; niente rende più vivo un dinosauro dell'analisi dei suoi costumi quotidiani - come da un semplice gesto del piede, trapelato dalla sua impronta fossile - come tu hai ben raccontato.
    Grazie Andrea

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  4. Beh, credo che vista la condizione attuale di wikipedia sull'argomento in questione, non credo che qualcuno possa lamentarsi dopo il tuo passaggio. Conta che bisogna mettere i riferimenti bibliografici, per validare le pagine. Purtroppo la tua frase, "non sono interessato particolarmente a fare divulgazione enciclopedica", taglia la testa al toro.
    Spero, almeno, che prima o poi, qualcuno di adeguatamente preparato, abbia voglia di sistemare almeno qualche voce.
    A te auguro comunque un buon lavoro, e una buona riuscita di tutti i tuoi proggetti paleontologici. Sono certo che saranno di valore.

    P.S.
    So che sono un povero illuso, ma se magari di notte avessi una rivelazione, potresti incominciare con l'arctometatarsalia.
    OK... come non detto. :o)

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  5. Ormai wiki italia è inaffidabile, malgrado la buona volontà di molti che ci lavorano.

    Io ormai consulto prevalentemente quella in inglese.

    Aggiungerei anche un altro problema, di tanto in tanto ho corretto ed ampliato voci di storia, e solo una volta le mie correzioni sono state cancellate (anche se erano corrette).
    Viceversa ho provato ad aggiornare alcune voci di palontologia secondo quello che si legge nella blogosfera (e indicando le fonti che sono alla fine dei post), sarebbe una cosa che tutti noi utenti di Theropoda e similia potremmo fare.

    Purtroppo, e qui cominciano le dolenti note, ben poco del mio lavoro è sopravvisuto oltre la giornata, francamente non ho voglia di lottare contro gli altri wikipediani, ho una vita che va al di là dei miei momenti nerd.

    P.s. per vedere che cos'è wiki italia guardate la voce T. imperator (specie che non credo proprio sia esista, e che comunque non mi risulta sia mai stata descritta, il che poi scientificamente è lo stesso); la voce è stata aggiunta da un undicenne (sic, detto con il massimo rispetto, io ad 11 anni nemmeno sapevo accendere un computer).

    In conclusione se ti volessi sobbarcare un po' di sbattimenti miglioreresti molto un servizio inefficente, ma il rischio è quello di lottare contro i mulini a vento. L'invito penso sia valido per tutti gli appassionati che hanno un minimo di preparazione scientifica, spero superiore alla mia.

    Erodoto

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