02 dicembre 2009

FAQ a proposito dell'origine degli uccelli

Non pensavo che la rete fosse un tale covo di ignoranza paleontologica ed evoluzionista. Poi, casualmente, mi imbatto in forum o discussioni dove interlocutori non ben specificati discutono di temi quali l'origine degli uccelli, dimostrando un mix irritante e desolante di ignoranza scientifica ed epistemologica. Affligge leggere queste discussioni, perché, sinceramente, denotano più arroganza immotivata che desiderio di conoscenza. Dato che ritengo che ogni questione complessa debba essere divulgata dagli addetti ai lavori, coloro che studiano profondamente l'argomento da anni, ma, al tempo stesso, che tale divulgazione debba avvenire in modo semplice e comprensivo per qualsiasi persona intelligente ed interessata, ho raccolto la serie di questioni ed errori più diffusi in questi siti, ed ho dato la mia risposta, che spero sia motivata, in qualità di naturalista che da 10 anni studia nel dettaglio l'origine e l'evoluzione degli uccelli. Io stesso ho ancora molto da imparare, e la stessa ricerca scientifica non pretende di aver risolto tutte le questioni, ma, nondimeno, è evidente che molte delle affermazioni presenti in quei siti sono scorrette e obsolete già con le attuali conoscenze. Non pretendo che queste risposte siano prese come "verità", perché la Scienza non è "Verità", ma tentativo razionale di spiegare i fatti nel modo più coerente e completo possibile in base alle informazioni esistenti.

1-Domanda: I rettili sono a sangue freddo, gli uccelli a sangue caldo. Come possono i secondi discendere dai primi?
Risposta: La distinzione "sangue freddo vs sangue caldo" è un'eccessiva semplificazione, che crea una falsa dicotomia più dannosa che utile. Come ho spiegato qui, è più corretto parlare di tassi metabolici e di capacità di mantenere e regolare la temperatura corporea. Gli uccelli hanno elevati tassi metabolici e di crescita, inoltre, dispongono di meccanismi per la conservazione ed il mantenimento del calore corporeo, ad esempio il piumaggio. Le analisi delle sezioni ossee dei dinosauri dimostra che questi animali avevano un tasso di crescita elevato, più simile a quello degli uccelli che ai "rettili" (qui intesi nell'accezione "classica" come lucertole, coccodrilli e tartarughe). Simulazioni biomeccaniche sugli scheletri dei dinosauri mostrano che anche solo per camminare con gli arti eretti, tipici dei dinosauri, è necessario un metabolismo basale più "da uccello" che "da rettile". Infine, numerosi fossili di dinosauri mostrano tracce di un piumaggio, per il quale è perfettamente plausibile una funzione per la conservazione del calore. Pertanto, i dinosauri hanno tutti i requisiti metabolici per essere plausibili antenati degli uccelli.

2-Domanda: Gli uccelli covano le uova e si prendono cura dei piccoli, mentre i rettili non hanno questi comportamenti.
Risposta: Un pregiudizio obsoleto continua a dipingere i rettili come incapaci di cure parentali. Eppure, è ampiamente dimostrato che i coccodrilli costruiscono nidi e sorvegliano le uova fino alla schiusa. Inoltre, la madre aiuta i piccoli ad uscire dal nido e li trasporta delicatamente in acqua, dove li protegge da eventuali predatori per i primi periodi di vita. Questo comportamento, sebbene non sia complesso come quello di taluni uccelli, è chiaramente intermedio tra la totale mancanza di cure e vere cure parentali. I fossili di dinosauro mostrano prove evidenti di grandi colonie di nidificazione, simili a quelle degli uccelli, e prove di vere e proprie covate nelle quali il genitore si prendeva cura delle uova, proteggendole col proprio corpo.

3-Domanda: Gli uccelli sono adattati per il volo, ed hanno ossa cave; mentre i rettili non volano e hanno ossa piene. Come possono i primi discendere dai secondi?
Risposta: L'adattamento al volo non esclude un origine dai rettili (in generale) e dai dinosauri (in particolare), altrimenti saremmo costretti a negare che i pipistrelli derivino da qualche mammifero del passato e gli insetti da qualche artropode del passato. La presenza di ossa cave non pare legata al volo, dato che incide in maniera non significativa sul peso complessivo dell'uccello. Inoltre, tutti i dinosauri carnivori hanno ossa cave, costruite allo stesso modo di quelle degli uccelli. Anche i dinosauri sauropodi hanno le vertebre cave, costruite come quelle degli uccelli (e dei dinosauri carnivori). Quindi, non esiste alcuna obiezione logica a far derivare le ossa cave degli uccelli da antenati dinosauri.

4-Domanda: L'apparato respiratorio degli uccelli è il più complesso del mondo animale; come può derivare dal semplice polmone dei rettili?
Risposta: questa domanda, come altre simili, pare mettere in dubbio che gli uccelli possano derivare da qualche cosa che non sia già un uccello. In realtà, i vertebrati terrestri mostrano una gradazione di morfologie polmonari che colmano l'apparente "voragine" tra uccelli e rettili. Il polmone dei coccodrilli e dei varani mostra strutture che possono essere considerate ottimi "stadi iniziali" del polmone degli uccelli, il quale è semplicemente un'espansione ulteriore, più elaborata, di quell'anatomia. Come ho discusso qui e qui, lo scheletro dei dinosauri mostra le stesse strutture che negli uccelli sono collegate al loro sistema polmonare (sacchi aerei distribuiti secondo una precisa posizione lungo il corpo, e polmone piccolo e rigido localizzato nella zona dorsale della gabbia toracica). Dato che nessuno mette in dubbio che le stesse strutture ossee scoperte negli uccelli fossili siano la prova di un polmone "aviario", non ci sono obiezioni logiche ad ammettere che anche i dinosauri, muniti delle stesse strutture ossee (nelle stesse posizioni anatomiche) disponessero di un polmone "aviario". In effetti, va sottolineato che solamente il sistema di ventilazione degli uccelli può permettere la respirazione ad un animale con un collo lungo fino a 10 metri.

5-Domanda: Gli uccelli hanno 4 dita nei piedi e 3 nella mano; i rettili hanno 5 dita sia nei piedi che nelle mani. Non esistono forme di transizione da un gruppo all'altro: come è possibile che la mano degli uccelli derivi da quella dei rettili?
Risposta: Le forme intermedie esistono abbondantemente. L'evoluzione di tutti i dinosauri mostra una sostanziale riduzione nel numero delle dita di mani e piedi. Ciò accade sia nei theropodi che in altri gruppi. Ad esempio, i theropodi più antichi hanno già 4 dita dei piedi, e tale numero si mantiene in tutti i theropodi (alcuni addirittura, non legati agli uccelli, perdono il primo dito). Inoltre, come negli uccelli, il primo dito del piede è ridotto e non ha il metatarso che articola con la caviglia: questo carattere esiste solo in uccelli e theropodi. La mano dei theropodi ha inizialmente quattro dita, con un vestigio ridottissimo del quinto. I theropodi più evoluti riducono il quarto dito, che infine scompare del tutto. La forma e proporzione delle ossa della mano di Velociraptor è molto simile a quella dei primi uccelli, come Archaeopteryx.

6- Domanda: Il cuore degli uccelli ha quattro cavità, quello dei rettili solo tre.
Risposta: ennessimo errore di grossolanità. I coccodrilli hanno un cuore a quattro cavità, che mantiene una piccola valvola di connessione tra circolazione venosa ed arteriosa (il forame di Panizza). Questo carattere, oltre a dimostrare una forma intermedia tra cuori a 3 ed a 4 cavità, è un adattamento vantaggioso per animali semiacquatici come i coccodrilli, perché consente di regolare la pressione sanguigna diretta al polmone durante le fasi d'apnea.

7- Domanda: Gli uccelli hanno becchi molto complessi e diversificati. Com'è possibile che abbiano evoluto queste forme "casualmente" dal muso dentato dei rettili?
Risposta: L'errore fondamentale qui è credere che l'evoluzione significhi "sviluppo per caso". L'evoluzione non è la casuale trasformazione di un muso da lucertola in un becco da aquila. Ciò sarebbe impossibile, e nessun evoluzionista serio l'ha mai sostenuto. L'evoluzione darwiniana è un processo ad almeno 2 stadi: 1°) origine di variazioni all'interno di una popolazione (le quali sono casuali solo nel senso che non avvengono finalizzate per qualche obiettivo, ma sono perfettamente spiegabili dalle leggi genetiche della mutazione e ricombinazione), 2°) selezione delle variazioni più adatte, ovvero: se qualche variante ha un tasso di sopravvivenza (suo e della sua prole) maggiore di altre varianti essa tenderà nel tempo a essere più numerosa nella popolazione, la quale, quindi, muterà la propria composizione genetica generale. Col tempo, è possibile che popolazioni prima collegate geneticamente tra loro acquistino una reciproca impossibilità ad accoppiarsi, con la conseguenza che si origineranno specie distinte dove prima ne esisteva una. Ovviamente, per passare da un animale con denti ad uno con becco, dovranno avvenire nel tempo (geologico) centinaia, se non migliaia, di trasformazioni, ciascuna pefettamente plausibile nel contesto in cui avvenne e derivante da un mix di mutazione, selezione naturale e successiva separazione di popolazioni. I fossili mostrano numerosi casi di queste evoluzioni: abbiamo rettili con becco discendenti da forme con denti (ad esempio le tartarughe e numerosi dinosauri, tra cui gli oviraptoridi e gli ornithomimidi), ma anche uccelli "ancora" con denti (Archaeopteryx, Hesperornis, oppure Sinornis) e uccelli con un becco, evolutosi indipendentemente da quelli attuali (come Gobipteryx o Confuciusornis).

8- Domanda: come possono le penne degli uccelli derivare dalle squame dei rettili?
Risposta: Le penne non sono una diretta trasformazione delle squame. Le penne si originano come strutture tubulari della pelle, aventi la stessa composizione chimica delle squame, ma differente processo di sviluppo. Le penne iniziano come papille cave internamente ed allungate, che successivamente si accrescono ramificandosi. Numerosi fossili di dinosauri mostrano tutte le fasi di questo processo: dinosauri con squame ossee (ad esempio, gli ankylosauri), con papille allungate (Psittacosaurus), con filamenti (Sinosauropteryx) o con penne vere e proprie (Microraptor).

9- Domanda: Come possono gli uccelli discendere dai maniraptori, se Archaeopteryx è vissuto 30 milioni di anni prima dei maniraptori?
Risposta: Il legame di parentela stretto tra uccelli e dinosauri maniraptori come i dromeosauridi o gli oviraptoridi non significa che questi due gruppi siano gli antenati diretti degli uccelli, ma solo che condividono un antenato comune più stretto con gli uccelli che con altri animali, e che questo antenato era esso stesso un maniraptoro. In ogni caso, recenti scoperte dimostrano che i maniraptori esistevano anche prima di Archaeopteryx, quindi, non è più valida un'obiezione cronologica tra uccelli e maniraptori.

10- Domanda: siccome l'evoluzione è solo una teoria, e quindi può essere falsa, non è dimostrato che gli uccelli discendano dai dinosauri.
Risposta: La Scienza è ricerca delle spiegazioni razionali dei fatti. Fintanto che non sarà proposta una teoria migliore, capace con almeno la stessa potenza esplicativa di collegare i fatti della biologia, geologia, paleontologia, anatomia, embriologia, genetica, biogeografia, etologia e fisiologia, la teoria dell'evoluzione rimane la migliore spiegazione dei fatti osservati. Ad esempio, quale altra teoria può spiegare con la stessa eleganza la stupefacente somiglianza tra la distribuzione tassonomica e temporale delle pneumatizzazioni vertebrali nei dinosauri e la sequenza di espansione delle stesse pneumatizzazioni osservata nelle fasi di crescita degli uccelli attuali? Solo l'evoluzionismo, che afferma il legame tra ontogenesi e filogenesi, può spiegare questi fatti, apparentemente bizzarri e totalmente scollegati se visti in un ottica non-evoluzionista.

16 commenti:

  1. Più che domande frequenti di BAND sembrerebbero domande da creazionisti.

    Detto il peccato non ci ai comunicato il peccatore. Mi viene la curiosità di vedere quali sono questi siti.

    Erodoto

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  2. ma posso farti una domanda sui sauropodi????

    cla (poi giuro che non vado più off topic :-D )

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  3. Very nice. Almost all of those questions are examples of the fallacy of false conclusion. They might stand up if the assumption was that birds evolved directly from alligators, but of course there is a wealth of archosaurs that fit nicely in between.

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  4. No problema sui sauropodi: sentiamo la domanda.

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  5. sono state elaborate teorie plausibili sul come mai i sauropodi hanno le narici disposte in alto invece che frontalmente come quasi tutti gli animali?

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  6. Spesso, la soluzione di un problema sta nel cambiare punto di vista o modo di definirlo.
    Quello che può apparire un arretramento e dorsalizzazione delle narici sul cranio dei neosauropodi (i sauropodi più basali mantengono narici esterne in posizione più bassa e rostrale) è interpretabile come un effetto secondario di due fenomeni: la riorganizzazione delle ossa del cranio a seguito di un rimodellamento della muscolatura preposta alla masticazione e l'espansione delle narici. Ovvero, invece di vedere le narici che migrano in alto, è più plausibile vedere l'intera regione mandibolare che si flette in basso, contemporaneamente con l'ampliamento delle narici stesse. Se immaginiamo che la regione mandibolare si irrobustisca, probabilmente per una maggiore efficienza nella capacità di raccogliere il cibo, è probabile immaginare una spinta selettiva a far migrare in altro e indietro le parti del muso non legate alla masticazione. Le narici in alto, infatti, hanno come effetto che la zona rostrale del muso, dove sono i denti, è priva di cavità, ed è quindi più compatta e robusta. In ogni caso, studi sulle tracce osse delle parti molli sulle ossa del cranio dei sauropodi indicano che in vita, l'apertura carnosa delle narici era localizzata comunque in zona anteriore, nonostante l'apertura ossea sia arretrata e in alto.

    Se non sono stato chiaro posso rispiegare.

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  7. no sei stato chiaro e mi hai fatto venire un'immagine nuova sui sauropodi, diversa a come li pensavo prima :-) solo che ora mi viene un'altra domanda da farti a riguardo....ma c'entra poco con le narici penso.

    grazie mille ;-)

    cla

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  8. Qualsiasi domanda è accetta... al massimo rispondo che "non so rispondere".

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  9. :-D ok, non volevo andare off topic, ma visto che sei così disponibile, allora la faccio.
    la cresta del brachiosauro a che serviva? e poi, anche lui doveva avere le narici rivolte in avanti?
    e ultima cosa. visto che i sauropodi sono dei lontanissimi parenti dei theropodi(almeno così mi par di aver capito...), possibile che avessero le piume o qualcosa di simile pure loro?

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  10. _Brachiosaurus_ non ha una cresta. La "cresta" è solo l'osso nasale, espanso ed incurvato. Di fatto, è corretto dire che ha delle grandi narici ossee. La posizione della fossa nasale indica che in vita le narici erano rivolte in avanti.
    Se i filamenti dell'heterodontosauride _Tianyulong_ si dimostreranno essere della stessa natura delle protopiume dei coelurosauri, allora è plausibile che anche nei sauropodi ci fosse qualche forma di "protopiume". Per ora, non abbiamo però scoperto dei sauropodi fossilizzati nelle condizioni idonee alla preservazione delle piume. Alcuni sauropodi avevano una corazza di squame ossee, ma ciò non esclude che altri avessero una pelle differente.

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  11. grazie mille ;-) sei stato chiarissimo.
    nel museo di sotria naturale della mia città, c'è un diorama sui dinosauri con un pannello che spiega una probabile teoria sui "nasi" dei sauropodi e dice che forse alcuni avevano una specie di corta proboscide tipo quella del tapiro...
    ma secondo quello che hai spiegato te, questa teoria mi pare poco probabile.
    grazie di nuovo per tutto anche per il concesso off topic :-D

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  12. Quella sulla "proboscide nei sauropodi" è un'ipotesi, non una teoria. In ogni caso, essa è ormai superata, perché non si basa su prove anatomiche concrete. Per i dettagli su quell'ipotesi, rimando a questo post di Darren Naish:
    http://scienceblogs.com/tetrapodzoology/2009/03/junk_in_the_trunk.php

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  13. molto interessante!!!! grazie!!!

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  14. Andrea hai fatto davvero un ottimo lavoro con questo post: spiega in maniera abbastanza semplice il perché gli uccelli son dinosauri. Veramente
    Farò veder quest post a molti miei amici e anche parenti, che purtroppo non conoscon tutte queste cose... o che semplicemente non sanno
    Comunque riguardo al forum che dicevi, purtroppo molte persone son semplicemente ignoranti... il che NON E' assolutamente un insulto ma la semplice condizione del non sapere, la condizione di base per tutti noi. Tutti partiamo ignoranti, sta a noi perder questo tratto XD
    Mi dispiace molto per loro, per quanto riguarda me io cercherò di spiegar la teoria scientifica senza arroganza o presunzione, mi fa molto piacere quando dicon "ah, questo non lo sapevo" oppure "oh, è vero..". Voglio aiutarli a conoscere
    Come dice erodoto, queste sì son tipiche domande da creazionisti... io ho un libro di prima che nascessi io (forse di prima che nascessi anche tu) che parla in maniera deliziosa di perchè l'evoluzione è una ciofeca immane. Quel libro mi fa una tale tenerezza perchè son sicuro che chi l'ha scritto aveva buone intenzioni ma purtroppo ha sbagliato e si è confuso... peccato :)
    Che comunque anche io son creazionista, ma evoluzionista anche :)

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  15. Non è mia intenzione discutere delle credenze e religioni altrui. Massimo rispetto per quello che ognuno sente in cuor suo. Le mie opinioni in proposito sono esposte spesso su Ultrazionale. Dato che Theropoda è un blog scientifico, rimarco solo una cosa: il creazionismo non è scientifico. Non lo è nelle premesse e non lo è nei metodi. Quasi sempre, l'adesione al creazionismo è un condizionamento culturale, non il risultato di una elaborazione razionale. Si può essere scientificamente evoluzionisti e "filosoficamente" creazionisti, ma solo con la consapevolezza matura che i due ambiti non sono conciliabili, se non ammettendo una separazione tra conoscienza scientifica e filosofica. Ciò, ovviamente, è dettato da razioni extra-scientifiche. Ma temo che, a parte queste impostazioni mature, tutti coloro che si dichiarino contemporaneamente creazionisti ed evoluzionisti probabilmente non hanno compreso bene il significato e le implicazioni dei due termini, oppure abbiano un conflitto interiore di natura viscero-razionale, una forzata convivenza tra due istanze inconciliabili. Ripeto, non è questo il luogo per discutere di creazionismo vs evoluzionismo.

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  16. A proposito delle cure parentali nei rettili, vi sono molte eccezioni. Alcuni tipi di lucertole, e i pitoni, covano le uova (in modo diverso, ma comunque lo fanno), il cobra reale costruisce un nido per le uova e le protegge, e anche il crotalo (e suppongo anche gli altri serpenti ovovivipari) proteggono per un breve periodo i piccoli, fino a quando questi restano nelle vicinanze della madre. Non penso che le cure parentali siano da considerarsi un carattere importante per l'evoluzione, molti animali distanti tra loro possono occuparsi della prole (lo fanno molti anfibi, alcuni pesci e anche certi invertebrati).
    Simone

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