27 gennaio 2010

Il colore del piumaggio nei theropodi: NON ipotizzato, ma determinato!


Quante volte ci siamo domandati quale fosse il colore nei dinosauri. Erano a tinte uniche? Striati? Maculati? I colori erano brillanti o opachi? Scuri o chiari? Verdi o rossi? Il bianco era presente?
I lettori fissi di questo blog sanno che io non amo le speculazioni, le ipotesi o le fantasie, ma solo discutere di ciò che, scientificamente, può essere determinato. Il resto, come ho detto, è ambito della paleoarte (quella seria, non la fantasy), ed io evito di parlarne. Bene, l'immagine che vedete qui sopra, elaborata da una mia tavola del 2007, non è un'opera di fantasia, non è l'estro creativo di un artista. L'immagine che vedete è la probabile ricostruzione del colore del piumaggio di Sinosauropteryx.
Com'è possibile determinare ciò che abbiamo sempre considerato aldilà delle possibilità della scienza paleontologica?

In un precedente post, avevo parlato di uno studio sulla microstruttura di alcune penne fossili, nel quale era stato possibile determinare quali pigmenti avessero costituito la penna e, di conseguenza, era stato possibile restringere il campo dei possibili colori di quella penna.
Zhang et al. (2010) hanno pubblicato uno studio simile, sulle strutture tegumentarie di tre theropodi dal Cretacico Inferiore della Cina, Confuciusornis, Sinornithosaurus e Sinosauropteryx (quest'ultimo su un esemplare nuovo non ancora descritto).
L'analisi al microscopio elettronico delle strutture tegumentarie di questi tre theropodi è molto simile tra loro, ed è indistinguibile dai pigmenti eumelaninici e feomelaninici presenti nelle penne degli uccelli. Queste analisi quindi confermano l'ipotesi che il tegumento dei theropodi "protopiumati" è effettivamente una forma di piumaggio, e smentisce le critiche (dei soliti quattro gatti del B.A.N.D) secondo cui quei fossili non mostravano piume ma collagene elastico della pelle oppure il biofilm dei batteri della decomposizione. In particolare, la disposizione alternata a bande dell'eumelanina presente nelle penne di Confuciusornis e nella coda di Sinosauropteryx è incompatibile con l'ipotesi di un'origine batterica, dato che quest'ultima non spiega come mai le tracce si dispongono a bande (ovvero: perché mai i batteri della decomposizione dovrebbero accumularsi solo lungo fasce e bande sulla pelle e non ricoprire l'intero corpo?).
Dal mio punto di vista, quest'ultima conclusione (che demolisce per l'ennesima volta una delle critiche del B.A.N.D.) è persino più importante dell'effettiva ricostruzione dei colori estinti: le ipotesi che i tegumenti dei theropodi non siano strutture omologhe alle piume degli uccelli sono ora  ancora più deboli ed inconsistenti di prima. Sarà interessante estendere queste analisi alle strutture di Psittacosaurus e Tianyulong.
Ad ogni modo, anche se sono necessarie altri studi, sopratutto per capire negli uccelli attuali il legame tra particolari microstrutture di pigmenti e colori specifici (così da poter poi applicare queste informazioni sulle microstrutture dei fossili), è comunque significativo che questo studio abbia permesso di ricostruire con un minimo di scientificità il possibile colore di alcuni theropodi. Ad esempio, la distribuzione delle fasce di eumelanina (responsabile dei colori rosso-bruni e ocra) nel corpo di Sinosauropteryx suggerisce che il suo  manto fosse striato verticalmente (anche se il colore preciso, se più rossiccio o più giallastro deve ancora essere determinato), con una cresta più scura sul dorso; che le penne singole di Confuciusornis fossero anch'esse striate in bande chiare e scure; e che Sinornithosaurus aveva invece una distibuzione irregolare di zone di eumelanina e di feomelanina sul corpo (ma i dettagli qui non sono ancora chiari).

Ringrazio Tom Holtz per avermi inviato una copia di Zhang et al (2010).

Bibliografia:
Zhang, F. et al. 2010. Fossilised melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds. Nature. doi: 10.1038/nature08740doi:10.1038/nature08740

5 commenti:

  1. Sono stupefatto da quanto la pigmentazione dei teropodi odierni somigli a quella di quelli estinti, pensavo che, visto che nel mesozoico la maggior parte dei tetrapodi vedeva tutti i colori, fossero più presenti pigmenti "mimetici" come il verde, il grigioverde, ecc. ecc.

    Spero di non essermi esaltato per una ricerca che, essendo il primo passo in un campo inesplorato, verrà abbondantemente rimessa in discussione; ma dopotutto la scienza funziona così.

    Erodoto

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  2. P. S.

    E ormai banniamo il B.A.N.D., 20-30 anni fa B.A.D. e B.A.N.D. erano due teorie scientifiche quasi alla pari, oggi solo una sembrerebbe scienza, mentre l'altra è una posizione sempre più ideologica e costruita al di fuori delle evidenze scientifiche (e questa ricerca aggiunge un bel mattone in questa direzione).

    Erodoto

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  3. Sono daccordissimo sul secondo commento, al punto che sarei tentato di scrivere un libro su tutti i pestoni del BAND...
    Per il primo commento: ATTENZIONE (forse non sono stato chiaro nella sopiegazione)! I colori verdi e blu degli uccelli non sono dovuti alle melanine, ma a pigmenti differenti che operano rifrazione della luce. Questi colori sono dovuti alla struttura rifrangente dei pigmenti. Ciò significa, come ho accennato nel post, che occorre ancora uno studio preciso della struttura dei pigmenti per risalire al colore. I fossili hanno conservato le melanine perché sono le più resistenti, ma esse non sono le sole responsabili della colorazione. Quindi, non bisogna concludere che questi theropodi fossero solo bruni o ocra. Non a caso, i fossili mostrano pigmenti di melanina alternati a fasce prive di pigmento: è probabile che le fasce prive di tracce siano il luogo dove era deposto pigmento non resistente come la melanina, che agiva in maniera rifrangente. Occorrono altri studi. Quello che sappiamo è che esistevano fasce di eumelanina (tipicamente rosso-brune o ocra) alternate a feomelanina (tipicamente grigia, la quale spesso produce iridescenza). Quindi, potevano esserci anche colori verdi e blu.

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  4. Scusami Andrea, ma probabilmente non ho ben chiaro come il colore verde e blu si manifesti nel piumaggio degli uccelli. Per quanto ne so il pigmento che, per effetto Tyndall, produce il blu o il verde si trova in cellule cheratinizzate con centro vacuolizzato, le quali si trovano nelle barbe della penna. Inoltre per generare questi colori è molto importante la struttura stessa della penna o sbaglio? Se fosse davvero così allora le "protopiume" di Sinosauropteryx sarebbero troppo "primitive" per poter avere una colorazione blu o verde.
    Sicuramente avrò scritto delle vaccate, per questo ti chiedo delucidazioni su questo argomento "paleoartisticamente" interessante ^^
    Grazie
    Giuseppe Mennella

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  5. Non sappiamo come fossero distribuiti quei pigmenti non-melaninici, perché le analisi attuali determinano solo le melanine (le più resistenti alla fossilizzazioni). Quindi, non si può sapere nemmeno se in Sinosauropteryx fosse presente una forma primitiva di quelle iridescenze o se esse fossero limitate ai taxa con vere penne munite di barbe.

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