20 febbraio 2010

Come dedurre il Comportamento dei Theropodi Mesozoici

Esiste il lavaggio del cervello in paleontologia? In parte, temo, sì.
I documentari "paleontologici" con scene create al computer (i quali, che vi piaccia o no, sono retaggio culturale di Jurassic Park) hanno il pregio accattivante di mostrare dinosauri in movimento, che camminano, respirano ed interagiscono con l'ambiente. Tali ricostruzioni hanno però un terribile difetto, quello di pretendere di essere accettate come "scientificamente realistiche" quando in realtà non sono affatto tali. Anche se l'obiettivo (più o meno dichiarato) di simili prodotti televisivi è quello di accattivare lo spettatore, essi si propongono come espressione diretta delle interpretazioni di ricercatori scientifici. Tuttavia, e non mi stupisco minimamente di ciò, la "paleo-etologia" che dovrebbe fondare scientificamente quelle scene non esiste affatto.
Non mi credete?
Provate a scorrere la letteratura scientifica degli ultimi 40 anni: quante delle scene che vedete nelle varie produzioni paleo-televisive sono realmente fondate su studi scientifici? Credo nessuna. Curiosamente, spesso, le poche ipotesi scientificamente fondate di comportamenti non vengono minimamente mostrare in quei programmi. 
Perché, vi chiederete, non si producono studi scientifici per ricostruire il comportamento dei dinosauri? In fondo, l'interesse che quei programmi suscitano esprime una genuina curiosità, che dovrebbe essere soddisfatta proprio dai ricercatori. Perché invece non si pubblicano mai simili ricerche?
La risposta ve la fornirò con il seguente esempio.
Nell'immagine abbiamo gli scheletri di due mammiferi attuali. Essi appartengono a due specie molto prossime filogeneticamente tra loro, al punto che sono classificate nello stesso genere. Queste due specie, noterete dalle immagini, hanno scheletri molto simili. Non ho trovato delle buone fotografie di scheletri reali, quindi mi baso su queste illustrazioni un po' datate ma comunque dettagliate e corrette. Aldilà delle differenze stilistiche, i due scheletri sono chiaramente molto simili nella morfologia, proporzioni e dimensioni. 
Sareste in grado di dedurre il comportamento in vita di questi animali sulla base dei loro scheletri? Probabilmente, basandovi sulle forme del cranio, delle inserzioni muscolari ed altri tratti a vostra scelta evidenti negli scheletri, potreste proporre delle ipotesi sul comportamento di questi animali. Potreste dedurre dagli scheletri le tecniche di caccia o la struttura sociale? Forse qualcuno di voi ha una buona conoscenza dei principi teorici dell'anatomia e dell'etologia per poter dedurre questi aspetti dall'osservazione degli scheletri. Bene, provate a ricostruire l'etologia di questi scheletri. Anche ammesso che riusciate a proporre delle ipotesi, dubito che potreste ipotizzare grandi differenze eco-etologiche in questi due animali, che, avendo scheletri simili, probabilmente risultano anche con comportamenti simili.
Avete proposto delle ipotesi? I comportamenti vi paiono plausibili con quegli scheletri? Avete delle ipotesi sulla socialità ed eco-etologia di questi animali?
Sicuri delle plausibilità delle vostre ipotesi?
Controlliamo. I due animali in questione hanno eco-etologie molto diverse tra loro, dato che quello in alto è un predatore solitario monogamo mentre l'altro è un predatore sociale a sistema matriarcale. Il primo è Panthera tigris (tigre), l'altro è Panthera leo (leone). 
Pertanto, a meno che voi non conosceste già a priori le differenze etologiche tra questi due animali, è impossibile che possiate mostrare le loro differenze comportamentali solo basandovi sugli scheletri. Quindi, dato che due animali con scheletri così simili hanno comportamenti così diversi, si deduce che non esiste alcuna corrispondenza univoca tra morfologia scheletrica e comportamento. Se non è possibile dedurre l'etologia da scheletri di animali attuali, immaginate dedurla in scheletri di fossili, per giunta con ecomorfologie oggi del tutto estinte. L'unica cosa che possiamo affermare seriamente dall'osservazione di uno scheletro è una generica collocazione ecomorfologica (predatore, consumatore, ecc...), niente altro.
Morale della favola: ipotizzare differenze etologiche o particolari stili comportamentali in animali fossili noti solo dalle ossa è scientificamente impossibile
Accettare questo fatto è il primo passo verso una paleontologia adulta e non fantasiosa.

9 commenti:

  1. I 'documentari' sui dinosauri spesso non li sopporto. Oltre a dare informazioni spesso scorrette ed inventate di sana pianta sono anche brutti visivamente (nella maggior parte dei casi hanno anche una cgi indecente). A meno che non si ritrovino reperti eccezionali come quello del Velociraptor e Protoceratops morti assieme viene tecnicamente difficile ricostruire l'etologia di un organismo fossile.

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  2. I agree and disagree;) The bottom skeleton is clearly more of a running animal. The longer more gracile limbs, the deeper more compressed chest, the more compact feet. This will only give you a rough idea but it is an idea. Now I will freely admit that fine behaviors like breeding, social interactions/ herding/ would be unknown, unless foot prints or some other type of evidence were found, but to say we can have no idea is misleading.

    Best,

    Brett

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  3. :-)
    Brett,
    the bottom skeleton is depicted with more extended limbs, so appears "longer-limbed". The above is depicted with more flexed limbs, so appears "stouter-limbed". But it's an illusion:
    if you measure the hindlimb (femur + tibia + metetarsus) and dorsal column (from acetabulum to glenoid) of both skeletons, you will see that their hindlimb-to-dorsal-column ratios are almost identical, and cannot indicate any difference in cursoriality.

    I'm sorry, but the skeleton alone cannot say more than "carnivorous", "flying", "climber", "diver", ecc..., and not about the fine behaviour that is a feature of the whole living animal and not of the death skeleton alone.

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  4. Andrea,

    This might have worked better with actual pictures since art can and will be off a bit or images from the same artist. And I do agree that very similar skeletons will be difficult to figure out... but to take this one step further, you can't tell me you can't see the difference between say a cheetah and a lion? I still see differences, like the feet, the backbone looks longer in the tiger image, the scapula and the ribcage. The Tiger looks more like a leaper with a more traditional cat like ribcage, while the lion has a more dog like one, at least in these images. The front of the ribcage is deeper for larger heart and lungs, things seen in runners.

    Best,

    Brett

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  5. Mi inserisco per ribadire un dato, spesso dimenticato, che raffforza quanto detto da Cau.

    Il Leone non è "per forza" un animale sociale, il Leone euro-asiatico può cacciare in gruppi, branchi o da solo, le sue "strutture sociali" (usando un linguaggio antropomorfizzante) sono difficili da studiare perchè probabilmente non erano le stesse ovunque e perchè i leoni rimasti sono una "popolazione relitto".

    Anche il leone africano non è sempre e solo quello "standard" dei vecchi documentari, con il branco di un maschio dormiglione e un harem di cacciatrici. Esitono branchi con 3-4 maschi (fratelli o meno), in cui i maschi cacciano e/o tengono lontano le iene, altri in cui le prede sono più grosse (addirittura in Namibia elefanti) e proprio il-i maschi sono i cacciatori da colpo di grazia.

    Altre popolazioni ancora, come quella estinta dell'Atlante, probabilmente non vivevano in branco, ma in coppie "aperte", e migliaia di leoni, prevalentemente maschi, tutt'oggi vivono da soli o in gruppetti di 2-3 individui.

    E sfido a distinguere i diversissimi comportamenti di due _Panthera leo_ dallo scheletro, anche nella stessa specie i comportamenti variano.

    Scusate la prolissità

    Erodoto.

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  6. Brett,
    I'm not a felid expert, so, I cannot say how and what kind of ethological meaning we could extrapolate from felid's skeletons. My post used the example of nearly identical skeletons of animals very different ethologically because I want my readers to understand that most of what we often read and see about dinosaur ethology is (almost) impossible to be determined from their skeletons.
    I agree that cheetahs are better built for fast running than lions are, but we know that because we know the behaviour of these living animals. Cursorial adaptations are coarse eco-morphotypes easy to be seen in the fossils: what I want to underline is that cheetah's body say almost nothing about its "typical, only of cheetah" behaviour apart some general ecomorphological concepts (= it's a fast-running predator); and this is what is important in a palaeontological contest: the skeleton is often the only evidence for an extinct dinosaur, and the skeleton shows how the limb moved (biomechanics), not why they moved (ethology).
    For example, the skeleton of Tyrannosaurus rex says nothing about its behavioural difference from other tyrannosaurids, because these differences evolved in the soft tissue of its nervous system, not in its skeleton.

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  7. Andrea,

    I agree, but this does illustrate that you can get SOME information that can indicate differences even from similar animals. Now we might not be able get absolute truths but we can get ideas, and if you want to deal only with absolute truths then ANY dinosaur show/article will be short and uninteresting to anyone but people like us. Taking your tyrannosaurs example and I won't even go as far ans Tyrannosaurus rex, the gracile Gorgosaurus and the beefed up Daspletosaurus. I think it could be argued that they hunt different prey. You would assume this based on their skeletons. If they didn't have different hunting techniques/prey then their skeletons would look the same, and they don't. Isn't that the same thing as the lion and the tiger? We can get ideas based solely on the skeletons or forensic pathologists wouldn't have any jobs;)

    I do get what you are trying to say but I think it's a bit too simplified for such a complex subject.

    Best,

    Brett

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  8. Your answer illustrate very well the differences between facts and interpretations.

    Step 1: The fact is that Tyrannosaurus, Gorgosaurus and Daspletosaurus are different morphologically.
    There are many differences, and, in my opinion, very very interesting. (Unfortunately, most people would find these facts very very boring...)

    Step 2: The interpretation is that these 3 theropods behaved in different ways.
    (Most people probably would find these interpretative differences more interesting than the facts...) Is the interpretation correct? Maybe.

    Step 3: Could you (or anyone else) link the morphological differences to particular ethological differences? I think not.
    For example, what could be the differences in behaviour between Gorgosaurus and Daspletosaurus? Are you sure that the morphological differences between Daspletosaurus and Gorgosaurus are linked to relevant ethological differences?
    How could we link facts and interpretations in a way that is not by fantasy, but by scientific model (that means "testable")?

    This is the main problem emerging after our interesting discussions: are interpretations (Steps 2 and 3) more important than facts (Step 1)?
    Are interesting interpretations only those full of speculations?

    I fear most people interested in paleontology consider dinosaurs only as "steps 2 and 3", forgetting that the "real dinosaurs" are only step 1.

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  9. I agree, I do. But what I'm trying to say is that if these tyrannosaurs all started out basically the same then why would there skeletons change, UNLESS they were hunting different prey or doing other different behaviors. We'll never be able to know exactly what these behaviors are but we can infer from comparisons to relatives and animals who preform similar functions in their ecosystems. But the skeletons show us that there is something different going on. We just need to figure out what that might be.

    I know it's be argued that the more gracile Gorgosaurus hunted primarily hadrosaurs and ornithomimids, the longer legs for speed would be quite helpful for faster prey, while the Daspletosaurus has more heavily built (deeper more powerful skull) with shorter legs for hunting the slower and more powerful ceratopsians. As for T. rex, didn't the larger ceratopsians live during his 'reign'? Thus the larger and more powerful head, while Tarbosaurs hunted mostly hadrosaurs so it was more gracile compared to T .rex. You could test this via coprolites if they could be found or trackways. But the skeletons do give you an indication that some were faster, like a cheetah while other stronger/slower like a tiger. The clues are there we just need to puzzle them out.

    Best,

    Brett

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