Thanatops cucurbidermis, un nuovo caro estinto

Ha destato scalpore la notizia del ritrovamento di un cranio di theropode dai livelli inferiori della Formazione Deathday (Bajociano-Kimmeridgiano, stando alle associazioni ad ammonoidi) del Nevada, il cui nome provvisorio è Thanatops cucurbidermis. Almeno un centinaio di paleontologi dal vicino 71° Meeting SVP di Las Vegas sono stati testimoni dell'esposizione quasi perfetta della superficie laterale sinistra di cranio e mandibole, parte del palato e gli ioidi. Si ritiene che la colonna cervicale sia in parte sotto il cranio.

Dalla combinazione di caratteri (inflazione del ramo frontale del postorbitale, presenza di un patter di rugosità e solchi analoghi al pericarpo cucurbitaceo maturo) si può ipotizzare che sia sinonimo con Halloweenia diesmortuorum.

Pregiudizi grafici e la struttura di Theropoda

I nostri pregiudizi visivi sono spesso una fonte immeritevole di giudizi.

Da ormai 10 anni, io studio nel dettaglio la filogenesi del clade Theropoda. Il risultato di tale studio è l'assemblaggio di un'analisi filogenetica che descrive la distribuzione degli stati di (ad oggi) 1396 caratteri morfologici (in grande maggioranza osteologici, più una piccola percentuale relativi al tegumento e ad alcune caratteristiche riproduttive che hanno lasciato evidenze fossili) in 362 unità tassonomiche. Il prodotto dell'analisi svolta con opportuni algoritmi sull'insieme dei dati raccolti può essere visualizzato in vari modi. Il modo più diffuso è quello di una struttura ramificata, avente alle estremità di ogni ramo ciascuna unità tassonomica. Il modo con cui assemblare il grafico ramificato è arbitrario. In genere, si imposta la visualizzazione affinché i rami più speciosi (ricchi di unità tassonomiche) siano posti sempre sulla stessa direzione di "crescita" del grafico. Seguendo questa procedura, il risultato è una forma che, in assenza di vincoli particolari, cresce e si espande in una direzione. Dato che tale direzione è imposta a priori dal programma grafico sarebbe sciocco vedere nell'asimmetria del grafico la manifestazione di un qualche fenomeno reale che "plasma" la distribuzione cladogenetica delle unità tassonomiche. Perciò, dato che attualmente il numero di coelurosauri è maggiore di quello di altri sottocladi di Neotetanurae, Tetanurae, Averostra e Neotheropoda, Coelurosauria risulta graficamente derivato. Ma ciò, ed è bene ricordarlo, è puramente un arbitrio di porre i cladi più speciosi lungo una stessa direzione ad ogni dicotomia.

Analogamente, la stessa speciosità genera un numero di sinapomorfie supportanti i sottocladi di Coelurosauria che supera le sinapomorfie nel resto di Theropoda. Ma ciò non implica che, "nella realtà del Mesozoico", i coelurosauri fossero "più derivati" degli altri cladi.
La nozione di "derivato", che in modo un po' subdolo richiama al vecchio concetto lineare di "evoluto", è quindi un attributo estrinseco dei taxa che noi applichiamo in relazione alle nostre scelte iconografiche.

I theropodi e il Darwinismo

I theropodi supportano il darwinismo? Secondo Ernst Mayr (1904-2005), il Darwinismo non è una teoria unica, ma un corpus integrato di 5 teorie. Vediamo se esse hanno un sostegno nei theropodi.

1- L'evoluzione è un fatto: il cambiamento nel tempo delle specie.

La distribuzione stratigrafica dei theropodi mostra che essi cambiarono come specie e come faune nel tempo. Non esiste una specie di Theropode che compare nel Triassico e persiste fino al Cretacico. Ciò conferma il concetto darwiniano che le specie non sono immutabili né eterne.

2- La discendenza comune: le forme di vita sono imparentate e condividono antenati comuni.

Non sarebbe possibile una filogenesi dei theropodi se non fosse evidente che essi sono classificabili in gruppi gerarchizzati tra loro basati sulla condivisione di caratteristiche la cui unica spiegazione scientifica è che siano ereditate da antenati comuni preesistenti.

3- La moltiplicazione delle specie: le specie generano altre specie.

Il numero delle specie note di Theropodi aumenta progressivamente dal Triassico Superiore al Cretacico Superiore. Ciò conferma che le specie si moltiplicano nel tempo.

4- Il gradualismo: le transizioni evolutive avvengono in modo graduale e non a balzi.

Sebbene la documentazione fossile dei vertebrati raramente mostri il gradualismo dell'evoluzione, è interessante notare che le forme con morfologie più "estreme" non compaiano nel Triassico, ma solo in seguito. I taxa più "aberranti" (Carnotaurini, Therizinosauridi, Tyrannosauridi, Oviraptoridi, Megaraptori, ecc...) sono noti "tardi", nel Cretacico Superiore: ciò supporta la nozione che l'evoluzione di forme "estreme" sia graduale e non avvenga in modo improvviso.

5- La selezione naturale: il successo differenziale all'interno delle popolazioni è il motore del cambiamento evolutivo.

Qualcuno potrebbe farmi notare che non è possibile osservare in azione la selezione naturale nei theropodi mesozoici. Io gli risponderei che i fringuelli delle Galapagos sono theropodi.

La probabilità di Archaeopteryx di esser avialae ha bisogno di fossili, non di probabilità

La pubblicazione di Xiaotingia, e le sue implicazioni per l'iconico Archaeopteryx non più stabilmente alla base di Avialae, hanno generato interessanti discussioni. In parte, esse ricordano le discussioni generate dall'esperimento OPERA che avrebbe scoperto particelle più veloci della luce: più sui metodi usati che sui dati osservati.

Oggi, Lee e Worthy (2011) pubblicano uno studio nel quale rianalizzano la stessa matrice utilizzata da Xu et al. (2011) per collocare Xiaotingia (e che ha posto Archaeopteryx in Deinonychosauria) con un metodo differente: non più basato sulla massima parsimonia (ovvero, il minor numero possibile di eventi evolutivi capaci di descrivere le codifiche nella matrice) bensì la massima probabilità (ovvero, la distribuzione filogenetica che minimizzi l'omoplasia, ovvero la probabilità che le somiglianze tra i taxa siano dovute al mero caso), un metodo più in uso nelle analisi basate su dati genetici molecolari piuttosto che i morfologici tipici della paleontologia. Il metodo alternativo ricolloca Archaeopteryx in Avialae.

Gli autori sono chiari nel affermare che la loro indagine non è definitiva: solo nuovi fossili potranno dare una risposta definitiva alla questione (per quanto, onestamente, ha un valore più per il ruolo storico di Archaeopteryx che per motivi veramente oggettivi).

Faccio tre critiche allo studio:

Come ha spiegato Mickey Mortimer, il risultato di Xu et al. (2011) era già altamente discutibile per il fatto che esso era viziato dalla scelta di non ordinare nessun carattere multistato (quelli con piùi due condizioni), nemmeno quelli chiaramente "ordinati" (ovvero, con le condizioni formanti un morfoclino). Ordinando i caratteri che lo necessitano, infatti, Archaeopteryx torna in Avialae. Ciò senza scomodare le analisi di probabilità.

La posizione in Avialae di Archaeopteryx sembrerebbe più plausibile a Lee e Worthy (2011) in quanto implicherebbe una storia del volo aviano più "lineare", mettendo il "proto-volatore" Archaeopteryx alla base dei volatori e non coi deinonichosauri. Tuttavia, le capacità volatorie di Archaeopteryx sono molto dubbie e da molti ritenute assenti.

Gli autori paiono affermare che il loro metodo è preferibile alla parsimonia in quanto più in linea con la posizione "tradizionale" di Archaeopteryx. Tuttavia, lo scopo delle analisi è stabilire QUALE sia la posizione di Archaeopteryx, non quella di "confermare" una tradizione.

Concludendo, l'analisi di Lee e Worthy (2011) ha il merito di proporre nuovi metodi in paleontologia, ma, su stessa ammissione degli autori, non risolve la questione di quale sia la condizione basale dei paraviali (e lo status di Archaeopteryx).

Onestamente, ritengo la parsimonia un metodo più credibile per la ricostruzione della filogenesi basata sui fossili, in quanto dà ad ogni evento un valore discreto avvenuto nel passato, mentre non è ben chiaro a cosa corrisponda nel tempo profondo la robustezza statistica di un nodo o l'omoplasia di un carattere.

Bibliografia:

Lee MSY e Worthy TH 2011. Likelihood reinstates Archaeopteryx as a primitive bird. Biology Letters in press. doi: 10.1098/rsbl.2011.0884

Xu, X., You, H., Du, K. & Han, F. 2011 An Archaeopteryx-like theropod from China and the origin of Avialae. Nature 475, 460–465.

Problemi reali e problemi nominali

Un problema meramente nominalistico

Molti appassionati di theropodi si dilungano in problemi come quello illustrato qui sopra (assumendo che l'ipotesi di Xu et al sia valida, cosa che io non considero affatto tale). In realtà, qui sopra il problema non esiste.

Archaeopteryx Football Team ed una nota tafonomica

Come forse sapete già, circola in rete la foto di un nuovo esemplare di Archaeopteryx scoperto in Baviera, quasi un regalo per il suo 150° compleanno. Si tratterebbe del undicesimo esemplare di Archaeopteryx... insomma, il numero minimo per una squadra di calcio.

Se un articolo che lo descrive sarà pubblicato (cosa molto probabile), ne parlerò in modo dettagliato al momento opportuno.

Qui, voglio solo farvi notare la preservazione dello scheletro.

L'esemplare mostra l'intera colonna vertebrale, il bacino articolato, le gambe articolate e complete. La testa è mancante. Il cinto pettorale è staccato dal corpo e slittato tra le gambe. Un arto anteriore è mancante. Evidenti tracce del piumaggio sono conservate.

Qualcuno potrebbe trovare bizzarro il grado di preservazione dello scheletro, così ben articolato e preservato tranne la testa e parte del cinto pettorale. Tuttavia, questa condizione è coerente con ciò che sappiamo della decomposizione del corpo degli uccelli in acqua.

Uno studio sperimentale (di cui purtroppo ora non ricordo autori e titolo) ha osservato le fasi della decomposizione di carcasse di uccelli immerse in acqua. Lo studio rilevò che la testa è la prima parte del corpo a steccarsi, seguita dal cinto pettorale. Il nuovo Archaeopteryx mostra esattamente questo stadio della decomposizione.

Muscoli e scatti da Carnotaurus

In un passato post, ho parlato di nuovi studi sulla muscolatura caudofemorale (il principale muscolo retrattore della gamba nei rettili) in Tyrannosaurus. Lo stesso team ho pubblicato uno studio analogo su Carnotaurus (Persons e Currie 2011).

Coda e pelvi in un carnotaurino ideale (da Persons e Currie 2011)