12 maggio 2013

Tyrannosaurus aveva un cuore?

Questo post nasce da alcune riflessioni indotte da una conversazione con Mark Wildman sul suo blog.
No, non sto per parlare di buoni sentimenti: il "cuore" del titolo non è una metafora della compassione, ma si riferisce letteralmente al muscolo cardiaco. E se pensate che la domanda sia "stupida", vi suggerisco di riflettere su altre domande ugualmente "stupide" che nondimeno pare pervadano le discussioni sui dinosauri. Oppure, di proseguire con la lettura del post.

Uno dei motivi per cui consideriamo le "argomentazioni" dei creazionisti come sofismi fondati più su pessimi cavilli retorici piuttosto che su un'applicazione logica del metodo scientifico è che sovente essi propongono delle argomentazione apparentemente "sensate" ma dimenticano che, qualora fossero applicate in modo rigoroso in ogni contesto, queste stesse argomentazioni si torcerebbero contro di loro, demolendo i loro "argomenti".
Se, ad esempio, dovessimo seguire la (il)logica creazionista, dovremmo negare una continuità storica alle serie di fossili che scopriamo e che per noi formano sequenze evolutive. Se tra la specie A e la specie B non c'è alcuna forma di transizione, dicono i creazionisti, allora non esisterebbe una prova diretta di evoluzione da A a B. Ovvero, estendendo la loro (il)logica in senso generale, se tra il documento A ed il documento B non esiste alcun documento di transizione nel tempo, non esisterebbe alcuna prova che dall'evento A all'evento B sia avvenuta una storia plausibile e intelleggibile. Ad esempio, siccome nei Vangeli non c'è documentazione della vita di Gesù tra il dodicesimo ed il trentesimo anno di vita, dovremmo forse negare che sia esistita una persona con quel nome, e che questa persona visse anche il suo tredicesimo, quattordicesimo, quindicesimo, ecc... anno, fino al trentesimo, nonostante che non ci sia alcuna prova di ciò? Ovviamente, no, e sarebbe stupido sostenerlo. Ovvero, una lacuna, per quanto ampia (e 18 anni su un totale di 33 sono un'ampia lacuna!) non indebolisce la validità di una serie continua di eventi dedotta dalle (scarse) prove dirette. Eppure, ciò che per la frammentaria documentazione su Gesù è ovvio, in paleontologia diventa impossibile...
Tornando alla paleontologia, una simile (il)logica, citata spesso, nega la validità di un fenomeno qualora sia assente una prova diretta. Ovvero, si ritiene, in modo errato, che la scienza sia basata esclusivamente su prove dirette, e che senza prove dirette non sia possibile fare affermazioni scientifiche. In realtà, ed ogni scienziato serio lo sa bene, la scienza non è solo un elenco di prove, bensì è un sistema di interpretazioni fondate su prove, un sistema di interpretazioni che collegano le prove, colmano le lacune conoscitive e propongono nuove frontiere per future scoperte. Ad esempio, la teoria ontogenetica della specie umana e la teoria fisica del continuo spaziotemporale, combinate, affermano che ogni individuo umano che abbia compiuto 30 anni debba essere passato lungo una traiettoria ontogenetica continua che attraversi i precedenti 29 anni: non occorre, quindi, disporre di migliaia di prove della vita di una persona, non occore avere le foto di ogni giornata vissuta dalla nascita al trentesimo compleanno per sapere, con assoluta certezza, che tale individuo fu, per qualche anno, un bimbo, poi un ragazzino, poi un giovane uomo ed infine un uomo. Negare questa sequenza equivale a negare le due teorie che ho citato prima, e per far ciò occorre avere degli argomenti veramente molto validi e robusti (in assenza dei quali è meglio tacere). 
Allo stesso modo, anche se non esiste una cronaca dettagliata di tutte le giornate trascorse da Cesare in Gallia, nessuno mette in dubbio la validità storica degli episodi narrati nel De Bello Gallico (ovviamente, alla luce della moderna teoria storiografica). Nessuno sostiene che le differenti battaglie di Cesare in Gallia avvennero "per magia", slegate una dall'altra, e che Cesare fu creato innumerevoli volte, separatamente, e calato dal cielo con tanto di esercito, pronto per andare a massacrare nuove città galliche.
Tornando al titolo del post: Tyrannosaurus (o qualsiasi altro dinosauro fossile) aveva un cuore?
La risposta che il 100% dei lettori darà sarà affermativa: Tyrannosaurus aveva un cuore. 
Ma, su quali prove sosteniamo che Tyrannosaurus avesse un organo cardiaco? Nessuna prova diretta del suo cuore esiste: non esiste un cuore fossilizzato di Tyrannosaurus, né di altro dinosauro (incluso Thescelosaurus). Dobbiamo quindi, alla stregua dei creazionisti, affermare che in mancanza di un cuore fossilizzato si debba negare l'esistenza del cuore in Tyrannosaurus, che soltanto la scoperta di un cuore fossilizzato possa costituire una prova sicura della presenza di quell'organo in un dinosauro mesozoico, e che fino a tale scoperta sarà lecito ammettere che Tyrannosaurus non avesse un cuore?
La risposta, per nostra fortuna, è negativa: non occorre un cuore fossilizzato per affermare la presenza del cuore in Tyrannosaurus. Noi sappiamo che Tyrannosaurus disponeva di un cuore perché questa è l'ipotesi più probabile in base all'inferenza filogenetica. In base all'inferenza filogenetica, noi possiamo stabilire il grado di probabilità che un organo non fossilizzato fosse presente in vita, valutando la distribuzione di quell'organo negli animali viventi, imparentati con Tyrannosaurus, che formano una serie progressiva che "racchiude" la specie fossile dentro un sistema di legami genealogici, comparando tale presenza con eventuali "marcatori" scheletrici.
Siccome gli uccelli, i coccodrilli, le lucertole, e tu stesso - che stai leggendo - formate una sequenza progressiva di parenti sempre più lontani a Tyrannosaurus, e siccome tutti questi animali appena elencati presentano un cuore (anche tu hai un cuore: controlla!), l'ipotesi più probabile è che anche Tyrannosaurus disponesse di un cuore. 
Affermare che Tyrannosaurus non avesse quell'organo è lecito, ma per farlo occorre portare a proprio favore argomenti aggiuntivi per giustificare l'assenza del cuore. Siccome questi argomenti non sono necessari se si ammette la presenza del cuore, la presenza del cuore è l'ipotesi più semplice e quindi la più robusta e valida in base ai dati attualmente noti.
Qualcuno obietterà che questa non è una "prova diretta", ma, ripeto, la scienza non ha bisogno sempre e soltanto di prove dirette. Nessuno ha mai osservato direttamente il centro della Terra, ma possiamo dedurne in modo affidabile le caratteristiche generali analizzando dati indiretti come le onde sismiche e l'intensità della forza di gravità in superficie. Analogamente, non occorre avere prove dirette di un cuore, quando i dati indiretti dell'inferenza filogenetica sono concordi nell'affermarne la presenza.
Finora, questo post potrà essere parso astruso e poco sensato. Nessuno ha mai messo in dubbio l'esistenza del cuore in Tyrannosaurus, nonostante che questo cuore non sia mai stato osservato.
E che dire del piumaggio? Esattamente come il cuore, anche il piumaggio di Tyrannosaurus non è mai stato osservato. Ed esattamente come il cuore, noi abbiamo una sequenza progressiva di parenti sempre più lontani da Tyrannosaurus i quali presentano il piumaggio: Yutyrannus, Dilong, gli uccelli, Sciurumimus e, probabilmente, Tianyulong. Pertanto, esattamente come per il cuore, la presenza del piumaggio è l'ipotesi più probabile a nostra disposizione. Affermare che Tyrannosaurus non avesse il piumaggio è lecito, ma per farlo occorre portare a proprio favore argomenti aggiuntivi per giustificare l'assenza del piumaggio [Nota bene: la presenza di tracce di scaglie non rappresenza una prova di assenza di piumaggio, dato che, come dimostra Juravenator, i due tegumenti possono coesistere nello stesso animale]. 
Eppure, nonostante che la base scientifica a favore del piumaggio abbia la stessa robustezza di quella a favore del cuore, pare che la presenza del piumaggio sia meno attendibile di quella del cuore. E ciò è paradossale, se consideriamo che, perlomeno, la presenza di piumaggio è documentata in Tyrannosauroidea prossimi a Tyrannosaurus come Yutyrannus: quale differenza morfologica o fisiologica tra Tyrannosaurus e Yutyrannus potrebbe giustificare una differenza di tegumento? Nessuna, a quanto sappiamo,  è stata portata finora: piuttosto, vedo che spesso si porta una serie di argomenti ad hoc, creati apposta per avere una qualche giustificazione dell'eventuale assenza di piumaggio.
Qualcuno obietterà che la presenza del cuore è più "fondamentale" di quella del piumaggio: dopo tutto, tutti gli animali con piumaggio hanno un cuore, ma non tutti gli animali con cuore hanno piumaggio, quindi, negare il cuore a Tyrannosaurus richiederebbe una trasformazione radicale della sua anatomia e fisiologia, mentre negarne il piumaggio non richiederebbe una trasformazione tanto radicale. Questo tipo di argomento è, però, più retorico che scientifico: il fatto che un fenomeno sia più "facile" di un altro (in questo caso, la perdita di piumaggio rispetto alla perdita del cuore) non significa che ciò renda più plausibile il suo verificarsi. Dopo tutto, anche la perdita degli occhi è più "facile" della perdita del cuore (basta vedere i vari vertebrati adattati a vivere nelle grotte, che hanno atrofizzato gli occhi, mentre tutti hanno conservato il cuore), tuttavia, non è mai stata documentata la scomparsa degli occhi in alcuna specie di dinosauro, inclusi gli uccelli. 
Uno dei motivi per cui il piumaggio viene considerato così "superfluo" al punto da poter essere "rimosso", è che, probabilmente, noi lo consideriamo "superfluo". Dopo tutto, noi siamo mammiferi con poco pelo e nessuna piuma, e viviamo benissimo senza piume (e pochi peli): e siccome nel nostro cervello vale la regola che "l'uomo è la misura di tutte le cose", se l'uomo vive bene senza piumaggio significa che il piumaggio non è un attributo necessario. Ovviamente, questo (s)ragionamento non è portato direttamente, ma temo che sia elaborato inconsciamente da chi nega la presenza di piumaggio in un coelurosauro, nonostante che quello sia il tegumento tipico del gruppo. Tuttavia, l'osservazione degli uccelli ci mostra che il piumaggio è un elemento fondamentale della loro esistenza: il piumaggio è fondamentale per la regolazione della temperatura, la comunicazione, il corteggiamento, la difesa dai parassiti, la locomozione e, a volte, persino l'alimentazione. Rimuovere il piumaggio ad un uccello ne compromette la sopravvivenza: non a caso, il primo segnale di una grave malattia in un uccello è la perdita o la cattiva pulizia del suo piumaggio. Pare molto probabile che almeno alcune di queste funzioni fossero legate al piumaggio anche nei coelurosauri mesozoici, e che il piumaggio fosse un elemento fondamentale della loro biologia. Perché mai Tyrannosaurus dovrebbe essere diverso dagli altri coelurosauri? Perché mai Tyrannosaurus dovrebbe essere una aberrazione da quello che, ormai, appare un carattere fondamentale della sua anatomia, al pari dei sacchi aerei, o della produzione di uova con guscio carbonatico (tutti attributi che non conosciamo direttamente in Tyrannosaurus, ma che deduciamo con sicurezza da prove indirette)?

8 commenti:

  1. Mi piace il post, anche la parte più "astrusa", comunque quando ho letto che quello di Thescelosaurus non è un cuore mi sono letteralmente disperato avendo pubblicato letteratura divulgativa con tanto di cuori di Thescelosaurus a sostegno della teoria omeotermica dei Dinosauri. Due domande: se non è un cuore, quello di "Willo" che cosa sarebbe? E poi, ho visto che citi Juravenator come prova di coesistenza di piume e squame nel medesimo animale, per caso anche Concavenator è un caso analogo? Perchè su Tianyulong usi il termine probabilmente? Si tratta di piume diverse, più simili alle strutture di Psittacosaurus?

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    1. Alla prima domanda non rispondere perchè sto leggendo il blog apposito, non me ne ero accorto...

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    2. Curiously, _Concavenator_ preserves scales only on the metatarsal and the ventral surface of the tail. The same places scales are preserved in _Juravenator_.

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  2. Non ci sono tracce di piumaggio in Concavenator (le presunte papille ulnari sono nelle posizione sbagliata per essere papille ulnari: più probabilmente sono delle inserzioni muscolari), solo squame in alcune parti del corpo.
    Occorrono nuovi dati prima di stabilire con sicurezza se quelli di Tianyulong sono filamenti omologhi a quelli nei coelurosauri.

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  3. Excellent post Andrea - I am grateful that you have posted these thoughts here and they are extremely useful and informative - especially for someone like me!

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  4. Two great analogies -- really like the one about Jesus. Will have to use it sometime.

    I've used eyeballs as an analogy for remiges -- both can be lost, both sometimes (but not always) have osteological correlates, yet nobody ever seems to wonder if Velociraptor had eyeballs, while the feathers are questioned constantly. (What if Spielberg had depicted them as mole-lizards?)

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  5. Al solito ottimo ragionamento epistemologico. Ormai credo che sarebbe ora che qualche paleoartista disegnasse "un pollo da sei tonnellate" (sarcasm!), forse in questa maniera, sia pur con qualche polemica, l'aspetto visivo convincerebbe i più che si, è possibile, di più, probabile. Un'immagine spesso vale più di mille parole...
    A proposito, ha visto l'ultimo XKCD? Cade a fagiolo...
    http://xkcd.com/1211/

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