07 agosto 2017

Cosa ci insegna un nodosauride perfetto in merito ai theropodi?

L'olotipo di Borealopelta in vista dorsale (A) con indicati i differenti tessuti preservati (da Brown et al. 2017)
 

Brown et al. (2017) descrivono il fossile parziale ma perfettamente conservato di un nodosauride dal Cretacico Inferiore del Canada, ed istituiscono Borealopelta markmitchelli. Il fossile, preservato in finissimo sedimento marino (modalità non rara tra i nodosauridi, che ha probabilmente una causa complessa, di tipo sia ecologico che tafonomico), include buona parte della regione anterodorsale dello scheletro articolato, e di tracce del tegumento epidermico, in particolare della squamatura associata agli osteodermi.
Piccola nota per i non-addetti ai lavori: occorre distinguere tra squame non-ossificate, che sono produzioni cornee della pelle, dagli osteodermi, che sono ossa dermiche, ovvero, ossificazioni della parte profonda della pelle: queste ultime, essendo ossa a tutti gli effetti, tendono a fossilizzare, mentre le squame “classiche”, di natura cornea, raramente fossilizzano. Questo nodosauride eccezionale conserva ambo le strutture. E l'eccezionalità della preservazione è tale che dalle strutture epidermiche è stato possibile ricavare – usando metodi di spettoscopia di massa – tracce di melanina, e quindi, indirettamente, informazioni sul colore dell'animale in vita.
L'analisi della struttura della melanina sul corpo di Borealopelta indica abbondanza di feomelanina, che tipicamente conferisce una colorazione bruno-rossastra negli animali attuali: è quindi plausibile che l'animale fosse principalmente di quella colorazione. L'analisi della distribuzione dei pigmenti sullo scheletro sembra indicare che le grandi spine scapolari dell'animale fossero ricoperte da uno strato corneo più chiaro rispetto all'epidermide su buona parte degli osteodermi della schiena. Inoltre, l'abbondanza di pigmentazione melanica si riduce drasticamente appena ventralmente alla serie di spine osteodermiche laterali: ciò non pare essere un artefatto della preservazione, e implica che in vita Borealopelta avesse una colorazione mimetica simile a quella osservata oggi in molti mammiferi di medie dimensioni, nei quali la superficie dorsolaterale del corpo è più scura di quella ventrolaterale. Questo pattern cromatico permette di “nascondere” il corpo contro l'orizzonte, dato che il contrasto chiaro-scuro del corpo si oppone a quello luce-ombra dato dall'illuminazione diurna, stemperando il contrasto del corpo rispetto allo sfondo del campo visivo.
Questa scoperta, se ulteriormente confermata da altri fossili è estremamente interessate per capire i theropodi. Il motivo può a prima vista sembrare paradossale, ma risulta ovvio se consideriamo la ragione adattativa di un simile camuffamento cromatico: la difesa dalla predazione.

Borealopelta è un dinosauro corazzato con una massa stimata attorno alla tonnellata e mezzo. Gli unici animali che possono essere predatori mesozoici nordamericani del Cretacico Inferiore per un animale di quelle dimensioni sono i grandi theropodi. Pertanto, è ragionevole concludere che la colorazione mimetica di Borealopelta sia un adattamento anti-predatorio contro i grandi theropodi.

Questo risultato significa che:

Borealopelta era un animale prettamente diurno, e implica che i suoi predatori fossero anche essi prettamente diurni: questo tipo di difesa non ha senso in animali notturni che devono difendersi da predatori notturni che cacciano al buio.

I grandi theropodi esercitavano una pressione predatoria significativa (tale da selezionare adattativamente la colorazione del corpo delle prede) anche in animali pesantemente corazzati e con masse superiori alla tonnellata. Questo risultato è piuttosto inatteso, se lo paragoniamo con le faune di oggi: tutti i grandi mammiferi con masse superiori alla tonnellata sono privi di camuffamento cromatico, e tendono ad essere “a tinta unica”. Questo significa che, a differenza dei mammiferi odierni, la grandi dimensioni (almeno alla scala di Borealopelta, paragonabile quindi a quella di rinoceronti e ippopotami odierni) non erano sufficienti per difendersi dai predatori. Inoltre, nemmeno la corazzatura doveva essere sufficiente per assicurare – da sola – una difesa in questi animali.

Dato che il corpo di Borealopelta è fossilizzato in sedimento marino, deve essere alloctono, ovvero una carcassa trascinata al largo e affondata rapidamente. Nodosauridi nordamericani simili a Borealopelta sono noti in livelli continentali coevi, ad esempio Sauropelta. Questi ornithischi sono associati a faune a theropodi che includono grandi allosauroidi come Acrocanthosaurus. Pertanto è ragionevole supporre che questi theropodi fossero i principali predatori dei nodosauridi, che questi animali si affidassero sulla vista per la cattura delle prede, e che quindi cacciassero attivamente durante il giorno.

(Estrapolazione gratuita: elefanti, ippopotami e rinoceronti farebbero una pessima vita se portati nel Mesozoico, in quanto né corazzati né camuffati...)

Quante belle cose sui theropodi possiamo ricavare da un ankylosauro!

Bibliografia:
Brown et al. 2017. An Exceptionally Preserved Three-Dimensional Armored Dinosaur Reveals Insights into Coloration and Cretaceous Predator-Prey Dynamics. Current Biology http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2017.06.071

13 commenti:

  1. The finding of countershading in Boreopelta is interesting, but I think there are still many aspects that were discussed too lightly. For example, no one argues that the coloring pattern is probably more important in small juvenile animals than in the more developed ones, precisely because it has a more effective armor as a dissuasive element. Perhaps adults simply retained the juvenile color scheme because it was a neutral trait for their survival. Personally I think camouflage based countershaing on large herbivores would not perform well, because it would be especially associated with open environments where a large animal would be easy to spot. It should also be noted that theropods must have shared the visual acuity of current birds, unlike the mammalian visual system, which is probably more likely to be tricked by countershading.

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    1. @FRancisco"Personally I think camouflage based countershaing on large herbivores would not perform well, because it would be especially associated with open environments where a large animal would be easy to spot. "

      It is plausible that large-bodied dinosaurs lived in open environments. And such series of long lateral spikes and spinae strongly in armored dinosaurs support a open environment devoid of vegetation.

      The fact that theropods had a bird-like vision further supports some form of selection toward camouflage, so I don't follow your argument...

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    2. I have taken account of my error in trying to explain my point. I mistakenly assumed that countershading would not be effective on large animals with open habitat, because the animal's own size would make it evident, regardless of its contrasting coloration; However, something that does not mention the literature (but that I have verified empirically), is that the countershading is more useful when the prey is away from the predators. It is incredibly difficult to see the guanaco (Lama guanicoe) in the distance (100-200 m), despite being respectable size animals, thanks to their countershding pattern. It is to be expected then that any large animal, susceptible to be depredated by another large animal, develops that mechanism of camouflage. Possibly the open habitats of the Mesozoic were dominated by brown or reddish colors, dotted with patches of isolated vegetation, which would favor reddish up and down colorations for both herbivores and prey, and perhaps large disruptive spots of profile ...

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  2. Piccola correzione: Boreopelta è un genere di anfibi termospondili, la nomenclatura dovrebbe essere Borealopelta Markmitchelli

    Andrea

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    1. Sì, correggo il mio lapsus temnospondilae.

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  3. Il ritrovamento, lo studio e il tuo ragionamento restano comunque molto interessanti. Teropodi capaci in una pressione ambientale ed evolutiva così evidente in animali così corazzati non è da poco. Chissà se avviene col contrario...
    Andrea

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    1. Certo che avviene anche al contrario... cosa seleziona theropodi giganti? Prede dure da abbattere.

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    2. Intendevo nella colorazione; ovvio che la coevoluzione preda-predatore ha portato a singolari adattamenti anatomici ben visibili sia nelle prede che predatori, la mia domanda era però rivolta sulla colorazione dei predatori, se il piumaggio e le squame dei grossi teropodi fossero anch'esse di colorazione mimetica oppure da display (o entrambe). Ad oggi conosciamo la colorazione di piccoli teropodi, e a parte la piccola parentesi della cresta rossa di anchiornis tutti possiedono penne irridescenti o brunastre. Quello che mi chiedevo era se i grossi teropodi avessero posseduto una colorazione prevalentemente mimetica o maggiormente colorata. Forse è avvenuta una sorta di "coevoluzione cutanea" in molti predatori, o forse no, perché non sarebbe servita causa la stazza. Non potendo analizzare le impressioni piumate e squamate di Yutyrannus o Carnotaurus, la cosa non è ancora documentata e quindi si starebbe troppo sullo speculativo, giusto?

      Mi devo scusare pure io per il "termospondili" anziché "temnospondili"... gli anfibi fanno venire lapsus.

      Andrea

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  4. Interessantissimo post, non pensavo che la colorazione fosse così importante anche per animali di grossa taglia, e non penso ai grandi mammiferi quando lo dico. Penso a tutti i rettili più grandi oggi al mondo (coccodrilli, varani di komodo, tartarughe delle galapagos), che conservano tutti colori un pò smorti, al limite con qualche chiazza o macchie scure. E anche agli uccelli più grandi del mondo (struzzi, aquila reale, albatros, condor), che non hanno colori particolari, al contrario di tanti rettili e uccelli di piccola taglia...
    Andrea non vedo l'ora di leggere un tuo post sul modo di combattere dei teropodi, per esempio nelle dispute territoriali o nel corteggiamento: quali tracce ci forniscono oggi i fossili in questo campo e come possono essere comparate ai rettili ed uccelli di oggi? Con tutte le porcherie cinematografiche di oggi, sarebbe bello capire quel'era il vero metodo di lotta dei teropodi.

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    1. I coccodrilli sono predatori acquatici e comunque hanno una colorazione mimetica (scura dorsalmente, chiara ventralmente): anche in acqua funziona come mimetismo.
      I varani di Komodo sono i soli grandi predatori della loro isola.
      Le tartarughe delle Galapagos non hanno predatori.
      I grandi uccelli volatori non devono mimetizzarsi con l'orizzonte.

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  5. I've always been doubtful of the effectiveness of counter shading as camouflage in open terrain. I've had the opportunity to go on safari at the Masai Mara reserve, and most of the animals were quite conspicuous wile standing in the open grazing. It really wasn't all that difficult to spot the animals out in the open unless the animals were laying down. The terrain was such that there were many termite mounds everywhere and it was easy to mistake an animal for one. Ironically, the hardest animals for us to spot were the elephants. They were quite shy and stuck mostly to the islands of trees and shrubs where they easily dissapeared. Really the only time it was difficult to spot any animal was when they were in denser foliage. Also, for counter shading to be effective the animals would always have to position themselves parallel to the horizon?

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  6. che probabilità avevano le piume del nodasauro di fossilizzarsi? tecniche particolari come quella fluorescenza sarebbero in grado di rilevarne?


    Broke

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  7. Sicuro che un elefante o un rinoceronte sarebbero stati predati da un dinosauro carnivoro gigante? Su un famoso forum americano danno i pachidermi attuali in vantaggio per lo meno per un peso similare.

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