07 ottobre 2018

Brontosauri, seismosauri e dissimulatori sismici

Sì, Tim, lo sentiamo anche noi...


Una delle iconografie (o meglio, fonografie) classiche associate ai dinosauri è l'effetto acustico del loro passo. Nomi come Brontosaurus (rettile [dal passo] tuonante) e Seismosaurus (rettile [dal passo di] terremoto) sono figli della suggestione che i grandi dinosauri, letteralmente, avessero un passo così potente e pesante da produrre un suono o delle vibrazioni del terreno. In Jurassic Park (il film), il passo del Tyrannosaurus è in grado di far increspare l'acqua in un bicchiere, mentre nel suo seguito, l'arrivo della coppia di Tyrannosaurus è annunciato dalle (esagerate) onde che il loro passo genera sulla superficie di una pozza d'acqua.
Ho sempre pensato, senza troppo soffermarmi sulla questione, che queste iconografie fossero iperboliche ed esagerate. Ed in effetti, è molto improbabile che un dinosauro al passo generi gli effetti acustici e meccanici che vediamo nei film. Tuttavia, è possibile che il mio scetticismo, per quanto motivato a livello sonoro, possa essere eccessivo a livello infra-sonoro. L'enfasi per l'improbabilità degli elementi più appariscenti e rumorosi potrebbe far dimenticare che esiste una ampia gamma di fenomeni acustici che noi non possiamo cogliere col nostro orecchio, perché sotto la soglia dei nostri percettori acustici. Ad esempio, è noto che molti animali sono in grado di captare le onde infrasoniche prodotte dal movimento di altri animali, in particolare le onde (micro)sismiche, le vibrazioni prodotte durante il passo di un animale.
Partendo da queste constatazioni, in uno studio in fase di pubblicazione Blanco et al. (2018) discutono su un piano prettamente teorico quali sarebbero le onde (micro)sismiche generate dai grandi dinosauri, se queste siano differenti nei vari gruppi, e se ciò possa aver avuto qualche effetto nella vita ed evoluzione di questi animali.

Gli autori usano una serie di equazioni meccaniche e misurazioni su animali viventi per stabilire se esista una differente dinamica acustica nel passo dei dinosauri a seconda della forma del piede (deducibile dalle impronte fossilizzate). L'intensità delle onde sismiche prodotte da un passo è legata al peso dell'animale ed alla superficie del piede, me il modo con cui le onde si propagano è legato alla geometria del piede, in particolare, al rapporto tra lunghezza e ampiezza dell'orma. I calcoli indicherebbero che il passo di un grande sauropode produce onde con intensità 25 volte quella prodotta da un elefante, mentre un grande theropode come Tyrannosaurus, genererebbe onde con intensità più del doppio di quella di un elefante. I calcoli quindi suggeriscono che, in qualche modo, l'acustica infrasonica del passo non è un elemento da trascurare nella vita dei grandi dinosauri. Questo ha senso, tuttavia, nell'ipotesi che i dinosauri abbiano meccanismi sensoriali idonei per captare questo tipo di onda. Sebbene nei rettili e negli uccelli l'udito è in grado di captare onde infrasoniche, ciò non impica automaticamente un qualche adattamento specifico nei dinosauri estinti. I fossili non aiutano molto in proposito, a meno di non forzare l'anatomia dell'orecchio interno per dirci qualcosa che, forse, è deducibile solo dalle parti molli (o dal comportamento in vita).

L'articolo prende una piega intrigante quando gli autori notano che il comportamento delle onde sismiche generate dal passo varia a seconda della forma del piede. In particolare, gli autori osservano che i loro calcoli prevedono che un piede allungato e stretto propaghi le onde sismiche principalmente lungo direzioni perpendicolari ai lati del piede, mentre i piedi con forma dell'orma meno allungata (o più ampia che lunga) non hanno questo comportamento acustico. Ed è sulla base di questo risultato meccanico che gli autori partono in una speculazione adattativa: siccome i taxa con le orme più strette e allungate sono tutti theropodi predatori (therizinosauroidi e ornithomimosauri hanno orme più ampie e divaricate rispetto ai theropodi ipercarnivori, simili agli altri dinosauri non-predatori), gli autori concludono che la forma del piede dei theropodi sia un adattamento per favorire il “camuffamento acustico”. Ovvero, i piedi stretti dei theropodi, dissipando l'onda acustica perpendicolarmente alla direzione del passo, renderebbero il passo stesso non captabile dalle prede, che si presume siano lungo la direzione del passo, quindi fuori dal range di propagazione delle vibrazioni (qualora, come ho scritto prima, che i dinosauri fossero effettivamente in grado di captare le onde infrasoniche del passo).

Ci sono due punti deboli di questa ipotesi. La prima è che il piede dei theropodi tende ad avere proporzioni meno allungate all'aumentare delle dimensioni (ovvero, proprio nei dinosauri con maggior bisogno di camuffare il "rumore" prodotto dal loro passo), suggerendo che la forma del piede sia, innanzitutto, vincolata a questioni puramente dimensionali e non sia un adattamento predatorio. Inoltre, il campione di orme usato è secondo me troppo piccolo, e probabilmente ignora le numerose eccezioni tra i vari tipi di icnotaxon. 
Infine, i calcoli di Blanco et al. (2018) predicono che questo “camuffamento” acustico sarebbe tuttavia efficace solamente entro un raggio di 25 metri dalla sorgente sonora (il piede del predatore), mentre oltre quella distanza il comportamento acustico dei piedi dei vari dinosauri tende ad essere analogo. Se per voi 25 metri sono uno spazio sufficiente per inscenare un agguato ad una preda, lo stesso discorso probabilmente è del tutto vano se siete lunghi 10 metri e la vostra preda è lunga 25 metri: entro tale distanza, e date le dimensioni dei contendenti, è probabile che il “vantaggio acustico” sia molto marginale per determinare il successo dell'attacco (vedi mio recente post su come attaccare un sauropode).

Il mio giudizio su questo studio è lo stesso di altri casi analoghi in passato. Cercare di speculare sul significato adattativo di questi calcoli è pericoloso. A meno di poter dimostrare che la forma del piede nei dinosauri si sia modificata mano a mano che questi si adattavano a diversi regimi alimentari, penso che siamo di fronte al classico eccesso di adattazionismo ottuso: voler vedere una causa adattativa in caratteri anatomici che sono probabilmente il mero effetto di vincoli fisici (le dimensioni corporee, che impongono al piede di avere delle forme specifiche a seconda del peso dell'animale e della sua postura) e retaggi evolutivi (tutti i theropodi discendono da forme funzionalmente tridattile con piede simmetrico e terzo dito allungato, perché quel piede è il migliore nel trasmettere le spinte di un passo parasagittale eretto).
Voler vedere (anzi, sentire) una spinta selettiva a vantaggio di piedi “silenziosi” per i predatori è sicuramente intrigante, ma proprio perché intrigante, è quasi sicuramente una forzatura iper-semplicistica che ignora i numerosi fattori che plasmano la forma dei piedi nei dinosauri.

Bibliografia:
Ernesto Blanco , Washington W. Jones , Nicolas Benech. 2018. The seismic wave motion camoußage of large carnivorous dinosaurs. Journal of Theoretical Biology. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2018.10.010

3 commenti:

  1. Forse ho capito male io, ma noto un'incongruenza:

    "...prevedono che un piede allungato e stretto propaghi le onde sismiche principalmente lungo direzioni perpendicolari ai lati del piede..."


    "...Ovvero, i piedi stretti dei theropodi, dissipando l'onda acustica perpendicolarmente alla direzione del passo, renderebbero il passo stesso non captabile dalle prede..."

    Le onde sismiche si propagano nella stessa direzione in cui verrebbero dissipate?

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    1. Oppure la dissipazione avviene SOLO in "avanti" mentre le onde si propagano prevalentemente a sinistra e a destra?

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    2. L'onda si propaga a 360°, ma nei piedi stretti, l'intensità è maggiore a 90° e a 270° (con 0° la direzione del passo).

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