18 gennaio 2019

Oro(bates)bot ed il peccato originale del Parco Giurassico

Fotogramma dalla animazione interattiva realizzata da Nyakatura et al. (2019)
Nyakatura et al. (2019) combinano le informazioni sulla morfologia scheletrica del tetrapode Permiano Orobates, assieme alle caratteristiche della sua camminata deducibili da serie fossili riferibili a questo taxon, assieme a modellizzazioni biomeccaniche tratte dall'analisi della cinematica di alcuni tetrapodi moderni, per realizzare una dettagliata ricostruzione della camminata in questo animale. Si tratta della ricostruzione della andatura in un vertebrato estinto più accurata mai realizzata.
Gli autori producono anche una schermata interattiva dove tutti i parametri biomeccanici coinvolti sono manipolabili dall'utente, che può visualizzare gli effetti sulla ricostruzione del moto di questo diadctomorfo.
Inevitabile, vedendo queste ricostruzioni in grafica computerizzata, non pensare al film Jurassic Park (e non lo dico solo io!). Jurassic Park è la più famosa rappresentazione in computer graphic di animali estinti. Il numero di spettatori di questo film supera di vari ordini di grandezza quello dei potenziali lettori dello studio di Nyakatura et al. (2019) e della loro ricostruzione interattiva. E non solo perché il film ha un quarto di secolo di vantaggio. Un film ha il vantaggio di essere puramente visivo e non richiede un bagaglio concettuale molto elevato per essere apprezzato. Ma, come ho scritto innumerevoli volte, Jurassic Park ha il subdolo effetto collaterale di aver diffuso in maniera acritica e monodimensionale una particolare idea di come rappresentare i dinosauri. E oggi, miliardi di persone, quando si immaginano un dinosauro che cammina, inevitabilmente, pensano solamente a quella particolare idea di dinosauro, quella "alla Jurassic Park".

A prima vista, i dinosauri di Jurassic Park appaiono plausibili. Tuttavia, temo che ciò sia, nel 2019, un mero effetto della ripetizione costante dell'iconografia jurassic-parkiana, piuttosto che una consapevole considerazione critica. Quanti tra di noi ricordano di aver ragionato nel 1993 sulla correttezza e plausibilità del "modo di muovere" nei dinosauri del film? E quanti, allora, hanno effettivamente svolto una analisi rigorosa sul grado di plausibilità di tali ricostruzioni dinamiche? Pochissimi, forse nessuno. Di conseguenza, ormai, quasi tutti noi "accettiamo" che un dinosauro in computer graphic sia, in qualche modo, "alla Jurassic Park". Forse, moltissimi di noi nemmeno si immaginano che possano esistere modi alternativi di ricostruirli, ugualmente validi. Di conseguenza, la grandissima maggioranza di tutte le animazioni computerizzate sui dinosauri realizzate dal 1993 in poi, sono, in modo più o meno diretto, "ispirate" (o meglio, plasmate) sul canone presentato nel film del 1993. Quanti di noi si domandano, in modo rigoroso scientificamente, se e quanto siano "validi" quelle dinamiche?

Prendete i theropodi del film. Tutti si muovono secondo un modello generale, che poco cambia passando dai piccoli compsognatidi al grande Tyrannosaurus. Gli animali tendono ad avere tutti la medesima postura sinuosa, molto "gommosa": il collo e la coda tendono sempre ad ondeggiare, le braccia sono costantemente ciondolanti, le gambe tendono a piegare le ginocchia sia che l'animale cammini, corra o solamente ruoti il suo corpo stando fermo. Il torace si piega sia di lato che verticalmente, assecondando il movimento di testa e collo. Sono tutti dettagli che, nel complesso, trasmettono una dinamica "fluida" della creatura. Quanto è plausibile una simila "dinamica generale" nei dinosauri?
Prendete i sauropodi del film. Tutti hanno una andatura "solenne", con braccia e gambe che si muovono in maniera analoga e sfasata (quando una gamba si estende, il braccio dell'altro lato segue l'andatura). Anche in questo caso, collo e coda tendono ad oscillare indipendentemente dall'andatura, sia che l'animale cammini o sia fermo. Anche qui, sono tutti dettagli che trasmettono una dinamica "fluida", ma molto canonizzata.

Non è ovviamente una critica del film. Esso nasce con mezzi tecnologici e pretese ben diverse da una ricostruzione scientifica pubblicata su Nature nel 2019. Inoltre, sebbene sia spesso raccontata la favoletta della supervisione scientifica dei dinosauri del film del 1993, in realtà la parte scientifica fu molto superficiale (e nessuno si dovrebbe scandalizzare di ciò: come ripetono meccanicamente i critici del blog, quello è "solo un film"). 
Ciò che interessò agli animatori di Jurassic Park fu di introdurre una sufficiente dose di "plausibilità" e "naturalezza" negli animali. Badate bene a questi concetti: "plausibile" e "naturale" non sono attributi reali di una creatura oggettiva, ma descrizioni delle loro impressioni sull'osservatore. Una volta raggiunto lo scopo della "plausibile naturalezza", il lavoro dei creatori di Jurassic Park si è concluso. Nessuno intendeva, né poteva, puntare alla "correttazza e testabilità" delle ricostruzioni dinamiche. Nessuno puntò (consciamente?) alla "validazione scientifica" dei loro dinosauri in computer graphic. 
La tesi che sostengo qui (e che, per quanto banale, è comunque meritevole di essere esplicitata) è che la dinamica nei dinosauri di Jurassic Park (e, di conseguenza, la dinamica "canonica" nella grande maggioranza delle ricostruzioni di dinosauro dal 1993 ad oggi) non sia scientificamente valida, e che essa sia solamente un canone estetico, ed un vincolo da superare perché limita la nostra capacità di ricostruire i dinosauri.
La prova della prima parte della mia tesi la abbiamo direttamente dal "documentario ufficiale" del film: The Making of Jurassic Park.
Nel documentario, vediamo alcune scene tratte dal lavoro di pre- e post-produzione del film, e vediamo il lavoro degli animatori che hanno realizzato le ricostruzioni digitali. Nel documentario, è esplicitamente mostrato che l'andatura del Brachiosaurus sia stata ispirata dalla andatura in alcuni grandi mammiferi (elefante indiano e giraffa), mentre l'andatura dei dinosauri bipedi sia ispirata dall'andatura nell'uomo e di alcuni grandi uccelli. 
Un sauropode ha un sistema muscoloscheletrico ben differente da quello di un elefante o una giraffa: basti pensare al diverso impianto delle articolazioni del cinto pettorale, al diverso contributo dell'arto anteriore nella generazione della spinta, nel diverso posizionamento del baricentro nei vari animali, al fatto che i dinosauri abbiano una lunga coda ed un sistema retrattore basato sui caudofemorali - assenti nei mammiferi. Già tutti questi elementi contribuiscono in modo sostanziale alla andatura e dinamica dell'andatura. Pensare che un sauropode "cammini come un elefante" è pertanto grossolano, impreciso e fuorviante. Illudersi che la camminata di una giraffa "simuli" un sauropode è quindi ingenuo e superficiale, una illusione che può funzionare nella "sospensione dell'incredulità" che accettiamo sgranocchiando pop corn al cinema, ma che non dovrebbe poi essere presa a canone generale per 25 anni di successive rappresentazioni grafiche.
Analogo argomento per i dinosauri bipedi. Uno struzzo è un theropode attuale troppo modificato rispetto al bauplan coelurosauriano per essere preso a modello plausibile per un tyrannosauride o un dromaeosauride: già solo il diverso contributo del sistema caudofemorale (e quindi il diverso ruolo dell'articolazione dell'anca rispetto al ginocchio), e gli effetti allometrici (per Tyrannosaurus) producono una sostanziale differenza nella dinamica del passo. Analogamente, aver preso Homo sapiens come "analogo locomotorio" per i dinosauri bipedi introduce fattori assenti nella struttura anatomica dei dinosauri. In particolare, Homo sapiens, avendo una postura unicamente verticale ed essendo privo di un sistema di "bilancieri anatomici", ha evoluto una camminata molto particolare, durante la quale è necessariamente costretto ad oscillare alternativamente le braccia - come bilancieri - per mantenersi in equilibrio dinamico. Un theropode non ha questi problemi, dato che la sua postura è orizzontale e la coda controbilancia "di default" la parte anteriore del corpo, ma sopratutto non potrebbe oscillare alternativamente le braccia dato che il cinto pettorale è rigidamente connesso da furcula e sterno alla gabbia toracica: un theropode non è quindi in grado (né ha interesse a farlo) di oscillare le braccia. Dimenticatevi quindi le braccia ciondolose che vedete invece in tutti i dinosauri bipedi in Jurassic Park e nei suoi seguiti (diretti o ispirati). Tutto ci dice che durante il moto, i theropodi non muovessero le braccia, ma le tenessero serrate al torace.

Non ho dubbi che ci sarà il solito commentatore seccato dalla "ovvia banalità" del discorso in questo post. E non ho dubbi che la critica alle mie parole sarà più verso l'intenzione di fare l'analisi piuttosto che alla serie di argomenti presentati. Eppure, voglio rispondere con un paradosso. Immaginate che non abbiate mai visto un essere umano camminare, e che vogliate ricostruire la sua andatura partendo dal solo scheletro e usando come riferimento animali che ritenete "dinamicamnete simili", come gli scimpanzè e gli struzzi. Le grandi scimmie sono i parenti più prossimi, e gli struzzi sono animali bipedi di dimensioni analoghe ad Homo sapiens: prenderli come "analogia" per la ricostruzione è quindi legittimo, e siamo tutti concordi che usarli come modello di riferimento sia una scelta accettabile. Ma cosa succederebbe a fare una ricosturzione dell'andatura umana che fosse solamente "plausibile e naturale" in analogia con l'andatura dello scimpanzé e dello struzzo? Sicuramente, avremmo una immagine di come cammina l'uomo che non viola le leggi della fisica, ma dubito che otterremmo qualcosa di corretto nei dettagli importanti che generano la vera camminata umana. 
Che impressione vi darebbe, dopo aver visto per 25 anni "uomini in computer graphic" fatti in tal modo, scoprire che Homo sapiens non camminava in quel modo?
Immaginate una sfilata di modelle che ondeggiano la braccia ed i fianchi di lato come uno scimpanzé, ciondolando ritmicamente collo e piegando le caviglie come uno struzzo. Ecco, ora avete in mente l'impressione che ho io quando guardo il Tyrannosaurus di Jurassic Park.

5 commenti:

  1. Un post molto interessante, e che (se Andrea Cau lo consente) sarebbe straordinariamente utile, per tutti coloro che cercano faticosamente di ricostruire il movimento dei dinosauri con ricostruzioni digitali (me compreso), sviluppare in più post, magari in base ai vari cladi, così da avere finalmente, non dico con un'accuratezza del 100%, un piccolo riferimento più scientificamente orientato, rispetto ai soliti struzzi, casuari, ed elefanti.

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  2. Se uno vuole VERAMENTE ricostruire in modo corretto il movimento dei dinosauri, deve fare uno sforzo superiore a quello che richiede leggere dei post su un blog: deve fare ricerca molto dettagliata e approfondita. Perché, come dimostra lo studio su Orobates, per ricostruire digitalmente l'andatura di un animale estinto occorre combinare numerosi elementi anatomici e funzionali.
    Questo blog non è la scorciatoia per la paleontologia e la paleoarte seria.

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  3. Il post ha molto senso per quanto riguarda l'analisi della metodologia ma dimentica una cosa fondamentale, gli animali in CGI non si muovono MAI in maniera realistica! Pensa ad un qualsiasi blockbuster con mammiferi ricreati in CGI, spesso il fotorealismo è riprodotto bene, ma le animazioni tendono ad essere fin troppo "fluide", come hai detto tu. Questo è dovuto principalmente al fatto che i movimenti digitali, al contrario di quelli naturali, non originano da un sistema nervoso centralizzato piú o meno complesso, per poi propagarsi attraverso una rete nervosa muscolo-scheletrica, ma sono invece "disegnati" da una o piú menti umane che vogliono che l'animale finto compi azioni ben specifiche. Quindi è praticamente impossibile aspettarsi fedeltá locomotoria da una qualsiasi ricostruzione digitale.

    Però hai ragionissima quando dici che con i dinosauri ci accontentiamo di movimenti plausibili e non accurati, e qui io ti consiglio di riguardarti qualche scena di walking with dinosaurs. Diverse specie si muovono in maniera che a me, non un esperto, pare estremamente convincente. Non mi stupirei se i diplodocidi in vita si muvessero come fanno quelli nel telefilm.

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  4. "Diverse specie si muovono in maniera che a me, non un esperto, pare estremamente convincente."

    A me è bastato rivedere 45 secondi dell'episodio su "Big Al" (sempre della serie di Walking with Dinosaurs") per confermare le mie parole nel post. A parte le pessime proporzioni anatomiche sia dei Diplodocus che degli Allosaurus, sono gli ennesimi "gommosauri" che camminano come elefanti. Un sauropode ha un diverso impianto muscoloscheletrico, e cammina in modo diverso.
    Ripeto: il fatto che la scena sembri "convincente" per il pubblico generico è solo una conferma di quanto ho scritto nel post.

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    1. Fortunatamente esistono eccezioni come Saurian (che fa dell'accuratezza paleontologica il suo cavallo di battaglia) in cui i movimenti biomeccanici dei dinosauri appaiono già realizzati meglio rispetto a Jurassic Park e compagnia bella (anche escludendo pochi difetti correggibili).

      https://www.youtube.com/watch?v=WAHLldYI8iU

      Davide, da Torino

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