01 giugno 2019

Quale è il colore migliore per non essere visto da un dinosauro predatore?

Con opportuni filtri cromatici, è possibile simulare la differenza tra visione dicromatica e tricromatica. Se il tuo occhio è capace di visione tricromatica, noterai la marcata differenza tra la tigre a sinistra (immagine dicromatica) e la tigre a destra (immagine tricromatica). Lo stesso non si verifica se il tuo occhio è dicromatico (come, ad esempio, nei daltonici). (Immagine da Fennell et al. 2019)
Se ricordate, tempo fa scrissi un post sull'evoluzione della visione cromatica lungo la linea evolutiva dei mammiferi, una storia caratterizzata dalla perdita della condizione tetracromatica (4C), probabilmente durante il Triassico con la "degenerazione" alla condizione dicromatica (2C), tipica della grande maggioranza dei mammiferi, e la successiva evoluzione di una forma alternativa di visione tricromatica (3C) nei primati. Il tema del post si focalizzava sull'iconografia dei sinapsidi non-mammiferi, alla luce della loro possibile condizione tetracromatica, condizione che metterebbe in discussione lo stereotipo "grigio-beige" con cui spesso sono rappresentati questi animali. Vista l'importanza delle colorazione negli animali dotati di visione tetracromatica, concludevo, appare poco plausibile che i probabili sinapsidi tetracromatici fossero così poco colorati, con tinte "da mammifero dicromatico" come ci mostra spesso la paleoarte.

Uno studio pubblicato da Fennell et al. (2019) mi porta a fare un ragionamento ulteriore a proposito del colore, ma questa volta a proposito dei dinosauri.

Fennell et al. (2019) sviluppano un metodo per stimare l'efficacia di diversi tipi di colorazione in diversi contesti ambientali. Gli autori dello studio hanno misurato i tempi di reazione di una serie di osservatori umani di fronte a immagini in "formato" dicromatico e tricromatico. In pratica, i due tipi di formato simulano le differenze cromatiche che un osservatore dicromatico ed uno tricromatico percepiscono di fronte alla medesima immagine. Ovviamente, le persone coinvolte nell'esperimento sono tutte a visione tricromatica, dato che per un dicromatico (come i daltonici) le due immagini mostrate sono quasi indistinguibili, o comunque hanno una differenza di tonalità molto minore di quella percepita da un tricromatico.
Il risultato delle analisi dimostra che i tempi di reazione rispetto all'immagine tricromatica sono minori rispetto a quelli rispetto all'immagine dicromatica. Ovvero, ribaltando la prospettiva, che un osservatore dicromatico è svantaggiato (in termini di tempi di reazione) rispetto all'osservatore tricromatico. Questo studio conferma anche l'usanza dei militari a usare colori mimetici che simulano il tipo dicromatico (come il mix di verde oliva e beige), più difficili da cogliere rispetto alle vistose livree tricromatiche.
L'immagine in alto, che purtroppo non è molto significativa per un soggetto dicromatico, è molto eloquente per l'osservatore tricromatico sulla differente percezione che i diversi tipi di visione comportano. La medesima tigre, che al soggetto tricromatico appare di un colore arancione brillante, letteralmente "sparato" sopra lo sfondo verde, è invece molto più difficile da cogliere se vista dall'occhio dicromatico. (Io sono tricromatico, ed ammetto che fa uno strano effetto vedere una tigre "verdastra" invece che arancione... ma capisco che per il lettore daltonico questa frase appare abbastanza priva di senso, quindi non vado oltre nella digressione).

Fannell et al. (2019) fanno una interessante osservazione: il colore della tigre, che a noi scimmie tricromatiche appare abbastanza vistoso e quindi, paradossalmente, letteralmente svantaggioso per la tigre che voglia sorprenderci, risulta invece piuttosto difficile da cogliere per le tipiche prede di questo animale, che sono tutti grandi mammiferi a visione dicromatica. Ovvero, concludono Fannell et al. (2019) se sei un predatore che vive in un mondo popolato da prede dicromatiche, non subirai una particolare selezione per acquisire una colorazione mimetica, per la banale ragione che comunque le tue prede hanno una scarsa capacità di discriminare le tonalità di colore.

Nota lievemente fuori tema. Gli autori dello studio sono psicologi, non sono biologi evoluzionisti né paleontologi, e quindi non sorprende la loro domanda finale sul "come mai le prede della tigre non abbiano evoluto la visione tricromatica". Il motivo dell'assenza di tricromia è storico, e si trova nel vecchio post che ho citato all'inizio di questo post.

Tornando alla conclusione di Fannell et al. (2019) sulla inutilità di sviluppare una colorazione mimetica in un mondo di prede e predatori dicromatici, non posso fare a meno di cavalcare la suggestione di una simile domanda trasportandola nel nostro amato mondo mesozoico, un mondo popolato da prede e predatori che non sono dei dicromatici, ma sono addirittura tetracromatici!
Ovvero, dato che questo studio dimostra il grande vantaggio della visione tricromatica rispetto alla dicromatica nell'individuare soggetti camuffati, immaginate quale straordinaria pressione selettiva deve aver guidato l'evoluzione del camuffamento in un mondo come quello dei dinosauri, dove tutti hanno una capacità di discriminare i colori di gran lunga superiore a quella che persino noi patetici primati tricromatici possiamo rivendicare rispetto agli altri mammiferi. Se sia prede che predatori coevolvono in un mondo di spietata raffinatezza cromatica, immaginate la straordinaria schiera di livree e sfumature che devono aver prodotto in 150 milioni di anni.

Viene quindi il sospetto che tutte le nostre immagini dei dinosauri, frutto di artisti che sono al massimo osservatori tricromatici, siano sbiadite rappresentazioni della loro reale esuberanza cromatica e mimetica, in maniera analoga con cui un occhio dicromatico non può - purtroppo - cogliere le ulteriori tonalità visibili solamente in tetracromia.

Bibliografia:
Fennell JG, Talas L, Baddeley RJ, Cuthill IC, Scott-Samuel NE. 2019. Optimizing colour for camouflage and visibility using deep learning: the effects of the environment and the observer’s visual system. J. R. Soc. Interface 16: 20190183. http://dx.doi.org/10.1098/rsif.2019.0183

11 commenti:

  1. Ci avevo sempre pensato, e fino a pochi anni fa pensavo che non avrei mai avuto risposta sul colore dei dinosauri, però poi sono arrivati i meravigliosi fossili cinesi e... i colori sono molto simili a quelli degli uccelli.

    Va anche detto che è un artefatto campionamento, non tutti i colori fossilizzano (30 anni fa pensavamo che nessun colore fossilizzasse).
    Però, ad oggi, i toni mimetici verdi, gialloverdi, verde-azzurri e grigioverdi (spesso a bande e macchie), così diffusi tra squamati, anauri, e coccodrilli non si vedono.

    Probabilmente oltre all'occhio nell'equazione dovremmo considerare le differenti possibilità di colorazione del piumaggio rispetto alle squame e alla pelle degli anfibi.

    Valerio

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    1. I think we do see plenty of camouflage tones among the small sample of Chinese dinosaurs we have. Let's see, we have Psittacosaurus (brown with spots), Sinosauropteryx (counter-shaded red-brown with a striped tail to break up the silhouette), Anchiornis (gray black and white with heavily banded patterning), Caudipteryx (tightly banded patterns with unknown base color), Caihuang (glossy and iridescent like many small modern birds), Microraptor (glossy and black like many small modern birds), etc. Keeping in mind out ability to detect base color is nowhere near perfect and that we are still unable to detect the most colorful pigments (carotenoids), I think the evidence lines up very well with what Andrea is discussing.

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  2. Mah... però è anche vero che se la necessità di mimetizzazione diventa maggiore allora si ritorna ai colori che usano gli eserciti e quindi a colori molto poco sgargianti. Andrea

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    1. Ovviamente, camuffamento implica ridurre la visibilità, non aumentarla. Quindi non penso a colori sgargianti ma livree e sfumature che si confondono con l'ambiente.
      Camuffarsi rispetto predatori che vedono male (come i mammiferi) è una cosa, ma doversi camuffare contro predatori con percezione cromatica accentuata impone una migliore capacità di sfumare il proprio corpo rispetto allo sfondo.

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  3. Scusa, non ho capito: la tigre è arancione perché le sue prede hanno scarsa capacità di discernimento dei colori in quanto dicromatiche, a differenza di noi umani che in quanto tricromatici la vediamo meglio. Quindi non ha sviluppato forme particolari di cammuffamento, tanto le loro prede la vedono confusa con lo sfondo vegetale lo stesso. Invece i soldati usano un cammuffamento dicromatico perché così sono meno visibili ad altri umani.
    Allora i dinosauri, che sono tetracromatici, quindi ci vedevano anche meglio di noi, non avevano esigenze di cammuffamento maggiori? Una tigre teletrasporta nel mesozoico sarebbe stata facilmente vista da potenziali prede e predatori.

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    1. I colori mimetici dei nostri eserciti sono colori a tinte smorte, che in Homo sapiens (in maggioranza tricromatico) appaiono poco appariscenti. Sono "simil-dicromatici" perché sono generalmente colori a bassa saturazione e basati sul giallo e sul blu.
      Penso che i dinosauri avessero bisogno di maggior camuffamento, ma per sapere che tipo di camuffamento dovremmo sapere come essi vedevano l'ambiente circostante. Faccio un esempio ipotetico: se i dinosauri vedevano le foglie che noi vediamo verde come di tinte arcobaleno, evolverebbero tinte che simulano una cacofonia di arcobaleno.

      La tigre si camuffa grazie alle striature che spezzano la livrea: il suo colore arancio è probabilmente un retaggio del classico colore "da felino", che probabilmente li rende tutti abbastanza simili allo sfondo in cui vivono, se visti con occhi da mammifero dicromatico.

      Una tigre portata nel Mesozoico farebbe la stessa fine di un gatto a strisce portato dentro una voliera di aquile.

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  4. Il che mi riporta alla mente un certo post con carnosauri melanici del Kem Kem.

    Emanuele, il provocatore. ��

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  6. Salve! Complimenti per il blog!
    Domanda: è possibile simulare la tetracromia per occhi tricromatici?

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    1. Salve! Complimenti per il blog!
      Domanda: è possibile simulare la tetracromia per occhi tricromatici?

      sapiens

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    2. Domanda da porre a chi studia i colori, non a un paleontologo.
      Ma, per analogia con la situazione nei dicromatici, se ti dicessero che quello che tu vedi come tonalità di rosso sono in realtà due colori diametralmente opposti ma che mescolati danno il rosso, tu come potresti immaginarli? Per un tricromatico, il rosso è un colore primario, non è scomponibile in altri colori, ma non è detto che ciò sia vero per un tetracromatico.

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