Darwin Day 2009 - 2: In ogni pulcino di uccello respira un dinosauro mesozoico.

Charles Darwin è ricordato giustamente non solamente per la sua teoria della selezione naturale, la migliore spiegazione esistente, totalmente scientifica, priva di alcun riferimento soprannaturale, del perché esistano le innumerevoli forme viventi. Un altro dei suoi meriti fu quello di concentrare buona parte della sua argomentazione a spiegare come dettagli apparentemente bizzarri od insensati, esistenti negli esseri viventi, fossero pienamente comprensibili interpretandoli come vestigia, tracce, di una storia evolutiva passata, come evidenze di un meccanismo storico naturale di accumulo e modificazione di strutture pre-esistenti. Uno dei suoi punti di forza fu il ricorso allo sviluppo embrionale. Oggi, la sua eredità ci ha lasciato una teoria dello sviluppo, in base alla quale le fasi dello sviluppo embrionale conservano tracce di caratteristiche adulte ormai scomparse, ma presenti, probabilmente, negli adulti delle specie antenate.

Quale migliore modo di onorare Darwin e la sua teoria, se non mostrando uno dei più stupefacenti esempi dell’evoluzione, applicato ai theropodi?

Come ho detto sopra, la teoria darwiniana permette di dare un senso a fenomeni apparentemente insoliti e bizzarri, riconducendoli alla storia evolutiva. Uno di questi fenomeni è il processo di espansione dei sacchi aerei che osserviamo nella crescita individuale degli uccelli. Negli uccelli attuali, come ad esempio nel pollo (Gallus gallus), l’animale adulto ha un elaborato sistema di sacchi aerei che si collegano, tra le altre parti, allo scheletro. Dato che questo sistema di sacchi aerei è intimamente legato al polmone, sarebbe naturale (quasi ovvio) ipotizzare che lo sviluppo dei sacchi aerei negli uccelli segua un processo di progressiva espansione dei sacchi aerei a partire dal polmone, quindi dalla regione toracica. In realtà, il processo segue un modello differente a quello atteso: la pneumatizzazione inizia delle cervicali intermedie, poi completa le cervicali, parte dalle dorsali anteriori, e infine si avvia caudalmente, attorno alla zona sacrale. Questo meccanismo, apparentemente contro-intuitivo se interpretato in un ottica esclusivamente funzionale basata sugli uccelli viventi, è invece comprensibile se, darwinianamente, proiettiamo le fasi dello sviluppo individuale lungo la storia evolutiva dei theropodi. Se la teoria darwiniana ha ragione, le tappe dello sviluppo dovrebbero rappresentare vestigia delle condizioni adulte presenti nella serie di antenati degli uccelli attuali.

E così appare, in maniera meravigliosamente precisa, nei fossili.

Il disegno confronta il processo di espansione dei sacchi aerei lungo la colonna vertebrale nella crescita del pollo (quadrati neri) con l’espansione dei sacchi aerei nella filogenesi dei theropodi, così come evidente dalle tracce ossee. Nei theropodi basali come Coelophysis e Dilophosaurus, la pneumatizzazione della colonna vertebrale è limitata alle cervicali ed alle primissime dorsali (omologhe alle cervicali più posteriori degli uccelli moderni, che hanno un numero maggiore di cervicali rispetto ai primi theropodi). Risalendo lungo la linea che porta agli uccelli, osserviamo che nei tetanuri il processo di pneumatizzazione si estende alle dorsali anteriori, arretrando progressivamente verso la zona “lombare”. Parallelamente, in numerose linee si sviluppano pneumatizzazioni della colonna sacrale e della regione prossimale della coda. Questo processo raggiunge la forma estrema indipendentemente in tre linee di tetanuri derivati: Carcharodontosauridae, Oviraptorosauria e negli uccelli attuali.

Il fatto che l'ontogenesi individuale del sistema polmonare degli uccelli segua in maniera parallela e coerente l’evoluzione dello stesso sistema nei theropodi mesozoici non solo rafforza ulteriormente la nostra sicurezza sull’origine dinosauriana degli uccelli, ma conferma la straordinaria potenza concettuale ed esplicativa della teoria darwiniana, capace di operare una sintesi tra fenomeni distinti ed apparentemente slegati.

BUON DARWIN DAY A TUTTI!

Bibliografia:

Wedel M.J., 2008 - Evidence for Bird-Like Air Sacs in Saurischian Dinosaurs. Journal of Experimental Zoology, 311A.

http://svpow.wordpress.com/wedel-2009-on-air-sacs/