Un Numero Speciale del The Anatomical Record tutto dedicato alla paleobiologia dei dinosauri

Il numero di settembre 2009 del The Anatomical Record è interamente dedicato alla paleobiologia dei dinosauri: si tratta di una pregevole raccolta di studi di anatomia comparata e funzionale che spaziano dallo studio del sistema nervoso e sensoriale alla biomeccanica degli arti, dalla ricostruzione del tegumento alle dinamiche di crescita, dalla morfofunzione di artigli e denti alla meccanica della ventilazione polmonare.

(Questo numero speciale è la migliore risposta a tutti quei miopi critici che pensano che l’attuale paleontologia dei dinosauri sia “solo cladistica”: essa è sicuramente cladistica, ma è anche anatomia funzionale, ecologia e geologia!)

In particolare, cinque articoli sono dedicati ai theropodi. Di questi farò una breve sinossi.

D’Amore (2009) analizza la distribuzione e la morfologia dei denticoli presenti lungo le carene dei denti dei theropodi, al fine di stabilirne una possibile funzione legata all’alimentazione. Se non lo sapevate già, buona parte dei theropodi presenta denti muniti di denticoli allineati lungo i margini mesiale (anteriore) e distale (posteriore). Questi denticoli variano sia tassonomicamente (ad esempio, sono assenti in molti maniraptoriformi e negli spinosaurini, sono ipertrofici nei therizinosauroidi e nei troodonti derivati, sono uncinati in molti dromaeosauridi, ecc...) che lungo la stessa arcata dentaria (ad esempio, in numerosi paraviali, i denticoli sono assenti nelle carene mesiali dei denti più rostrali, ma presenti in ambo le carene dei denti più posteriori). D’Amore ha testato l’ipotesi che le zone delle carene dentarie munite di denticoli siano quelle che interagiscono col substrato (ovvero, presumibilmente, con il cibo), e che la curvatura del dente, la sua posizione lungo la bocca ed il grado di estensione dei denticoli, sono collegati al modo di infliggere il morso, che presenterebbe analogie con quello dei varanidi attuali.

Farke & Alicea (2009) analizzano un aspetto del femore dei theropodi, la sua sezione trasversale, e valutano se essa subisca una variazione nella sua geometria in funzione del presunto cambio di postura preferenziale (da subverticale a suborizzontale) che si ipotizza avvenga lungo la transizione verso gli uccelli attuali. Lo studio mostra che non esiste una sostanziale differenza nelle sezioni trasversali dei femori tra uccelli attuali e theropodi mesozoici, e che, pertanto, se effettivamente si è verificato un cambiamento nella postura preferenziale del femore, questo non ha inciso sulla geometria della sezione del femore. (Ricordatevi che uno studio scientifico ha anche l’obiettivo di mostrare che un’ipotesi non ha fondamento oggettivo, e non solo per mostrare qualche novità).

Manning et al. (2009) analizzano la morfologia degli unguali falciformi della mano e del secondo dito del piede dei dromaeosauridi, al fine di ricostruirne le proprietà meccaniche. L’approccio si basa su un’accurata scansione degli unguali ed una comparazione con omologhi attuali di forma simile, come quelli dei rapaci. L’analisi mostra che gli unguali erano ben adatti a resistere a forze longitudinali, come la gravità, e che quindi permettevano all’animale di aggrapparsi saldamente a substrati (comprese delle prede). Questa ipotesi è quindi in linea con le ipotesi che vedono gli artigli dei dromaeosauridi funzionare principalmente come sistemi di ancoraggio alla preda, mentre la funzione di organo di uccisione spetterebbe alla dentatura.

Schachner et al. (2009) aggiungono un ulteriore dettaglio all’interessante questione del meccanismo di ventilazione polmonare dei theropodi, ed alla questione se esso fosse più o meno simile al sistema aviario moderno basato su sacchi aerei e su un piccolo polmone rigido localizzato nella zona craniodorsale della gabbia toracica. Innanzitutto, gli autori fanno notare che il presunto modello del “pistone epatico” simile a quello dei coccodrilli non pare essere particolarmente efficiente per un animale bipede, dato che produce durante la ventilazione una continua (svantaggiosa) variazione antero-posteriore del baricentro corporeo (problema che non si verifica in animali quadrupedi come i coccodrilli). Schachner et al. (2009) analizzano la morfologia delle costole e della vertebre dorsali di quattro tetanuri ed osservano che l’anatomia di questi theropodi indica l’esistenza di polmoni localizzati in profondità a livello delle costole dorsali più anteriori. Inoltre, la morfologia delle articolazioni tra coste e vertebre limita significativamente la capacità di ventilazione delle coste (mi fa piacere constatare che essi seguano un ragionamento simile a quello proposto qui). Pertanto, questi dati, assieme all’estesa pneumatizzazione delle vertebre dorsali, implicano l’esistenza di un polmone di tipo aviario: rigido e relativamente immobile, collocato craniodorsalmente, ventilato principalmente dai sacchi aerei toracici ed addominali.

Witmer et al. (2009) presentano una dettagliatissima analisi del sistema nervoso centrale dei tyrannosauridi, visualizzato grazie a fini scansioni tomografiche. Comparato con i vertebrati attuali, risulta che gli emisferi cerebrali avevano un grado di espansione e forma intermedio tra quello dei maniraptoriformi (uccelli compresi) e quello degli altri arcosauri (coccodrilli compresi), che i bulbi olfattori erano relativamente sviluppati, e che il sistema dell’equilibrio era ben adatto nel coordinare rapidi movimenti di occhi, testa e collo. Il complesso sistema di diverticoli pneumatici che circondavano il cervello e l’orecchio interno indica sia un efficiente sistema di termoregolazione del cervello, sia una notevole capacità di captare onde sonore a bassa frequenza.

Anche se non ne ho parlato qui, questo numero speciale del Anatomical Record ha anche interessanti articoli su ceratopsi, hadrosauridi e sauropodi.

PS: non fatevi ingannare della copertina un po' (troppo) fantasy, si tratta di una pregevole serie di articoli molto tecnici, rivolta principalmente agli addetti ai lavori.

Bibliografia:

D’Amore DC. 2009. A functional explanation for denticulation in theropod dinosaur teeth. The Anatomical Record 292:1297–1314.

Farke AA, Alicea J. 2009. Femoral strength and posture in terrestrial birds and non-avian theropods. The Anatomical Record 292:1406–1411.

Manning PL, Margetts L, Johnson MR, Withers P, Sellers WI, Falkingham PL, Mummery PM, Barrett PM, Raymont DR. 2009. Biomechanics of dromaeosaurid dinosaur claws: application of Xray microtomography, nanoindentation and finite element analysis. The Anatomical Record 292:1397–1405.

Schachner ER, Lyson TR, Dodson P. 2009. Evolution of the respiratory system in non-avian theropods: evidence from rib and vertebral morphology. The Anatomical Record 292:1501–1513.

Witmer LM, Ridgely RC. 2009. New insights into the brain, braincase, and ear region of tyrannosaurs (Dinosauria, Theropoda), with implications for sensory organization and behavior. The Anatomical Record 292:1266-1296.