Un piccolo passo per un dinosauro, un passo da gigante per la paleontologia

Un simpatico aneddoto dei miei tempi universitari ha per protagonista il mio professore di paleontologia, F. Cigala Fulgosi, il quale, prima ancora che paleontologo ed autorità in materia di squali, è prima di tutto un filosofo. Almeno, questa è l'impressione mia e dei miei compagni di corso. Come può confermare S. Maganuco, le lezioni di Cigala Fulgosi erano vere e proprie sedute di filosofia naturale, forse un po' troppo nichiliste... Durante un'escursione sul campo, Cigala Fulgosi se ne uscì con questa sentenza sul valore delle simulazioni matematiche nei crash test aeronautici: "il modo migliore per testare un velicolo è costruirlo e farlo schiantare". Ovviamente, questa massima è valida per oggetti che possono essere ricostruiti, ovvero, per oggetti ingegneristici, non certo per oggetti storici. La filogenesi e la biomeccanica di un dinosauro sono perdute per sempre, e possono solamente essere simulate. In effetti, anche disponendo di uno scheletro completo, l'assenza di muscoli e di sistema nervoso rende la simulazione del movimento originario più una stima di ciò che non può essere fatto, dei limiti del movimento, piuttosto che una determinazione di cosa sia possibile fare, delle performance. Per questo, le stime di Hutchinson et al. (2007) sulla dinamica di Tyrannosaurus sono più plausibili delle idee di Paul (2008).
Per nostra fortuna, esiste un ambito della paleontologia che in parte compensa queste lacune: la paleoicnologia. Una pista continua di orme fossili, infatti, è una parziale documentazione della dinamica locomotoria. In casi particolari, è possibile ricavare moltissimo sul modo di muoversi di un animale estinto. Il caso che descrivo oggi è tra i migliori a nostra disposizione.
Wilson et al. (2009) descrivono un sito dell'inizio del Giurassico dal Sudafrica. Esso comprende alcune piste attribuibili ad un ornithischio basale (orma del tipo Anomoepus) ed una di theropode (orma del tipo Grallator). Entrambi gli animali hanno una taglia stimata sui 5-6 metri, che nel caso del theropode, è rappresentato nelle stesse formazioni sudafricane da Dracovenator. Ovviamente, non si può dire che l'autore della pista theropoda fosse proprio un esemplare di quel genere, ma non si può nemmeno negarlo. Ad ogni modo, le condizioni geologiche della pista sono tali da indicare il seguente paleo-ambiente deposizionale: una parte della pista fu percorsa sul fondo di un corso d'acqua calma e molto bassa, una parte era invece un substrato liscio inclinato di circa 20°, mentre l'ultima zona era una superficie piatta occupata da un sottile tappeto di alghe. Si tratta quindi di ambienti che oggi si possono trovare sull'ansa in disseccamento di un fiume. Le dettagliata analisi delle orme, delle loro forme, posizioni, inclinazioni ed angolazioni, ha permesso di ricostruire nel dettaglio due brevi momenti di vita, avvenuti 200 milioni di anni fa, probabilmente distanziati uno dall'altro da pochi giorni.
Evento 1, pista Anomoepus: 17 passi. L'ornithischio inizia la sua pista nell'acqua bassa, attraversa la superficie inclinata e termina la sua pista nel tappeto algale. I primi 13 passi sono quadrupedi, come indicato dalle impronte della mano, con postura dei piedi plantigrada, relativamente accucciata. In seguito, a livello del 11° passo, l'animale si solleva, assume una posture più eretta e digitigrada, e percorre alcuni passi ancora da quadrupede. Infine, gli ultimi due passi sono lasciati in postura bipede e digitigrada.
Event 2, pista Grallator: 25 passi. Il teropode inizia la sua pista nella parte inclinata, a ridosso dell'acque, poi svolta, immergendosi e attraversando il basso corso d'acqua. In tutta la sequenza, il teropode mantiene una postura bipede e digitigrada. Tuttavia, esso rallenta l'andatura e, aspetto molto interessante, aggiusta la sua postura sulla superficie inclinata flettendo gli unguali delle dita, per ancorarsi più saldamente al substrato instabile.

Questi due piccoli momenti di vita giurassica, apparentemente banali, hanno invece grandissime implicazioni sulla nostra conoscenza della biomeccanica dei dinosauri. Innanzitutto, l'ornithischio basale dimostra di essere un bipede facolatativo, capace di variare la sua postura, da bipede a quadrupede, e da quadrupede digitigrado eretto a quadrupede plantigrado leggermente divaricato ed accucciato, a seconda delle condizioni del substrato che stava attraversando. Questa versatilità locomotoria si trasmetterà negli ornithischi derivati, i quali hanno evoluto sia specie bipedi, più o meno facoltative, che specie esclusivamente quadrupedi. Al contrario degli ornithischi, la pista mostra che i theropodi furono sempre e soltanto dei bipedi digitigradi. come i loro antenati dinosauromorfi. Le differenze di substrato quindi non venivano affrontate cambiando postura, bensì adattando il piede, che poteva flettere le dita per migliorare la presa sul terreno.
Un'interessante implicazione evolutiva: questo comportamento di flessione delle dita del piede per adattare la presa al substrato è stato ereditato dagli uccelli, che l'hanno adattato alla prensione sui rami. Come vedete, per l'ennesima volta, un tratto "tipicamente da uccello" come parrebbe essere l'atto di fare presa flettendo le dita dei piedi, è in realtà un'invenzione dei theropodi mesozoici.

Bibliografia:
Hutchinson J.R., Ng-Thow-Hing V., Anderson F.C. 2007. A 3D interactive method for estimating body segmental parameters in animals: application to the turning and running performance of Tyrannosaurus rex. Journal of theoretical biology 246 (4): 660–80.
Paul, G. S. 2008. The extreme lifestyles and habits of the gigantic tyrannosaurid superpredators of the Late Cretaceous of North America and Asia. in Carpenter, Kenneth; and Larson, Peter E. (editors). Tyrannosaurus rex, the Tyrant King (Life of the Past). Bloomington: Indiana University Press. p. 316.
Wilson J.A., Marsicano C.A., Smith R.M.H. 2009. Dynamic Locomotor Capabilities Revealed by Early Dinosaur Trackmakers from Southern Africa. PLoS ONE 4(10): e7331. doi:10.1371/journal.pone.0007331