La scatola cranica è la Stele di Rosetta della filogenesi theropode?

So che quello che sto per scrivere farà venire un colpo ad un epistemologo: la differenza tra paleontologia e fantascienza non è nel contenuto delle ipotesi, ma nel metodo con il quale si deve stabilire la correttezza di tali ipotesi. Una bella ipotesi paleontologica è fantascienza finché qualcuno non prende i fossili e controlla se quell'ipotesi è confermata o no dai fossili. Per questo, la stagione degli amori di Tyrannosaurus è fantascienza, mentre la capacità abduttoria del suo femore è paleontologia.

(Ovviamente, il fatto che sia confermata dai fossili potrebbe anche non significare automaticamente che quell'ipotesi è vera... ma quella è un'altra faccenda)

Uno dei motivi per cui la filogenesi dei theropodi è complessa da risolvere è che qualsiasi ipotesi di parentela voi proporrete, esisterà sicuramente un carattere anatomico che la smentirà. Ciò perché il mondo è sempre molto più complesso delle nostre interpretazioni del mondo.

Esempio: Se sostenete che Troodon è più imparentato con Gallimimus che con Velociraptor, il piede è una zona anatomica che sia smentisce sia conferma questa ipotesi: infatti, il piede di Troodon ha l'arctometatarso e le falangi accorciate di Gallimimus, ma anche i tarsali ossificati al metatarso e l'artiglio iperestensibile del secondo dito di Velociraptor.

Qualcuno potrebbe concludere che, quindi, questo problema sia insolubile. In realtà, la teoria della sistematica filogenetica risolve questi enigmi con l'applicazione di due semplici regole, che usiamo inconsciamente ogni giorno nella risoluzione dei problemi complessi della vita quotidiana:

-Valuta tutti i fattori in gioco.

-Scegli la soluzione che produce meno effetti indesiderati.

Tradotto paleontologicamente: valuta la distribuzione di tutti i caratteri disponibili e scegli l'ipotesi più parsimoniosa capace di descriverli tutti.

A qualcuno questa strategia non piace. Probabilmente, più per pigrizia che per una reale motivazione scientifica. Ovvero, chi ve lo fa fare di valutare centinaia di caratteri scheletrici in decine di fossili? Troppo noioso, troppo faticoso. Meglio aggirare il problema, stabilendo che alcuni caratteri sono importanti ed altri no. Così facendo, ci si limita alla valutazione dei "caratteri chiave" e su di loro si stabiliscono le relazioni evolutive.

Ma, quali sono i "caratteri chiave"? Come si fa a stabilire se esistono... e quali sono?

Un'idea è quella di cercare i caratteri che "evolvono senza essere disturbati da effetti secondari". Ad esempio, i denti evolvono per determinati adattamenti alimentari, e possono evolvere la stessa forma in due specie molto lontane solamente per adattamento allo stesso tipo di preda. Spinosaurus e Crocodylus hanno denti simili, quindi, concludiamo che i loro denti non sono utili per stabilire la "vera" parentela, dato che una filogenesi basata sui denti legherebbe Spinosaurus ai coccodrilli e non ai theropodi. Estendendo questo ragionamento all'intero corpo, si conclude che molti caratteri sono probabilmente legati a specializzazioni alimentari o ambientali, e quindi, in base alla legge del "evolvere senza essere disturbati", quei caratteri non sono utili.

Questa idea dell'evoluzione ha prodotto un mito, il cosidetto "mito della conservatività della scatola cranica". Ovvero, questo mito sostiene che la scatola cranica, essendo protetta e nascosta all'interno della testa e non essendo legata ad adattamenti ambientali o alimentari, è il luogo ideale per cercare caratteri utili filogeneticamente.

Se questa ipotesi fosse corretta, si potrebbe costruire l'evoluzione dei theropodi solamente basandosi sulle caratteristiche della scatola cranica.

Per chi non fosse pratico di anatomia cranica, la regione della scatola cranica comprende numerose ossa, che nei theropodi sono spesso variamente pneumatizzate da espansioni del sistema pneumatico della faringe. Inoltre, queste ossa sono attraversate dai nervi che escono dal cervello, o possono fondersi tra loro. Insomma, la scatola cranica pare avere un numero decentemente alto di caratteri che potrebbero essere utili per la filogenesi dei theropodi.

 

Ma... sarà vero questo mito? Sarà vero che le ossa della scatola cranica non sono influenzate da fattori quali l'alimentazione o la locomozione? Ed anche se lo fossero, è davvero così pericoloso se un carattere evolve sotto la spinta dell'ambiente e del'alimentazione?

Innanzitutto, non è vero che le ossa della scatola cranica evolvano "nel limbo", slegate da funzioni alimentari o locomotorie. Infatti, molti muscoli masticatori si inseriscono in prossimità della scatola cranica, ed incidono con la loro presenza sulle caratteristiche delle ossa. Analogamente, modifiche nella postura di collo e testa incidono sulla forma del cranio, inclusa la scatola cranica. Inoltre, come ha mostrato Rauhut (2007), il tasso di convergenza dei caratteri della scatola cranica è persino più alto che quello della totalità dello scheletro, ovvero, che le ossa della scatola cranica presentano gli stessi problemi di evoluzione convergente in linee distinte che abbiamo visto prima col piede di Troodon e i denti di Spinosaurus.

Quindi, la scatola cranica non è un luogo privilegiato in cui stabilire l'evoluzione dei theropodi, la quale è ricostruibile solo dall'analisi completa di tutti i tratti morfologici in nostro possesso. Se l'ambiente o l'alimentazione hanno plasmato parti dello scheletro, è dovere di una buona analisi filogenetica comprendere anche queste modifiche, altrimenti si rischia di costruire una filogenesi fasulla slegata dalla storia che dovrebbe rappresentare.

Ringrazio Oliver Rauhut per avermi inviato una copia del suo studio (2007).

Bibliografia:

Rauhut, O. W. M. 2007. The myth of the conservative character: braincase characters in theropod phylogenies. Hallesches Jahrbuch für Geowissenschaften, Beiheft 23: 51-54.