I conturbanti turbinati di "Nanotyrannus"

Cranio di CMNH 7541 (Tyrannosaurus o Nanotyrannus) in vista anterodorsale (a sinistra, modificato da Witmer e Ridgely, 2010) e ricostruzione del cranio eliminando la parte deformata.

Uno degli esemplari di theropode più famoso, discusso e problematico è CMNH 7541, un cranio di Tyrannosauridae dalla Formazione Hell Creek del Montana e presente nel Museo di Storia Naturale di Cleveland (CMNH). Ho già discusso in passato lo status tassonomico dell'esemplare (ovvero, se Nanotyrannus lancensis sia valido oppure un sinonimo junior di Tyrannosaurus rex basato su un esemplare giovanile), quindi non mi dilungherò qui. In questo post parlerò di un aspetto anatomico di questo esemplare che è stato tirato in ballo nella decennale diatriba sul metabolismo dei dinosauri, i turbinati.

I turbinati sono lamelle ossee o cartilaginee presenti sulle superfici interne della cavità nasali. Esse hanno come effetto di aumentare significativemente la superficie interna delle cavità senza aumentare il volume delle cavità. Questo aumento di superficie è legato alle due possibili funzioni dei turbinati: essi possono essere la base del tessuto olfattivo, e quindi permettono un aumento della superficie sensoriale olfattoria. Oppure, essi hanno un ruolo legato alla traspirazione e alla perdita di vapore durante la ventilazione. Ruben et al. (1996) hanno sottolineato il legame tra la presenza di turbinati non-olfattivi e livello metabolico dell'animale. Il ragionamento è il seguente: un metabolismo elevato (tachimetabolico) richiede molto più ossigeno di uno "lento", pertanto avrà un flusso di aria in entrata ed uscita dal corpo più elevato. Tale flusso elevato ha come effetto indesiderato di disperdere vapore acqueo dal corpo molto rapidamente. Tale disidratazione viene quindi contrastata da un aumento della superficie interna della cavità nasali, che grazie ai turbinati trattiene buona parte dell'acqua che altrimenti sarebbe esalata come vapore. Riassumendo, un metabolismo elevato richiederebbe turbinati, e l'assenza di turbinati implicherebbe un basso metabolismo. Faccio notare che possono esistere metodi alternativi di ritenzione del vapore esalato, ma non è questo il tema del post. Tornando al nostro cranio di tyrannosauride, il suo ingresso nella diatriba sui turbinati risale al 1992, quando Bakker affermò che il cranio di "Nanotyrannus" presentava turbinati nelle sue cavità nasali, a sostegno di un metabolismo elevato nei dinosauri. Bisogna subito sottolineare che la pubblicazione di Bakker (1992) non era tecnica ma solo divulgativa, e che l'unica prova portata era una scansione del cranio a livello della zona intermedia del nasale. Ruben et al. (1996) riproposero la stessa immagine per affermare che la superficie nasale era troppo piccola per permettere scambi gassosi tipici di un metabolismo elevato, ma non portarono nuove indagini sul fossile stesso. 

La soluzione del dilemma è molto più recente. Witmer e Ridgely (2010) hanno effettuato analisi molto dettagliate sotto forma di tomografie computerizzate del cranio di "Nanotyrannus", ed hanno mostrato che la regione nasale mostrata nella foto da Bakker (1992) e Ruben et al. (1996) era formata solo da sedimento! Ovvero, per un decennio si discusse di qualcosa che non esisteva. L'indagine di Witmer e Ridgely (2010) ha comunque identificato delle strutture simili a turbinati nella parte più posteriore della cavità nasale. Tuttavia, data la posizione a ridosso del bulbo olfattorio e ben oltre la zona di passaggio delle vie respiratorie, non ci sono dubbi che quelli siano turbinati olfattivi posti nella camera olfattoria, e non hanno alcun significato relativo al metabolismo dell'animale, ma solo un indizio delle buone capacità olfattive. 

Ciò significa che "Nanotyrannus" non ci dà alcuna informazione sulla discussione relativa ai turbinati ed al metabolismo dei dinosauri? Analizzando la parte delle cavità nasali posta anteriormente a quella erroneamente osservata da Bakker (1992) e Ruben et al. (1996), nella scansioni di Witmer e Ridgely (2010) sono emerse delle laminazioni che si estendono dentro la cavità nasale: forma, posizione ed il fatto che appaiano simmetricamente indica che si tratta di turbinati, in questo caso non-olfattivi. Pertanto, proprio seguendo il ragionamento che Ruben et al. (1996) hanno proposto per negare un metabolismo elevato nei dinosauri (la presenza o meno di turbinati non-olfattivi), dobbiamo ammettere un metabolismo elevato nei dinosauri. Quanto e come fosse elevato tale metabolismo non è deducibile dai soli turbinati, ma comunque era tale da dissipare vapore più intensamente degli attuali rettili eterotermi. Questo, almeno, se si considera i turbinati indicatori di metabolismo (ma non mi stupirei se ora i BANDiti cambiassaro idea, così come fecero coi dromaeosauridi).

Bibliografia:

Bakker, R. T. 1992. Inside the head of a tiny T. rex. Discover, 13:58–69.

Ruben, J. A., W. J. Hillenius, N. R. Geist, A. Leitch, T. D. Jones, P. J. Currie, J. R. Horner, and G. Espe III. 1996. The metabolic status of some Late Cretaceous dinosaurs. Science,
273:1204–1207.

Witmer , L.M., and Ridgely, R.C. 2010. The Cleveland Tyrannosaur Skull (Nanotyrannus or Tyrannosaurus): New Findings based on CT Scanning, with Special Reference to the Braincase. Kirtlandia, 57: 61-81.