Spinosaurus Revolution, Offtopic 2: Scienza, Fede e Miscredenza nello Spinosauro Quadrupede

Nel precedente post, ho criticato un approccio a mio avviso “superficiale” nel sollevare critiche ad alcune parti del controverso articolo di Ibrahim et al. (2014). Siccome ho rimarcato per tutti questi giorni (e post) che la mia posizione in questa controversia è “neutrale” ed “agnostica”, il precedente post potrebbe aver dato l'impressione che alla fine io mi sia “schierato”, e che la mia posizione sia vicina a quella di Ibrahim et al. (2014), anche per questioni “personali”, dato che una parte importante di quel team di ricerca include persone con cui ho collaborato in passato e che considero amici anche fuori dal mero ambito di ricerca. Tale impressione è sbagliata.

In questo post, rimarco la mia posizione “terza” e “neutrale”, e non risparmio critiche in ciò che mi pare essere il punto più debole e controverso dello studio di Ibrahim et al. (2014).

La frase “ipotesi straordinarie richiedono evidenze straordinarie” è sovente ripresa in discussioni sulla pseudoscienza e la religione. Tuttavia, essa è prettamente un imperativo dello scienziato. La prudenza e la parsimonia non sono virtù solamente del filogenetista, ma devono essere un monito universale del ricercatore.

Ibrahim et al. (2014) propongono quella che, non penso di esagerare, è la più straordinaria (nel senso etimologico di “extra-ordinaria”, oltre l'ordinarietà) ipotesi proposta negli ultimi 25 anni per i theropodi mesozoici: l'esistenza di un theropode gigante semiacquatico e capace di assumere una locomozione quadrupede. Siccome theropodi giganti sono già noti (basta citare Tyrannosaurus) e theropodi semiacquatici sono già noti (basta citare i pinguini), la straordinarietà è tutta nell'ipotesi quadrupede. Straordinarietà che assume i toni della ultra-ordinarietà nel caso di un theropode quadrupede di quelle dimensioni.

Ad oggi, non esiste alcuna evidenza inequivocabile di postura quadrupede nei theropodi. Il clade è difatti costituito nella sua interezza da bipedi obbligati. Nessun theropode noto presenta arti anteriori e cinti pettorali dotati di qualche adattamento per una postura quadrupede. Una forma aberrante di “non-bipedismo” è presente nei pinguini che strisciano sul ventre, e ipotizzata per alcuni theropodi arboricoli ritenuti in grado di aiutarsi nell'arrampicata usando l'arto anteriore (in modo analogo a quanto osserviamo in alcuni uccelli attuali). Ma il vero quadrupedismo, ovvero una locomozione che appoggi anche sugli arti anteriori, attualmente non è documentata in Theropoda. Tale adattamento richiede modifiche sostanziali nell'arto anteriore e nel cinto pettorale, e nessun theropode mostra tali adattamenti, perlomeno non nella combinazione completa che permette la postura, andatura e locomozione quadrupede. Ciò “stona” con quanto osserviamo in altri dinosauromorfi, come Silesauridae, Ornithischia e Sauropoda, dove il quadrupedismo ri-evolve numerose volte a partire da forme bipedi.

Ibrahim et al. (2014) propongono una postura quadrupede per Spinosaurus come conseguenza dedotta dal risultato della loro ricostruzione scheletrica, e dalla simulazione digitale di tale ricostruzione. In breve, il loro modello anatomico risulta avere un centro di massa così sbilanciato anteriormente rispetto agli arti posteriori da richiedere un qualche appoggio supplementare, che nella loro interpretazione è dato dagli arti anteriori.

Tuttavia, a parte la loro simulazione virtuale, non esistono prove dirette, sui fossili, di questa postura. Le uniche ossa dell'arto anteriore rinvenute nell'esemplare di “Spinosaurus C” sono elementi della mano, in particolare una falange attribuita al secondo dito: nessuno di questi elementi è descritto ma, stando a quanto pubblicato, nessuna di queste ossa mostra alcun adattamento ad una postura quadrupede.

In associazione allo studio pubblicato su Science, Ibrahim et al. (2014) propongono, forse come puro gioco di simulazione, una animazione in computer graphic che mostra uno spinosauro che deambula in postura quadrupede appoggiandosi alternativamene sugli arti anteriori, in particolare appoggiando a terra a livello delle superfici estensorie delle falangi in parziale flessione (in breve “cammina sulle nocche”). L'animale piega spalle, gomiti e polsi e muove alternativamente le braccia durante la camminata. Tale ipotesi, che – ripeto – non è basata su alcuna evidenza diretta nei fossili (e quindi, a rigore, va chiamata “congettura” più che “ipotesi”) è in contrasto con alcuni principi generali osservabili negli altri dinosauri quadrupedi.

In primo luogo, quanto è plausibile, dal punto di vista biomeccanico, che un animale di 6 tonnellate (massa stimata per Spinosaurus adulto, Maganuco pers. com.) possa appoggiare la parte anteriore del proprio corpo sulle nocche delle mani? Il fatto che tutti i dinosauri quadrupedi mostrino una mano marcatamente modificata per una postura graviportale e che nessuno deambuli sulle nocche (specialmente quelli di grande massa, superiore alla tonnellata) è un forte indizio a sfavore di tale ipotesi. L'andatura “sulle nocche” è probabilmente inefficace e non sostenibile (non solo metaforicamente) per animali pesanti come un elefante africano adulto. In ogni caso, Ibrahim et al. (2014) non portanto alcuna evidenza diretta di tale postura e modifica nell'arto anteriore.

Notare che questo modello richiede un'andatura alternata dei due arti anteriori. Per permettere una tale alternanza nel moto delle braccia è necessario che la furcula, osso onnipresente in tutti i neotheropodi, sia perduta, dato che essa agisce come stabilizzatore dei due cinti pettorali. Pertanto, il modello di Ibrahim et al. (2014) fa una previsione testabile (e quindi è un'ipotesi scientifica, per quanto azzardata): Spinosaurus (secondo il loro modello) deve essere privo di furcula (ovvero, privo di clavicole fuse medialmente).

L'unica falange di Spinosaurus illustrata da Ibrahim et al. (2014) è di forma “classica” per un theropode, e ciò contrasta quindi con una funzione locomotoria diversa dalla solita prensione predatoria tipica della maggioranza dei theropodi.

Un secondo aspetto problematico, e che è stato la causa delle critiche più motivate e condivisibili a questo studio, è il fatto che questo modello digitale di Spinosaurus non sia testabile da terzi. L'articolo non fornisce il file informatico per poter analizzare la ricostruzione scheletrica, la quale viene “data” quando invece è, e va intesa come, una ipotesi essa stessa da testare.

Non conosco i motivi per cui il modello tridimensionale, una volta pubblicato su una rivista come Science, non sia reso scaricabile gratuitamente da tutti, per poter essere testato (e quindi, eventualmente, confermato oppure risultare non-conforme con quanto descritto nell'articolo). Per non apparire ipocrita, sottolineo che due mesi fa mi son trovato in una situazione analoga, pubblicando su Science, avendo una mole molto ampia di dati da includere come materiale per l'articolo di cui ero co-autore: abbiamo pubblicato l'intera lista di caratteri ed il dataset in formato di matrice (sia per analisi di parsimonia che per analisi Bayesiane) che ho preparato per l'articolo sull'evoluzione delle dimensioni corporee in Theropoda. Inoltre, nelle informazioni supplementari dello stesso articolo è spiegato in modo dettagliato tutta la procedura analitica che abbiamo seguito per ottenere quel risultato. Tutti questi dati, a sostegno della nostra ipotesi, sono scaricabili gratuitamente online, e chiunque può accedervi e testarli, controllando i caratteri, le loro definizioni e codifiche. Questo per dire che non è impossibile fornire a parti terze una grande mole di dati usata a sostegno di un articolo su Science. (E nessuno mi dica che un dataset di 120 taxa per 1549 caratteri elaborato siano meno laborioso del costruire un modello 3D di uno spinosauro!).

A questo punto, è bene rimarcare un punto fondamentale: indipendentemente dallo sviluppo futuro del progetto “Spinosaurus” del team di Ibrahim et al., ciò che è stato pubblicato due settimane fa è, da allora, di pubblico dominio. La scienza è condivisione libera, accesso ai dati, possibilità di controllo, replica dei risultati e verifica dei modelli utilizzati. Gli autori di una ricerca non hanno soltanto il diritto di fornire tutte le informazioni necessarie a produrre le conclusioni del loro studio: hanno il dovere di fornire tali dati. Non basta affermare che gli autori siano disponibili a dare ogni informazione richiesta, o ad anticipare successivi sviluppi dettagliati di ciò che hanno proposto nel loro attuale studio: occorre che tali informazioni siano rese accessibili ora a tutti coloro in grado di testarle. Il fatto che uno studio non permetta di includere tutti i dati a sostegno di un modello controverso non può, ovviamente, essere considerato una giustificazione o una richiesta di attesa da parte della comunità scientifica. Un'ipotesi richiede dei dati a sostegno, non una promessa di futuri chiarimenti. Anche se la fiducia verso gli autori di uno studio è valida fino a prova contraria, la scienza non può basarsi sulla fiducia, che è una forma di fede. La scienza è scettica, e richiede evidenze, non attestati di fiducia. Non fraintendete le mie parole: io ho assoluta fiducia nelle parole degli autori, e nella futura condivisione di informazioni dettagliate (in forma di monografia), ma questa fiducia non può essere usata come prova della validità di un modello, né come test della ripetibilità di un'ipotesi.
L'unica polemica allo studio di Ibrahim et al. (2014) che condivido è proprio questa relativa alla attuale non-replicabilità del modello proposto: la straordinarietà dell'ipotesi quadrupede richiede una straordinaria evidenza, o, in assenza di questa, impone una straordinaria trasparenza e condivisione dei dati.

Qualora questo modello fosse confermato da parti terze, gli autori di questo studio sarebbero finalmente riconosciuti da tutti come gli scopritori di una pietra miliare della paleontologia dei theropodi.

Mi auguro che questo aspetto problematico (sul piano scientifico e metodologico) sia risolto nel modo più chiaro e informativo. Confido che ciò avvenga.