Spinosaurus: un torace molto lungo oppure un'ipotesi molto corta?

Il “paradosso” di Spinosaurus sensu Ibrahim et al. (2014) deriva fondamentalmente da un singolo fatto: il rapporto tra la lunghezza delle vertebre dorsali e la lunghezza degli elementi del cinto pelvico e dell'arto posteriore. Per chiarire questa frase, ho plottato le misure pubblicate da Ibrahim et al. (2014, informazioni supplementari) relative all'ileo, femore, tibia rispetto ai medesimi valori in altri theropodi mesozoici (dati da Dececchi e Larsson 2013). Un quarto valore per Spinosaurus è impossibile da stabilire con i dati attuali, ed è stato stimato: la lunghezza del tronco. Dececchi e Larrson (2013) definiscono il tronco come le vertebre dorsali + le vertebre sacrali. Ibrahim et al. (2014) pubblicano le misure di 3 dorsali (che riferiscono alla sesta, settima e ottava dorsale: somma delle lunghezze = 52 cm) e 3 sacrali (che riferiscono alla terza, quarta e quinta sacrale: somma delle lunghezze = 42 cm): la somma delle lunghezze di queste vertebre è di 94 cm. Possiamo stimare la lunghezza totale del tronco in vari modi, partendo da queste misure. Possiamo semplicemente moltiplicare la lunghezza totale nota (94 cm) per il rapporto tra numero totale di vertebre del tronco (15 = 10 dorsali + 5 sacrali) e numero di vertebre preservate (6). Questa stima fornisce un tronco di 235 cm. Oppure, possiamo raffinare la stima calcolando separatamente lunghezze della serie dorsale e sacrale: (dorsale: 52 * 10/3 = 173.3 cm) + (42 * 5/3 = 70 cm) = 243.3 cm. Le due stime hanno uno scarto del 3%, quindi possiamo prendere come valore finale la loro media aritmetica: 239 cm.

Plottando questi valori rispetto agli altri theropodi, risulta che il rapporto tibia/femore e ileo/femore in Spinosaurus è all'interno del trend atteso, e che quindi le proporzioni reciproche tra questi elementi sono “classiche”. Al contrario, sia il rapporto femore/tronco che (femore + tibia)/tronco è al di sotto del trend atteso per i theropodi. Ovvero, Spinosaurus risulta avere un tronco più lungo di quanto atteso da un theropode con le stesse dimensioni del bacino e della gamba (o, in alternativa, che a parità di lunghezza del tronco, Spinosaurus ha cinto pelvico e arto posteriore più corti).

Come interpretare questi risultati?

Interpretazione 1: Spinosaurus ha una morfologia aberrante che richiede qualche spiegazione ecomorfologica ed adattativa peculiare.

Interpretazione 2: La stima della lunghezza del tronco di Spinosaurus è scorretta per eccesso, perché basata su un'ipotesi fallace.

Interpretazione 1 ha molti punti a suo favore (morfologia dei denti, del rostro, arretramento delle narici, ispessimento delle ossa lunghe, ipertrofia delle spine neurali dorsali, ecc...), tuttavia ciò non può essere usato come argomento a favore di una validità delle stime “aberranti”. Ovvero, il mero fatto che Spinosaurus sia già molto bizzarro non costituisce di per sé un motivo per cui dobbiamo ammettere ulteriori bizzarrie e giustificarle nonostante l'assenza di dato diretto. Con questo, non sto negando le evidenze note a favore di una paleoecologia semiacquatica e piscivora, ma evito di usare quegli argomenti come “prova” che l'eventuale stima della lunghezza del dorso sia “da prendere come evidenza”. Così facendo genererei un ragionamento circolare, per cui siccome Spinosaurus è bizzarro in tante parti del corpo allora è bizzarro anche nella lunghezza di una parte del corpo.

Nondimeno, prese singolarmente, le vertebre dorsali di Spinosaurus misurate da Ibrahim et al. (2014) sono molto lunghe quando confrontate con le ossa appendicolari. Ciò è il motivo per cui molti gridano alla chimera. Io assumo che questo esemplare sia genuino, e che quindi non vada demolito bensì compreso, ed i fenomeni evolutivi che lo hanno generato risolti. Il mero rapporto tra i due elementi, tuttavia, non ci dice quale fenomeno noi stiamo osservando: osserviamo un theropode con un dorso allungato oppure un theropode con arti ridotti? O, eventualmente, entrambi i fattori?

Interpretazione 2 considera il risultato dei plot con la lunghezza stimata del tronco come viziati da una stima errata di quella lunghezza. Ovvero, questa seconda interpretazione implica che la lunghezza effettiva del tronco di Spinosaurus sia minore di quella stimata con i due metodi sopra citati. Proviamo a seguire questo ragionamento, per vedere che implicazioni ha.

La lunghezza del tronco è data dalla somma delle lunghezze delle vertebre dorsali e sacrali. Il numero totale delle vertebre sacrali si assume sia 5, come in tutti i tetanuri non-maniraptoriformi. Ibrahim et al. (2014) non forniscono informazioni se il numero delle vertebre sacrali sia stimato oppure sia effettivamente ricavato dalle cicatrici delle vertebre sacrali impresse sulla superficie mediale dell'ileo. Pertanto, potremmo ipotizzare che Spinosaurus abbia un ridotto numero di vertebre sacrali rispetto alla condizione primitiva di Tetanurae? Dopo tutto, la riduzione nel numero delle vertebre sacrali è una tendenza di molti taxa terrestri semiacquatici qualora il cinto pelvico si riduca: se Spinosaurus avesse un cinto pelvico ridotto potrebbe anche avere un numero ridotto di vertebre sacrali? Ad esempio, ammettendo un sacro con 4 vertebre invece che 5, le due stime della lunghezza del tronco passano a 214 cm e 229.3 cm (media = 221.6 cm), ovvero, un valore che sposta Spinosaurus verso la tendenza generale dei theropodi.

Inoltre, è ragionevole assumere che la lunghezza del dorso di Spinosaurus sia una mera estrapolazione della lunghezza delle 3 dorsali intermedie 6, 7 ed 8? Usando Baryonyx come riferimento (misure da Charig and Milner 1997), il valore della lunghezza della parte dorsale del tronco per Spinosaurus usata in queste stime è conservativa: infatti, assumendo che le 3 vertebre misurate siano effettivamente dalla parte intermedia della colonna dorsale, le altre vertebre dorsali hanno lunghezze subequali o lievemente maggiori di quelle note. Ibrahim et al. (2014) non forniscono informazioni sul criterio per cui queste tre vertebre siano la sesta, settima ed ottava (persumo sia confrontandole con le vertebre dei Baryonychinae per i quali siano note serie più complete), tuttavia, è da notare che qualora invece le 3 vertebre siano posizionate nella parte posteriore della colonna dorsale, la lunghezza della parte dorsale deve essere ridotta anche del 10%, dato che le ultime vertebre dorsali (usando Baryonyx come riferimento) sono le più lunghe della serie (e quindi, usare quelle come “media” della colonna sovrastimerebbe la lunghezza del dorso). In tal caso, assumendo che effettivamente le vertebre dorsali note siano della parte più posteriore del dorso, la colonna dorsale risulta lunga 156 cm e quindi l'intero tronco 226 cm: anche in questo caso, plottando Spinosaurus rispetto agli altri theropodi la sua “posizione” risulterebbe meno anomala.

Interessante, infine, che se assumiamo Spinosaurus con solo 4 sacrali (valore compatibile con l'ipotesi di una riduzione delle dimensioni dell'ileo in un animale semi-acquatico) e con una colonna dorsale stimata assumendo che le dorsali note siano le più posteriori invece che le intermedie, si ottiene una lunghezza del tronco di 212 cm. Tale valore colloca Spinosaurus nella parte bassa del range di distribuzione tipico dei theropodi, e, pertanto, rende la sua morfologia più “tradizionale”.

Pertanto, è possibile che le anomalie proporzionali del tronco di Spinosaurus, possano – almeno in parte – essere state accentuate da una errata valutazione delle sue vertebre (numero delle sacrali e posizione delle dorsali)?

Come sempre, non offro certezze ma solo spunti di riflessione.

Bibliografia:

Charig, A.J.; Milner, A.C. (1997). Baryonyx walkeri, a fish-eating dinosaur from the Wealden of Surrey. Bulletin of the Natural History Museum, Geology Series 53: 11–70.

Ibrahim, Nizar; Sereno, Paul C.; Dal Sasso, Cristiano; Maganuco, Simone; Fabbri, Matteo; Martill, David M.; Zouhri, Samir; Myhrvold, Nathan; Iurino, Dawid A. (2014). Semiaquatic adaptations in a giant predatory dinosaur. Science 345 (6204). doi:10.1126/science.1258750.