The Rise of the Tyrannies, the Fall of the Nursery Clades, and the Theropod Theory of Everything

Spinosaurus, Andangalornis, Scipionyx, Deinonychus, Tyrannosaurus. Cinque generi di dinosauro predatore che differiscono nell'anatomia, morfologia, ecologia, distribuzione geografica e stratigrafica vengono gettati nella mischia insieme... come potremmo avere la ben che minima idea di cosa possiamo aspettarci? (Immagini modificate da opere di D. Bonadonna, M. Hallett, C. Masnaghetti e E. Willoughby).

Il fisico e Premio Nobel Ernest Rutherford è noto per un'affermazione che fa infuriare praticamente tutti gli scienziati che non siano fisici: 

"All science is either physics or stamp collecting". 

Ovvero, tutta la scienza si divide nella fisica e nella collezione di francobolli.

Sebbene l'idea che "i veri scienziati sono solo i fisici e tutti gli altri sono solo dei raccoglitori di esemplari (i francobolli)" sia sicuramente radicale ed estremista (ed ovviamente è un'idea dei soli fisici, spero non tutti), credo che una generalizzazione della affermazione di Rutherford probabilmente troverebbe maggior sostegno, non soltanto in fisica. Questa ipotetica versione moderata della citazione rutherfordiana potrebbe suonare come: 

"All science is either theory or data collecting". 

Ovvero, nella scienza o si elaborano teorie oppure si raccolgono dati. [Notare che ho scritto "teoria", non "ipotesi"]. A rischio di essere crocifisso in sala mensa (cit.) da una legione di epistemologi non ho problemi a dichiarare che questa versione soft della citazione rutherfordiana sia un tarlo che più o meno consciamente ha condizionato la mia produzione scientifica fin da quando ero un ventenne fresco di laurea. Ovvero, per quanto raccogliere dati, scoprire nuovi fossili, aggiungere informazioni e descrivere nuove specie sia una parte fondamentale ed appassionante della scienza, una parte che io amo con tutto il cuore, al tempo stesso non ho mai voluto "limitarmi" solo a quello. Aggiungere nuovi dati non è fine a sé stesso, ma è finalizzato a qualcosa. Qualcosa di generalizzabile. Qualcosa che si può condensare sotto forma di struttura teorica di cui i singoli esemplari (e le singole ipotesi a loro dedicate) sono solo un caso contingente e particolare. Fin dalla tesi di laurea, più di venti anni fa, ho sempre pensato che parallelamente al mio contributo paleontologico in termini di nuove scoperte, nuovi esemplari, nuove specie, io dovessi anche dare un contributo scientifico in termini di teoria. Un contributo che forse avrebbe richiesto decenni di analisi, riflessioni, indagini ed elaborazioni, un contributo che forse è insensato e fallimentare fin dal principio, ma che deve comunque essere tentato, anche solo per scoprire che è errato.

Qualcuno ora si domanderà se abbia senso quanto ho scritto. Che tipo di teoria può mai elaborare un paleontologo che studia i dinosauri carnivori? Beh, io nello specifico sono un filogenetista dei theropodi non-aviani, e la filogenesi è uno degli elementi costituenti la macroevoluzione. Dopo decenni dedicati ad assemblare la mia matrice per ricostruire la filogenesi, credo che i tempi siamo maturi per fare un salto di qualità, e passare dalla mera elaborazione di una filogenesi alla spiegazione della Macroevoluzione di Theropoda. Perché una macro-filogenesi è solo la struttura portante dell'edificio, ma l'edificio è più della mera sovrapposizione di intonaco alla struttura. Ed è l'edificio ciò che giustifica l'assemblaggio della struttura. Anche se mai esplicitato, l'Evoluzione a Larga Scala di Theropoda è il fine ultimo di una "megamatrice" dedicata a tutti i dinosauri predatori. 

L'assemblaggio di un così grande dataset non è semplicemente una raccolta di osservazioni da incasellare. Il processo diviene progressivamente una riflessione sul come definire l'oggetto del campionamento, e di come la natura del fenomeno si rifletta nella sua codifica simbolica. "Cosa" dell'originaria storia evolutiva dei dinosauri carnivori persiste nella matrice? E cosa della idiosincratica mente del suo autore si sovrappone (più o meno consciamente) al fenomeno naturale? Una matrice filogenetica è difatti la formalizzazione di un insieme di affermazioni in merito all'omologia delle forme che osservo nel campione di specie analizzate. La filogenesi dei fossili non mette ordine tra le specie (qualunque sia il senso di quella parola in paleontologia), bensì tra le ipotesi in merito all'omologia delle morfologie fossilizzate. Ma non tutte le forme che osservo e che campiono sono plasmate dal processo che si spera di ricostruire. In breve, un filogenetista paleontologico non è un semplice raccoglitore di "dati" puri e intonsi forniti da Madre Natura, ma è in primo luogo un epistemologo che riflette sulla natura della macroevoluzione di un fenotipo parziale filtrato dalla tafonomia. 

Ricavare un albero parsimonioso e mappare questa o quella trasformazione morfologica e adattativa, oppure costruire qualche simpatica storia perfettamente sensata a posteriori plasmata sul cladogramma di turno, non è ciò che definisce veramente un paleontologo evoluzionista. La Scienza è la ricerca del perché dei fenomeni (le cause e le loro relazioni), non la semplice descrizione e catalogazione di esemplari.

Per snellire la questione, la riduco a due problemi, apparentemente separati.

In tutti questi anni, mano a mano che accumulavo esperienza ed informazioni, prendeva corpo dentro di me una prima domanda: l'albero evolutivo di Theropoda è puramente il prodotto di contingenze casuali, è un caotico intrico di rami e ramoscelli plasmato dalla storia della Terra su una materia biologica totalmente passiva, oppure esiste un qualche principio generale che, anche solo in forma parziale, indirizza, incanala e struttura la storia a grande scala dei dinosauri predatori? In parallelo a questa domanda, ed associata a lei, si sviluppava anche un secondo quesito: il modo con cui ricostruiamo la storia evolutiva dei dinosauri carnivori è in qualche modo viziato da errori metodologici che non riusciamo a cogliere e che distorcono il risultato delle nostre indagini? Con il passare degli anni, nella mia testa si consolidava l'idea che queste due domande fossero le manifestazioni di un singolo problema, che la soluzione di una delle due avrebbe portato anche alla soluzione dell'altra, e che qualora fossi stato in grado di risolvere queste due questioni, avrei ricavato uno strumento potente per spiegare innumerevoli particolarità e tendenze generali di Theropoda.

(c) Troco

Ad esempio, perché il gigantismo ricorre così spesso in Theropoda ma non in modo uniforme? Perché in certe comunità di dinosauri abbiamo tanti superpredatori giganti (a formare i così detti "triumvirati"), mentre in altre abbiamo solo un clade superpredatore gigante (nello specifico, Tyrannosauridae) a formare quelle associazioni che nel 2008 chiamai "tirannidi"*? E se il taxon apicale delle tirannidi è così efficiente da risultare il solo dominante nelle sue comunità, perché gli stessi tyrannosauridi predominano in tali ruoli apicali incontrastati solo negli ultimi 30 milioni di anni e solo in Asiamerica (la paleo-provincia biogeografica formata da Nord America occidentale e Asia orientale, collegate dal ponte di Bering) nonostante che il clade Tyrannosauroidea sia durato 100 milioni di anni e fu diffuso a scala globale? Perché le filogenesi di Theropoda emerse nell'ultimo trentennio sono così fortemente asimmetriche, con quasi tutte le linee principali che formano una serie parafiletica che conduce agli uccelli? Stiamo inconsapevolmente piegando l'albero evolutivo per conformarsi ad una semplice linea rivolta verso il piano corporeo aviano? Oppure il "piano corporeo aviano" è un vincolo generale dell'evoluzione dinosauriana? Se l'evoluzione di tante linee giganti è la norma in Theropoda, perché gli uccelli del Cenozoico ebbero sì un enorme successo numerico ma non replicarono mai le gloriose dinastie di predatori giganti mesozoici da cui discendono? Ed anche, perché, nonostante il loro successo, non esistono dromaeosauridi grandi come tyrannosauridi mentre abbiamo oviraptorosauri, ornithomimosauri e therizinosauri grandi come tyrannosauridi? Infine, se i compsognathidi sono davvero un gruppo artificiale formato dai giovani di grandi theropodi non imparentati strettamente tra loro, perché ciò non risulta mai nelle filogenesi, le quali tendono invece a confermare quel gruppo come un taxon monofiletico del tutto valido e genuino?

A prima vista, tutte queste domande sembrano slegate tra loro e si dedicano a fenomeni distinti e molto contingenti. Ciascuno dei menzionati quesiti è oggetto di ipotesi particolari (quando è esplicitamente oggetto di indagine) e non richiede di essere interpretato secondo un modello condiviso con gli altri. Eppure, proviamo a domandarci se essi possano trovare una spiegazione comune: potrebbero essere tutti la manifestazione di una singola "teoria generale" dell'evoluzione theropode? In breve, esiste una struttura unificata nella macroevoluzione di Theropoda che colleghi l'evoluzione del gigantismo, il tipo di comunità predatoria (ovvero, il numero e le relazioni tra le specie di theropodi carnivori nel medesimo ambiente) ed il diverso percorso evolutivo dei vari piani corporei nei dinosauri predatori?

In uno studio che pubblico oggi (Cau, 2024), sostegno che i fenomeni citati sopra siano riconducibili ad una teoria unificata che descrive a larga scala la macroevoluzione di Theropoda, non solo nel Mesozoico, ma anche nel Cenozoico! Questa teoria generale della macroevoluzione di Theropoda risulta come conseguenza della soluzione al "parodosso dei compsognathidi", ovvero, della dimostrazione che essi non sono un gruppo naturale bensì un artefatto dovuto ad un errore nel metodo tradizionale con cui abbiamo finora definito le filogenesi dei dinosauri predatori (e non solo).

La teoria che propongo può apparire a prima vista molto elaborata, ma una volta compresa nella sua struttura portante, è relativamente intuitiva, e potenzialmente feconda nella capacità di spiegare innumerevoli elementi della storia evolutiva di Theropoda.

[Avvertenza: La parte che segue è molto lunga ed articolata: ciò è necessario per spiegare il significato delle novità introdotte nel mio nuovo articolo. Se il lettore non vuole approfondire i dettagli e la logica di questa teoria, può passare direttamente al riassunto conclusivo a fine post. Altrimenti, può continuare la lettura.]

Misteriosi Dinosauri Predatori Giganti all'inizio dell'Era dei Mammiferi?

(c) Emiliano Troco.

Nuovo podcast dedicato ad un controverso ritrovamento a sua volta avvenuto in una controversa formazione geologica cinese. Ci domandiamo se alcuni dinosauri cinesi siano sopravvissuti dopo l'impatto che chiude il Mesozoico, e se tra questi sia compreso un misterioso predatore gigante.

Il pulcino di Hoatzin non è un fossile vivente

Pulcino di Hoatzin. Notate le due dita della mano libere ed artigliate. (Fonte: Nature Picture Library)

L'Hoatzin (Opisthocomus hoatzin) è uno degli uccelli più amati dai naturalisti. Tra le varie caratteristiche di questo bizzarro uccello amazzonico è significativa la presenza, nel pulcino, di dita della mano relativamente libere e dotate temporaneamente di ungueali. La presenza di ungueali nella mano non è particolarmente bizzarra per un uccello moderno, perché si osserva anche in altre specie, come lo struzzo, e vari anseriformi. La relativa mobilità delle dita nel pulcino è invece inusuale per un uccello, dato che essi hanno dita relativamente rigide e prive di capacità prensorie. Nel pulcino di Hoatzin, invece, la mano è in grado di esercitare una seppur blanda capacità prensoria, che il pulcino usa per muoversi tra i rami degli alberi, coadiuvando la normale capacità prensoria del piede tipica degli uccelli arboricoli.

Questa curiosa capacità "quadrupede" del giovane Hoatzin e la presenza di dita libere, hanno sempre affascinato i naturalisti, al punto che, per molto tempo, questo uccello è stato considerato una sorta di "fossile vivente" o comunque un atavismo, il "ritorno" di condizioni ancestrali che rimandano ad Archaeopteryx.

La suggestione era tale che, sovente, lo stesso Archaeopteryx era illustrato con fattezze vagamente da hoatzin, in una sorta di rovesciamento iconografico, che induceva, grossolanamente, a vedere l'intera biologia di questo simpatico uccello sudamericano come "primitiva".

In uno studio recente, Abourachid et al. (2019) analizzano le capacità arboricole e "quadrupedi" del pulcino di Hoatzin.

Se gli autori (biologi) si fossero limitati ad analizzare la biologia di questo peculiare uccello, il loro studio sarebbe stato un eccellente studio ornitologico e morfofunzionale. Purtroppo, gli autori si sono avventurati in una speculazione evoluzionistica che, nel 2019, appare molto retro ed anacronistica. Gli autori notano che le proporzioni delle falangi nelle dita della mano del pulcino di Hoatzin sono molto simili a quelle della mano di Archaeopteryx, e che questi pulcini possano testimoniare il ripristino di una ancestrale capacità locomotoria quadrupede risalente alle più remote origini degli uccelli. Gli autori paiono non resistere alla tentazione di vedere nell'Hoatzin una prova che gli uccelli basali dotati ancora di ungueali nelle mani potessero avere un repertorio locomotorio che includesse anche il quadrupedismo arboricolo. Questa ipotesi potrebbe essere presa seriamente se vivessimo nel 1960 e le origini degli uccelli fossero ancora enigmatiche, e se a parte Archaeopteryx non ci fosse altro che un enorme vuoto paleontologico tra questo uccello giurassico e, da ambo i lati della serie evolutiva, i rettili ancestrali quadrupedi e gli uccelli moderni bipedi e volatori.

Ma oggi siamo nel 2019. E oggi sappiamo che tra Archaeopteryx e gli antenati quadrupedi degli uccelli ci sono almeno 20 stadi evolutivi di forme bipedi, dinosauriane e theropodi, nessuna delle quali mostra alcun adattamento alla locomozione quadrupede arboricola. Partendo dal grado di Archaeopteryx e procedendo indietro nel tempo, abbiamo (e semplificando molto): i primi paraviani simili ad Anchiornis (bipedi), i primi panneraptori simili a Protarchaeopteryx (bipedi), i primi maniraptori simili a Haplocheirus (bipedi), i primi maniraptoromorfi simili a Ornitholestes (bipedi), i primi coelurosauri simili a Guanlong (bipedi), i primi avetheropodi simili ai megalosauroidi (bipedi), i primi averostri simili a Dilophosaurus (bipedi), i primi neotheropodi simili a Tawa (bipedi), i primi saurischi simili a Eoraptor (bipedi), i primi dinosauri (bipedi), ed infine i primi dinosauromorfi: solo questi ultimi sono "ancora" quadrupedi. Nessuno è arboricolo. Pertanto, pensare che in Hoatzin ci sia "latente" un qualche vestigio dell'antenato quadrupede degli uccelli implica - ed è un errore concettuale - ammettere che tale "vestigio" sia stato del tutto latente per almeno 180 milioni di anni (dai primi dinosauri ai primi uccelli moderni), che poi tale "latenza" sia rimasta tale anche quando gli altri gruppi di uccelli moderni si sono diversificati, per poi "risvegliarsi" solamente con Hoatzin.

Come paleontologo che studia l'evoluzione della biologia aviana da quasi 2 decenni, posso assicurare che nessun fossile dal Triassico Superiore in poi avvalora un simile scenario. Nessun uccello vissuto dopo Archaeopteryx ha un qualche tratto "da Hoatzin", il quale, invece, è in tutto e per tutto un uccello moderno. E nessun theropode vissuto prima di Archaeopteryx mostra adattamenti ad una locomozione quadrupede arboricola. In breve, non occorre riesumare bizzarre ipotesi su "caratteri primitivi dormienti" per spiegare la mano di Hoatzin, che è "preistorica" solamente perché a noi piace pensarla tale, e tendiamo a dimenticare che l'ala degli uccelli è pur sempre un braccio rettiliano (e dinosauriano e theropodiano), e che nei giovani uccelli spesso le ossificazioni non sono ancora formate, permettendo quindi una relativa plasticità agli elementi che nell'adulto divengono un singolo complesso funzionale. 

Insomma, il buon senso ci dice che, molto semplicemente, Hoatzin ha evoluto "per conto proprio" una condizione particolare della mano nel suo pulcino, e che questa non ha alcun legame diretto (o nemmeno indiretto) con la antichissima condizione quadrupede che scomparve nella linea aviana di Archosauria già a metà del Triassico, 100 milioni di anni prima di Archaeopteryx e 200 milioni di anni prima degli antenati di Hoatzin. 

Tirare in ballo Archaeopteryx parlando di Hoatzin è - nel 2019 - qualcosa di molto vintage, ma molto improprio.

Anche se è vero che nulla in biologia ha senso se non alla luce dell'evoluzione, questo non implica che si debba sempre e comunque cercare a tutti i costi un "fossile vivente" in ogni animale con qualche caratteristica bizzarra o che, più per tradizione che per altro, a noi piace pensare essere "arcaica". 

Il saper arrampicare sui rami con le dita temporaneamente libere e mobili non rende il pulcino di Hoatzin un frammento di Giurassico che persiste in Amazzonia. 

Bibliografia:

Anick Abourachid, Anthony Herrel, Thierry Decamps, Fanny Pages, Anne-Claire  Fabre, Luc Van Hoorebeke, Dominique Adriaens and Maria Alexandra Garcia Amado  (2019) Hoatzin nestling locomotion: Acquisition of quadrupedal limb coordination in  birds. Science Advances  5(5): eaat0787 DOI: 10.1126/sciadv.aat0787

Anthropocene World - Fallen Feathers

Per vedere dinosauri senza piume modificati dall'uomo, non dovete aspettare giugno...

Il Misterioso Mistero dei Misteriosi Dinosauri di Ica [aggiornamento]

Una delle pietre scolpite rinvenute e Ica.

Nell'era dei complotti e delle mistificazioni, degli anti-vaccinisti e delle scie chimiche, niente è più divertente dell'essere un ricercatore scientifico che passa una serata con alcuni colleghi a visionare un “documentario” di pseudo-scienza.

Allacciate le cinture, preparate il pop corn: si parte a caccia dei misteriosi dinosauri di Ica.

In realtà, la storia delle “pietre di Ica” è stata ampiamente smascherata da chi si occupa di analisi razionale e giornalismo critico, quindi vi rimando ad altri siti per conoscere tutta la storia di queste palesi truffe.

Per apprezzare il resto del post, occorre che conosciate almeno superficialmente la storia delle pietre di Ica. In breve, si tratta di pietre (per la precisione, rocce composte in buona parte da andesite) scoperte in una località peruviana (Ica) alcuni decenni fa. Le rocce presentano incisioni artistiche raffiguranti esseri umani, strumenti, animali, tra cui alcuni palesemente ispirati alle ricostruzioni dei dinosauri mesozoici. In quelle più spesso mostrate online, appare un animale vagamente simile ad un Triceratops, uno vagamente stegosauride e vari lucertoloni bipedi molto grossolanamente simili a dei theropodi non-aviani.

I patiti dei complotti e dei misteri ritengono che queste pietre dimostrino la coesistenza di esseri umani e dinosauri mesozoici, il che può indicare (alternativamente) la presenza umana nel Mesozoico oppure la sopravvivenza fino a pochi millenni fa di faune mesozoiche in Sud America.

Le persone razionali e con un minimo di basi scientifiche ridono per questa palese e grossolana bufala. Tutto nella storia delle pietre di Ica trasuda l'odore della bufala. Ovviamente, chi “vuole credere al mistero di Ica” sarà del tutto ostile a qualsiasi spiegazione razionale.

Ad esempio, i più grossolani fan delle pietre sostengono che le datazioni al carbonio14 sulle pietre dimostrino che esse hanno 12 mila anni.

Peccato che l'andesite (la roccia su cui sono presenti le incisioni) non possa essere datata col metodo del carbonio14, il quale richiede, indovinate un po'... della materia organica e non certo un pezzo di roccia.

Ed anche se le rocce fossero datate con altri metodi, ciò ci direbbe l'età del pezzo di andesite, non l'età in cui furono incise. Anche la roccia che forma il David di Michelangelo ha milioni di anni... ma non per questo dovremmo sostenere che la statua fu scolpita milioni di anni fa.

Ma tutto questo è già stato ampiamente spiegato in altre sedi. Io qui mi voglio soffermare sulle immagini dei... chiamiamoli “dinosauri”.

Ogni volta che qualche teorico dei misteri tira in ballo “prove” della coesistenza di uomini e dinosauri, resto colpito dalla grossolanità delle immagini presenti in questi manufatti.

C'è sempre un Triceratops cicciotto con proporzioni simili ad un giocattolo. C'é sempre uno Stegosaurus cicciotto che ricorda un pupazzo più che un animale. Che strano, non trovate? Stegosaurus è conosciuto a livello fossile solamente nel Giurassico Superiore del Nord America. Nessuno stegosauride è più recente del Cretacico Inferiore. Ma poi, come per magia, ecco apparire stegosauri giurassici nordamericani in rocce scolpite in Sud America e Indocina. Possibile che questo animale abbia popolato tutto il mondo per 150 milioni di anni, ma poi si trovino le sue tracce solo in qualche roccia scolpita. Lo stesso discorso vale per Triceratops.

Curioso, proprio i dinosauri più famosi a livello popolare, più illustrati nei fumetti, più frequentemente raffigurati e trasformati in giocattoli nel XX secolo, sono anche i soggetti preferiti in queste antichissime civiltà perdute.

Ma che curiosa coincidenza...

Oggi conosciamo dozzine di altri ceratopsidi fossili, ma stranamente nessuno è vissuto assieme agli antichi autori delle sculture. Solo Triceratops...

Lo stesso discorso vale per le altre raffigurazioni di dinosauri che i fautori delle ipotesi “alternative” ritengono siano incisi nelle rocce di Ica. Che curiosa somiglianza iconografica lega i dinosauri di Ica con le immagini dei dinosauri presenti nei fumetti popolari. I dinosauri di Ica sono più simili alla paleoarte degli anni '60 piuttosto che alla reale anatomia che abbiamo ricostruito negli ultimi 40 anni. Ma che cosa curiosa... viene quasi il sospetto che ad ispirare gli autori delle incisioni di Ica non fu la visione diretta di dinosauri vivi e vegeti, quanto piuttosto la copiatura ingenua e grossolana di qualche dozzinale fumetto di fantascienza di 50 anni fa.

Ovviamente, mi sbaglio: è molto più plausible che qualche Stegosaurus sia sopravvissuto dalla fine del Giurassico fino alla fine del Cretacico, che poi abbia fatto amicizia con qualche Triceratops, che insieme essi siano emigrati in Perù, che poi si siano nascosti per 66 milioni di anni, e che nel frattempo abbiamo assunto le fattezze grossolane della peggiore paleoarte degli anni '60, poi siano usciti dal loro nascondiglio giusto il tempo per farsi immortalare da una misteriosa civiltà precolombiana della quale poi non abbiamo più rinvenuto altro se non qualche roccia scolpita, per poi estinguersi (civiltà di Ica e dinosauri) definitivamente.

Sì, ora tutto quadra...

Postilla:

Un lettore del blog, Matteo Melita, mi segnala (sulla pagina Facebook del blog) la notevole somiglianza tra uno dei “dinosauri di Ica” e la ricostruzione di Iguanodon realizzata da John Sibbick negli anni '80 (chi avesse una data più precisa è invitato a segnalarla). I due animali sono illustrati con la medesima prospettiva e postura. Inoltre, dettaglio curioso (freccie gialle), a differenza degli altri “dinosauri” scolpiti, questo non trascina la coda a terra e mostra una curiosa linea che divide la coda in due zone (una dorsale e una ventrale), esattamente come l'Iguanodon raffigurato da Sibbick. Ora, siccome ritengo improbabile che John Sibbick sia un fautore delle tesi pseudo-scientifiche sui “dinosauri” di Ica (o che abbia viaggiato nel tempo per copiare le pietre di Ica... che se uno vuole disegnare un dinosauro disponendo di una macchina del tempo non va certo nel basso olocene peruviano), questa immagine dimostra che questa roccia fu scolpita dopo il 1980, ispirandosi in parte alla paleoarte di John Sibbick.

Come nuotava Spinosaurus?

Postura semi-eretta bipede per Spinosaurus, modificato da Ibrahim et al. (2014). Non mi pare sia così assurdo...

In un recente post, ho discusso l'ipotesi quadrupede proposta da Ibrahim et al. (2014) su Spinosaurus, ed ho concluso che il femore e tibia di Spinosaurus, come pubblicato da Ibrahim et al. (2014, e informazioni supplementari) non mostrano particolari adattamenti per un nuoto a propulsione generata dalla gamba (foot-propelled): ad esempio, non sono presenti processi laterali distali del femore o una cresta cnemiale ipetrofica. Inoltre, il femore di Spinosaurus mostra adattamenti per sostenere una postura del corpo semi-eretta, interpretazione che rimuoverebbe l'esigenza di una postura quadrupede. Pertanto, penso che i caratteri anatomici citati da Ibrahim et al. (2014) come adattamenti natatori siano piuttosto caratteri che permettono una postura semi-eretta sulla terraferma e che, comunque, sono exaptation in grado di vincere la resistenza dell'acqua quando si cammina (più o meno) immersi.

L'ipotesi di Ibrahim et al. (2014) è interessante per il modo con cui affronta l'evoluzione del nuoto in Spinosaurus. Gli autori citano come modelli morfofunzionali del nuoto di Spinosaurus i cetacei basali ed i coccodrilli. I primi sono mammiferi, i secondi sono pseudosuchi. I primi non hanno caudofemorali (i muscoli citati da Ibrahim et al. come principali propulsori in Spinosaurus), i secondi non hanno postura parasagittale. Insomma, in ambo i casi, modelli non proprio attinenti per spiegare come un theropode possa muoversi in acqua. Peccato che non siano citati mai i theropodi acquatici noti, come i pinguini, gli anseriformi o gli estinti hesperorniti. Gli autori, inoltre, si focalizzano su due tipi di propulsione in acqua: quella basata sulla coda e quella basata sugli arti posteriori, ma omettono di citare un'altra forma di propulsione acquatica: quella basata sugli arti anteriori.

Ciò è bizzarro. I theropodi sono i campioni della locomozione basata sull'arto anteriore, basti pensare agli uccelli che volano, ed in alcuni casi persino nuotano, usando gli arti anteriori.

Il nuoto basato sulla propulsione dell'arto anteriore si è evoluto nei cheloni e in alcuni cladi di uccelli. Il caso più famoso è dato dai pinguini.

La mia ipotesi sulla postura semi-eretta in effetti propone una biologia più simile ad un pinguino che ad un coccodrillo. Possibile che Spinosaurus nuotasse usando spinte simmetriche degli arti anteriori, che “sbracciasse” come nel nuoto di un pinguino? Purtroppo, i resti di arto anteriore in Spinosaurus si limitano ad una singola falange (per ora, preferisco non includere il materiale riferito, tra cui un omero dal Kem Kem, senza una chiara indicazione - basata su sinapomorfie - che quelle ossa siano di spinosauride). Quindi, per discutere l'ipotesi di un nuoto “a braccia” dovrò fare congetture assumendo che Spinosaurus abbia arti anteriori simili a Baryonyx e Suchomimus.

La domanda diventa: “gli arti anteriori degli spinosauridi noti possono permettere un nuoto simile a quello dei pinguini?”.

Per prima cosa, occorre stimare le dimensioni del braccio di Spinosaurus.

L'unico elemento dell'arto anteriore è una falange della mano. Gli autori la interpretano come la prima del secondo dito, sebbene io sia più dell'idea che quella falange sia la prima del primo dito. Ciò non cambia molto per il discorso che voglio sviluppare. In ogni caso, questa falange è molto grande rispetto all'arto posteriore, a sostegno dell'ipotesi che Spinosaurus abbia effettivamente un arto posteriore ridotto dimensionalmente.

Assumendo che questa falange sia la prima del primo dito della mano, essa è lunga circa il 28% del femore. In Afrovenator e Allosaurus, la stessa falange è in proporzione la metà (14% del femore). Se assumiamo che il resto del braccio fosse proporzionato a questa falange, concludiamo che il braccio di Spinosaurus era, rispetto alla sua gamba, grande il doppio rispetto alle braccia di altri theropodi di dimensioni comparabili. Pertanto, se Ibrahim et al. (2014) sostengono che Spinosaurus nuotasse anche tramite spinte della gamba, perché non ammettere che nuotasse anche (o sopratutto) grazie a spinte di un braccio così ben sviluppato?

Proviamo a immaginare il moto natatorio in Spinosaurus come analogo a quello di un pinguino, ovviamente con spinte meno rapide ma più lente e potenti. Usando il braccio di Baryonyx come riferimento, possiamo valutare se questo braccio ha le caratteristiche idonee per funzionare come pagaia. Infatti, non tutte le braccia sono adatte allo stesso modo per funzionare come organi natatori.

Negli uccelli che nuotano usando spinte dell'arto anteriore si osservano delle modifiche nelle ossa rispetto ai non-nuotatori: l'omero è robusto trasversalmente e relativamente piatto anteroposteriormente. Le inserzioni pettorali e bicipitali sono molto sviluppate, per generare una spinta in un mezzo più denso dell'aria. L'ulna è piatta, con il margine posteriore stretto ed affilato.

Tutti questi caratteri sono presenti nell'omero e ulna di Baryonyx (Charig e Milner 1997). Pertanto, assumendo che anche Spinosaurus avesse questi caratteri anatomici, e considerando la relativa dimensione di questo braccio rispetto alla gamba, non vedo motivi per cui Spinosaurus non possa aver usato le braccia per nuotare. Ad essere completi, per funzionare, questa ipotesi richiede alcune modifiche a livello della spalla per permettere un moto simile al battito dell'ala. Tuttavia, queste modifiche a livello del glenoide pettorale sono meno radicali di quelle richieste nell'ipotesi quadrupede, e sono già avvenute nell'evoluzione dei theropodi (in Avialae), quindi, anche in questo caso mi pare una soluzione più parsimoniosa rispetto allo scenario coccodrillo-proto-cetaceo.

Bibliografia:

Charig and Milner (1997). Baryonyx walkeri, a fish-eating dinosaur from the Wealden of Surrey. Bulletin of the National History Museum of London 53:11-70.

Ibrahim et al. (2014). Semiaquatic adaptations in a giant predatory dinosaur. Science 345:1613-1615.

Quale sarebbe oggi l'intelligenza dei dinosauri se non si fossero estinti?

Il "Dinosauroide" di Russell è la più famosa risposta alla domanda su quale potrebbe essere oggi la capacità intellettiva dei dinosauri se non si fossero estinti alla fine del Mesozoico.

Il Dinosauroide di Russell, tuttavia, è una risposta sbagliata ad una domanda formulata male. I dinosauri, infatti, non si sono estinti alla fine del Mesozoico, dato che oggi esistono diecimila specie di dinosauri theropodi paraviani, ovvero, proprio il gruppo di dinosauri a cui è riferito l'ipotetico dinosauroide russelliano, discendente da paraviani cretacici. Pertanto, noi possiamo direttamente osservare nel mondo attuale degli animali viventi che ci mostrano effettivamente quale sia oggi la capacità intellettiva raggiunta dai dinosauri. Non abbiamo quindi bisogno di ipotizzare stravaganti prodotti evolutivi frutto della nostra fantasia, più o meno plasmati sulle nostre aspettative antropocentriche.

E questo video vi mostra effettivamente a quale livello di prestazioni sia giunto oggi il cervello dei dinosauri in 230 milioni di anni di evoluzione.

The Cenozoic Valley of Gwangi

Locandina del film "The Valley of Gwangi" (1969)

Un aspetto positivo di essere un paleontologo, è che si colgono piccole chicche di scienza anche dove a prima vista non dovrebbero essere. L'osservatore profano, di fronte alla locandina di questo mitico film "paleo-vintage", "The Valley of Gwangi", probabilmente si soffermerà sull'ipertrofico dinosauro old-style sullo sfondo e sulla bizzarra commistione di dinosauri e cow boys. E probabilmente non baderà ai due crani in primo piano. 

Di solito, in locandine come questa, eventuali resti scheletrici illustrati sono tutto tranne che accurati: generiche ossa di "mostro preistorico" prive di coerenza anatomica e bellezza estetica. 

I due crani illustrati in primo piano sono invece molto belli ed accattivanti. E la ragione è semplice: sono veri crani di veri vertebrati fossili. Quello in primo piano è un mammifero cenozoico, probabilmente un giovane Entelodon (ma, non essendo io un esperto in mammiferi, potrei sbagliare: se qualcuno può confermare o correggere la mia identificazione è benvenuto). Il cranio a sinistra è invece quello di Sebecus, crocodyliforme di grado notosuco dall'Eocene della Patagonia. Ovviamente, le dimensioni reali di questi crani non sono quelle mostrate nella locandina... 

Entrambi i taxa era noti nell'anno di uscita del film, quindi è evidente che siano stati usati come ispirazione per questa immagine. Dato che l'olotipo di Sebecus è conservato al Museo di Storia Naturale di New York, è plausibile che l'autore della locandina abbia preso ispirazione direttamente da esemplari conservati in quel museo.

Ringrazio Andrea Pirondini, dalla cui pagina Facebook ho colto questa piccola chicca di paleontologia-vintage.

Duri a Morire

Per poter occupare consistentemente quasi tutti i ruoli di predatore negli ecosistemi terrestri, e mantenere quel ruolo per oltre 150 milioni di anni, devi essere un animale estremamente tenace, duro a morire. Tale retaggio comportamentale deve inevitabilmente persistere nei tuoi discendenti.

Questo video mostra che, alla fine, un theropode di pochi chilogrammi può tenere testa a tre sinapsidi carnivori pesanti vari quintali ciascuno. Immaginate cosa potrebbe fare un theropode di qualche quintale...

PS: ennesima dimostrazione che non ha alcun senso valutare i "combattimenti" tra animali in base a criteri come "dimensioni corporee" o "potenza del morso". Quanti, a priori, scommetterebbero sull'esito di uno scontro tra una singola elegante gru e tre tigri?

PS2: Qualora qualcuno pensasse ancora che le piume rendono un theropode "meno pericoloso" o addirittura "fragile", il video mostra che semmai sono un vantaggio perché aumentano le dimensioni apparenti dell'animale quando apre le braccia, rendendolo più minaccioso. E in natura la dissimulazione e l'inganno, anche apparendo più maestosi, è un vantaggio non indifferente nella competizione.

EnantioMundo: i tre gradi (ed i tre cladi) degli enantiornithi

Per affrontare un discorso articolato sul mondo degli enantiornithi viventi, occorre fornire un minimo di basi tassonomiche. Prima dell'avvento della sistematica filogenetica, gli enantiornitologi avevano continuato a perpeturare una tradizione tassonomica vecchia quanto Linneo. Già nel suo famoso volume del 1758, il padre della zoologia moderna aveva suddiviso gli enantiornithi in tre gruppi principali:

Volantia, o Enantiornithi che volano.

Bipedia, o Enantiornithi atteri.

Quadrupedia, o Enantiornithi quadrupedi.

Tutti abbiamo imparato questo schema classificativo fin dai tempi delle scuole elementari, ed ancora oggi esso è implicito nei discorsi vernacolari: in molte lingue, ci sono gli animali volanti, gli animali bipedi (non umani) e gli animali quadrupedi. Con il raffinarsi dei criteri di classificazione, l'avvento della sistematica filogenetica e con la definitiva conferma che i dinosauri e gli pterosauri dell'Era Secondaria, i coccodrilli terziari, e tutti i thecodonti triassici erano, di fatto, niente altro che stem-Enantiornithes, è stato necessario ri-definire i criteri filogenetici per la classificazione delle oltre 15 mila specie di enantiornithi viventi.

Dei tre gruppi linneani classici, solamente Quadrupedia è risultato monofiletico. Volantia rappresenta semplicemente il grado degli enantiornithi basali non-atteri e non-quadrupedi, mentre Bipedia è un gruppo polifiletico comprendente le numerose ed indipendenti perdite della capacità di volo, avvenute durante il Cenozoico. Un sottogruppo dei vecchi “bipedia”, in particolare, è risultato essere il ceppo basale per la grande radiazione quadrupediana iniziata nell'Oligocene.

Recentemente, è stata proposta una classificazione che incorpora il dato molecolare degli enantiornithi viventi con il dato morfologico della specie sia viventi che fossili. Il risultato è una grande revisione della sistematica del gruppo, che sicuramente sarà motivo di accese controversie tra gli zoologi.

Enantiornithes è stato quindi suddiviso in tre cladi principali:

Pan-Quadrupedia: Il clade più inclusivo comprendente Tetrapodornis domesticus Linnaeus 1758 ed escludente Deinofalcarius rapax Linnaeus 1758.

Pan-Deinofalcaria: Il clade più inclusivo comprendente Deinofalcarius rapax Linnaeus 1758 ed escludente Tetrapodornis domesticus Linnaeus 1758.

Pan-Thylacornithes: Il clade più inclusivo comprendente Thylacornis thylacornis Wallace 1882 ed escludente Tetrapodornis domesticus Linnaeus 1758.

Ognuno di questi tre cladi ha la sua radice nel Cretacico: difatti, si ritiene che almeno 3 linee di enantiornithi abbiano superato il limite K-Pg. A questo proposito, è ancora forte il dibattito su quale fu l'entità dell'estinzione della fine del Cretacico sugli enantiornithi, ovvero, se essi furono effettivamente decimati (ma non del tutto estinti) con una successiva radiazione dei gruppi superstiti all'inizio del Cenozoico, oppure se essi non subirono particolari perdite al passaggio dal Maastrichtiano al Daniano, e che, quindi, buona parte dei gruppi moderni possa essere fatto risalire al Mesozoico.

Questa diatriba, tra sostenitori di un “Big Bang enantiornithe” all'inizio del Cenozoico rispetto ai sostenitori di numerose linee che passarono indenni l'estinzione di massa, è in parte connessa con la – ormai datata – controversia se effettivamente i dinosauri siano o meno gli antenati degli enantiornithi. Ormai, le evidenze a sostegno di un'origine dinosauriana degli enantiornithi sono talmente robuste che lo schieramento battezzato “END” (Enantiornithies [are] Not Dinosaurs) ha, come dice l'acronimo stesso, finito di attrarre consensi. L'ipotesi “DEA” (Dinosaurs [are] Enantiornithine Ancestors) è forte di moltissime evidenze sia paleontologiche che biologiche, tra cui, definitiva, la scoperta di piumaggio, il carattere tradizionalmente ritenuto distintivo degli Enantiornithi, in molti dinosauri fossili.

Non solo i dinosauri sono chiaramente il ceppo ancestrale degli enantiornithi, ma numerosi fossili di età cretacica, in particolare, dalla Cina ed Argentina, sono ormai universalmente riconosciuti come appartenere a primitivi enantiornithi, che confermano non solo il legame tra dinosauri ed enantiornithi, ma danno sostegno all'ipotesi che questo clade fosse già ampiamente diversificato nelle sue ramificazioni principali ben prima della fine del Cretacico. Il numero degli enantiornithi mesozoici si aggira ormai su oltre la cinquantina. Non tutti sono riconducibili ai tre crown-groups, ed alcuni, di fatto, testimoniano radiazioni adattative precedenti quelle che portarono, nel Cenozoico, ai gruppi attuali.

Cladogramma degli enantiornithi mesozoici e loro tassonomia in base ai cladi viventi. Per far contenti anche gli ENDiti, la radice dell'albero include solamente Euparkeria e Archaeopteryx.

Ad esempio, un singolo stem-Thylacornithes è noto nel Mesozoico, Protopteryx, mentre sono noti ormai numerosi rappresentanti sia di stem-Deinofalcaria (ad esempio, Avisaurus, Zhouornis, Sulcavis) sia di stem-Quadrupedia (ad esempio, Cathayornis, Gobipteryx, Longipteryx). Tuttavia, nessun rappresentante dei tre crown-groups è attualmente rinvenuto nel Mesozoico, dato che i primi rappresentanti sicuramente “moderni” di questi tre cladi si rinvengono solamente a partire dal Eocene finale (sebbene a metà del XX secolo si ipotizzò l'esistenza di primitivi Quadrupedia nel Cretacico finale, a fianco dei dinosauri “classici”, nessun fossile ha finora confermato questi vecchi scenari: di fatto, oggi si propende a considerare i crown-groups degli enantiornithi come esclusivamente cenozoici).

Nei prossimi post, elencherò le caratteristiche principali dei tre gruppi moderni di enantiornithi, e menzionerò alcuni rappresentanti basali delle rispettive stem-lineages mesozoiche.

La testa fossile di un theropode

Il sito archeologico di Pompei è noto in tutto il mondo per il suo inestimabile valore storico. Sepolto sotto lo spesso strato di sedimento vulcanico eiettato dal Vesuvio, difatti, è preservato un complesso insediamento risalente a 1935 anni fa, in piena età imperiale romana. Oltre ai manufatti ed agli edifici, l'eruzione del 79 ha preservato anche le impronte degli abitanti e dei loro animali. I corpi delle vittime, sebbene oramai dissolti, sono stati replicati in negativo dalla finissima cenere vulcanica che li ha inglobati. I calchi in negativo dei pompeiani, una volta colmati di gesso e liberati dal sedimento vulcanico, sono quindi repliche fedeli dei corpi di esseri vissuti quasi due millenni fa.

Membro del medesimo sistema vulcanico che comprende il Vesuvio è anche il vulcano dei Monti Albani, a pochi chilometri da Roma. Sebbene questo vulcano sia attualmente considerato quiescente (in quanto non manifesta attività eruttiva nell'Olocene), esso era attivo nel tardo Pleistocene. Ed è durante un'eruzione avvenuta circa 23 mila anni fa che, in maniera analoga al Vesuvio con gli abitanti di Pompei, il vulcano dei Monti Albani ha ucciso e sepolto esemplari della fauna laziale, tra cui un grifone (Gyps fulvus; per chi non lo sapesse: una specie di theropode maniraptoro aviano vivente).

Nel 1889, i resti di questo grifone (ossa ed impronte delle penne) furono rinvenuti in vari blocchi di materiale vulcanico, ma solo di recente si è scoperto che uno di questi blocchi conteneva una cavità risultata essere il calco negativo del collo e della testa dell'animale, ora descritta nel dettalio da Iurino et al (2014). Il grado di definizione dell'impronta albana è molto maggiore di quella dei calchi pompeiani, nonostante che la prima sia 10 volte più antiche dell'altra. La testa è preservata con la bocca semiaperta, con la lingua chiaramente visibile. I dettagli del becco, del piumaggio e persino delle palpebre sono eccezionali. Se non lo vedessi non lo crederei possibile. Per la prima volta, possiamo osservare l'aspetto in vita di un animale vissuto decine di migliaia di anni fa, non deformato o disidratato (come le mummie degli animali estratti dal permafrost siberiano o dalle torbiere irlandesi), ma quasi perfettamente replicato in negativo (e poi ri-replicato in positivo tramite scansione computerizzata), se si esclude una lieve asimmetria dovuta probabilmente alla fossilizzazione e compattazione del sedimento.

Sebbene il calco di un aviano tardo-pleistocenico, un taxon ancora vivente, possa essere una delusione per chi vorrebbe vedere un animale del tutto estinto, questo fossile ci lancia un messaggio del tutto inaspettato e incredibilmente positivo. Infatti, il grado eccezionale di preservazione di questo fossile pleistocenico apre uno spiraglio per eventuali fossili mesozoici. Mi chiedo se sia possibile che, in condizioni di fossilizzazione analoghe a quelle del grifone laziale, un'impronta negativa di questa fedeltà possa persistere nel record fossile per decine di milioni di anni. Ad esempio, molti fossili dal Cretacico inferiore cinese sono preservati in cineriti vulcaniche, basti pensare all'olotipo di Mei long. Non è un caso che il Biota Jehol da cui provengono gli eccezionali maniraptori cinesi sia stato definito “la Pompei del Cretacico”. In quei casi, lo scheletro si è preservato tridimensionalmente ed articolato, ma la forma del corpo è stata dissolta. Forse, le condizioni tafonomiche dei vulcani italiani non sono molto frequenti ed il chimismo dei vulcani cinesi cretacici non permette questo tipo di impronta. O forse, semplicemente, non abbiamo cercato nei sedimenti giusti perché nessuno si aspetterebbe questo tipo di fossile.

Non voglio azzardare speculazioni troppo ottimistiche, ma penso che, una volta riconosciuto che questo tipo di fossile può formarsi, dobbiamo solo cercare nei luoghi giusti. Fossili come questo grifone pleistocenico sono una preziosa miniera di informazioni per comprendere in quali contesti vulcanici è possibile rinvenire calchi fedeli dei corpi di animali estinti. Probabilmente, un calco vecchio di 120 milioni di anni sarà molto più deformato e compresso rispetto alla fedele copia del grifone pleistocenico, ma sarebbe comunque una fonte di informazioni eccezionale sulla morfologia in vivo di animali ormai scomparsi.

La speranza è l'ultima a morire, ed i fossili hanno il vantaggio di durare oltre la morte.

Bibliografia:

Iurino, D.A., et al. 2014. Exceptional soft tissue fossilization of a Pleistocene vulture (Gyps fulvus): new evidence for emplacement temperatures of pyroclastic flow deposits. Quaternary Science Reviews http://dx.doi.org/10.1016/j.quascirev.2014.04.024.

The Most Badass Sauropod Picture Returns

Ricordate l'epico quadro realizzato da Troco e relativo al paleo-ambiente di Tataouinea?

La grande paleoarte, ispirata alla Natura, viene poi dalla Natura premiata con manifestazioni spettacolari come quelle fotografate recentemente in un fiume africano, dove dozzine di coccodrilli si accalacano sulla carcassa di un ippopotamo, in uno scenario non molto diverso da quello ritratto da Troco.

Fonte: Repubblica.it

La corrispondenza visiva è suggestiva e fonte di ispitazioni, sia artistiche che scientifiche (in questo caso, tafonomiche).

King Kong vs Theropod: The Final Proof

Una sottocultura "zoologica" diffusa online è quella delle cosidette "lotte interspecifiche". Nata come degenerazione di un'altra degenerazione (ovvero, i "documentari" in stile "Jurassic Fight Club"), questa bizzarra forma di discussione pseudo-naturalistica presume, assume e millanta di poter dedurre l'esito di una fantomatica lotta tra due esemplari di specie animali distinte (spesso, mai vissute nello stesso luogo, o nemmeno convissute sulla Terra nello stesso momento geologico). 

Queste infantili divagazioni hanno l'irritante pretesa di voler usare "argomenti scientifici" per sostenere affermazioni del tutto prive di valore scientifico. In particolare, si presume che l'esito di queste "lotte" sia deducibile da semplici parametri quali la massa corporea, la lunghezza adulta, la dimensione della testa, il numero dei denti o altri attributi ritenuti "importanti nella lotta".

Il video qui sotto dimostra la validità di queste "argomentazioni".

Gorilla è un grosso mammifero, pesante da adulto più di 150 kg. Gorilla può superare l'altezza di un uomo, e presenta una voluminosa struttura muscolare, mandibola corte e robuste dotate di canini e molari capaci di generare morsi molto profondi.

Un'oca (in questo caso, del genere Branta) è un uccello molto più gracile e leggero di un Gorilla. Il suo cranio è privo di denti, e la muscolatura del cranio molto ridotta e incapace di generare le forze che le mandibole del gorilla invece generano abitualmente. 

In base a quanto scritto, e seguendo la profonda "logica" dei fautori dei "combattimenti interspecifici", non ci sarebbe storia in uno scontro Gorilla vs Oca. L'esito sarebbe scontato e quasi inutile da discutere: abbiamo un animale molto più grande, massiccio e voluminoso, con una maggiore massa muscolare, denti e mandibole robuste, contro un animale molto più piccolo, gracile e persino privo di denti.

Infatti, guardate cosa succede...

Morale della favola: lasciate perdere le sciocche discussioni online e osservate gli animali in vita e nella loro complessità reale.

"Orologi morfologici" e la comparsa degli uccelli moderni

Olotipo di Vegavis iaai, un possibile aviano (neornithino) Maastrichtiano

Negli ultimi 25 anni, due ambiti apparentemente distinti come la biologia molecolare e la paleontologia hanno iniziato una complessa, a tratti burrascosa, relazione.

In molte analisi filogenetiche delle specie viventi, che utilizzano i dati "molecolari" (in particolare, sequenze di genoma) per ricostruire le relazioni tra le specie, i fossili sono utilizzati per calibrare il possibile tempo dell'evoluzione. Riassumendo al massimo questi metodi, la "distanza genetico-molecolare" tra le specie si può tradurre in "distanza temporale" tra le linee evolutive (ovvero, una stima del momento in cui queste si sono separate reciprocamente lungo l'evoluzione) utilizzando l'età dei rappresentanti fossili più antichi di queste linee come "calibrazione" dell'antichità delle varie linee evolutive. Questi metodi non sempre sono rigorosi nell'interpretazione dei taxa fossili, i quali sono inclusi in queste analisi in qualità di "paletti cronologici" in modo un po' grossolano (specialmente se chi svolge queste analisi non disponga di un profondo background paleontologico, e non abbia chiara la differenza tra gruppi-corolla e gruppi-stelo di un clade). Tali analisi, quindi, corrono il rischio di sovrastimare l'età delle linee "moderne", quando sono ancorate sui loro parenti fossili, assunti in modo non critico in qualità di "dato cronologico" per le forme viventi.

A parte le possibili dilatazioni dei tempi evolutivi dovuti all'errato uso di "marcatori fossili", la possibilità di "datare" la comparsa delle linee filetiche utilizzando il dato molecolare delle specie viventi può dar luogo a ipotesi controverse, specialmente se confrontate col record paleontologico. Ad esempio, la maggioranza delle analisi molecolari colloca l'origine di corolla-Aves (=Neornithes, il clade meno inclusivo di theropodi comprendente solamente gli uccelli moderni), e quindi l'età del più recente antenato comune di tutti gli uccelli attuali, attorno alla fine del Cretacico Inferiore (circa 110-100 milioni di anni fa). Questo risultato pare essere in contrasto con il record fossile degli uccelli moderni, dato che nessun fossile di aviale "chiaramente moderno" (morfologicamente classificabile come neornithino) è più antico di 70-75 milioni di anni fa, e i pochi resti attribuiti in passato a neornithi più antichi sono risultati troppo frammentari per essere attendibili, oppure possono essere collocati in cladi più inclusivi del solo corolla-Aves (ad esempio, Ornithurae). 

Scenario "paleontologico" (area blu) vs scenario "molecolare" per l'origine e diversificazione degli uccelli moderni (Cretacico Inferiore, rosso; Cretacico Superiore, arancione; età in milioni di anni fa).

L'ipotesi "molecolare" sull'origine di Aves colloca questo evento quindi a circa 30-40 milioni anni prima dell'età che si ottiene da una interpretazione "letterale" del record fossile. Sebbene non ci siano dubbi che il record fossile sia frammentario, specialmente per taxa con scheletri fragili come gli uccelli, e quindi l'ipotesi di un'origine "medio-cretacica" degli uccelli moderni non sia di per sé inaccettabile, essa implica che nel Cretacico Superore possano essersi diversificati i principali cladi moderni (Palaeognathae, Galliformes, Anseriformes e Neoaves), sebbene i fossili a sostegno di ciò siano molto scarsi o del tutto assenti. Difatti, c'è il dubbio che anche i fossili meglio conservati di "uccelli moderni mesozoici" non siano membri di alcun gruppo attuale: persino il possibile anseriforme Vegavis, dal Maastrichtiano antartico, ed altri fossili come Teviornis (dal Maastrichtiano della Mongolia) potrebbero essere esterni a corolla-Aves, per quanto molto prossimi. 

Inoltre, il record fossile aviano all'inizio del Cenozoico mostra una rapida diversificazione dei cladi moderni. In base all'ipotesi "molecolare", molti di questi cladi devono essere comparsi e diversificati prima della fine del Cretacico, e si sarebbero ulteriormente moltiplicati nel vuoto ecologico successivo all'estinzione del limite K-Pg. Alternativamente, se l'ipotesi "molecolare" fosse sbagliata e leggessimo il record fossile per come ci risulta oggi, potremmo ipotizzare che il numero di linee aviane a sopravvivere l'estinzione del limite K-Pg fu effettivamente ridotto, e che la diversificazione avvenne immediatamente dopo la fine del Cretacico, "indotta" dalla liberazione di "spazio ecologico". In questo secondo caso, il numero e l'estensione delle linee "moderne" nel Cretacico sarebbe relativamente ridotto.

Come risolvere questo conflitto di interprerazioni e risultati? I metodi molecolari sono sbagliati? Oppure è la lettura paleontologica ad essere troppo "litteralista"?

In uno studio, pubblicato in versione online ("in press") in questi giorni, un team composto da Mike Lee (Università di Adelaide, Australia), il sottoscritto, Darren Naish e Gareth Dyke (entrambi dell'Università di Southampton, UK) ha analizzato la questione relativa al momento di origine degli uccelli moderni utilizzando un nuovo metodo di indagine filogenetica per i fossili, che prende in prestito i metodi sviluppati nelle analisi "molecolari" per integrare il dato morfologico con il dato stratigrafico (ovvero, l'età dei fossili) e "autocalibrare" la filogenesi degli aviali (Lee, Cau, Naish e Dyke 2014). L'obiettivo primario di questo studio è stato determinare se la morfologia degli aviali (compresi alcuni neornithi, sia viventi che del Cenozoico inferiore) dia indicazioni sul tasso di diversificazione di queste forme, e quindi possa essere usato come "orologio morfologico" - analogo ai metodi molecolari - per stimare i momenti di diversificazione dei vari cladi di uccelli.

L'analisi ha dato un risultato molto interessante, che colloca l'origine degli uccelli moderni tra la fine del Cretacico Inferiore e l'inizio del Cretacico Superiore, quindi un'età prossima a quella stimata con le analisi molecolari. Per valutare la robustezza del risultato, abbiamo simulato differenti scenari di diversificazione, imponendo età differenti per la radice di Avialae e per la quantità di variazione morfologica negli uccelli moderni, ed abbiamo ottenuto risultati tutti congruenti che si collocano attorno alla metà del Cretacico.

Se confermato, quindi, emergerebbe un quadro in cui il dato morfologico e molecolare convergono nel collocare l'origine degli uccelli moderni alla metà del Cretacico. L'assenza di fossili aviani nel Cretacico Superiore sarebbe interpretabile come una lacuna nella documentazione e non come un'assenza reale. Effettivamente, la maggioranza dei fossili di uccelli cretacici proviene da poche località a conservazione eccezionale, quasi tutte del Cretacico Inferiore e dall'emisfero settentrionale. Dato che studi sulla biogeografia degli uccelli attuali convergono nel collocare la "culla" dei neornithi nell'emisfero australe, la quasi completa assenza di siti ad uccelli mesozoici nel Cretacico Superiore del Gondwana suggerisce che l'assenza di dati relativi alle prime fasi della differenziazione aviana è da imputare all'assenza di siti paleontologici favorevoli, piuttosto che ad una errata calibrazione molecolare.

Questo nuovo approccio che combina dato-tempo e dato-morfologico è relativamente nuovo ed inedito in paleontologia filogenetica, e quindi è ancora in una fase iniziale di sviluppo. Nondimeno, esso ha il pregio di generare scenari testabili quantitativamente sul tempo ed il modo dell'evoluzione paleontologica, secondo procedure più rigorose che in passato. Da parte mia, ho in programma una serie di analisi con questo nuovo metodo, in vari campi della paleontologia, proprio per valutare le sue potenzialità applicative.

Vi terrò aggiornati sugli sviluppi di queste indagini.

Bibliografia:

Lee S.Y., Cau A., Dyke G.J., Naish D. 2014 - Morphological clocks in palaeontology, and a mid-Cretaceous origin of crown Aves. Systematic Biology doi: 10.1093/sysbio/syt110

Un theropode non-aviano cenozoico?

Nel precedente post ho fantasticato su possibili scoperte del 2014, incluso un fantomatico enantiornithe eocenico. Nei mie post di "fantasia" includo sempre qualche elemento di realtà, e alcuni lettori lo hanno notato. Anche se non è eccezionale come un eventuale enantiornithe eocenico (che implicherebbe una persistenza di Enantiornithes di almeno 10 milioni di anni dopo la fine del Mesozoico), esiste attualmente almeno un fossile che potrebbe (il condizionale va rimarcato) essere un theropode non-aviano (ovvero, esterno a Neornithes = corolla-Aves) di età Cenozoica.

Xue (1995) descrive un aviale frammentario dal Paleocene inferiore-medio (quindi di età compresa tra 66 e 61 milioni di anni fa) della Cina, ed istituisce Qinornis paleocenica.

L'olotipo ed unico esemplare di Qinornis include parte del tibiotarso e del piede. Sebbene la sua morfologia sia chiaramente ornithurina derivata (in particolare, presenta un ipotarso con solchi, una combinazione di caratteri nota solo nell'intorno prossimo dei neornithi), il grado di ossificazione del tarsometatarso non è avanzato come nei neornithi, al punto che non è presente un solco vascolare distale. Xue (1995) riconosce che questa parziale ossificazione distale potrebbe essere un carattere giovanile e non una effettiva condizione primitiva, e mantiene un'interpretazione cauta nei confronti di questo taxon.

Mayr (2007) tuttavia ritiene che l'esemplare sia effettivamente maturo, dato che prossimalmente il tarsometatarso è completamente ossificato e le ossa non mostrano la texture tipica degli esemplari immaturi, e interpreta Qinornis come membro del grado euornithino di Apsaravis, quindi esterno a corolla-Aves. Tuttavia, un singolo carattere quale è l'ossificazione incompleta del tarsometatarso potrebbe non essere sufficiente per dichiarare Qinornis un valido candidato a non-aviano cenozoico. Sarebbe molto interessante includere Qinornis in una dettagliata analisi filogenetica di Neornithes che includa anche i taxa basali; analisi che finora non è stata testata.

Sebbene Megamatrice non campioni estesamente nei theropodi cenozoici (ovvero, in corolla-Aves), include comunque un buon campione di ornithuromorfi cretacici, ed un taxon vivente, usato come ancoraggio della corolla, Meleagris. Qualora Qinornis fosse parte del "grado di Apsaravis" come ipotizzato da Mayr (2007), ciò dovrebbe perlomeno risultare anche in Megamatrice, ad esempio con una posizione di Qinornis più lontana a Meleagris rispetto alcuni taxa cretacici. Ho quindi provato a testare la posizione di Qinornis in Megamatrice, sebbene sia consapevole che tale risultato, in assenza di un campione rappresentativo di neornithi basali paleogenici, possa essere falsato.

L'analisi preliminare colloca Qinornis come euornithe basale, esterno a Ornithuromorpha e sister-taxon di Longicrusavis sulla base di due caratteri presenti anche nei neornithi (la posizione plantare della regione prossimale del terzo metatarsale, e lo sviluppo del condilo laterale distale del tibiotarso), e quindi è possibile che sia un effetto spurio dovuto all'incompletezza di Qinornis e all'assenza di altri neornithi basali. La ghost-line che tale ipotesi produrrebbe per Qinornis è >40 milioni di anni, e la considero sospetta. 

Imponendo la monofilia del clade "Qinornis + Meleagris" rispetto al resto dell'ingroup si ottiene una serie di topologie che sono solamente 2 steps più lunghe della parsimonia. Imponendo la monofilia del clade "Qinornis + Meleagris + Vegavis"  si ottiene una serie di topologie che sono 3 steps più lunghe della parsimonia. 

Questi test quindi suggeriscono che, al netto della sua frammentarietà (e ridotta informazione ricavabile dalla sua descrizione), Qinornis sia un euornithino di posizione incerta, con probabile affinità con Neornithes. Una ri-descrizione della sua morfologia e valutazione dettagliata delle sue affinità è quindi auspicabile, per risolvere la questione se ci sia effettivamente un non-aviano alla base del Cenozoico.

Bibliografia:

Xue X. (1995). Qinornis paleocenica - a Paleocene bird discovered in China. Courier Forschungsinstitut Senckenberg, 181: 89-93.

Mayr G. (2007). The birds from the Paleocene fissure filling of Walbeck (Germany). Journal of Vertebrate Paleontology, 27(2): 394-408.

La caccia sociale e le cure parentali di Titanoboa

Ricostruzione di un ambiente colombiano di 58 milioni di anni fa (fonte: Jason Bourque / University Of Florida)

I primi fossili di Titanoboa scoperti comprendevano numerosi resti da una stessa località colombiana, riferibili ad almeno 28 individui, di differenti età e dimensioni (Head et al. 2009). 

Dato che provengono dalla stesso sito, è probabile che fossero i resti di un branco. Quindi, possiamo concludere che Titanoboa fosse un animale sociale, e che oltre ad allevare la prole praticasse la caccia in gruppo.

Non siete daccordo? Dopo tutto, se questo "ragionamento" viene fatto per i theropodi mesozoici, perché non farlo per Titanoboa? Oppure un "serpente" è un essere troppo "negativo" perché si possa attribuirgli comportamenti così "superiori"?

Ovviamente, la mia è una provocazione. La prima frase del post è un fatto, mentre le frasi successive sono delle pure illazioni prive di fondamento scientifico. Infatti, non ci sono motivi validi per ritenere che un'associazione di 28 esemplari di Titanoboa da uno stesso sito costituisca la prova di "un gruppo sociale". Molti fattori portano all'accumulo di carcasse dello stesso taxon in uno stesso luogo, fattori di natura geologica che non implicano una motivazione "etologica" per gli animali in vita. Scartare le consolidate argomentazioni tafonomiche e geologiche (le cause fisiche) per limitarsi esclusivamente ad argomentazioni "biologiche" prive di fondamento evidente, è un errore molto grossolano ed ingenuo, che un paleontologo dovrebbe esempre evitare: un fossile è prima di tutto un oggetto geologico, prima che "ex-biologico", e come tale va sempre considerato: come qualsiasi altro pezzo di roccia, per capire il perché sia lì occorre prendere in considerazione i fattori fisici che portano le rocce a formarsi. E ciò vale anche per rocce che derivano formalmente da ossa.

Eppure, questo buonsenso paleontologico svanisce quando si parla di dinosauri (specialmente se theropodi, ed ancora più specialmente se theropodi "popolari"), e pare che questi fossili siano "speciali", che le normali considerazioni tafonomiche vengano meno quando abbiamo resti di dinosauri, e la volontà (emotiva, viscerale) di "vederli vivere" prevalga sulla lucida indagine delle condizioni tafonomiche che producono un'associazione di fossili.

Ne ho parlato spesso, ed in dettaglio, ma è sempre bene rimarcare questo concetto, sebbene molti poi fingano di non leggere (o forse, semplicemente, sono incapaci di comprendere il significato delle parole), e preferiscano credere alle favole emozionanti piuttosto che comprendere il rigore dell'indagine paleontologica.

Bibliografia:

J. J. Head; J. I. Bloch, A. K. Hastings, J. R. Bourque, E. A. Cadena, F. A. Herrera, P. D. Polly and C. A. Jaramillo (2009). Giant boid snake from the Paleocene neotropics reveals hotter past equatorial temperatures. Nature 457: 715-717.

Il Grande Rinoceronte del Po

Vi segnalo un interessante evento paleontologico relativo alla megafauna pleistocenica italiana. Recentemente, sulle rive del Po è stato rinvenuto il cranio di un grande rinoceronte. 

L'esemplare è stato studiato dai paleontologi del Museo Paleoantropologico di S. Daniele Po (Cremona), e sarà presentato al pubblico il prossimo 3 novembre.

Farò in modo di esserci. E consiglio caldamente a tutti coloro che fossero interessati di partecipare, e di visitare il Museo, che include uno dei rari esemplari di Homo neanderthalensis rinvenuti nel Nord Italia.

Potoo Pandemia: Atto Secondo. Da Theropoda a Tetrapod Zoology vers.3!

...passando prima per Why I Hate Theropods.
E non dimenticate di leggere il post di Darren!

Pandemia Potoo

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The Raptors Strike Back!

Sono tornati!
Cosa?
Possibile che non li ricordiate!
I theropodi che più di tutti avete amato lo scorso anno, sono tornati!
Torniamo a seguirli anche in questo 2013, stesso luogo e, forse, stessi esemplari.