lunedì 28 maggio 2007

Pescare nel Cretacico

La recente descrizione di una pista fossile lasciata da un dinosauro durante il nuoto su un basso fondale mi ha portato a valutare quali siano i dinosauri più adattati alla vita acquatica. Tradizionalmente, i dinosauri giganti erano considerati statiche creature semiacquatiche, confinate all’acqua per via del loro enorme peso. Oggi questa idea è superata: tutti i dinosauri sono biomeccanicamente strutturati per vivere sulla terraferma, e finora non è stato rinvenuto nessun dinosauro adattato a vivere permanentemente in acqua. Per quanto possa sembrare curioso, i dinosauri che maggiormente hanno sviluppato adattamenti acquatici sono gli uccelli della linea moderna (gli ornituri): in particolare due gruppi (i pinguini e gli estinti esperorniti) si possono considerare i migliori dinosauri nuotatori. Aldilà di questi due casi interessanti, il gruppo di dinosauri (esclusi gli uccelli) che ha acquisito il maggior numero di caratteristiche idonee allo sfruttamento degli ambienti acquatici è l’aberrante famiglia dei teropodi spinosauridi.
Il genere che dà il nome alla famiglia, Spinosaurus, è uno dei dinosauri più controversi e spettacolari che si conoscano. Scoperto quasi cento anni fa in Egitto (e successivamente in altre zone del Nordafrica), questo teropode prende il nome dalle altissime spine neurali che si sollevavano sulle vertebre del dorso: esse raggiungono l’altezza di un metro e sessanta centimetri, e probabilmente sostenevano una grande cresta dorsale che, tra le varie funzioni proposte per giustificarne l’evoluzione, doveva conferire un’inconfondibile (e terrificante) silouette all’animale che la portava (Nota: io ho un morboso attaccamento per le spiegazioni di tipo sessuale nei confronti di quelle strutture anatomiche vistose ed apparentemente ingombranti come creste, corna e vezzosità varie: Spinosaurus non fa eccezione. Se un giorno scoprissimo altri esemplari di schiene di Spinosaurus oltre all’unica nota, non mi sorprenderei se risultassero identici tranne che per l’assenza della vistosa cresta... potrebbero trattarsi di femmine. Ovviamente, solo la scoperta di un campione sufficientemente alto di individui potrebbe confermare la mia suggestione). Aldilà della cresta dorsale, Spinosaurus è un teropode gigantesco, della stessa taglia dei ben più citati superteropodi Tyrannosaurus e Giganotosaurus (nessuno cita mai Deinocheirus... forse perché ciò che impressiona il pubblico sono le chiostre di denti, e non un paio di braccia lunghe più di due metri... sigh!). Non entro nel merito della discussione su quale sia il più grande di tutti i teropodi noti: è una discussione che, secondo me, rasenta il ridicolo, sopratutto quando viene fatta sulla base di stime di stime di stime di estrapolazioni di parti non confrontabili (fine commento).
Tornando a Spinosaurus, quello che conosciamo della sua anatomia si può dividere in due aree: le parti effettivamente note e descritte, ovvero la metà anteriore del cranio e della mandibola più le già citate vertebre dorsali (più qualche cervicale); e le parti ignote ma ricavabili dalla comparazione con gli altri spinosauridi noti, in particolare l’arto anteriore e la regione posteriore del cranio. Quello che ne risulta è un animale aberrante (rispetto ai teropodi “standard”... qualunque cosa questa ultima espressione possa significare per un gruppo che va dai colibrì ai carnotauri): oltre alla cresta dorsale, Spinosaurus dispone di un lungo muso simile a quello di un coccodrillo (o meglio, di un misto tra un gaviale ed un airone) fornito di denti conici e privi di seghettatura (molto diversi dai tipici denti teropodi, che sono simili a coltelli, schiacciati lateralmente e seghettati lungo i bordi), di una stretta cresta nasale, di un’insolita narice posta molto indietro nel cranio (caratteristica che potei vedere in privilegiata anteprima al Museo di Storia Naturale di Milano, prima della descrizione ufficiale: [nella foto fatta da me quel mitico giorno, abbiamo il futuro PhD Simone Maganuco che sorregge il rostro di spinosauro che ha descritto con Cristiano Dal Sasso]),
di una regione posteriore del cranio “deformata verso il basso” (nel disegno ciò è evidenziato dalla posizione dei cerchi arancio e rosa: confrontandoli con quanto accade negli altri teropodi, entrambi sono posti molto in basso rispetto al piano del palato), e (probabilmente, se era simile agli altri spinosauri noti) di un paio di corte e robuste braccia armate di enormi artigli a falce (sopratutto nel primo dito).
Cosa ha di acquatico questa combinazione di caratteri? Molto, se si sa valutare il tutto nel suo contesto paleoecologico.
In effetti, se invertiamo il senso di “aberrazione” del cranio di Spinosaurus, il quadro si fa più sensato. Invece di considerare la regione posteriore come deformata, proviamo a disporla “tradizionalmente”: ovvero, disponiamola con l’articolazione mandibolare (il cerchio arancio) sullo stesso piano verticale del condilo occipitale (il cerchio rosa, il punto di attacco della testa al collo). La regione anteriore viene necessariamente ruotata in senso antiorario di circa 45°, proiettandosi verso il basso, mentre l’asse principale della cavità orbitale si fa, da inclinato in avanti, più verticale (linea verticale verde: in tutti i teropodi l’asse dell’orbita tende ad essere parallelo al principale asse di scarico delle forze impresse nel morso: è quindi un buon indicatore di quale fosse l’inclinazione ottimale della testa). Da un punto di vista dinamico, questa postura del cranio è una disposizione ideale per lo scarico del peso: con una testa tanto lunga (si stima intorno a 1 metro e settanta centimetri), era sicuramente meno dispendioso tenerla inclinata a 45° piuttosto che in orizzontale. Anatomicamente, ciò produce: l’allineamento lungo un piano orizzontale della narice esterna (freccia rossa) con i denti più posteriori, e con lo sbocco posteriore del palato osseo (freccia verde, dove le vie aeree si immettevano nella faringe, la zona comune alle vie aeree ed alimentari). Questa disposizione, unita alla dentatura specializzata, avrebbe permesso a Spinosaurus di mantenere costantemente la bocca in acqua per cercare le sue prede senza il rischio di annegare, massimizzando il tempo di ricerca del cibo.
Dato che gli spinosauridi non mostrano adattamenti negli arti tali da permettere una vita in acque aperte, né, data la mole, sembrano in grado di un nuoto rapido e fulmineo, è probabile che essi cacciassero in maniera simile agli aironi, tramite improvvise immersioni del rostro in acqua.
Ovviamente, ad uno spinosauro di più di dodici metri occorrerebbero pesci della sua portata per giustificare un simile armamentario. In particolare, sarebbero perfetti dei grossi e pesanti pesci, possibilmente amanti delle acque basse. In effetti, la fauna ittica proveniente dagli stessi strati che ci stanno restituendo gli spinosauri abbonda di grossi sarcotterigi basali (tozzi pesci polmonati lunghi anche un paio di metri, adattati a vivere in acque basse e non particolarmente ossigenate): è quindi probabile che essi costituissero la principale fonte alimentare di Spinosaurus. Nel disegno in fondo si vede bene come i più grossi sarcotterigi rientrino nel raggio d’azione combinato di arti anteriori e bocca di Spinosaurus, inoltre, la bassa profondità degli specchi abitati da questi pesci permettava al teropode di assumere la postura più idonea che gli permettesse di spostarsi mantenendo il rostro costantemente immerso.
Bibliografia utile:
Dal Sasso, C.; Maganuco, S.; Buffetaut, E.; and Mendez, M.A. 2005. New information on the skull of the enigmatic theropod Spinosaurus, with remarks on its size and affinities. Journal of Vertebrate Paleontology 25:888–896.
Henderson, D.M. 2002. The eyes have it: the size, shape and orientations of theropod orbits as indicators of skull strength and bite force. Journal of Vertebrate Paleontology 22: 766-778.
Sereno, P. C., A. L. Beck, D. B. Dutheuil, B. Gado, H. C. Larsson, G. H. Lyon, J. D. Marcot, O. W. M. Rauhut, R. W. Sadleir, C. A. Sidor, D. Varricchio, G. P. Wilson, and J. A. Wilson. 1998. A long-snouted predatory dinosaur from Africa and the evolution of spinosaurids. Science 282:1298–1302.
Stromer, E. 1915. Ergebnisse der Forschungsreisen Prof. E. Stromers in den Wüsten Ägyptens. II. Wirbeltier-Reste der Bahariye-Stufe (unterstes Cenoman). 3. Das Original des Theropodes Spinosaurus aegyptiacus nov. Gen., nov. Spec. Abhandlungen der Königlich Bayerischen Akademie der Wissenschaften, Mathematisch-Physikalische Klasse, München 28:1–28.
Sues, H.-D., E. Frey, D. M. Martill, and D. M. Scott. 2002. Irritator challengeri, a spinosaurid (Dinosauria: Theropoda) from the Lower Cretaceous of Brazil. Journal of Vertebrate Paleontology 22: 535–547.

3 commenti:

  1. Ottimo articolo, ma mi piacerebbe sapere da cosa "avete" dedotto la forte inclinazione della parte posteriore del cranio, che è totalmente sconosciuta per quanto riguarda questo genere, e che non mi sembra così tanto inclinata nemmeno in Irritator challengeri...
    Comunque Spinosaurus ed i suoi parenti erano davvero animali straordinari (il pezzo esposto a Milano è di una "bellezza" incredibile), e speriamo un giorno di trovare qualche reperto chiarificatore.

    Matteo

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  2. Ciao Matteo,
    l'inclinazione del cranio è dedotta da quanto sappiamo in Irritator e Baryonyx: siccome essi sono i più diretti sister-group di Spinosaurus, ne deduciamo che i caratteri presneti in entrambi hanno una buona probabilità di esistere anche in Spinosaurus. Sia Baryonyx che Irritator hanno la base del neurocranio molto bassa rispetto al condilo occipitale, ciò ci porta a interpretare un cranio con quella inclinazione.

    Per ulteriori info sui teropodi ti rimando a http://theropoda.blogspot.com

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