25 marzo 2017

Ornithoscelida 2.0 [Saurischian Paraphyly and the Origin of Bird(-hipped)s]

Alcuni lettori avranno colto il riferimento nel titolo.
La storia della filogenetica moderna dei dinosauri si può far risalire al 1986, quando Jacques Gauthier pubblicò una delle prime analisi delle relazioni filogenetiche tra i dinosauri basata sui principi della sistematica filogenetica. Le prime ipotesi filogenetiche su Dinosauria e sui suoi sottocladi risalgono alla fine dell'ottocento, ma è solo negli anni '80 del XX secolo che abbiamo l'applicazione delle procedure di filogenetica per mezzo di matrici numeriche analizzate usando algoritmi di massima parsimonia e aventi il metodo del gruppo esterno per determinare la polarità dei caratteri. Ed anche se rispetto alla potenza di calcolo e la mole di dati e taxa attuali, la matrice di Gauthier (1986) può fare tenerezza, essa ha rappresentato per 30 anni il fondamento della filogenetica sui theropodi così come la concepiamo oggi.
In quello studio, intitolato “Saurischian monophyly and the origin of birds”, Gauthier (1986) coniò i cladi Tetanurae, Maniraptora e Avialae, stabilì quella che da allora è la “teoria standard” di Theropoda (ovvero, la serie di gradi che portano agli uccelli: theropodi non-tetanuri, tetanuti non-coelurosauri, coelurosauri non-maniraptori, maniraptori non-aviali, uccelli). Ma, sopratutto, dimostrò che Saurischia era un gruppo monofiletico.
Perché occorrerebbe dimostrare che Saurischia è monofiletico?
Saurischia ed Ornithischia sono stati definiti nel tardo ottocento, quando la tassonomia dei dinosauri (ed in generale, dei rettili fossili) era ancora in embrione, ma che per oltre 130 anni hanno definito la nostra idea del dinosauro. Dalla fine del XIX secolo, in termini tassonomici, un dinosauro può solo essere saurischio oppure ornithischio: tutti i libri, dalla dispensa divulgativa per ragazzi fino alla Seconda Edizione de “The Dinosauria”, si basano, nella impalcatura tassonomica fondamentale, su questa dicotomia. Si può quasi dire che esso sia “il dogma” della sistematica dinosauriana. Notare che questa dicotomia è stata valida, per tutto il XX secolo, indipendentemente dalla natura monofiletica di Dinosauria (ovvero, dal fatto che saurischi e ornithischi fossero uniti in un clade).
Eppure, con l'avvento della sistematica filogenetica come criterio tassonomico in paleontologia, intorno alla fine degli anni '70, in molti si chiesero se i saurischi fossero effettivamente un gruppo monofiletico. Per gli ornithischi, non avevamo praticamente dubbi: il predentale, e la condizione opistopubica con processo prepubico sono (assieme a molti altri caratteri) troppo unici per essere frutto di evoluzioni multiple. Nessuno ha mai messo in dubbio gli ornithischi in quanto clade. Ma i saurischi? Cosa definisce questo gruppo?
A differenza di Ornithischia, che ha un robusto assetto di caratteri diagnostici, non era chiaro se i saurischi fossero effettivamente accomunati da qualche carattere “esclusivo dei saurischi” oppure fossero solamente un grado (ovvero: il cestino in cui infilare senza distinzione “tutti i dinosauri che non sono ornithischi”).
La questione non è triviale. Qualora i saurischi risultino non-monofiletici, possono discendere due esiti alternativi:

  • Dinosauria è polifiletico: ornithischi e le varie linee di “saurischi” si originano nel Triassico da diversi gruppi di archosauri. Questa ipotesi, che è stato ritenuta plausibile per un secolo (da fine '800 agli anni '70 del XX secolo), fu definitivamente confutata prima ancora dell'applicazione della sistematica filogenetica, quando fu confermata la natura monofiletica di Dinosauria. Quindi:
  • Dinosauria è monofiletico. In questo caso, se i saurischi non sono monofiletici, significa che alcuni saurischi sono più vicini agli ornithischi che agli altri saurischi. Ovvero, gli ornithischi discenderebbero da animali saurischi. Saurischia quindi sarebbe un grado, un assemblaggio arbitrario fondato sulla condizione primitiva dei dinosauri.
Gauthier (1986) dimostrò che Saurischia era monofiletico, basato su caratteri assenti sia negli ornithischi che negli altri archosauri. Ad esempio, i saurischi hanno le vertebre pneumatizzate, articolazioni accessorie nelle vertebre dorsali. E questa impostazione, erede diretta della originaria divisione dei dinosauri in due gruppi, operata a fine '800, è persistita inossidabile e senza sostanziali revisioni. Fino a tre giorni fa.
Come praticamente ogni appassionato di dinosauri connesso online ormai saprà, Baron et al. (2017) hanno pubblicato una analisi filogenetica dei dinosauromorfi (comprendente i lagerpetidi, Marasuchus, i silesauridi, una discreta compagine di ornithischi basali, gli herrerasauri, una discreta compagine di sauropodomorfi basali e una buona serie di theropodi non-averostri) e ottengono una topologia nuova (almeno a livello di pubblicazioni, vedi sotto): i neotheropodi risultano più affini agli ornithischi rispetto agli herrerasauri ed ai sauropodomorfi. Questa topologia, di fatto, rende Saurischia – così come lo abbiamo sempre concepito (a parte rare eccezioni) – un grado parafiletico, e non più un clade.
Scritto così, lo ammetto, appare meno drammatico di come è stato presentato online.
Siccome in molti si sono già cimentati nel parlare di questo studio e delle sua implicazioni, io non ripeterò quanto già scritto.

Dato che quando si parla di tassonomia dei dinosauri tutti si credono esperti, ma quando poi si tratta di discutere la filogenetica a monte di tale tassonomia molti risultano del tutto ignoranti, passo subito al vero nodo della questione, che spesso viene dimenticato nei discorsi su studi come questo.

Per discutere il risultato di Baron et al. (2017) occorre essere filogenetisti dei dinosauri. Filogenetisti, non meri conoscitori della nomenclatura. Occorre sapere come funziona una analisi filogenetica. Conoscere la teoria filogenetica, non solo il modo come accendere un programma filogenetico nel PC. Occorre conoscere l'anatomia dei dinosauri discussi. L'opzione ridicola “alla Dave Peters” di liquidare i caratteri che non si comprende come “minutiae” evitando di testarli, lasciamola ai gestori di blog pseudo-scientifici. Occorre sapere replicare il risultato della analisi di Baron et al. (2017). Occorre sapere svolgere test di controllo sulla filogenesi di Baron et al. (2017).
In breve, occorre quel genere di revisione critica che si deve richiedere per qualsiasi ipotesi filogenetica. Ovviamente, nel caso di una filogenesi che rivoluziona 130 anni di fondamenta di Dinosauria, il carico di aspettative (ed anche di emotività) è molto superiore rispetto ad un articolo che sposta Deltadromeus dagli abelisauroidi ai coelurosauri. Eppure, la sostanza è la medesima.
Per ora, l'ipotesi di Baron et al. (2017) ha portato una significativa novità. Ma la questione non è ancora conclusa, e non si può liquidare né con facili adesioni “nuoviste” né rimuovere con grossolane chiusure conservatrici. E non lo dico per speranza di “restaurazioni saurischie”, ma per esperienza sull'iter di una ipotesi filogenetica.

Sul piano “antropologico”, la base di Dinosauria è simile alla base di Paraves, nel senso che attira molti ricercatori, interessati a contribuire alla sua risoluzione. Più punti di vista generano più modelli, analisi, controversie e controlli. Inutile ed ingenuo è illudersi che la questione sarà risolta in breve ed in modo unanime. Tanto più ci avviciniamo all'origine di un clade di successo, tanto più i confini tra i suoi membri, le loro reciproche differenze, diventano nebulose e blande. Ciò è una inevitabile conseguenza della teoria darwiniana. Credo che nel breve periodo avremo numerosi studi volti a discutere, analizzare e testare la topologia di Baron et al. (2017). Il dibattito sarà ampio e complesso. Evitate di vedere questo dibattito in modo ingenuo, come una contrapposizione tra conservatori e progressisti, pro o contro la monofilia di Saurischia.

Già ora si può comunque commentare che:

  • Ornithischi basali e neotheropodi basali sono accomunati da numerosi caratteri assenti in sauropodomorfi e herrerasauri. Questo era già noto da tempo. Persino in test preliminari di Megamatrice mi capita di avere un nodo “neotheropodi + ornithischi”. Pertanto, io non sono particolarmente sorpreso dal risultato.
  • Il campionamento tassonomico è molto importante, e può alterare in modo imprevedibile il risultato di un'analisi. Anche Mickey Mortimer ha notato che l'analisi di Baron et al. (2017) non include taxa chiave, come il nuovo sauropodomorfo basale Buriolestes (che mostra un mix di caratteri theropodi e sauropodomorfi), i theropodi averostri (sono solo inclusi i taxa di grado coelophysoide), Scutellosaurus (uno degli ornithischi basali meglio noti, ma poco theropodo-morfo rispetto agli heterodontosauridi) e potenziali “theropodi-ornitischi” come Daemonosaurus e Chilesaurus. Ritengo quindi fondamenale, nelle future indagini di questa ipotesi, includere queste forme.

Ho svolto una serie di test preliminari con Megamatrice, simulando il campionamento tassonomico dell'analisi di Baron et al. (2017) nelle parti sovrapponibili alla mia matrice. I risultati confermano il punto qui sopra: il campionamento tassonomico è un fattore chiave.

Senza una adeguata analisi che campioni tutti gli attori in gioco, penso sia prematuro definire o revisionare i taxa fondamentali di Dinosauria. Baron et al. (2017) hanno fatto un ottimo lavoro scardinando un certo rigido dogmatismo nelle relazioni basali dei dinosauri. Ma la questione non è ancora risolta...

Una nota tassonomica.
Come altri hanno notato, la parte più discutibile di Baron et al. (2017) è proprio la revisione tassonomica che essi propongono a seguito del loro studio. Sebbene la tassonomia sia sempre secondaria rispetto alla sistematica, e quindi non valga la pena arrovellarsi troppo, ci sono un paio di emendamenti proposti da Baron et al. (2017) che semplicemente non sono accettabili, in quanto portatori di più danni che soluzioni.
Saurischia è sempre stato concepito come il clade di theropodi e sauropodomorfi. Se ora risulta parafiletico, allora si può solo accettarne la dissoluzione. Fine della questione. Ri-definire Saurischia, facendolo diventare un sinonimo di Sauropodomorpha (questo, nei fatti, è ciò che propongono Baron et al. ) è inutile, dannoso e inconsistente. I nomi dei cladi sono utili fintanto che servono: se Saurischia viene meno, si abbandona, conservandolo come nome dell'ipotesi standard per oltre un secolo. Punto. Ma non si contrae il suo senso originario solo per salvarne un feticcio mutilato.

La mia proposta è di emendare Saurischia in modo che sia auto-distruttivo rispetto ad Ornithoscelida (il nome, coniato da Huxley a fine '800, ed ora usato da Baron et al. per il nodo “ornithischi-neotheropodi”). In questo modo, se uno è valido, l'altro risulta invalidato (e viceversa).
Ad esempio:

Saurischia: “Il clade più inclusivo comprendente Megalosaurus bucklandii e Cetiosaurus oxoniensis ma che esclude Iguanodon bernissartensis”.
Ornithoscelida: “Il clade più inclusivo comprendente Megalosaurus bucklandii e Iguanodon bernissartensis ma che esclude Cetiosaurus oxoniensis”.

Se uno risulta valido, automaticamente l'altro risulta non-valido. Mi pare la sola soluzione saggia.

Infine, si smetta di usare gli uccelli moderni per ancorare Theropoda: in accordo con l'originario concetto di “Theropoda” istituito da Marsh, Allosaurus fragilis è l'unico ancoraggio valido per Theropoda.
Sei un theropode quando sei più vicino ad Allosaurus rispetto a sauropodi e ornithischi, non perché si è fissato il nome a Passer domesticus (e sia chiaro, Passer è un theropode, ma per motivi filogenetici, non perché arbitrariamente definito il portatore del nome del clade).


Bibliografia:
Baron M.G., Norman D.B. and Barrett P.M. 2017. A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution. Nature. 543, 5601-506.
Gauthier, J. A., 1986. Saurischian monophyly and the origin of birds. In Padian, K. (ed.) The Origin of Birds and the Evolution of Flight. Towne and Bacon, San Francisco, CA, United States, 1-55.

22 marzo 2017

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.

16 marzo 2017

Il Vaccino contro lo Smartphone


Che differenza c'è tra un vaccino ed uno smartphone?

Il primo è un prodotto della ricerca scientifica.
Il secondo è un prodotto della ricerca scientifica.
Il primo richiede enormi investimenti per essere prodotto.
Il secondo richiede enormi investimenti per essere prodotto.
Il primo è brevettato e collaudato dopo un lungo processo di sperimentazione.
Il secondo è brevettato e collaudato dopo un lungo processo di sperimentazione.
Il primo è prodotto da aziende che fatturano miliardi di dollari.
Il primo è prodotto da aziende che fatturano miliardi di dollari.
Il primo è distribuito a livello mondiale.
Il secondo è distribuito a livello mondiale.

Quindi, aldilà delle differenze su come siano realizzati e per quale funzione siano prodotti, un vaccino ed uno smartphone sono categoricamente indistinguibili: entrambi sono prodotti iper-tecnologici frutto di ricerche scientifiche avanzatissime, ricerche e produzioni che solamente le più grandi aziende possono coprire, sviluppare e realizzare.
Né i vaccini né gli smartphone si possono produrre con metodi tradizionali, con piccole imprese o con ricette “naturali”. E se si pensa che i vaccini sono realizzati “solo per fare soldi”, gli smartphone non li realizzano certo per beneficienza...
Eppure, se un'azienda produce vaccini, da molti viene descritta negativamente, boicottata e demonizzata. Se invece produce smarphone, nessuno fa una piega e spende cifre esorbitanti per acquistarne i prodotti.
Se non fosse che la diffusione della assurda mentalità “anti-vaccinista” ha effetti negativi anche su coloro che non la seguono (come ben dimostra la drammatica risalita dei casi di malattie che fino a qualche anno fa erano state debellate grazie alla diffusione dei vaccini), non scriverei un post come questo rivolto ai fanatici dello smartphone.
Ma questo post parla anche di mentalità scientifica e razionale contrapposta a superstizione irrazionale.
E il boicottaggio dei vaccini, quando diffuso da persone che poi non fanno una piega verso tutti gli altri prodotti delle multinazionali tecnologiche, è chiaramente una forma di superstizione irrazionale.
Che uno sia così idiota da spendere centinaia di euro/dollari/yen/rubli per comprare un rettangolo plastificato che fa fotografie e manda sms (per poi gettarlo nell'immondizia dopo un anno), è un problema suo e non mi tocca particolarmente. Ce ne sono di modi stupidi di spendere denaro, ed ognuno può fare quello che vuole col proprio...
Quello che mi lascia basito è constatare la schizofrenia, il bis-pensiero, l'imbecille contraddizione di chi con una parte del cervello rifiuta i vaccini (e non sa spiegare razionalmente il perché di tale rifiuto) e con l'altra parte del cervello acquista tranquillamente gli smartphone (e non sa spiegare il perché), nonostante che entrambi siano il prodotto di “perfide multinazionali mangia-denaro, guidate cinicamente da occulte cricche di sfruttatori al fine di renderci schiavi”.

08 marzo 2017

“Buena Vista”, ovvero: come imparammo a vedere e a riflettere meglio [edit]

Ogni tanto, questo blog esce dal suo particolare assetto theropodologico per esplorare contesti più ampi della paleontologia.
Mr. Tiktaalik (c) John Sandford

In uno studio pubblicato ieri, Maclver et al. (2017) propongono un interessante scenario sulla transizione che, a cavallo tra il Devoniano ed il Carbonifero (400-350 milioni di anni fa) ha portato all’origine dei tetrapodi, i vertebrati terrestri.
Il record fossile dei pesci sarcopterigi del Devoniano-Carbonifero è ormai sufficientemente ricco perché si possa analizzare l'evoluzione dei vari elementi anatomici (e dei corrispettivi ambiti eco-morfo-funzionali) lungo la linea che porta ai tetrapodi “veri e propri” (ovvero, il nodo “Amphibia + Amniota”) con metodi di indagine filogenetica che siano robusti statisticamente. Mentre, fino a qualche decennio fa, questa fase dell'evoluzione dei vertebrati era ridotta (spesso semplificata in modo estremo nei testi divulgativi) ad una manciata di “anelli di transizione” (tra i quali primeggiava la coppia “Eusthenopteron-Ichthyostega”, quasi a rappresentare le guardie doganali ai due lati della frontiera tra “Pisces” e Tetrapoda), ora disponiamo di dozzine di taxa, che illustrano con maggiore dettaglio le varie spinte adattative (spesso divergenti) e la complessità di una radiazione filetica non più riducibile ad una semplice linea di pesci che si trascinano fuori dall'acqua, imparano a camminare, e poi piantano la bandiera sul suolo asciutto.

“It's a small step for a fish. A giant step for fishkind”

02 marzo 2017

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.

La Fluorescenza Laser rivela la forma del corpo in Anchiornis

Recenti sviluppi delle tecniche di indagine non-invasiva stanno rivoluzionando la paleontologia. Queste tecnologie permettono di vedere ciò che l'occhio non può vedere, ma possono anche analizzare un fossile senza danneggiarlo.
Una di queste nuove tecniche ricorre alla fluorescenza indotta con luce laser, e permette di identificare dettagli nei fossili altrimenti non visibili ad occhio nudo o con altre tecniche (come l'uso della luce ultravioletta).
Wang et al. (2017) applicano questa nuova tecnica di indagine ad una ampia collezione di paraviani di grado anchiornithino dal Giurassico Superiore cinese (tutti riferiti al genere Anchiornis, anche se, va sottolineato, la tassonomia di questi esemplari richiede probabilmente un'indagine più dettagliata...), e ricostruiscono dettagli anatomici delle parti molli ancora conservati in queste lastre.
Ricostruzione di Anchiornis con indicati i vari esemplari usati per lo studio (modificato da Wang et al. 2017).

La ricostruzione della forma corporea di Anchiornis che risulta è sostanzialmente in accordo con quello che era deducibile applicando l'inferenza filogenetica.
Come negli uccelli, nei rettili attuali e come dedotto dalle impronte fossili di altri theropodi, Anchiornis ha cuscinetti carnosi sfasati rispetto alle articolazioni metatarso- e inter-falangeali (a differenza dei vostri polpastrelli mammaliani che sono interfalangeali). Il piede pubico poggia su una cartilagine distale che esternamente aveva una callosità, caratteri in accordo con l'idea che questi dinosauri riposassero “seduti” in modo omologo agli uccelli odierni. L'arto anteriore presenta un propatagio tra il polso e il gomito, il quale era ricoperto di piumaggio. Nella mano, il secondo ed il terzo dito erano funzionalmente connessi in un'unica struttura carnosa: il margine del terzo dito era ricoperto da un pattern scutellato (ricordo che le penne remiganti, come negli uccelli attuali, si inserivano sul secondo dito). Il passaggio dal ventre alla coda è piuttosto netto, in accordo con le ridotte dimensioni dell'ischio. La coda è relativamente stretta e poco muscolosa, anche questo in accordo con il ridotto sviluppo dei processi ossei per l'origine e inserzione della muscolatura caudo-femorale.


Bibliografia:
Wang, X. et al. 2017. Basal paravian functional anatomy illuminated by high-detail body outline. Nature Communications 8, 14576 doi: 10.1038/ncomms14576.