Scienza Facile

Blog di curiosità e divulgazione scientifica. Le Scienze Naturali per tutti. – E' un'idea di Stefano Rossignoli – Benvenuti!

Daniele Tona – 24 febbraio 2018

Leggi solamente sul sito originale www.scienzafacile.it-

———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

Il 2018 è iniziato da poco (a proposito: buon anno un po’ in ritardo a tutti i lettori!) e sono state già pubblicate numerose ricerche su nuove, interessanti scoperte che riguardano il mondo dei dinosauri. Nel corso dei prossimi post conto di riuscire a presentare alcuni di questi studi che un po’ alla volta stanno delineando un’immagine dei dinosauri che si discosta sempre più da quella che fin troppo spesso i mass media si ostinano a rappresentare.

Ciò di cui parliamo oggi è un lavoro di recente pubblicazione che è stato presentato ufficialmente martedì 30 gennaio durantela conferenza stampa tenutasi al Museo di Storia Naturale di Milano, nell’ambito delle celebrazioni per i 180 anni dalla fondazione del museo meneghino avvenuta il 7 maggio 1838. Lo studio, i cui autori sono Filippo Bertozzo, Cristiano Dal Sasso, Matteo Fabbri, Fabio Manucci e Simone Maganuco, è stato pubblicato come monografia nel Volume 43 delle Memorie della Società Italiana di Scienze Naturali e del Museo Civico di Storia Naturale di Milano, ed è una ridescrizione di uno degli esemplari storici conservati nella collezione del museo: si tratta di uno scheletro di Gryposaurus notabilis, un dinosauro del gruppo degli adrosauri, ossia quegli erbivori caratterizzati da un becco largo e piatto che ricorda esteriormente quello di un’anatra.

Come detto il griposauro è uno dei “residenti” di più lungo corso del museo di Milano, e la storia della scoperta e dello studio di questo fossile è ormai quasi centenaria. Lo scheletro venne rinvenuto nel 1922 da John B. Abbott durante una campagna di scavo condotta da George F. Sternberg del Field Museum di Chicago nella regione canadese dell’Alberta, in rocce del Cretaceo Superiore appartenenti alla Dinosaur Park Formation. L’esemplare rimase a Chicago fino al 1958, quando fu donato al Museo di Storia Naturale di Milano in cambio di pesci fossili dal celebre sito eocenico di Bolca (sito di cui abbiamo già parlato in passato proprio per i suoi pesci); il griposauro divenne così il primo scheletro di dinosauro acquisito dal museo milanese, all’epoca impegnato nella ricostruzione delle sue collezioni dopo la devastazione subita durante la Seconda Guerra Mondiale, ed è quindi per così dire il “decano” tra i dinosauri del museo benché non goda della stessa notorietà di altri esemplari più vistosi come l’allosauro o il tirannosauro che torreggiano sui visitatori nella sala dedicata ai signori del Mesozoico.

Fu così che giunsero nel nostro paese ben dodici casse del peso complessivo di quasi due tonnellate, al cui interno erano stipate le ossa del griposauro ancora inglobate nella matrice di roccia e ricoperte dalla cosiddetta camicia di tela imbevuta di gesso. In pratica il povero griposauro era rimasto confinato negli archivi del Field Museum per quasi quarant’anni senza neppur essere preparato, e solo una volta arrivato a Milano fu liberato dalla roccia in cui era rimasto per milioni di anni e poté iniziare a raccontare la sua storia. Il primo a “udirla”, cioè a procedere con l’estrazione delle ossa dalla matrice e con la loro analisi, fu il conservatore di paelontologia in carica all’epoca, Vittorio Vialli, che pubblicò uno studio preliminare dell’esemplare (Vialli 1960). Nel 1979 Giovanni Pinna pubblicò una seconda analisi osteologica più approfondita (Pinna 1979) del materiale disponibile a cui era stato assegnato nel frattempo il numero di inventario MSNM V345. La terza analisi, attualmente la più completa, è proprio quella di cui stiamo parlando (Bertozzo et al. 2017), che ha ripreso il materiale già descritto e lo ha riesaminato più in dettaglio unitamente ad altre ossa fino ad ora indeterminate; i risultati sono rimarchevoli e ci torneremo su più avanti.

Lo scheletro di Gryposaurus notabilis riesaminato al Museo di Storia Naturale di Milano. A: ricostruzione dello scheletro, con evidenziate in grigio le ossa conservate, in bianco gli elementi mancanti e in nero il profilo del corpo; sono inoltre evidenziate le ossa che mostrano patologie; foto di Filippo Bertozzo, disegno di Marco Auditore, © SISN-MSNM. B: cranio del griposauro, con evidenziato il predentale; la lunghezza totale è di 98 cm, la scale bar è di 10 cm; modificato da foto di Gabriele Bindellini, © SISN-MSNM. C: quinta vertebra dorsale del griposauro, caratterizzata dalla fusione con una delle costole in seguito a un trauma che ha causato una ricrescita anomala con formazione di un callo osseo; foto di Cristiano Dal Sasso, © SISN-MSNM.

Per prima cosa cerchiamo di capire chi fosse Gryposaurus. Come già anticipato è un membro del gruppo degli ornitopodi, più precisamente ascrivibile alla famiglia degli adrosauri (Hadrosauridae). Gli adrosauri erano dinosauri erbivori dalla fisionomia abbastanza conservativa, nel senso che tutte le specie avevano grossomodo la stessa forma del corpo con arti anteriori più esili di quelli posteriori, una coda lunga e spesso irrigidita da tendini ossificati e una postura normalmente quadrupede che però poteva passare a bipede quando l’animale spiccava la corsa (ad esempio per fuggire da un predatore dato che gli adrosauri erano privi delle strutture difensive presenti in altri dinosauri erbivori); ciò che differenziava maggiormente i vari adrosauri era la testa e in particolare le creste e le protuberanze che la ornavano, di solito derivanti dalla modifica delle ossa nasali e frontali ed infatti estremamente diagnostiche per l’identificazione delle singole specie. In base alla forma ed alla presenza di cavità all’interno della cresta la famiglia degli adrosauridi viene divisa in due sottofamiglie: i lambeosaurini comprendono le forme con creste cave, spesso grandi e spettacolari come il grande tubo proiettato all’indietro di Parasaurolophus, il cimiero discoidale di Corythosaurus e la cresta a forma di ascia di Lambeosaurus; il griposauro faceva invece parte dell’altra sottofamiglia, gli adrosaurini, che racchiude quelle forme senza cresta ossea (come Edmontosaurus, che però sembra che avesse comunque una piccola cresta carnosa o cartilaginea) oppure dotate di una cresta di osso pieno priva di cavità (ad esempio Saurolophus); nel caso di Gryposaurus l’ornamentazione del cranio era data da una protuberanza davanti alle orbite, a livello dell’osso nasale, che dava al muso un profilo distintamente arcuato.

Il griposauro di Milano era un individuo piuttosto grosso, di circa 8 metri di lunghezza per 4 tonnellate di peso, che stando all’esame istologico del femore aveva pienamente raggiunto lo stadio adulto. Proviene dalla Dinosaur Park Formation, una delle unità più prolifiche in termini di abbondanza di resti fossili di dinosauri. Si tratta di una successione di strati che affiora nel Nordamerica occidentale, nello specifico nella regione dell’Alberta in Canada, formata dalla sedimentazione di arenarie, siltiti e argilliti (con l’occasionale livello di carbone) da parte dei fiumi che discendevano dalle montagne a ovest e scorrevano verso sudest in quello che viene chiamato Bacino dell’Alberta. L’età della formazione è stata collocata tra 76,5 e 74,5 milioni di anni fa, nel piano Campaniano del periodo Cretaceo.

Caratteristica della Dinosaur Park Formation è la presenza di resti di dinosauri spesso articolati, oltre che di bone beds formati dall’accumulo di massa dei resti di un gran numero di esemplari di una singola specie (soprattutto nel caso dei ceratopsidi cronuti), oppure da varie specie distinte. La specie G. notabilis a cui appartiene il griposauro di Milano viveva a fianco di altri dinosauri come il già citato Corythosaurus, i corazzati Dyoplosaurus ed Euoplocephalus del gruppo degli anchilosauri e il dinosauro cornuto Centrosaurus della famiglia dei ceratopsidi. Esistono però altre specie di Gryposaurus vissute in alti luoghi ed epoche: la più affine a G. notabilis è G. monumentensis che visse in Utah poco più tardi (75,5 milioni di anni fa) e probabilmente deriva dallo stesso antenato comune; G. latidens è un po’ più antica con circa 79 milioni di anni di età e proviene dal Montana, mentre dal Texas è stata recentemente descritta G. alsatei che non solo è vissuta molto più a sud ma è anche molto più di recente avendo un’età compresa tra 69 e 66 milioni di anni fa che estende di dieci milioni di anni la durata del genere Gryposaurus; c’è però da dire che quest’ultima specie è stata descritta sulla base di resti frammentari e l’attribuzione a Gryposaurus è ancora incerta. Come spesso accade in paleontologia, si può solo sperare che salti fuori qualche osso in più!

Abbiamo detto che il lavoro di Bertozzo et al. (2017) è significativo per via della sua revisione del materiale di MSNM V345 che integra le informazioni già acquisite negli studi precedenti con quelle degli elementi aggiuntivi non compresi nelle descrizioni di Vialli (1960) e Pinna (1979). Dalla nuova descrizione emerge uno scheletro completo al 40% dove però gran parte degli elementi mancanti sono elementi non diagnostici per l’identificazione della specie come costole, vertebre e archi emali (piccole ossa poste sotto alle vertebre della coda), a differenza di parti fondamentali per l’identificazione che invece ci sono, in primis il cranio; se poi si va ad aggiungere quelle parti date da un elemento sinistro e uno destro, ad esempio gli arti, basta farne un’immagine speculare e si arriva ad avere quasi il 50 % dello scheletro.

La parte più interessante e innovativa dello studio è però senza dubbio l’analisi paleopatologica dell’esemplare. Bertozzo et al. (2017) aggiungono infatti l’analisi di alcune patologie che non erano state considerate nelle descrizioni precedenti, che si erano invece soffermate sui caratteri prettamente diagnostici allo scopo di stabilirne la specie di appartenenza. Grazie alle tecnologie mediche moderne, tra cui la tomografia a raggi X fornita dall’Ospedale Maggiore di Milano e le preparazioni istologiche svolte all’Università di Bonn, è stato possibile osservare e studiare in dettaglio le anomalie presenti su tre parti specifiche dello scheletro con risultati interessanti.

Il primo elemento patologico è il predentale. Quest’osso è un carattere diagnostico degli ornitischi, ed è un elemento singolo che si colloca davanti alle mandibole formando la parte inferiore del becco tipico di questo grande gruppo di dinosauri erbivori. Il predentale del griposauro è già peculiare di suo, poiché il suo margine anteriore mostra una dentellatura che probabilmente supportava una ranfoteca (ossia la parte cornea del becco), ma a distinguerlo realmente dagli altri dinosauri è la grande cavità al suo interno, un buco largo 6 cm, alto 2,2 cm e profondo 4 cm la cui origine è stata attribuita a un’osteomielite, una grave infezione ossea probabilmente causata da una ferita all’interno della bocca che si è infettata arrivando fino all’osso.

Altra patologia riguarda la quinta vertebra dorsale, il cui processo trasverso sinistro (la proiezione ossea che si estende lateralmente dal centro vertebrale) si è fuso con la testa della costola associata a quella vertebra formando un grande callo osseo ispessito. La patologia prende il nome di osteosclerosi ed è una crescita incontrollata del tessuto osseo causata dalla frattura di entrambe le ossa dovuta a un trauma che colpì l’animale allo stadio adulto. Questa ricrescita dimostra che l’esemplare sopravvisse alla ferita ma ne pagò le conseguenze: la fusione tra costa e vertebra ne bloccò l’articolazione, ostacolando fra le altre cose il movimento della cassa toracica durante la respirazione e più in generale causando dolori al dinosauro.

Anche la vertebra caudale 26 presenta delle anomalie, ben due per la precisione. La prima è una patologia della spina neurale causata da una frattura che si è rinsaldata dopo una lieve dislocazione delle due parti, che quindi risultano così leggermente disallineate rispetto alle altre vertebre. L’anomalia più evidente è però una sovracrescita di osso del centro vertebrale che va a ricoprire parzialmente il fianco del centro che lo precede; Questa proliferazione di tessuto osseo è un fenomeno osservato in molti esemplari di adrosauri in regioni del corpo soggette a forti sollecitazioni, e si ritene che possa derivare dal tentativo dell’organismo di ridurre lo stress che subiva la colonna vertebrale a opera di tali sollecitazioni.

Il lavoro di Bertozzo et al. (2017) si chiude con una revisione del probabile aspetto del griposauro sulla base delle conoscenze attuali, tenendo conto non soltanto della morfologia dello scheletro ma anche di dati sui caratteri esterni del corpo, come la forma delle squame dedotta dalle impronte della pelle osservate in vari esemplari, oppure le cosiddette midline feature scales, squame più grandi e in rilievo rispetto a quelle circostanti allineate lungo la mezzeria del dorso. Sulla base di questi dati i paleoartisti Marco Auditore e Davide Bonadonna hanno dato vita a una ricostruzione in vita che include anche alcune ipotesi sul comportamento che potrebbero essere alla base di alcune delle anomalie dello scheletro dell’esemplare milanese: Gryposaurus viene così ricostruito come un animale massiccio, con un collo muscoloso atto a sorreggere la grossa testa e una copertura di squame disposte a mosaico tra le quali risaltavano quelle più grandi disposte a intervalli più o meno regolari lungo il dorso; la ricostruzione aggiunge elementi speculativi come una colorazione sgargiante che sopperisse all’assenza di una cresta elaborata e in più ipotizza che i traumi subiti dalle vertebre fossero causati dalle lotte intraspecifiche, ad esempio tra i maschi per il predominio sul branco o su una femmina della loro specie. Si tratta ovviamente di elementi che non sono riscontrabili nei fossili ma che partono da dati sperimentali ricavati da uno scrupoloso studio del materiale a disposizione.

Uno scorcio di vita nelle piane alluvionali del Canada di 76 milioni di anni fa: due maschi di griposauro lottano per la supremazia all’interno del branco; si ipotizza che l’esemplare di Milano sia sia procurati i danni alle sue ossa durante analoghi combattimenti con altri esemplari della sua specie; illustrazione di Davide Bonadonna.

Insomma, il griposauro di Milano ci dimostra che un fossile può avere molto da dire anche molti anni dopo la sua scoperta, grazie alle nuove tecnologie, ai nuovi metodi di studio o semplicemente a nuovi modi di vedere i dinosauri. Anche se non salta all’occhio come i grandi scheletri dei teropodi o il triceratopo a grandezza naturale, vale la pena di andarlo a trovare nel museo che gli ha donato una nuova vita liberandolo da quelle casse sessant’anni or sono.

E c’è anche un altro motivo per vedere (o rivedere) il griposauro di Milano, e cioè l’ampliamento del diorama in cui è allestito il calco dello scheletro. Esso riproduce in dettaglio il luogo in cui nel 1922 è stato trovato ed estratto il griposauro, ritrovato pochi anni fa grazie a una vera e propria indagine storica condotta dal paleontologo Darren Tanke del Royal Tyrrell Museum, che confrontando numerose foto ha identificato nel sito oggi noto come Quarry 137 il luogo dove è stato trovato il griposauro milanese. Ad arricchire questa ricostruzione ora si trova anche un modello a grandezza naturale molto particolare: nientemeno che George F. Sternberg rappresentato mentre lavora all’estrazione delle ossa del griposauro. Anche in questo caso il lavoro di documentazione è stato scrupoloso ed ha riprodotto accuratamente non solo i tratti del viso dell’eminente paleontologo, ma addirittura i suoi strumenti da lavoro grazie a dei calchi del martello e dello scalpello da lui adoperati e riconoscibili dalle sue iniziali.

Bibliografia

  • Bertozzo F., Dal Sasso C., Fabbri M., Manucci F., Maganuco S. (2017) – Redescription of a remarkably large Gryposaurus notabilis (Dinosauria: Hadrosauridae) from Alberta, Canada. Memorie della Società Italiana di Scienze Naturali e del Museo Civico di Storia Naturale di Milano, 43.

  • Pinna G. (1979) – Osteologia dello scheletro di Kritosaurus notabilis (Lambe, 1914) del Museo Civico di Storia Naturale di Milano. Memorie della Società Italiana di Scienze Naturali e del Museo Civico di Storia Naturale di Milano, 22 (2):33-56.

  • Vialli V. (1960) – Uno scheletro di dinosauro del Museo Civico di Storia Naturale di Milano. Attidella Società Italiana di Scienze Naturali e del Museo Civico di Storia Naturale in Milano, 99: 169-185.

Daniele Tona – 30 novembre 2017

Leggi solamente sul sito originale www.scienzafacile.it-

———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

Il post di oggi sarà piuttosto breve, non starò a sviscerare nel dettaglio un argomento o una scoperta recente; voglio piuttosto mostrare una cosa curiosa in cui mi sono imbattuto qualche tempo addietro a casa di amici (beh, tecnicamente nell’androne del palazzo, ma il senso è quello). Nell’osservare le piastrelle del pavimento il mio occhio è caduto su una piastrella in particolare, sulla quale ho immediatamente riconosciuto una forma assai peculiare.

Ecco il fossile conservato nella piastrella. Quella a sinistra è la foto originale (chiedo venia per la qualità non eccelsa del mio telefono), mentre nella foto a destra ho leggermente ricalibrato luminosità e contrasto per dare maggior risalto alle divisioni interne della conchiglia. Foto: Daniele Tona

Come si può vedere dalla foto la forma è quella inconfondibile di una conchiglia fossilizzata, caratterizzata da una serie di camere che si susseguono formando una struttura dal profilo cosiddetto a planispirale, cioè una spirale che si sviluppa su un piano bidimensionale. La conchiglia è visibile in sezione per lo più parallela al piano su cui si sviluppa la spirale; le linee ondulate che sembrano partire dal centro in tutte le direzioni sono in realtà i setti, cioè le pareti che delimitano le varie camere in cui è divisa la conchiglia che si formano quando l’animale, che viveva sempre nella camera più esterna, cresceva al punto da cominciare a starci stretto e così ne produceva una nuova più adatta alla sua taglia.

Quale animale può aver prodotto una conchiglia del genere? La forma generale e il profilo dei setti lasciano ben poco adito a dubbi: si tratta di un mollusco della classe dei cefalopodi, i cui gusci concamerati sono molto facili da riconoscere e si distinguono facilmente da quelli dei gasteropodi che sono privi di suddivisioni interne. In sezione il profilo dei setti è nettamente ondulato e il suo andamento diviene più marcato in prossimità del contatto (detto linea di sutura) tra il setto e la parete esterna del guscio; questo carattere, particolarmente evidente sul lato destro della conchiglia, permette di restringere il campo alla sottoclasse degli ammonoidi escludendo altri gruppi di cefalopodi come ad esempio i nautiloidi i cui setti sono concavi e in sezione appaiono come semplici linee curve. Scendere più in dettaglio nell’identificazione, ahimè, non è possibile, almeno per chi come me non è un esperto di ammonoidi: alcuni caratteri diagnostici a livello di specie, come l’ornamentazione esterna del guscio e le linee di sutura, non sono chiaramente visibili a causa di vari fattori intrinsechi alla roccia da cui è stata ricavata la piastrella (primo fra tutti, come vedremo fra poco, la dissoluzione dell’aragonite che formava il guscio) o legati alla lavorazione, in particolare il taglio della lastra di roccia, la lucidatura e, elemento tutt’altro che banale, il fatto di avere solo una vista in sezione di un fossile che per essere correttamente identificato richiede l’osservazione nelle tre dimensioni.

Quanto all’età e alla formazione geologica di provenienza si possono solo fare supposizioni perché non sappiamo dove è stata cavata la roccia che racchiude il fossile e quindi non abbiamo dati sulla sua collocazione geografica né su quella stratigrafica. Alcuni indizi ci permettono però di restringere il campo: gran parte delle volte in cui si osservano conchiglie fossili in sezione sulle lastre di pavimenti, ripiani o pareti la roccia che le contiene è un tipo particolare di pietra ornamentale di colore rossastro. Si tratta della cosiddetta litofacies a rosso ammonitico, termine usato per indicare calcari e calcari marnosi (cioè contenenti una certa componente di sedimento terrigeno) ricchi di noduli e dal caratteristico colore rosso o rosato causato dall’ossidazione del ferro presente nel sedimento. Il nome della facies deriva tanto dal colore quanto dall’abbondanza di fossili conservati al suo interno, primi fra tutti i cefalopodi (ammoniti, nautiloidi e belemniti) e poi bivalvi e crinoidi; questi fossili spesso sono mal conservati, e in particolare i cefalopodi si preservano per lo più come modelli interni privi della conchiglia vera e propria la cui struttura originaria in aragonite (una forma di carbonato di calcio) si è dissolta in sede di diagenesi post-deposizionale. Per questo motivo è molto difficile arrivare a identificare il fossile fino al livello del genere o della specie, in quanto mancano strutture interne ed esterne diagnostiche di determinati taxa.

La facies a rosso ammonitico si è formata in ambiente marino in genere da fango calcareo con una componente più grossolana data principalmente da frammenti scheletrici di vari tipi di organismi, depositatosi in condizioni di buona ossigenazione che hanno determinato l’ossidazione del sedimento. Questi depositi hanno poi subito una profonda diagenesi, cioè una serie di processi successivi al seppellimento che hanno trasformato il materiale originario dissolvendo il carbonato, riprecipitandolo negli interstizi, formando noduli e deformandoli; talvolta tra la dissoluzione e la successiva rideposizione poteva trascorrere un esteso lasso di tempo, sufficiente da formare lacune stratigrafiche e formazione di superfici bioturbate ricche in ferro, manganese e fosfati (i cosiddetti hardgrounds), sicché questa facies rappresenta quella chiamata serie condensata, ossia uno spessore di roccia relativamente ridotto che copre un arco di tempo piuttosto lungo, ma nel quale non si è conservato tutto il sedimento depositatosi in quell’intervallo poiché parte del materiale sedimentato è stato asportato dalla sequenza stratigrafica a opera di vari processi.

Se effettivamente il nostro fossile proviene da livelli a rosso ammonitico significa che la sua età può andare dal Triassico Medio al Giurassico Superiore, dove i momenti di massima diffusione di questo tipo di facies si hanno durante i piani Toarciano e Aaleniano (tra 182 e 170 milioni di anni fa, al passaggio dal Giurassico Inferiore al Medio) per l’orizzonte detto Rosso Ammonitico Lombardo, e dal Bajociano al Titoniano Inferiore (Giurassico Medio-Superiore, tra 170 e 150 milioni di anni fa) per l’orizzonte detto Rosso Ammonitico Veronese. Attualmente è quest’ultimo quello maggiormente estratto come pietra ornamentale, perciò il nostro fossile potrebbe provenire da cave che lavorano l’orizzonte più recente della facies.

In conclusione, possiamo dire con esattezza a quale specie appartenga la conchiglia in cui mi sono imbattuto? Invero no, almeno non nelle condizioni in cui si trova. Come in tutte le storie, però, possiamo trarre una morale di fondo che dia un senso a queste righe: i fossili si trovano nei posti più inaspettati, basta aguzzare la vista e si rimarrà sorpresi dei luoghi da cui possono saltar fuori; questo vale non solo per le lastre di pietra ornamentale che decorano le città, ma anche per le rocce che affiorano naturalmente sul terreno. L’importante è sapere dove e cosa cercare, e per saperlo non c’è nulla che aiuti più della curiosità e della voglia di espandere le proprie conoscenze.

Daniele Tona – 11 settembre 2017

Leggi solamente sul sito originale www.scienzafacile.it-

———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

A dispetto di quello che l’iconografia cinematografica può indurre a pensare, normalmente i resti fossili che i paleontologi estraggono dalle rocce sono ben lontani dal fornire un’idea chiara e immediata dell’aspetto dell’organismo al quale appartengono; la norma è rinvenire resti parziali, disarticolati, frammentati o soltanto singoli elementi di scheletri interni o esterni assai più complessi. Un esemplare pressoché intero (diciamo sopra il 90% di completezza), magari anche articolato, che rispecchi fedelmente l’anatomia in vita è un ritrovamento molto più che raro, forse praticamente unico. “Ci vuole un gran feeling”, disse una volta a lezione il mio professore di paleontologia dei vertebrati mimando enfaticamente il gesto che rappresenta la parte del corpo umano tipicamente associata alle clamorose botte di fortuna.

Eppure, alle volte, la natura è capace di superare la più vivida immaginazione, e ci regala fossili talmente completi e ben conservati da pensare che siano troppo belli per esser veri: Archaeopteryx, con le sue piume impresse sul calcare litografico che hanno dimostrato che le idee di Darwin non erano eresie senza capo né coda; Scipionyx, che pur non avendo conservato la copertura esterna di piume (perché possiamo dare praticamente per scontato che la bestiola in questione fosse piumata) ci ha dato un’immagine di come dovessero essere le interiora di un dinosauro; la ricca fauna di Messel, che ha preservato i peli, le squame e le piume degli animali come se fossero stati sepolti da pochi giorni anziché da cinquanta milioni di anni. La lista potrebbe andare avanti per un po’, in ogni modo tutti questi esempi, per eccezionali che siano dal punto di vista della conservazione, sono comunque stati vittima di processi che in qualche maniera li hanno modificati schiacciandoli, asportando delle parti o disarticolandole, più in generale alterandoli quel tanto che basta da non poter più rendere adeguatamente l’aspetto di quell’organismo vivo, vegeto e in tre dimensioni.

Ecco dunque che la natura parte in contropiede e fa saltar fuori qualcosa che riesce a ovviare agli inconvenienti che affliggono i pur spettacolari fossili testé citati. Si tratta del fossile di un dinosauro del gruppo degli anchilosauri, ossia quei dinosauri erbivori che hanno portato all’estremo il concetto di protezione sviluppando una vera e propria armatura di piastre ossee che ricopriva il dorso, la coda e la testa, spesso corredata di lunghi spuntoni e, nel caso della famiglia Ankylosauridae, anche di una mazza all’estremità della coda composta da placche spesse e robuste che potevano facilmente spezzare le gambe a qualunque predatore in cerca di guai.

L’incredibile fossile di Borealopelta e la (molto) probabile ricostruzione del suo aspetto. La scale bar è 10 cm. Image credit: Royal Tyrrell Museum

L’esemplare in questione è incompleto, poiché privo della coda, delle zampe posteriori e di parte della regione del bacino. Detto così non sembrerebbe all’altezza degli illustri esempi citati qualche riga più su, ma ciò che lo rende davvero straordinario è il modo con cui si è conservata la parte di corpo rinvenuta: i singoli elementi che componevano l’armatura di questo dinosauro hanno infatti mantenuto la stessa posizione che avevano quando l’animale era vivo, senza subire disarticolazione, trasporto o frantumazione, e il fossile non è stato neppure appiattito dal peso dei sedimenti soprastanti. In altre parole, significa che la parte di corpo preservata è una riproduzione pressoché perfetta del dinosauro quando è morto, e se noi tornassimo indietro nel tempo fino a poco prima che morisse esso avrebbe avuto lo stesso aspetto (in termini di conformazione della testa, disposizione delle piastre ossee, proporzioni corporee e quant’altro) immortalato nella roccia dai processi di fossilizzazione. Sembra una banalità, ma molte volte la frammentarietà dei resti fossili costringe ad accontentarsi di mere ipotesi quando si tratta di ricostruire le fattezze di un organismo estinto, e tali ipotesi sono tanto più speculative quanto più scarsi sono i resti a disposizione dei paleontologi. Basta pensare a Deinocheirus: fino a quando erano note solo le braccia l’unica cosa certa era la famiglia a cui apparteneva; quando poi è saltato fuori il resto dello scheletro si è capito che la sua anatomia era molto più bizzarra di quanto gli studiosi avessero potuto immaginare.

Il lavoro di Brown et al. (2017) pubblicato su Current Biology descrive questo nuovo dinosauro, ascrivendolo a un nuovo taxon denominato Borealopelta markmitchelli, lo “scudo boreale di Mark Mitchell”, in riferimento alla provenienza dell’esemplare e al preparatore che ha lavorato più di 7000 (sì, settemila!) ore per riportarlo alla luce. L’esemplare descritto dallo studio rappresenta l’olotipo (cioè l’individuo su cui si basa la diagnosi) del taxon ed è conservato al Royal Tyrell Museum of Palaeontology di Drumheller in Canada; esso stesso proviene dal Canada e più precisamente da rocce della regione dell’Alberta appartenenti al Wabiskaw Member, parte della Clearwater Formation databile all’Aptiano, quindi all’intervallo di tempo compreso tra 125 e 113 milioni di anni fa nel Cretaceo Inferiore.

Non ci dilungheremo troppo sul descrivere nel dettaglio l’anatomia di Borealopelta che è già esaustivamente trattata dal lavoro di Brown e dei suoi coautori, ed è peraltro liberamente accessibile e quindi consultabile e scaricabile senza problemi. Possiamo comunque accennare al fatto che la grande qualità di preservazione dei resti ha permesso di diagnosticare facilmente i suoi caratteri peculiari, ravvisabili soprattutto nel modo con cui si dispongono le squame ossificate (o osteodermi) e le varie piastre e spine ossee.

Poiché i rapporti reciproci tra questi elementi non sono cambiati quasi per nulla sin dalla morte dell’animale, essi costituiscono un importante elemento descrittivo con cui è stato possibile stabilire sia l’identità di Borealopelta come nuovo genere e specie, sia i rapporti di parentela con altri dinosauri corazzati: esso appartiene alla famiglia Nodosauridae, un gruppo di anchilosauri privo di mazza caudale ma dotato di grandi spuntoni a protezione del collo e della spalle, e quindi più improntati a una difesa frontale rispetto agli Ankylosauridae che invece puntavano maggiormente su una difesa da tergo con la loro micidiale coda armata; per la cronaca l’analisi filogenetica pone come suoi parenti più stretti Pawpawsaurus ed Europelta, vissuti qualche milione di anni dopo durante l’Albiano.

Ma cos’è che ha permesso a Borealopelta di conservarsi così bene, con tutte le parti dell’armatura al loro posto e perfettamente tridimensionali? La risposta si trova nel sito dove è stato scoperto, la Suncor Millenium Mine nell’Alberta nordorientale. Si tratta di rocce di ambiente marino, formatesi non troppo lontano dalla costa e note per i ritrovamenti di vari rettili marini; su quell’antico fondale marino è giunta la carcassa di Borealopelta che si è adagiata sul fondo a pancia in su (noi ne vediamo il dorso perché è stato preparato il lato inferiore del blocco di roccia contenente il fossile, che quindi è esposto capovolto rispetto a come il sedimento si è originariamente depositato), dopo di che è stata sepolta dal sedimento e ha avuto inizio la sua fossilizzazione. Le condizioni chimico-fisiche instauratesi sul fondo, probabilmente a causa delle sostanze prodotte dalla decomposizione della carcassa, hanno portato alla formazione di siderite, ossia carbonato di ferro (FeCO3) che ha rapidamente impregnato il sedimento per un raggio di 20-40 centimetri attorno alla carcassa, formando un robusto nodulo che ha impedito l’azione distruttiva degli organismi saprofagi e ha mantenuto al loro posto gli elementi dermici della corazza prevenendo la loro disarticolazione e dispersione.

Come se non bastasse l’aver tenuto insieme le parti della corazza lasciando praticamente inalterato nei secoli l’aspetto di Borealopelta, il chimismo del nodulo di siderite ha addirittura preservato una pellicola organica attorno alla corazza, probabilmente derivata dalle guaine di cheratina che ricoprivano il tessuto osseo di squame, osteodermi e aculei; analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) mostrano che è stato il cemento sideritico a trattenere la materia organica, intrappolandola e conservandola. Altre analisi spettrometriche hanno identificato in particolare molecole del gruppo delle pheomelanine, diagnostiche nel determinare il probabile colore degli elementi dermici di Borealopelta: la distribuzione di queste molecole sulla superficie del corpo suggerisce una colorazione bruno-rossastra lungo il dorso, che all’altezza della fila di osteodermi più ventrale sui fianchi passava alla tonalità più chiara osservata sul ventre e sulla coppia di spine più lunghe in corrispondenza delle spalle. Si tratta di un peculiare motivo cromatico, tecnicamente chiamato countershading e traducibile come “contrombreggiatura”, visibile oggigiorno in erbivori di taglia medio-piccola come antilopi e cervi e che serve a mimetizzarsi fra la vegetazione puntando sul contrasto cromatico tra le zone illuminate e quelle in ombra per nascondersi dai predatori.

Rappresentazione del fossile di Borealopelta. In giallo sono indicati gli elementi ossei (scheletro e osteodermi); in grigio scuro le parti di cheratina (squame epidermiche e guaine di osteodermi e spine); in grigio chiaro la matrice sedimentaria; in azzurro e violetto resti vegetali. La scale bar per B e C è di 10 cm.
Modificato da Brown et al. (2017)

I dati ottenuti dalle analisi delle molecole organiche non solo rendono ancora più accurata una ricostruzione già di per sé molto vicina alla realtà, ma hanno anche implicazioni dal punto di vista paleoecologico. Una prima considerazione riguarda il modo con cui le guaine di cheratina ricoprivano gli elementi ossei della corazza: non è un particolare banale questo, perché la superficie di questi ultimi non è a contatto diretto con l’esterno, e la forma di questi elementi può non rispecchiarsi esteriormente negli strati di cheratina che li ricoprono; Borealopelta conserva parte delle coperture cornee di osteodermi e aculei e mostra come esse ne accentuino il profilo, in particolare nelle spine della regione delle spalle la cui lunghezza effettiva rispetto all’elemento osseo era estesa di molto da una guaina simile a quella che ricopre le corna dei bovini. Ne consegue che le spine di questo animale, già impressionanti allo stato scheletrico, erano ancora più lunghe e acuminate quando era ancora in vita. Ciò ne faceva un ottimo deterrente per i predatori, che di fronte al rischio di finire infilzati su quegli spuntoni o di spaccarsi i denti contro le piastre della corazza ci avrebbero pensato due volte prima di aggredire Borealopelta. Eppure, per quanto è chiaro che l’evoluzione abbia sviluppato siffatta corazzatura a scopo principalmente difensivo, i dati sulla distribuzione della pigmentazione suggeriscono anche altre funzioni; vale in particolare per la coppia di spine più lunghe fra quelle ai lati del corpo, dette parascapolari perché ubicate in prossimità delle scapole: a differenza del resto della corazza si distinguevano per la colorazione molto più chiara e per la spessa guaina di cheratina che le faceva risaltare per lunghezza e colore e quindi conferiva loro una probabile funzione di display sociosessuale accanto a quella difensiva; in altre parole servivano probabilmente anche per riconoscere altri individui della stessa specie ed eventualmente attirare quelli del sesso opposto, sebbene da qui in poi non si possa dire null’altro di certo poiché entreremmo nella pura speculazione di comportamenti che non possono essere desunti da un fossile.

Un altro, più importante elemento paleobiologico viene suggerito dalla distribuzione dei pigmenti lungo il corpo, in particolare da quello che abbiamo definito contrombreggiatura. Come detto, nei mammiferi odierni questo fenomeno si osserva in erbivori di taglia generalmente assai più piccola rispetto ai loro predatori, mentre oltre una certa stazza il corpo tende ad assumere una colorazione più uniforme. Per Borealopelta si stima una lunghezza di circa 5,5 metri e una massa corporea attorno alla tonnellata e mezza. Era quindi un animale massiccio e pesante, ben oltre la soglia di 1 tonnellata che nei mammiferi odierni segna il passaggio dalla colorazione contrombreggiata a quella uniforme (questo perché oltre quella soglia gli erbivori diventano troppo grandi rispetto ai loro predatori e quindi non hanno più bisogno di una livrea che li aiuti a nascondersi).

Va tuttavia detto che, ai tempi di Borealopelta, i predatori che bazzicavano per l’Alberta erano teropodi paragonabili a quelli rinvenuti decine di chilometri più a sud come ad esempio Acrocanthosaurus, un bestione del gruppo degli allosauroidi lungo una dozzina di metri e del peso di diverse tonnellate. Non si trattava quindi di animali della taglia di una tigre di o un orso che avrebbero avuto filo da torcere da Borealopelta, ma di animali molto più grandi e caratterizzati da uno stile di caccia e da facoltà sensoriali diverse rispetto a un mammifero, a cominciare dalla vista più acuta e in grado di distinguere una maggiore gamma di colori. Gli autori dello studio sostengono quindi che, sebbene Borealopelta abbia una mole ben al di sopra di quella che oggi giustifica l’adozione di una colorazione contrombreggiata, la pressione selettiva esercitata da predatori diversi da quelli attuali ha spinto questa specie a una vera e propria “corsa alle armi” evolutiva volta a perfezionare la combinazione tra un’armatura robusta, spine acuminate e una colorazione mimetica allo scopo dapprima di celarsi alla vista dei predatori e poi di offrire un deterrente visivo a eventuali attacchi, come a dire “Okay, mi hai scoperto, ma se vuoi mangiarmi devi prima vedertela con la mia corazza. Se proprio ci tieni a finire impalato, fatti sotto!”

Il diagramma mostra la percentuale di taxa di mammiferi erbivori che presentano una livrea contrombreggiata in funzione della massa corporea; i nomi in alto indicano invece i loro principali predatori. Si noti che la contrombreggiatura viene adottata in sempre meno taxa man mano che la massa aumenta, fino alla sua assenza in erbivori di massa superiore a quella dei predatori, e che Borealopelta ricade in valori di massa superiori al valore di soglia, ma esibisce comunque contrombreggiatura. Da Brown et al. (2017)

Spero che il mio post abbia reso l’idea di quanto prezioso e importante sia il fossile di Borealopelta, non solo per quanto riguarda le informazioni che i paleontologi hanno ottenuto da lui, ma anche per dimostrare che la natura è sempre ricca di sorprese, e che queste spesso superano ogni immaginazione per quanto sanno essere spettacolari e sorprendenti.

Ciò nondimeno mi rendo conto che le parole non possono descrivere adeguatamente Borealopelta: un’immagine vale più di mille parole, si dice, per questo rimando a questo link sul sito di National Geographic dove un’intera galleria mostra la meraviglia della paleontologia che è Borealopelta.

Bibliografia

Brown, C.M.; Henderson, D.M.; Vinther, J.; Fletcher, I.; Sistiaga, A.; Herrera, J.; Summons, R.E. An Exceptionally Preserved Three-Dimensional Armored Dinosaur Reveals Insights into Coloration and Cretaceous Predator-Prey Dynamics. Current Biology. doi:10.1016/j.cub.2017.06.071

Stefano Rossignoli 30 marzo 2010 (revisionato il 28 luglio 2017)

La revisione del luglio 2017 è dovuta a un mio errore piuttosto grave nella spiegazione della causa dell’espansione degli oceani. Mi è stato fatto notare in modo molto antipatico e irrispettoso ma, avendo ragione chi me l’ha fatto notare, almeno dal punto scientifico, ho voluto correggere l’articolo sfruttando appieno il buono di una persona estremamente preparata, seppur frustrata e incattivita…

Il discorso è quanto mai ampio, ma cercherò di affrontarlo nel modo più semplice possibile in modo da consentire la lettura a chiunque o quasi.

Gli oceani si formano è vero e per lo stesso motivo per cui si formano, possono anche chiudersi.
Si formano, si chiudono, (si muovono di conseguenza anche i continenti formati da ‘crosta continentale’ a stretto contatto con la crosta oceanica) e cambiano continuamente posizione.
Come Federica Colombo ci spiega, tanto tempo fa c’era la Pangea, un grande supercontinente in cui le terre emerse che conosciamo oggi erano più o meno tutte attaccate tra loro, ma prima si sono formati altri supercontinenti a causa dei lenti e inesorabili movimenti delle placche continentali.
Un oceano inizia a formarsi quando un continente (o meglio una parte di crosta continentale) si spezza lungo una frattura lunga anche migliaia di chilometri e i due margini della frattura iniziano ad allontanarsi.

Ma cosa può muovere o addirittura spezzare interi continenti?

Un ragazzino di terza elementare forse direbbe:”Il magma!”.

E avrebbe ragione!!!
Per il fatto che il magma (la roccia fusa che sta sotto la crosta terrestre) è caldo e quindi meno denso delle rocce solide, questo tende a salire, a muoversi in senso circolare (come indicato qui sotto in figura) e anche a effondere o, se preferite, ad eruttare.
Non solo affiora durante le eruzioni vulcaniche che conosciamo tutti …pensate all’Etna, vulcano di casa nostra che molto spesso si mette ‘in attività’, ma il magma può effondere anche lungo spaccature di dimensioni e lunghezza enormi, chiamate ‘Dorsali‘.

Sotto le dorsali il magma si muove con movimenti circolari detti MOTI CONVETTIVI che vi spiegherò prestissimo in questo articolo dedicato (I moti convettivi e la Tettonica delle Placche).
Il magma del Mantello funziona quindi un po’ come un nastro trasportatore cha una elevatissima forza ed è in grado di spostare intere masse continentali.
La velocità di spostamento è nell’ordine del centimetro all’anno (0-20cm/anno) ed è mediamente regolare.
Esistono attualmente sulla Terra decine di migliaia di chilometri di dorsali.

Lungo le dorsali viene prodotta anche nuova crosta terrestre, più precisamente ‘Crosta Oceanica’.

Il Magma infatti, che erutta  sotto forma di Lava (ovvero magma senza quasi più gas al suo interno!), solidifica aggiungendo regolarmente un “nuovo pezzetto” di crosta oceanica…

Dorsale Oceanica e moti convettivi

Dorsale Oceanica e moti convettivi

E’ questa la caratteristica principale di un oceano: La presenza di MOTI CONVETTIVI, di una dorsale e la formazione di nuova crosta oceanica che inizia ad allontanarsi regolarmente, in direzione perpendicolare alla dorsale stessa.

Nella situazione in cui la crosta oceanica prodotta va direttamente a spingere sul margine di un continente (Margine Continentale Passivo), anche il continente si allontanerà dal centro della dorsale avendo come conseguenza l’espansione dell’oceano. Questa è la situazione dell’Oceano Atlantico.
Nell’oceano Pacifico c’è ovviamente una dorsale, ma la nuova crosta che viene prodotta, dopo il suo tragitto (più o meno lungo), va ad immergersi e a scivolare sotto il continente (Margine Continentale Attivo).
Questo fenomeno di ‘immersione’ della crosta oceanica sotto la crosta continentale viene chiamato subduzione.

Bordo_convergente (subduzione - Immagine da Wikipedia)

Ne consegue che l’Oceano Pacifico si sta restringendo nonostante la continua produzione di Crosta oceanica!
Questi movimenti sono misurabili più o meno direttamente, certo non con il metro!

Vediamo ora un modo semplice per capire che la crosta oceanica si muove allontanandosi dalla Dorsale.

Mappa Dorsale medio-atlantica (Da Wikipedia)
Se osservate una mappa del fondo oceanico, mediamente nel mezzo degli oceani ci sono delle enormi catene montuose che sono appunto le Dorsali Medio Oceaniche.

Se poi andate in corrispondenza delle isole Haway (USA – Oceano Pacifico) noterete che esse sono anche un sistema di monti sottomarini allineati più o meno in direzione Est-Ovest e la dorsale si trova ad est, cioè alla loro destra.

Le isole Haway sono anche un insieme di isole Vulcaniche caratterizzate da attività vulcanica persistente in quanto si trovano su un Punto Caldo (Hot Spot) in cui il magma del mantello risale costantemente.

Hot Spot Isole Hawaii (Schema semplificato)

Il punto caldo è grossomodo fisso quindi, mentre la crosta oceanica gli transita sopra, essa si rigonfia in coni vulcanici. Quelli che troviamo ad OVEST delle Haway sono gli antichi vulcani ormai ‘spenti’ che corrispondono al momento in cui quella parte di crosta oceanica transitava sopra l’Hot spot.
In conseguenza a questo fenomeno, ad EST delle Haway non trovate vecchie isole perchè la parte di crosta che si trova ad EST deve ancora passare sopra il Punto Caldo…

Questo è solo uno dei tanti esempi per capire che gli oceani si formano, si ‘aprono’ e si ‘chiudono’ e che il nostro pianeta cambia ed è in continua evoluzione. La Terra è un libro aperto, ma per comprenderlo bisogna imparare il suo linguaggio!!!