L’origine degli uccelli

Che gli uccelli derivino da alcuni dinosauri ormai nel 2021 non è più in discussione. Ma cos’è successo realmente nel corso di milioni di anni di evoluzione? E perché i dinosauri “tipici” (non aviani) si sono estinti ma gli uccelli no? Se i dinosauri erano rettili e gli uccelli sono dinosauri, allora gli uccelli sono rettili? Quali sono le caratteristiche fisiche che rendono gli uccelli indubbiamente dei dinosauri? E poi la fatidica domanda che usano sempre gli antievoluzionisti: se gli uccelli discendono dai dinosauri, qual è l’anello mancante? Oggi cercheremo quindi di rispondere a tutte queste domande partendo proprio dall’ultima domanda, quella del famoso anello mancante.

Chiariamo subito una cosa molto importante: in biologia i cosiddetti anelli mancanti NON ESISTONO!!! L’evoluzione non procede tramite anelli mancanti. Non si salta direttamente dal bianco al nero, così da un giorno all’altro, ma si passa per una lunghissima serie di sfumature di grigio nel corso di milioni di anni. Ma qui sorge il problema: anche se l’evoluzione non procede tramite anelli mancanti, la paleontologia invece lo fa, perché la disponibilità dei fossili di tutte le sfumature di grigio di prima è estremamente limitata, e quindi a noi SEMBRA che esistano davvero gli anelli mancanti. Ma la verità è che il concetto di anello mancante è solo un costrutto umano che ci serve per mettere dei paletti per renderci più semplice la comprensione dell’evoluzione, perché in effetti è una cosa estremamente complessa. Quindi è per questo motivo che l’Archaeopteryx lithographica (immagine sopra) viene comunemente accettato come anello mancante tra gli uccelli e i dinosauri “tipici”, perché ha delle caratteristiche intermedie tra gli uni e gli altri. Ma di fatto sappiate che non lo è! Lo consideriamo tale semplicemente perché è il miglior (e per un bel po’ di tempo anche l’unico) fossile di un animale che anatomicamente si trova a metà strada tra i dinosauri “tipici” e gli uccelli come li conosciamo oggi.

Proprio a causa di questa incredibile complessità la distinzione fra uccelli e dinosauri può diventare molto sfumata. Certo, nessuno confonderebbe un enorme apatosauro erbivoro con un passerotto moderno, ma molte specie sono a metà strada tra l’uno e l’altro gruppo. Come distinguerli? Ma soprattutto, quali sono state le condizioni per cui alcuni dinosauri sono diventati uccelli? E perché l’estinzione ha colpito solo i grossi rettili, risparmiando gli uccelli veri e propri?

Un articolo scientifico apparso sulla rivista Science cerca di chiarire questi aspetti, usando metodi statistici sofisticati e attingendo ad un’enorme mole di dati. Gli autori, tra cui l’italiano Andrea Cau, del Dipartimento di scienze biologiche, geologiche e ambientali dell’Università di Bologna, hanno esaminato con un potente strumento statistico molti caratteri anatomici di 120 specie di dinosauri (come il tirannosauro e l’allosauro), e degli uccelli che ne sono derivati. Hanno quindi concluso come la “traiettoria evolutiva” che ha portato dai dinosauri agli uccelli è stata il fatto che i primi sono diventati costantemente più piccoli, fino a diventare veloci e alati.

Ecco la linea evolutiva (semplificatissima) dei dinosauri che si trasformarono in uccelli:

Da sinistra a destra: un neoteropode (circa 220 milioni di anni fa), un tetanuro (circa 200 milioni di anni fa), un celurosauro (circa 175 milioni di anni fa), un paraviano (circa 165 milioni di anni fa) e Archaeopteryx (150 milioni di anni fa).

La diminuzione delle dimensioni è stata un fenomeno continuo (in altre linee evolutive le specie aumentano e diminuiscono le dimensioni col passare del tempo, senza una tendenza precisa) ma anche molto veloce. I dinosauri antenati degli uccelli, i cosiddetti tetanuri, pesavano all’inizio circa 160 chili: alla fine del percorso evolutivo Archaeopteryx, che molti considerano uno dei primi uccelli, pesava solo 800 grammi. Da allora gli uccelli hanno cambiato relativamente poco le loro dimensioni. “L’uso di questo strumento statistico ci ha consentito di calcolare la velocità e il tempo con cui questa linea evolutiva ha cambiato le dimensioni corporee”, afferma Cau, e ci ha permesso di capire che gli uccelli hanno una velocità di evoluzione dalle due alle quattro volte più alta rispetto ad altri gruppi.

Ma perché è accaduto? Perché gli antenati degli uccelli sono diventati sempre più piccoli? “Noi crediamo che sia una specie di coevoluzione. La diminuzione di dimensioni ha portato a condizioni che portavano, a loro volta, a ulteriore diminuzione. Una specie di circuito positivo che accelerava il cambiamento”, conclude il paleontologo italiano. Rimpicciolendo, i dinosauri/uccelli hanno anche acquisito caratteri più da “cuccioli”: muso più corto, grande cervello e grandi occhi, denti più piccoli, un corpo più agile e veloce e una coda più rigida e corta. L’ambiente era probabilmente cambiato e questo li spinse al cambiamento: da animali di prateria, gli uccelli divennero più specie da sottobosco e cominciarono anche a salire sugli alberi, per sfuggire ai loro cugini predatori e trovare un’altra fonte di cibo. Dagli alberi, molto probabilmente, spiccarono il primo vero volo battuto. Per diventare infine padroni dell’aria.

Le dimensioni piuttosto minute e quindi un tempo di riproduzione molto veloce ha consentito agli uccelli anche di scampare alla grande estinzione del Cretaceo, che ha distrutto la maggior parte dei dinosauri di un tempo. Tuttavia, bisogna precisare che l’asteroide di 65 milioni di anni fa ha lasciato in vita soltanto una parte degli uccelli, che poi si sono evoluti e diversificati fino a diventare le circa 10.000 specie che conosciamo oggi.

Le scoperte sugli uccelli antichi non sono finite. È stato infatti descritto un esemplare di Archaeopteryx trovato nella cava di Solnhofen, in Germania, che possiede delle caratteristiche peculiari. Oltre alle penne sulle ali e sulla coda, che era più lunga di quella degli uccelli odierni, questo Archaeopteryx aveva infatti penne evidenti anche sulle zampe. Poiché è improbabile che, come dice ancora Cau, questa specie fosse in grado di volare bene come gli uccelli odierni, le penne delle zampe probabilmente non potevano essere usate come vere e proprie ali. Servivano forse come display sessuale o per stabilizzare l’animale quando atterrava dopo una planata.

Ecco uno dei fossili più famosi dell’Archaeopteryx, in cui si notano chiaramente i segni lasciati dalle penne delle ali (o braccia), delle zampe e della coda:

Ecco invece una ricostruzione di come poteva apparire l’Archaeopteryx quando era ancora vivo:

Se non fosse per la testa senza becco e con denti ossei e per la coda vertebrata, probabilmente per un non addetto ai lavori sarebbe difficile distinguerlo a prima vista da un uccello moderno.

Oltre che gli uccelli e i loro antenati, però, una nuova scoperta dimostra come le penne siano state un tratto evolutivo molto diffuso. Una nuova specie di dinosauro, chiamato Kulindadromeus zabaikalicus, aveva infatti filamenti simili a sottili piume e anche squame, come quelle delle zampe delle galline. Il fatto incredibile è che questa nuova specie, trovata nella Russia orientale e risalente al Giurassico medio-superiore (160 milioni di anni fa), non appartiene alla linea di dinosauri noti per essere pennuti, i cosiddetti saurischi. È infatti un piccolo ornitischio (l’altro grande gruppo di dinosauri, cui appartengono erbivori come il triceratopo o i dinosauri dal becco ad anatra). Questo significa, secondo lo scopritore, che le penne erano una caratteristica di buona parte dei dinosauri, e non solo di quelli che si sarebbero trasformati in uccelli. Fonte

Ecco una possibile ricostruzione del Kulindadromeus zabaikalicus:

Ma come dicevo prima (l’anello mancante non esiste…), l’Archaeopteryx lithographica è solo un esempio della direzione che l’evoluzione di alcuni dinosauri aveva già preso da un po’ di tempo, è solo un punto vicino all’inizio di una retta ma non è l’origine della retta stessa. In effetti, evoluzionisticamente parlando, è estremamente difficile se non impossibile stabilire il punto di origine di una qualunque linea evolutiva.

Infatti alcuni recenti studi dimostrano precisamente questo concetto. Un gruppo di ricerca coordinato da Mark Puttick, dell’Università Britannica di Bristol, grazie a un sofisticato modello matematico ha calcolato il ritmo dell’evoluzione tenendo conto delle caratteristiche emerse in un intero albero evolutivo. In particolare i ricercatori hanno esaminato il ritmo con cui si sono evolute le due caratteristiche chiave che hanno preceduto il volo: la riduzione delle dimensioni del corpo e l’allungamento degli arti anteriori. ”Siamo rimasti sorpresi nello scoprire che queste due caratteristiche siano comparse almeno 20 milioni di anni prima del primo uccello, il famoso Archaeopteryx” ha detto Puttick. E’ la dimostrazione, ha osservato l’esperto, che ”il volo in uccelli è sorto attraverso diverse fasi evolutive”. Sembra che 20 milioni di anni prima già decine di specie di piccoli dinosauri avessero le ali, che però non venivano sbattute ma usate come alianti o paracaduti. ”Solo gli uccelli sembrano essere stati capaci del volo vero e proprio”, ha rilevato il paleontologo Mike Benton, dell’università di Bristol. Fonte

Ma tutto ciò contribuisce a relegare sempre di più ad un lontano passato il concetto di “anello mancante”, ormai incredibilmente obsoleto.

Ma non è stata l’unica volta in cui l’Archaeopteryx ha rischiato di perdere il suo titolo di “anello mancante”.

Lo scheletro completo di un nuovo dinosauro simile a un uccello che risale al Medio-Tardo Giurassico (175-145 milioni di anni fa) ci ha costretto infatti a rivedere gli ultimi modelli dell’evoluzione degli uccelli e dell’origine del volo. È quanto riferisce un articolo pubblicato sulla rivista Nature firmato da Pascal Godefroit del Regio istituto belga di Scienze naturali a Bruxelles e colleghi, che partecipano ad un’ampia collaborazione internazionale tra cui ritroviamo ancora Andrea Cau del Museo Geologico ‘Giovanni Capellini’ di Bologna.

In particolare, il fossile, battezzato Aurornis xui, permette d’includere nuovamente l’Archaeopteryx tra gli Avialae, il clade che comprende tutti gli uccelli e i loro parenti a partire dalla divergenza dai dinosauri. La sua collocazione era infatti stata messa in discussione dalla scoperta, pubblicata nel 2011, di Xiaotingia zhengi, una specie di dinosauro teropode dotato di penne e di caratteristiche simili ad Archaeopteryx. Il suo scopritore, Xing Xu, dell’Accademia delle Scienze cinese, sostenne che Archaeopteryx e Xiaotingia formavano, con altre due famiglie di dinosauri, un clade a sé stante, appartenente al clade più ampio dei deinonycosauri, distinto dal clade degli Avialae. In sintesi, Archaeopteryx non era da considerare un antenato degli uccelli, ma solo una specie con caratteristiche miste, poi estinta. L’analisi delle caratteristiche anatomiche conferma che sia A. xui sia Archaeopteryx appartengono al clade degli Avialae e che Archaeopteryx rappresenta uno dei più antichi punti di divergenza all’interno di questo clade. Il risultato ha implicazioni anche per la classificazione dei Troodontidae, un’altra famiglia di dinosauri teropodi con le penne, che dev’essere ora considerata un gruppo strettamente collegato agli Avialae. In definitiva, la scoperta di A. xui porta a ipotizzare che la prima diversificazione degli uccelli ebbe luogo in Asia durante il Medio-Tardo Giurassico. Fonte

Ma è ora di arrivare al sodo: quali sono le caratteristiche anatomiche che accomunano i dinosauri agli uccelli moderni?

Ce ne sono diverse, vediamole.

LE PIUME

Ovviamente! Come spiegato prima, le piume erano una caratteristica molto diffusa tra i dinosauri, sia aviani che non. A volte erano più una specie di filamenti, piuttosto che vere piume, una sorta di proto-piume. Ecco uno schema che mostra la filogenia dei dinosauri con relativa tegumentazione: squame, filamenti, piume vere e proprie.

Quindi gli uccelli hanno ereditato le piume dai loro antenati dinosauri, e le hanno portate al massimo splendore (colori e forme) e alla massima funzionalità (volo, isolamento termico, impermeabilità, ecc).

LO SCHELETRO

Moltissime caratteristiche dello scheletro di un uccello moderno trovano una corrispondenza, seppur primitiva, nello scheletro dei dinosauri piumati di 150 milioni di anni fa. Il confronto tra scheletri di uccelli e dinosauri, così come l’analisi cladistica, non fa altro che rafforzare la teoria del collegamento evolutivo, in particolare per un ramo di teropodi chiamato maniraptor. Le somiglianze scheletriche includono il collo, il pube, il polso (carpo semilunare), il braccio e la cintura pettorale, la scapola, la clavicola e lo sterno.

I POLMONI

Secondo un’indagine condotta da Patrick M. O’Connor dell’Università dell’Ohio, i grandi dinosauri carnivori avevano un complesso sistema di sacche d’aria simile a quelle degli uccelli moderni. Nei dinosauri teropodi (carnivori che camminavano su due gambe e avevano zampe simili a quelle degli uccelli) le sacche d’aria flessibili dei tessuti molli probabilmente pompavano aria attraverso i polmoni rigidi, come nel caso degli uccelli. “Ciò che una volta era formalmente considerato unico per gli uccelli era presente in qualche forma già negli antenati degli uccelli”, ha detto O’Connor.

POSIZIONE DEL SONNO

I fossili dei troodonti Mei e Sinornithoides dimostrano che i dinosauri dormivano come certi uccelli moderni, con la testa nascosta sotto gli arti anteriori. Questo comportamento, che potrebbe aver contribuito a mantenere la testa calda, è anche caratteristico degli uccelli moderni.

BIOLOGIA RIPRODUTTIVA

Quando depongono le uova, le femmine degli uccelli sviluppano un tipo speciale di osso nei loro arti. Questo osso midollare si forma come uno strato ricco di calcio all’interno dell’osso duro esterno e viene utilizzato come fonte di calcio per produrre gusci d’uovo. La presenza di tessuti ossei di derivazione endostale che rivestono le cavità midollari interne di porzioni dell’arto posteriore di un esemplare di Tyrannosaurus rex ha suggerito cheanche T. rex utilizzava strategie riproduttive simili e ha rivelato che il campione era di sesso femminile. Le uova dei dinosauri erano inoltre molto simili a quelle degli uccelli e dei coccodrilli moderni.

Inoltre sono stati trovati fossili di dinosauri morti mentre erano intenti a covare le uova, esattamente come gli uccelli moderni. Come se non bastasse, sono stati trovati fossili di cuccioli di dinosauri carnivori che erano senza denti, e questo indica che probabilmente molti dinosauri curavano e alimentavano la prole per un certo periodo, fino allo svezzamento, probabilmenre rigurgitando per loro il cibo già masticato e pre digerito.

Ecco un fossile di dinosauro intento a covare le uova:

TECNICHE DIGESTIVE

Sono stati trovati fossili di dinosauro contenenti delle strane pietre levigate. Queste pietre venivano ingerite dagli animali per favorire la digestione, e sono chiamate gastroliti. Guarda caso è una cosa che fanno anche i coccodrilli e diversi uccelli moderni, per lo stesso motivo. Questo indica che anche i dinosauri forse avevano lo stomaco trituratore (o ventriglio) come gli uccelli moderni.

EVIDENZE MOLECOLARI

Diverse proteine sono state rilevate nei fossili di dinosauro, inclusa l’emoglobina. Nel numero di marzo 2005 di Science, la dott.ssa Mary Higby Schweitzer e il suo team hanno annunciato la scoperta di materiale flessibile che assomiglia a un tessuto molle all’interno di un osso della gamba di Tyrannosaurus rex di 68 milioni di anni dell’esemplare MOR 1125 proveniente dalla formazione di Hell Creek nel Montana . I sette tipi di collagene ottenuti dai frammenti ossei, confrontati con i dati sul collagene di uccelli vivi (in particolare di gallina), suggeriscono che i teropodi del Cretaceo e gli uccelli sono strettamente correlati. Il tessuto molle ha consentito un confronto molecolare dell’anatomia cellulare e il sequenziamento proteico del tessuto di collagene. Lo studio, pubblicato nel 2007, indica chiaramente che il T. rex e gli uccelli sono più strettamente correlati l’uno all’altro di quanto lo siano con gli alligatori. Fonte

Ma non è tutto! Un recente studio di manipolazione genetica è riuscito a sopprimere i geni responsabili del becco di un embrione di gallina, e l’embrione ha sviluppato un muso simile a quello dei coccodrilli e dei dinosauri! Questa è la prova che la struttura fisica dei dinosauri dai quali sono derivati gli uccelli è ancora in parte presente nel loro DNA. Da sinistra a destra: embrione di pollo originale, embrione di pollo modificato, embrione di coccodrillo.

ENDOTERMIA

I dinosauri erano animali a sangue caldo. Questo gli permetteva di essere molto più resistenti alla fatica rispetto ai rettili ectotermi (a sangue freddo) e ad essere meno dipendenti dalle condizioni ambientali. E’ anche grazie a questo se i dinosauri hanno avuto così tanto successo. E le prove a sostegno della loro endotermia sono state anche trovate sperimentalmente. La ricerca è stata condotta su analisi di gusci fossili di uova di dinosauri vissuti circa 75 milioni di anni fa, come maiasaura (Maiasaura peeblesorum, un dinosauro erbivoro) e Troodon formosus (quest’ultimo molto simile a un uccello). Lo studio si è concentrato sul modo con il quale il carbonato di calcio, che costituiva i gusci di quegl’animali, presenta i propri legami chimici: grazie a una speciale tecnologia (la paleo-termometria) sono riusciti a stabilire che il carbonio è legato all’ossigeno con una struttura che indica, inequivocabilmente, che le temperature corporee erano più calde dell’ambiente esterno, con differenze che potevano andare dai 3 ai 15 °C. In particolare, lo studio ha rivelato che il Troodon doveva avere una temperatura corporea di 10 gradi più alta rispetto alla temperatura ambiente, +15 gradi per il Maiasaura e 3-6 gradi centigradi in più per altre specie. Fonte Inoltre, il semplice fatto che i dinosauri covassero le uova è un chiaro indice che queste per svilupparsi dovevano essere tenute al caldo.

Quindi i dinosauri erano una via di mezzo tra i rettili ectotermi e gli odierni uccelli endotermi. Bisogna anche tenere conto che il Mesozoico fù un periodo molto caldo della Terra, con una temperatura media di 10°C superiore a quella odierna, e probabilmente i ghiacci perenni erano estremamente rari o addirittura assenti. Quindi i dinosauri non erano adattati a vivere in climi freddi come gli uccelli moderni.

Ma quindi, gli uccelli moderni possono essere classificati come rettili?

Tecnicamente sì, gli uccelli sono rettili! Infatti, assieme ai coccodrilli, appartengono alla famiglia degli Arcosauri, a cui appartenevano anche i dinosauri di 65 milioni di anni fa. Gli uccelli quindi sono dinosauri, in particolare dinosauri teropodi.

Quindi…

I DINOSAURI NON SI SONO MAI ESTINTI!!! Sarebbe anche ora di finirla con questa eresia! Molti dinosauri si sono estinti 65 milioni di anni fa a causa degli sconvolgimenti climatici innescati dal meteorite gigante, esattamente come anche molti uccelli che esistevano già all’epoca. Alcuni, i più adattabili, sono riusciti a sopravvivere e ad evolversi, diventando gli uccelli moderni. Gli uccelli moderni sono dinosauri, e sono in mezzo a noi.

Un’altra cosa che molti non sanno è che già 65 milioni di anni fa, ma anche ben prima, esistevano uccelli molto ma molto piccoli, similmente a molti uccelli moderni. Un esempio è l’Iberomesornis, un uccello dotato di denti che non era più grande di un passero moderno, e visse la bellezza di 125 milioni di anni fa!

Ecco una sua ricostruzione:

Quindi, non solo gli uccelli discendono dai dinosauri “tipici”, ma per decine di milioni di anni hanno anche convissuto.

Ma quindi, perché alcuni uccelli sopravvissero all’estinzione, mentre i dinosauri più grandi no?

Gli sconvolgimenti climatici innescati dal meteorite furono devastanti. Il sole venne oscurato per qualche decennio e quasi tutta la vegetazione morì in breve tempo. Si salvarono solo i muschi e le felci, piante abituate a vivere nel buio e relativamente freddo sottobosco. I giganteschi sauropodi, che consumavano tonnellate di vegetali al giorno, non riuscirono più a sfamarsi e quindi si estinsero in poco tempo, e di conseguenza anche i carnivori che cacciavano questi erbivori. In pochi decenni morirono quasi tutti i dinosauri non aviani. Anche molte specie di dinosauri aviani arboricoli (che vivevano sugli alberi fecero una brutta fine). Idem gli uccelli che conducevano uno stile di vita simile. Gli unici uccelli che riuscirono a salvarsi erano quelli che vivevano a terra cibandosi degli scarti o comunque di tutto quello che riuscivano a trovare. E guarda caso, con tutti i cadaveri di dinosauri e piante che continuavano a morire, per loro di cibo ce n’era in abbondanza, e riuscirono a sopravvivere a quel terribile periodo di morte, freddo e oscurità. Fonte

Quegli uccelli erano gli antenati diretti degli uccelli moderni appartenenti alla famiglia chiamata Galloanserae, che comprende i Galliformi (galline, tacchini, fagiani, pernici, pavoni, quaglie, ecc) e gli Anseriformi (anatre, oche, cigni, ecc). Galline e anatre sono molto più imparentate di quanto crediate, e sono simili sotto moltissimi aspetti, tra cui l’estrema robustezza e adattabilità, che ha fatto sì (tra le altre cose) che venissero scelti come uccelli d’allevamento d’elezione. In effetti, per loro non è stata una grossa fortuna…

Da questi uccelli del ramo Galloanserae si evolvettero poi tutti gli uccelli che esistono oggi, che sono oltre 10.000 specie. Forse quando noi umani ci estingueremo, saranno proprio le anatre e le galline a prendere il nostro posto, e di fatto i dinosauri ritorneranno a dominare il mondo!

Ricapitolando:

i dinosauri NON si sono mai estinti (perlomeno non tutti);
gli uccelli moderni discendono dai dinosauri di 170 milioni di anni fa;
gli uccelli esistevano già prima della grande estinzione di massa di 65 milioni di anni fa;
gli uccelli sono arcosauri, quindi sono rettili, e sono anche dinosauri al 100%.
non esiste l’anello mancante!!! Perché l’evoluzione non funziona così.

Purtroppo però, nonostante tutti gli sforzi della comunità scientifica, gli antievoluzionisti esisteranno sempre senza alcuna possibilità che possano essere guariti e/o debellati, e libri del genere continueranno ad essere stampati e acquistati.