Quando i dinosauri misero le ali

Si ritiene che gli uccelli abbiano avuto origine da un gruppo di piccoli teropodi, o dinosauri carnivori, classificato come “Maniraptora”, vissuti circa 150 milioni di anni fa, comprendente sia i piccoli dinosauri che gli uccelli veri e propri.

Recenti scoperte, in tutto il mondo, mostrano i maniraptori come molto simili agli uccelli, essendo forniti, come questi, di piume, ossa cave, dimensioni ridotte.

Rimane, tuttavia, il quesito fondamentale: in quale momento dell’evoluzione dei maniraptori e attraverso quali passaggi intermedi gli arti anteriori diventarono ali, consentendo il volo?

Hans Larsson, della McGill University, assieme ad un altro ricercatore, Alexander Dececchi, hanno esaminato molti dati fossili per cercare di rispondere a questa domanda.

L’ Archaeopterix lithographica, esemplare esposto al Museum fur Naturkunde di Berlino. Presunto ‘anello di congiunzione’ o specie di transizione tra dinosauri teropodi e uccelli, aveva le zampe anteriori più lunghe e le posteriori più brevi dei suoi antenati (fonte: Wikimedia)

In uno studio pubblicato questo mese su Evolution, Larsson e Dececchi riferiscono che nella storia dei teropodi la lunghezza degli arti inferiori ha mostrato una relazione relativamente stabile, in scala con le dimensioni del corpo, nonostante le notevoli differenze esistenti, ad esempio, tra la massa del Tyrannosaurus rex  e i piccoli teropodi piumati della Cina, 5000 volte più piccoli.

Queste proporzioni sono radicalmente cambiate con la comparsa degli uccelli, quando sia gli arti anteriori che quelli posteriori hanno subìto un  ridimensionamento drastico rispetto al corpo.

Questo cambiamento fu fondamentale per consentire ai primi uccelli di alzarsi in volo, dicono gli autori.

Gli arti anteriori, infatti, dovettero allungarsi molto per essere sufficienti alla costituzione del profilo alare, consentendone lo sbattimento nell’aria. Quando poi lo sviluppo dell’ala fu accompagnato da una corretta riduzione degli arti posteriori, i due fattori accoppiati permisero il sollevamento del corpo da terra, il controllo del volo e l’efficienza crescente degli uccelli primitivi. 

Zampe più corte avrebbero aiutato a ridurre la resistenza durante il volo – come fanno gli uccelli attuali che ritraggono le zampe quando volano – e sarebbero servite per appollaiarsi e muoversi sui rami piccoli degli alberi. 

La combinazione di ali migliori con zampe più adattate sarebbe stata la caratteristica fondamentale per la sopravvivenza degli uccelli, in un momento in cui un altro gruppo di rettili volanti, gli pterosauri, dominava i cieli e gareggiava nella ricerca del cibo.

“I nostri risultati suggeriscono che gli uccelli hanno subìto un brusco cambiamento nei loro meccanismi di sviluppo, in modo tale che i loro arti anteriori e gli arti posteriori sono stati soggetti a differenti adattamenti delle lunghezze”, afferma Larsson.

La crescita degli arti di un animale è collegata alle dimensioni del corpo ma lo sviluppo differenziato degli arti è collegato invece alla loro funzione, come accade, ad esempio, negli esseri umani, in cui le gambe sono più lunghe delle braccia. 

Il diverso sviluppo degli arti sta quindi ad indicare qualche importante cambiamento nella funzione o nel comportamento.

“Questa differenza può essere fondamentale per il successi degli uccelli, la classe più diversificata di vertebrati terrestri oggi vivente sulla Terra. L’origine degli uccelli e del volo autonomo, non planato, è un classico importante passaggio evolutivo”, dice Dececchi”. “I nostri risultati suggeriscono che la lunghezza degli arti degli uccelli non doveva essere proporzionata alla dimensione generale del corpo, prima che potessero svilupparsi con tanto successo. Può darsi che questo sia ciò che ha consentito loro di diventare qualcosa di più che una linea evolutiva di maniraptori e di espandersi invece nella vasta gamma di forme e dimensioni degli arti presenti negli uccelli attuali”.