Il legame misterioso della specie umana con gli animali [2]

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di Fabrizio Manco

All’origine delle piume

Le analisi del fossile scoperto hanno rilevato infatti che il Beipiasaurus inexpectus aveva evoluto le penne remiganti e le piume, cioè il piumaggio che troviamo oggi negli uccelli moderni (Aves, Neornithes). Le penne remiganti sono la parte più importante delle ali degli uccelli e del loro piumaggio in generale. Questa tipologia di piume serve per permettere all’ uccello di spiccare il volo.  Infatti, a differenza delle altre penne e piume del piumaggio, queste penne sono molto più grandi, più spesse e più dure: sono quindi indispensabili per mantenere l’uccello in aria e ad agevolarlo quando fa le manovre durante il volo.

Le prime penne remiganti molto probabilmente si svilupparono nel gruppo citato prima appartenente ai dinosauri teropodi: furono scoperte come visto in precedenza in un esemplare di Beipiasaurus inexpectus, un Therizinosauridae. Quindi il piumaggio all’inizio della sua comparsa non serviva per il volo, ma molto probabilmente era comparso per regolare la temperatura corporea.  Infatti, molti esemplari di Thrizinosauria vissero anche in climi con temperature molto rigide, e il piumaggio aveva proprio lo scopo di regolare il calore del corpo. 

Negli uccelli moderni (Aves, Neornithes), le penne remiganti sono di tre ordini: le penne remiganti del primo ordine, le quali sono posizionate nella punta dell’ala e sono quelle più grandi: mentre le penne remiganti di secondo e di terzo ordine sono leggermente più piccole e sono posizionate dietro quelle principali.  Inoltre, le penne remiganti degli uccelli possiedono una struttura asimmetrica. 

Nell’esemplare olotipico del Beipiasaurus inexpectus analizzato e studiato dal paleontologo cinese Xu, oltre alle penne remiganti venne scoperta un’altra tipologia di piume: le piume lanuginose.  Tutto il corpo di questo dinosauro teropode era percorso da questa tipologia di piume, e sopra di esse crescevano le penne remiganti. Anche un piccolo teropode appartenente alla famiglia dei Campsognthidae (Cope, 1871), il Sinosauropteryx prima (Ji et Ji, 1996), vissuto durante il Cretaceo inferiore, circa 124 milioni di anni fa nella stessa Formazione Yixian, possedeva uno strato di piume lanuginose su tutto il corpo: ma le piume lanuginose del Beipiasaurus inexpectus erano molto più strutturate e filamentose. 

Il Beipiasaurus inexpectus visse nel cretaceo inferiore , circa 124 milioni di anni fa,  nella Formazione Yixian,  dove vivevano altre specie di teropodi piumati come un piccolo antenato del Tyrannosaurus rex, il Dilong paradoxus ( Xu et Al, 2004) , che aveva un sottile strato di piume sul corpo,  piccoli teropodi come il Mei long ( Xu et Norrell,  2004) , un altro Tyrannosauridae, lo Yutyrannus  hauali ( Xu et Al, 2012) , il quale molto probabilmente era ricoperto da piume molto lunghe, fino a 20 centimetri,  e molto filamentose. Un altro teropode piumato vissuto nella stessa formazione geologica era il Campsognthidae gigante Sinocalliopteryx gigas, il quale possedeva uno strato di Proto- piume sul suo corpo: un sottile strato di piume che raffioravano dalla pelle.

Nella zona della Formazione Yixian, nell’attuale Cina, gli inverni potevano avere anche temperature molto rigide: circa 10 Celsius, che per il mondo del mesozoico (Triassico, Giurassico e Cretaceo), erano temperature molto basse.  Il Beipiasaurus inexpectus secondo le interpretazioni di alcuni paleontologi, aveva un comportamento come i bradipi giganti vissuti nel pleistocene: e come il bradipo gigante, i suoi spostamenti dovevano essere molto lenti, e gli artigli molto lunghi e affilati li usava per difendersi dagli attacchi dello Yutyrannus hauali. 

Altri teropodi piumati furono il Microraptor (Xu et Al, 2000), il coloratissimo Anchiornis huxley (Xu et Al, 2017), lo Zhenyuanlong (Lu et Brusatte, 2015), e l’Oviraptorosauride Caudipteryx, il quale possedeva una coda molto probabilmente colorata come quella degli odierni pavoni (Pavo cristatus, Linnaeus 1758).   

 

Evoluzione degli uccelli: parte seconda

Le penne e le piume, all’inizio della loro comparsa, erano usate per creare il calore corporeo, regolare la temperatura del sangue e per il corteggiamento: solo successivamente vennero usate per il volo, che all’inizio consisteva in piccoli svolazzi da un ramo all’altro. Infatti,  il paleontologo americano Alan Feduccia, ritiene che gli uccelli non discendono direttamente da un ramo di teropodi piumati del cretaceo,  ma si evolsero da un ramo di rettili del triassico che vivevano negli alberi,  i quali vissero in contemporanea con i dinosauri: così per esempio si può spiegare l’origine e l’evoluzione di uccelli preistorici poi estinti come Hesperornis e Ichtyornis; questi uccelli marini,  vissero tra il giurassico e il cretaceo,  ed erano uccelli acquatici, che vivevano sulle coste dei mari del Nordamerica preistorico. Predati e cacciati dai giganteschi rettili marini che abitavano le acque in quell’epoca, come gli Elasmosauri e il Brachauchenius lucasi, questi uccelli con i denti non lasciarono nessun discendente diretto.

Queste due specie di uccelli avevano ancora i denti, anche abbastanza taglienti e affilati, la quale caratteristica è un chiaro segno che gli uccelli discendono direttamente dai rettili.  Inoltre, avevano già ridotto le ali: il che fa pensare che ebbero un’evoluzione molto veloce che li portò forse per questo ad estinguersi molto presto.  Lo stesso possiamo affermare per uccelli preistorici che si evolsero e si espansero solo nel periodo cretaceo come gli Enantiornithes: questo gruppo di uccelli preistorici, si espanse in modo massiccio durante l’ultimo periodo del mesozoico, ma poi si estinse senza lasciare discendenti.  Se gli Hesperornithes (Marsh, 1872), e gli Ichtyornithes (Marsh, 1872/ 1873), erano uccelli acquatici, gli Enantiornithes (Walker, 1981) erano uccelli terrestri, che possedevano ancora caratteristiche anatomiche ereditate dai rettili come i denti e gli artigli nelle dita; in quanto le ali non erano ancora sviluppate come gli uccelli moderni. 

Quindi, potevano essere delle forme momentanee apparse durante l’evoluzione degli uccelli moderni, i quali potrebbero avere avuto un ‘ origine diversa dai teropodi piumati, che proprio in quelle epoche si stavano differenziando al massimo.

Tutti gli uccelli attuali, tranne alcuni uccelli marini come le Sule, i Pinguini e le Urie, per covare le uova utilizzano la cosiddetta Placca incubatrice: questo strato di pelle sottocutaneo, a contatto con il guscio delle uova, permette di sprigionare il calore necessario per fare sviluppare l’embrione all’interno dell’uovo.

È chiaro quindi, che una simile struttura, necessità di milioni di anni per perfezionarsi.  I dinosauri, sia quelli senza piume, che i teropodi piumati, non avevano tale struttura, ma i teropodi piumati utilizzavano le penne degli arti anteriori, non ancora trasformate in ali, per incubare le uova. 

Per trasformarsi in ali, gli arti anteriori dei teropodi piumati subirono una modifica: poiché i teropodi posseggono Mani con le dita, se così possiamo denominarle, esse durante l’evoluzione del volo iniziarono a fondersi per formare le ali. Come sappiamo, le nostre mani hanno cinque dita. I primi tetrapodi terrestri possedevano cinque dita o anche sei o sette dita per ogni arto, perché ancora erano in fase di assestamento.  Le strutture delle ossa degli arti anteriori e posteriori dei vertebrati terrestri derivano da quelle prime strutture sviluppate dai primi organismi terrestri come Acanthostega Gunnari (Jarvik, 1952) Ichtyostega (Save- Soderbergh, 1932) Panderychtys Rhombolepsis e il Tiktaalik Roseae (Shubin, Jenkins, Daeschler). Le strutture dei rettili, degli uccelli e dei mammiferi, sono Strutture omologhe; le ali degli Insetti e le ali degli uccelli, sono Strutture analoghe. 

Le ali degli uccelli hanno il secondo e il terzo dito fusi; ed è su questa struttura che sono inserite le penne remiganti di primo grado, che sono in tutto più o meno dieci. Sull’ ulna invece, si trovano inserite le penne remiganti di secondo ordine, che possono arrivare fino a sessanta.  L’ alula invece, è il residuo evolutivo del primo dito della mano dei teropodi piumati: essa, nelle ali degli uccelli di oggi, è costituita da alcune penne remiganti accessorie, che possono variare dal numero di quattro o cinque in ambo le ali. 

Il ramo degli uccelli, da ciò che abbiamo visto, inizia la sua evoluzione ben prima della grande estinzione dei dinosauri: già nel giurassico molte caratteristiche degli attuali uccelli erano presenti in molti teropodi piumati, come il piumaggio, le penne remiganti e la cova delle uova. Penne e piume erano presenti anche in piccolissimi teropodi come Epidexypteryx e Scansiopteryx.

Epidexypteryx hui (Zhang et Al, 2008,) è uno dei più piccoli teropodi scoperti: visse durante il giurassico medio/ superiore nei territori attuali della Mongolia. Anche se le penne e le piume non sono state conservate, nel giacimento fossilifero dove venne scoperto il fossile, furono trovate le impronte delle lunghe penne della coda: due lunghi filamenti che doveva essere molto colorati.  Le stesse caratteristiche doveva averle lo Scansiopteryx heilmanni. 

Epidexypteryx e Scansiopteryx, sono classificati anche con il nome Epidendrosaurus, una parola greca che specifica che questi piccolissimi dinosauri abitavano sui rami degli alberi. Le loro mani avevano tre dita: il pollice, il dito indice e il medio allungato a dismisura, che veniva utilizzato per cercare larve all’interno dei buchi dei tronchi degli alberi.  Dai dinosauri teropodi, gli uccelli ereditarono la cura delle uova e il nutrimento dei piccoli. Invece i dinosauri sauropodi (Sauropoda, Marsh, 1878), deponevano le uova e li coprivano con il terriccio e il fango, come fanno le tartarughe (Testudines, Linnaeus, 1758), oppure con le foglie secche in grande quantità.  Una volta deposte le uova, abbandonavano il nido, e i piccoli erano subito lasciati a sé stessi, e per questo molto spesso venivano divorati dai predatori che si aggiravano nei paraggi dei nidi, come il teropode carnivoro Skorpiovenator bustingorriy.

Gli uccelli di oggi si sono diversificati in migliaia e migliaia di specie: secondo le statistiche più aggiornate, sono circa 10.500 le specie di uccelli oggi esistenti: il che li conferma come i vertebrati tetrapodi più numerosi in assoluto sulla terra.  Il più grande uccello mai esistito è il Moa (Dinornithidae, Bonaparte, 1853) vissuto nelle Isole della Nuova Zelanda del Nord, forse fino al 1500. Mentre il più piccolo uccello vivente è il Colibrì dell’isola di sant’ Elena (Trochilidae: Mellisuga helenae, Lembeye, 1850) un piccolo colibrì cubano.  

Questi uccelli sudamericani, quindi uccelli esotici, anche se sono i più piccoli uccelli della terra, hanno una capacità straordinaria di volo: possono volare sia con la classica tecnica del volo stazionario, che con la tecnica del volo anterogrado o volo all’indietro. I colibrì (Trochilidae, Vigors 1825), come detto prima, sono gli unici uccelli capaci di volare all’indietro; inoltre, con il volo anterogrado possono raggiungere la velocità di circa 45Km/ H, con un battito di ali velocissimo che produce un rumore somigliante ad un ronzio di un’elica che può raggiungere i 70 / 80 battiti al secondo: io penso che la capacità di volo dei colibrì sia qualcosa di unico nella natura: non esiste niente paragonabile al volo di un colibrì.  Nemmeno la velocità di un’elica costruita dall’essere umano può arrivare a tanta perfezione.

Foto: Idee&Azione

22 luglio 2022