L’ascesa dei dinosauri (Parte I)

 

Come tutti i bambini, ero affascinato dai dinosauri: quegli enormi lucertoloni, a volte lenti e stupidi, a volte feroci e furbi, che per milioni di anni avevano dominato la Terra, dopo un’ascesa rapita e improvvisa, capace di surclassare i grandi anfibi del Permiano, sconfitti solo dal Fato e da un’asteroide.

Negli ultimi anni, le scoperte paleontologiche, hanno cambiato di molto questo scenario: nuovi fossili e nuove interpretazioni di vecchi dati ci hanno permesso di comprendere meglio i dinosauri, che di fatto, sono sopravvissuti all’estinzione della megafauna del Cretacico e continuano a vivere e prosperare accanto a noi: uno di loro, un pappagallo alquanto brontolone e capriccioso, sta poltrendo sulla mia spalla, mentre butto giù questi post.

Per di più, la loro ascesa, più che una marcia trionfale, fu una lunga e contorta anabasi: per i primi 30 milioni di anni furono animali alquanto marginali, che popolavano ristrette nicchie ecologiche e raggiunsero la loro posizione dominante per pura casualità.

Per comprendere meglio questo concetto bisogna dare uno sguardo un poco più approfondito proprio al Permiano, la cui fauna, sotto molti aspetti è altrettanto interessante di quella del Cretacico. All’epoca i continenti erano riuniti nel grande blocco della Pangea, a sua volta suddiviso in due macro aree.

A Nord vi era la Laurasia, che comprendeva, grossomodo, Eurasia e Nord America e a Sud la Gondwana, da cui avranno origine , l’America meridionale, l’Africa, l’India, l’Antartide e l’Australia. Tra le due macroaree si apriva un vasto mare, esteso dal Giappone all’Italia, chiamato Tetide, enorme bacino caratterizzato da molteplici situazioni paleogeograficostrutturali, che trova riscontro in successioni stratigrafiche estremamente diversificate da regione a regione.

A tale conformazione geografica, in fondo abbastanza semplice, si contrapponeva una forte variabilità climatica: quando inizia il Permiano, la Terra si trovava in una fase di era glaciale, cosicché le regioni

polari erano coperte da spessi strati di ghiaccio. Le glaciazioni continuarono a coprire gran parte del territorio della Gondwana, come già successo nel precedente periodo del Carbonifero. Allo stesso

tempo i tropici erano coperti da paludose foreste.

Verso la metà del periodo il clima divenne più caldo e mite, i ghiacciai si ritirarono, e l’interno dei continenti divenne più secco. Gran parte dell’interno della Pangea era probabilmente arido, con grandi fluttuazioni stagionali (stagioni da umide a secche), a causa della perdita degli effetti di moderazione delle zone vicine all’acqua. Questa tendenza a diventare più secco continuò fino alla fine del Permiano, con l’alternarsi di periodi più caldi e più freddi.

Ciò causò una enorme pressione evolutiva, dove a rimetterci, furono proprio gli anfibi: molti gruppi si estinsero, altri si evolsero verso nuove specializzazioni, soprattutto terrestri, tra cui l’Eryops, un massiccio predatore che si aggirava tra le paludi e i laghi del Nord America, dalla dentatura formidabile, che occupava all’incirca la stessa nicchia ecologica dei nostri alligatori e dissorofidi, pienamente terrestri, dall’ottimo udito e dotati di una spessa corazza lungo il dorso, che svolgevano il ruolo di piccoli predatori.

Al contempo, hanno un grande successo evolutivo dei sinapsidi, un classe di vertebrati tetrapodi il cui nome deriva da una parola greca che significa “arcate fuse”. Il termine si riferisce alla conformazione dei lobi temporali del cranio: i sinapsidi si distinguono, infatti, per la presenza di un foro su ciascuna tempia, detto finestra temporale, che forma un’arcata sulla quale si attaccano i muscoli che servono per la masticazione, caratteristica che sarà poi ereditata dai mammiferi e dai primati.

I dinosauri, uccelli compresi, sono invece diapsidi, perché hanno due finestre temporali su ciascun lato del cranio, invece di una soltanto. I primi sinapsidi ad avere successo furono i pelicosauri, tra cui  l’edafosauri, i famosi tetrapodi con la vela di pelle sulla schiena, retta dalle espansioni superiori delle vertebre, che fungeva da scambiatore di calore. Posizionato di fronte al sole l’animale disperdeva il calore, mentre se posto “di profilo” poteva aumentare la sua superficie e di conseguenza aumentare il calore corporeo.

I pelicosauri avevano nella bocca, oltre ai normali denti, anche una fitta serie di denti simili a mollette per la biancheria, disposti sul palato e nell’interno della mandibola: questi denti interni servivano per macerare i vegetali di cui si nutrivano, che venivano masticati muovendo la mandibola avanti e indietro come una macina.

Parallelamente ai pelicosauri si evolsero i sfenacodonti, carnivori, che svolsero il ruolo di superpredatori sulla terraferma, in sostanza creando la nicchia ecologica attualmente occupata da leoni e tigri. A differenza dei pelicosauri, gli sfenacodonti possedevano denti simili a incisivi e altri simili a canini. Erano cioè degli eterodonti, come gli umani, con denti specializzati in funzioni diverse: una caratteristica che i rettili in genere (per esempio i coccodrilli) non possiedono, avendo denti di dimensioni diverse ma tutti della stessa forma. In più, grazie alla recente scoperta del loro pattern fibrolamellare di crescita ossea, abbiamo la certezza di come questi tetrapodi fossero endotermi, ossia capaci di regolare tramite metabolismo la loro temperatura corporea.

Per cui, il famigerato dimetrodon, lo sfenacodonte che come i pelicosauri aveva una vela sulla schiena, non la poteva utilizzare come strumento per regolare la temperatura: per cui o fungeva da strumento per la selezione sessuale, come le corna dei cervidi, ossia il dimetrodon con la cresta più grande aveva più possibilità di rimorchiare, o come bieco trucco per ingannare le prede, che potevano scambiare da lontano il feroce predatore per un pacifico pelicosauro.

Verso la metà del Permiano i pelicosauri scomparvero e gli sfenacodonti si evolsero nei terapsidi, con caratteristiche più simili a quelle dei mammiferi moderni. La loro finestra temporale era più larga di quella dei pelicosauri. I loro arti inferiori non erano più laterali come quelli dei rettili, ma si sviluppavano in verticale. Erano eterodonti, con tre diversi tipi di denti: incisivi, canini e molari e mantenevano l’eterotermia degli antenati: alcune loro specie erano anche dotate di pelo.

I terapsidi più arcaici furono i dinocefali, il cui nome significa “teste terribili”, poiché la caratteristica saliente dei dinocefali riguardava il cranio. Nella maggior parte delle specie, infatti, questo era grande e dotato di un ispessimento osseo. Questa caratteristica, detta pachiostosi cranica, sembrerebbe essere stata un adattamento per un comportamento intraspecifico “testa contro testa”, forse per predominio del territorio o per l’accoppiamento. In alcune specie, poi, il cranio era munito di protuberanze o corna.

La loro forma più primitiva fu estemmenosuco, che viveva nell’attuale Russia Europea. dotato di un corpo massiccio e di zampe robuste e forti per sostenerlo. L’intero animale era grande circa quanto un toro, e forse ancor più pesante. Le caratteristiche più notevoli dell’estemmenosuco riguardavano il cranio. Questo era ornato di svariate protuberanze, di grosse dimensioni, che si proiettavano verso l’alto e all’infuori. Due di queste protuberanze erano simili a mazze ed erano poste lateralmente, mentre sulla cima del cranio vi erano strutture larghe e alte, simili a corna.

Anche la dentatura dell’estemmenosuco era particolare: i denti anteriori erano lunghi e acuminati, simili agli incisivi dei carnivori; a questi seguivano un paio di canini per mascella, ancor più lunghi e simili a vere zanne. I denti all’altezza delle guance, invece, erano di dimensioni ridottissime. Questo fa pensare come fosse una sorta di onnivoro, capace sia di nutrirsi di foglie, sia di carogne.

L’evoluzione successiva portò allo sviluppo dei tapinocefali, il cui nome significa “testa umile”, erano caratterizzati da un corpo tozzo e massiccio a forma di botte e da un cranio senza protuberanze, ma eccezionalmente spesso, che svolgevano il ruolo dei grandi erbivori dell’epoca e dell’eotitanosuco, un superpredatore simile a un coccodrillo sprovvisto di corazza e con una testa più corta. Le zampe robuste erano tenute sollevate dal terreno e sporgevano leggermente all’infuori per sorreggere il corpo. Il cranio era alto e profondo, ed era equipaggiato con una formidabile dentatura: due lunghi canini

superiori a forma di sciabola dovevano essere le principali armi di questo predatore.

I dinocefali furono gradualmente sostituiti dai teriodonti, nome che significa “denti da bestia”. Le mascelle dei teriodonti erano molto simili a quelle dei mammiferi, al contrario di quelle dei dinocefali Il loro osso dentale era divenuto più grande, e questa caratteristica conferiva loro un morso più efficiente. Inoltre alcune altre ossa presenti sulla mandibola dei rettili si spostarono verso l’orecchio, permettendo ai teriodonti di sentire meglio e di aprire maggiormente l’apertura boccale. Questo insieme di caratteristiche permise ai teriodonti di diventare il gruppo di sinapsidi di maggior successo. Ben presto questi animali si diversificarono in tre ulteriori gruppi: i gorgonopsi, i terocefali e i cinodonti. I primi, più arcaici, ma tra i principali predatori dell’epoca, il cui nome significa “aspetto da Gorgone”erano dotati forti zampe posteriori, che consentivano loro di sollevarsi come orsi, e di una grande testa allungata, con una dentatura notevole. Erano provvisti di lunghi canini ricurvi, che in alcune forme assomigliavano a vere e proprie sciabole.

I terocefali, rispetto ai precedenti gorgonopsi svilupparono alcune caratteristiche che li rendevano ancor più simili ai mammiferi rispetto ai loro antenati. Ad esempio, le finestre temporali posteriori erano più ampie e ospitavano muscoli masticatori più grandi, mentre la postura, probabilmente, si era fatta più eretta. Altra importante caratteristica era l’evoluzione di un iniziale palato secondario, che permetteva a questi animali di respirare durante la nutrizione.

Tuttavia, nonostante fossero particolarmente evoluti rispetto ai gorgonopsi e ai terapsidi primitivi, i terocefali non aumentarono mai di dimensioni, e si specializzarono andando a occupare la nicchia ecologica dei piccoli predatori e degli insettivori.

Infine, i cinodonti, che possedevano quasi tutte le caratteristiche degli attuali mammiferi, compresa la presenza dei peli, di un orecchio interno come il nostro e di un palato secondario un palato secondario sopra la bocca. Questo permetteva all’aria di entrare nei polmoni attraverso il retro della bocca, cosicché i cinodonti potessero masticare e respirare contemporaneamente.

Un’ecologia quindi complessa e diversificata, che entrò in crisi 252 milioni di anni fa, quando un lago di magma cominciò ad agitarsi sotto l’attuale Siberia; fiumi di roccia liquida si insinuarono attraverso il mantello e la crosta terrestre, per poi riversarsi sulla superficie attraverso fessure larghe un paio di chilometri. Le eruzioni continuarono per milioni di anni, vomitando tanta lava da sommergere la gran parte dell’attuale Asia e avvelenando con i gas tossici l’atmosfera.

Le temperature salirono vertiginosamente, gli oceano divennero acidi: quest’apocalisse provocò la scomparsa dell’81% delle specie marine e del 70% delle specie di vertebrati terrestri; fu l’unica estinzione di massa nota di insetti.Si è stimato che si estinsero il 57% di tutte le famiglie e l’83% di tutti i generi. Poiché andò persa così tanta biodiversità, la ripresa della vita sulla Terra fu un processo molto più lungo – si ipotizzano 10 milioni di anni -rispetto ad altre estinzioni di massa.

Tra i vertebrati terrestri sopravvissero Il listrosauro, un terapside dicinodonte erbivoro della taglia di un maiale, alcuni piccoli terapsidi cinodonti carnivori, tra cui gli antenati dei mammiferi e gli arcosauri, piccoli rettili capaci di assumere la posizione eretta, che li aiutava a correre più veloci, a coprire distanze maggiori e a raggiungere le prede con più facilità, da cui discenderanno sia i coccodrilli, sia i dinosauri..