Dinosauri

Inizialmente Owen li catalogò come specie naturale, poi Seely li suddivise in due gruppi: i Saurischi e Ornitischi. Dal quel momento non costituivano più una specie naturale. Successivamente invece si ipotizzò che i dinosauri discendessero dal gruppo dei Herrerasauridi, che erano appunto gli antenati dei dinosauri. Il loro metabolismo era molto simile a quello degli uccelli. Bakker invece fece sparire la classe degli uccelli all’interno della sottoclasse dei dinosauri. Secondo lui gli uccelli erano i dinosauri sopravvissuti alla grande estinzione nel periodo Cretacico. Ad un certo punto però molti studiosi rifiutarono le ipotesi di Bakker e attualmente invece l’albero genealogico degli uccelli e dei dinosauri sono molto distanti in quanto i dinosauri fanno parte dei rettili.

Le due famiglie

Grazie alla fattezza delle ossa del bacino si suddividono queste due famiglie. Gli Ornitischi avevano un osso pubico rivolto alla parte posteriore e il bacino era strutturato in maniera molto simile a quello degli uccelli. In ogni caso l’assenza dei denti per dividere quelli davanti da quelli dietro, l’osso che unisce le due parti della mandibola determinano la classificazione come specie naturale. Mentre i Saurischi hanno l’osso pubico rivolto in avanti simile a quello dei coccodrilli; non sono considerati comunque una categoria naturale. Più anziani sicuramente i Saurischi, i primi esemplari risalgono al periodo Triassico circa 200 milioni di anni fa. Mentre successivamente nacquero i primi Ornitischi che si evolsero nel periodo Giurassico circa 195 milioni di anni fa. Gli Ornitischi erano erbivori mentre i Saurischi furono sia erbivori che carnivori, evolvendosi in predatori agilissimi, in esseri di dimensioni enormi e in antenati dei volatili.

La divisione dei continenti

La curiosità dell’uomo lo portò , fin dai primordi, a cercare testimonianze di vita prima della sua venuta. L’importanza dei fossili è determinata proprio dal fatto che sono i più importanti reperti per studiare la preistoria. All’inizio si credeva nel diluvio universale ma più avanti , grazie alla scienza paleontologica, ci furono importanti scoperte anche nella geologia. Le importanti osservazioni di Wegener, che furono inizialmente rifiutate dagli studiosi del tempo, vennero confermate, pochi anni dopo la sua morte, dalla scoperta delle dorsali oceaniche. Il meccanismo della costituzione del fondo oceanico, grazie all’emergere di lava liquida, fu la causa di molti fenomeni geologici. Questi movimenti determinarono addirittura l’inversione tra i due poli. Analizzando a fondo la materia rocciosa si è arrivati a ricostruire il mondo dei dinosauri.

I Rettili

Nel periodo Perniano comparsero le prime forme di rettili: i seymouri. L’immensa glaciazione che cominciò nel Perniano e terminò nel Triassico, determinò la selezione naturale dei rettili presenti sulla terra. Quelli con un metabolismo che limitava al massimo la perdita di liquidi furono i sopravvissuti. Un fatto determinante però fu la temperatura corporea, che essendo mantenuta con un sistema a sangue freddo, in ambienti rigidi la sopravvivenza era difficile, mentre in ambienti calorosi consentiva ai rettili di risparmiare l’energia non utilizzata per scaldare il corpo, e quindi limitare le necessità nutritive. Gli iptiosauri, (pesci marini), i plesiosauri (animali acquatici), i pterodattili (rettili con ali a membrana), fanno parte dei rettili estinti. Enormi lucertole come la Dimetrodom sono gli antenati dei mammiferi, mentre dall’Euparkeria (tecodonte di grandezza media) discendono i dinosauri.

I periodi Triassico, Giuriassico, Cretaceo

Circa 225 milioni di anni fa nel periodo Triassico le terre subirono una profonda spaccatura; nel golfo della Tetide, la Pangea si divise in due parti: Gondwana e Laurasia. Successivamente si divise in due zolle anche la Gondwana, nel frattempo l’India sale verso nord mentre Australia e Antartide si spostano a sud. Tutto questo condizionò profondamente le condizioni climatiche a tal punto da agevolare il procrearsi di rettili. Il forte abbassamento della temperatura e dell’umidità , provocate dalla glaciazione, fece prosperare le gimnosperme, delle piante molto robuste e alte; mentre sparirono le umide foreste del periodo precedente. Circa 195 milioni di anni fa, nel periodo Giurassico la terra venne pervasa da enormi dinosauri e immense foreste di conifere. I soliti movimenti terrestri separarono il nord America dall’Eurasia, l’India continua la sua salita verso nord mentre Australia e Antartide scendono ulteriormente verso sud. Proprio in questo periodo vissero gli Arkcaeopteryx, che raggiunsero dimensioni assolutamente ragguardevoli. Il periodo del Cretacico, circa 135 milioni di anni fa, vede un ancor più evidente divisione tra Eurasia e nord America, l’India che continua a spostarsi verso nord ed emerge l’oceano Atlantico che divide Africa e sud America. Già in quel tempo gli uccelli libravano nel cielo mentre le gimnosperme facevano posto alle fanerogame. I dinosauri comunque continuavano a dominare la terra.

La temperatura corporea dei dinosauri

Come sempre accade tra studiosi di estrazioni diverse, una delle diatribe più accese fu quella relativa all’esistenza di alcuni dinosauri dal sangue caldo. Se pensiamo che circa l’80% dell’energia creata dal nutrimento, serve agli animali endotermi per mantenere costante la temperatura corporea e quindi permettere tutte quelle operazioni determinate dal metabolismo, ci rendiamo conto al variare delle condizioni esterne questi animali hanno la capacità di adattarsi e quindi di colonizzare terre più ampie dei loro fratelli che invece vengono influenzati dalla temperatura esterna. Da qui capiamo che per la sopravvivenza la caratteristica determinante fu il tipo di riscaldamento corporeo e i dinosauri dal sangue costantemente caldo potevano spingersi in terre dal clima molto più rigido. Non a caso oggi gli animali più diffusi sono tutti endotermi, cioè con sangue caldo, e questo ha permesso la loro diffusione in tutte le diverse tipologie di ambiente.

I gruppi

La vita di gruppo aveva certamente i suoi vantaggi e svantaggi. Senza dubbio sia per prede che per predatori l’essere tanti era molto più sicuro. Per i primi poteva scoraggiare l’attacco dei predatori mentre per i secondi permetteva l’abbattimento di prede di grossa taglia anche da parte di dinosauri di piccole medie dimensioni. Questi raggruppamenti avevano però lo svantaggio di una maggiore difficoltà nel soddisfare le esigenze alimentari nonché nel reperire un partner per la prolificazione. Ci furono dei ritrovamenti fossili che evidenziarono come fossero protetti dal branco gli esemplari più giovani e quindi meno prestanti. Si pensa comunque che alcuni carnivori di grandi dimensioni e molto agguerriti potessero cacciare in solitudine.

Come è fatto un dinosauro

Le sostanziali differenze tra i rettili e i dinosauri sono i movimenti articolari e il metabolismo. Già Eupakeria si alzava su due gambe e poteva percorrere lunghe distanze correndo in questa posizione aiutandosi con la coda. Altra importante evoluzione si nota nella disposizione articolare del Coelophisis. Grazie a questa diversità delle ossa dei bacini, i movimenti diventarono molto più ampi e numerosi. In ogni caso il cranio rimase la parte della loro struttura che cambiò maggiormente. Il continuo alleggerirsi di questa parte del corpo permise a enormi dinosauri carnivori, come ad esempio, il Tyrrannosaurus, di compiere movimenti estremamente repentini. Anche i denti e la cavità orale divennero sempre più forti e resistenti.

Carnivori ed erbivori

Gli studi fatti da Bakker evidenziano che il rapporto tra erbivori e carnivori era di circa 20 a 1. Dato confermato anche dall’attuale presenza nel mondo dei mammiferi. Gli animali endotermi, dovendo riscaldare costantemente il loro corpo, consumavano circa 10 volte di più degli ectotermi (a sangue riscaldato dall’ambiente esterno). Quindi il rapporto tra predatori e prede fu calcolato in base alle necessità nutritive dei primi anche se alcuni studiosi affermarono che la casualità dei ritrovamenti potrebbe aver falsato il risultato. Molti non credevano che il rapporto fra carnivori ed erbivori fosse così diretto anche perché c’erano altri animali tipo i pesci, i rettili e gli invertebrati, che potevano benissimo diventare golose prede per i dinosauri carnivori. Ci sono d’altronde altre constatazioni ed ipotesi che contrastano con la teoria del rapporto erbivori-carnivori in base al fatto che gli uni erano le prede degli altri. Ad esempio se consideriamo l’enorme quantità di energia dissipata per riscaldare il corpo da parte degli endotermi, ci rendiamo conto che se un elefante dell’Africa passa circa 15 ore a nutrirsi, consumando circa 2 e ½ quintali di foraggio, in tempo e che quantità di cibo dovevano ingerire i dinosauri erbivori che erano almeno 20 volte più grandi degli elefanti ???

Attacco e difesa

La selezione naturale portò alla presenza esclusiva di erbivori in grado di difendersi molto abilmente e di carnivori in grado di cacciare con astuzie degne degli attuali cacciatori. Durante i 140 milioni di anni in cui esisterono i dinosauri, ci furono delle notevoli evoluzioni fisiche dato che l’enorme massa corporea determinava giornaliere esigenze di non facile soddisfazione. In ogni caso questa massa serviva alla preda per essere più difficilmente abbattibile, mentre per il predatore serviva per avere la meglio sulle prede con più facilità. Durante questi anni si svilupparono anche le cosiddette “armi” e cioè corna, corazze con spine molto appuntite, code molto lunghe e protezioni ossee per gli erbivori (prede); mentre lunghissime zanne e artigli molto appuntiti per i carnivori (predatori). I gruppi di erbivori si difendevano dalle aggressioni, disponendosi in cerchio a protezione dei più piccoli, creando una vera e propria barriera di corna.

Quando viene rinvenuto un reperto

Grazie al lavoro di moltissimi paolontologi oggi sappiamo che ci furono dei periodi preistorici molto importanti: Il Triassico, il Giurassico e il Ciracico. Il primo cominciò 225 milioni di anni fa mentre il terzo terminò circa 65 milioni di anni fa. Quindi nelle rocce che si sono formate in quei periodi ci sono buone probabilità di rinvenire reperti fossili. Se poi si vanno a cercare queste rocce in luoghi tipo paludi o laghi le probabilità aumentano. Le rocce indicate comunque non devono essere di tipo marino dato che i dinosauri erano animali terrestri. Utilizzando l’analisi comparata è possibile arrivare a determinare la data precisa di quando si è formata la roccia che ricopre il nostro fossile. Ci sono alcuni elementi chimici tipo il rubidio-stronzio o il uranio-torio-piombo che, conoscendo il loro periodo di dimezzamento, ci fanno risalire alla corretta data della roccia. Questa è la prima fase che è detta datazione.

Come si crea un reperto

A volte un organismo invece di decomporsi velocemente come solitamente accade per le varie ragioni che conosciamo, viene ricoperto da dei sedimenti che ne rallentano notevolmente la decomposizione. Succede poi che si crea una cavità tutt’intorno all’organismo, che prende la precisa forma dello stesso. In alcuni casi l’organismo non si decompone affatto ma diventa parte integrante del sedimento tramutandosi in roccia. Infatti moltissimi reperti fossili sono proprio parti di strutture ossee, uova, escrementi che si sono trasformati in roccia. In aggiunta sono state lasciate da questi animali vere e proprie tracce tipo l’impronta della zampa o della coda.

I primi reperti

Già nel seicento affiorarono i primi reperti fossili. Gli studiosi del tempo li attribuirono alle impronte lasciate dal corvo di Noè. Grazie al reverendo Plot, con la Storia Naturale della Contea di Oxford del 1677, nacque una nuova ipotesi, ed era quella che supponeva che questi enormi mammiferi fossero stati portati in Inghilterra dai Romani. L’inventore dell’Anatomia Comparata, il sig. Couvier, dopo circa 50 anni affermò che invece erano antenati di rettili fino a quel momento sconosciuti. Finalmente vennero creati i primi strumenti di analisi e valutazione cosicché venne battezzato il primo Mosasaurus, che si supponeva vivesse in terre di mare, che fosse gigante e carnivoro. Grazie ad altri due studiosi, Gildeon Mantell e Mary Woodhouse, nel 1822 venne scoperto un dente fossile di un erbivoro che non poteva essere un mammifero del tempo, inquanto le Iguane, unici rettili erbivori conosciuti al tempo, vivevano in America del Sud. Ai primi esemplari venne dato il nome di Iguanodon, cioè dente di iguana.

Ad un certo punto il sig. Owen crea un nuovo gruppo chiamato tassonomico dove classificare questi nuovi animali: Dinosauria; questo nome deriva dal greco e significa deinos=terribile e sauria=lucertole. Nel frattempo i reperti fossili vengono alla luce con più frequenza e quindi gli studi, le analisi e le ipotesi si susseguono freneticamente. Nel 1858 Joseph Leidy fu il primo ad ipotizzare che ce ne fossero anche di bipedi date le tracce di zampe a tre dita. Nel 1896 la teoria sull’evoluzione della specie viene pubblicata da Darwin. A questo punto ci si accorge che le diverse ipotesi e supposizioni dei vari paleontologi creano e avrebbero creato in futuro moltissime polemiche. Ma la teoria di Darwin aveva dei cosiddetti "anelli mancanti" e il ritrovamento di Archaeopteryx, che era il primo dinosauro con ali, penne, e bocca con denti fa luce su questi punti ancora misteriosi.

Altri due studiosi diventarono famosi per le loro avventure a caccia di reperti, erano Marsh e Cope. Grazie a questi due personaggi furono portati alla luce moltissimi reperti fossili, scoperti alcuni cimiteri, mummie e scheletri interi. Si ipotizzo che moltissimi anni fa c’erano questi rettili grandi, piccoli, bipedi, quadrupedi, erbivori, carnivori, lenti e veloci che popolavano la nostra terra. Nel 1888 Harry G. Seely suddivise i dinosauri in due gruppi: I Saurischi e gli Ornitischi. La differenza sostanziale era la forma del bacino e la struttura ossea di quella parte del corpo. Nel 1984, dopo aver scoperto Deinonychus, Ostrom ipotizzo che alcuni dinosauri avessero un metabolismo simile ad altri animali a sangue caldo. Oggi si pensa che anche gli uccelli discendano dai dinosauri.

Le diverse classificazioni

Grazie a Linneo abbiamo oggi una classificazione degli animali raggruppati per genere e successivamente per specie che indica esseri provenienti da uno stesso progenitore ma vissuti in ambienti con condizioni geologiche diverse. Molti passi avanti sono stati fatti grazie all’anatomia comparata. In questo modo viene ricostruito l’albero genealogico di ogni animale, tranne per quelli che sono definiti “anelli mancanti”. Primo fra tutti il famoso Archaeopteryx progenitore degli uccelli. Questi esseri modificavano la propria struttura in base alle condizioni di vita e quindi contribuiscono in maniera evidente ad approvare la teoria dell’evoluzione di Darwin. Per quanto riguarda la classificazione di animali viventi, si ricorre all’analisi delle mutazioni delle molecole per risalire poi all’albero filogenetico. Ma per specie estinte, di cui si dispone solo di fossili la cosa è molto più difficile. In questo caso le opinioni e la sapienza raggiunta fino a quel momento possono portare a risultati molto diversi. Potendo valutare solo aspetti fisici e non avendo la possibilità di confrontarli con niente di attuale, basta una nuova scoperta o teoria per rivoluzionare molte regole del paleontologo.

Si pensa che ci furono diverse configurazioni: carnivori a due piedi erano più facilmente endotermi mentre dinosauri quadrupedi e di grosse dimensioni più frequentemente ectotermi. La distanza dalla testa al cuore fu un fatto determinante perché la pressione necessaria per irrorarla era proporzionale alla distanza. Quindi, di conseguenza anche l’apparato respiratorio, denotava differenze molto marcate da avvicinarsi molto più agli uccelli che agli altri rettili. Alcuni dinosauri avevano la possibilità di respirare mangiando. Il cervello poi è un’altra prova delle differenze tra endotermi e ectotermi perché era molto più sviluppato in quei dinosauri con temperatura corporea costante. In ogni caso i carnivori erano molto più dotati degli erbivori e si scoprì che c’erano anche dinosauri, come Deinonychus, molto veloci, scattanti e con massa cerebrale tale da renderli molto abili nella caccia di prede. Analizzando le loro ossa ci si accorse che la crescita continuava probabilmente per tutta la loro vita (più di 100 anni). In aggiunta il ritrovamento di nidi fossili porta a pensare che anche i dinosauri erbivori erano endotermi dato che la cova necessaria per lo schiudersi delle uova aveva effetto solo a temperature costanti.

La stella Nemesis

Marc Davis e Richard Muller ipotizzarono che una grande “nana rossa”, che è un tipo di stella, ogni 26 milioni di anni circa si avvicina al sistema solare provocando gravi alterazioni degli equilibri climatici. Il ciclo relativo alle estinzioni di massa infatti ha una periodicità uguale, appunto 26 milioni di anni. Si pensa che questa stella provoca un movimento di corpi celesti, definiti anche comete, verso il sole. Circa 20 di queste comete avrebbero potuto provocare nel giro di circa 1 milione di anni la catastrofe di incendi, terremoti e maremoti che avrebbe scosso la terra a tal punto da determinare l’estinzione totale dei suoi abitanti animali e vegetali.

Analisi dell'Iridio

Nel periodo Cretacico i dinosauri si estinsero definitivamente assieme alla maggior parte degli animali viventi in quel periodo. Il passaggio degli animali da rettili a mammiferi determinò la sopravvivenza solo di quegli organismi di peso inferiore ai 25 chili, con struttura scheletrica silicea come esseri marini e piante che resistevano anche a temperature molto rigide. L’ipotesi principale dell’estinzione dei dinosauri fu determinata nel 1977 da Frans Asaro, Louis Alvarez e Helen Michel che scoprirono che c’era una diversa quantità di Iridio nelle terre del periodo tra il Cretacico e il Terziario. Si pensa che questa sostanza fu la traccia della causa dell’estinzione totale sia dei dinosauri che di moltissimi altre varietà di animali. Per quanto riguarda la provenienza di questa sostanza esistono tre importanti ipotesi.

I Meteorite

Essendo questo materiale, l’iridio, non presente sulla terra ma molto frequente invece in masse meteoritiche, si pensa che tra il Cretacico e il Terziario un meteorite di circa 10 km di diametro, attratto dalla forza gravitazionale terrestre, colpì la terra in maniera talmente violenta da provocare incendi a catena. Questi ultimi vengono testimoniati dalla presenza di fuliggine nelle terre di quel tempo. Il fumo creato da questi incendi offuscò per moltissimi anni la luce del sole creando problemi fatali sia alla vegetazione che agli animali tra cui appunto i dinosauri. Alla fine il tutto si depositò sul terreno ricoprendolo, appunto, con miliardi di tonnellate di iridio. La terra venne pervasa da incendi, maremoti, terremoti, tornadi, la temperature scese enormemente e questo, si ipotizza, fu la causa dell’estinzione dei dinosauri. In ogni caso un solo meteorite difficilmente poteva creare tanto scompiglio, il numero minimo è di almeno 5 e questo non è molto probabile anche nel giro 1 milione di anni.

L'ipotesi terrestre

Altri studiosi affermano che dato che le varie ipotesi provengono tutte dal ritrovamento di enormi quantità di iridio perché non cercarlo all’interno della cavità terrestre? Queste ipotesi fece osservare che ad esempio la quantità di questa sostanza presente nelle lave di alcuni vulcani hawaiiani era di gran lunga minore di quella rinvenuta nei gas provenienti dall’interno della terra. Le stesse conseguenze causate dagli eventi descritti nelle precedenti ipotesi erano invece costituite, secondo appunto questi studiosi, da una grandissima attività vulcanica. Tra l’altro la periodicità con cui questi vulcani eruttavano in maniera così enorme è proprio di 26 milioni di anni, quindi tornano i conti con le grandi estinzioni.

L'ipotesi ecologica

C’è poi un’altra ipotesi molto più semplice ma per questo non meno attendibile. La divisione dei continenti ha senza dubbio determinato cambiamenti climatici fortissimi e questo seleziona automaticamente le specie molto abituate ad un certo clima e ad un certo territorio. Gli unici infatti a sopravvivere sarebbero quegli esseri molto elastici e adattabili alle diverse condizioni climatiche. In ogni caso si suppone che la concomitanza di diversi eventi abbia provocato tutto questo anche se non c’è nessuna ipotesi che spieghi totalmente i vari fenomeni. Ad esempio un periodo di frequenti cambiamenti ecologici potrebbe aver causato le varie estinzioni, ma questo non spiega la periodicità delle grandi estinzioni.