Le feci e il vomito dei dinosauri mostrano come hanno conquistato il mondo | Scienza

Dopo averli accumulati per anni, un gruppo di scienziati ha studiato da vicino centinaia di feci, vomito e resti di stomaco risalenti ai tempi in cui apparivano i dinosauri e dominavano il pianeta. La loro forma e il loro contenuto, a volte insetti o pesci ancora da digerire, hanno permesso loro di rispondere a una domanda chiave per sapere come fossero quegli ecosistemi: chi mangia chi. La risposta, appena pubblicata sulla rivista Naturapuò spiegare uno dei più grandi misteri della vita su questo pianeta: come piccoli animali, in origine rari, siano saliti in superficie, diversificandosi straordinariamente in dimensioni e forme, occupando quasi tutte le nicchie ecologiche, al punto che un solo asteroide è riuscito a espellerli dal trono dopo milioni di anni di dominio.

Sappiamo tanto della fine dei dinosauri quanto poco del loro inizio. Secondo la documentazione fossile, apparvero circa 230 milioni di anni fa nella porzione meridionale della Pangea, il supercontinente in cui erano allora raggruppate le masse terrestri. I resti più antichi sono stati trovati in quelle che oggi sono l’Argentina e il Brasile. Dieci anni fa ne fu trovato un altro, il Nyasasaurus parringtoninell’attuale Tanzania, ancora più antico. Ma sia il paese africano che i due americani si trovavano allora nella regione meridionale della Pangea, quindi non invalida l’idea che provenissero dal sud. Quei primi sauropsidi erano piccoli, non più grandi di un cane, e, come scrisse il paleontologo dell’Università di Bristol (Regno Unito), Michael Benton, furono per lungo tempo “insignificanti”, sia per numero che per la loro dominanza di specie. spazio. Tuttavia, circa 200 milioni di anni fa, all’inizio del Giurassico, rappresentavano già fino al 90% degli animali del pianeta. Esistono molte teorie su come conquistarono la Terra, ma quasi tutte puntano a due idee: o hanno avuto una serie di innovazioni e adattamenti che li hanno fatti superare gli altri oppure un fattore esterno, come il cambiamento climatico, ha eliminato la loro concorrenza. Il nuovo lavoro utilizza un approccio originale e inedito per fugare i dubbi: l’analisi di feci (coproliti), vomito (rigurgiti) e resti di stomaco (cololiti), che, raggruppati insieme, sono conosciuti con il nome asettico di bromaliti (cibo pietrificato). .

Anni fa, due ricercatori del Centro di biologia evoluzionistica dell’Università di Uppsala (Svezia), Martin Qvarnström e Grzegorz Niedźwiedzki, hanno condotto uno studio pilota con feci fossilizzate. “Abbiamo realizzato l’enorme potenziale dei coproliti nel ricostruire le reti alimentari del passato. Il progetto è cresciuto sempre più, dando vita a questo modello dell’emergere dei dinosauri”, afferma Qvarnström, primo autore del nuovo studio, in una e-mail. “Il materiale di ricerca è stato raccolto in 25 anni; Ci sono voluti molti anni per metterlo insieme in un’immagine coerente”, sottolinea Niedźwiedzki in una nota dell’università svedese. Utilizzando sofisticati sistemi di imaging come la microtomografia di sincrotrone, sono stati in grado non solo di analizzare ma anche di vedere cosa c’era nei coproliti. Hanno trovato resti di diversi animali, pesci quasi interi o artropodi completi, come gli scarafaggi. Anche ossa con segni di denti o frammenti di teschi. Non solo prestavano attenzione al suo contenuto, ma erano anche interessati alla forma della cacca.

“Dobbiamo usare la loro forma, dimensione e contenuto per capire chi li ha prodotti e cosa hanno mangiato i loro produttori”, spiega Qvarnström. “In questo modo possiamo ricostruire la struttura degli ecosistemi del passato, passo dopo passo, e infine ricostruire intere reti alimentari, un lavoro noioso ma affascinante!”, spiega. “Le forme possono dirci qualcosa sull’animale che ha prodotto le feci. Ad esempio, gli squali e molti pesci hanno un intestino a spirale e producono escrementi a forma di spirale”, aggiunge.

I ricercatori hanno analizzato più di 500 bromaliti recuperati dal cosiddetto bacino polacco, una regione nella parte nord-orientale della Pangea, in quella che oggi è la Polonia. Rispolverati da cinque diversi strati della documentazione fossile, hanno permesso loro di ricostruire le reti alimentari in cinque tempi diversi, dal Triassico medio (circa 230 milioni di anni fa) all’inizio del Giurassico (circa 200 milioni di anni fa). È in quel periodo di 30 milioni di anni che compaiono i dinosauri e finiscono per dominare non solo la regione, ma l’intero pianeta.

Nel primo degli strati sono stati rinvenuti una grande diversità di tipi di alimenti ingeriti e persino parassiti intestinali, ma risaltano i resti di conifere. Dall’analisi delle feci della seconda fase, hanno trovato solo un possibile dinosauro che credono appartenga al genere silesaurusconsiderato più un precursore che un dinosauro stesso. Ma nelle bromaliti dell’ultimo e più recente strato, già nel Giurassico, tutto è cambiato. La diversità del contenuto è diversa e le varietà sono radicalmente diverse, con abbondanti resti di cicadee (imparentate con le palme), felci e specie legate al ginkgo, tutti indicatori del cambiamento del clima e dell’ambiente. Inoltre, hanno trovato grandi coproliti e quelli di nuovi predatori.

“Sembrano bromaliti più grandi che contengono cose nuove, supportando l’idea che i dinosauri esplorassero nuove nicchie e si adattassero alle mutevoli condizioni ambientali in un modo che gli animali precedentemente specializzati non potevano”, sostiene Qvarnström. E i resti di altri gruppi di animali scompaiono. Ad esempio, l’erbivoro più grande e abbondante nella regione e in molte altre parti del pianeta erano i dicinodonti che, insieme agli etosauri, rappresentano la stragrande maggioranza della biomassa erbivora. La loro dieta era molto diversa da quella dei primi dinosauri erbivori, i sauropodomorfi, il che non li aiutò a evitare la loro scomparsa dalla documentazione fossile nell’ultima fase, essendo la più abbondante nella prima.

Il modello proposto dagli autori nelle conclusioni del loro lavoro è molto elegante e convincente: dopo la grande estinzione di massa dal Permiano al Triassico (anche maggiore di quella che avrebbe spazzato via i dinosauri), la vita ha impiegato milioni di anni per riprendersi . Quando lo fece, c’era già un nuovo tipo di animale, dapprima piccolo e onnivoro. Alla fine del Triassico, gli erbivori dominanti cedettero il posto ai dinosauri erbivori. Una serie di fluttuazioni climatiche alterarono la flora e l’intero ambiente, facilitandone la diversificazione e la crescita dimensionale. Nella parte finale del processo, l’enorme disponibilità di grandi consumatori primari ha stimolato lo sviluppo di quelli secondari, i giganti carnivori.

Ma cosa è successo? I dinosauri sono dotati di innovazioni, come un sistema respiratorio più efficiente o la capacità di trasportare il proprio peso sulle zampe posteriori, che hanno dato loro un vantaggio? Oppure, come sostengono altri, un fattore esterno ha eliminato i concorrenti favorendoli? Le feci non hanno la risposta. Ma, supportato da altri elementi della documentazione fossile, come le ossa degli animali stessi, resti di flora e altri segni dell’ambiente di quel tempo, sembra che tutto indichi che il clima, i cambiamenti del clima, forse prodotti da il vulcanismo provocato dall’inizio del disfacimento della Pangea, eliminò gran parte della concorrenza.

Il ricercatore dell’Istituto di Geoscienze dell’Università Complutense e del CSIC, José López Gómez, ricorda che l’estinzione che segna il confine tra il Triassico e il Giurassico “fu, molto probabilmente, la chiave per lo sviluppo definitivo dei dinosauri, dal momento che potrebbero occupare gli spazi che altri hanno lasciato”. Autore di un libro sulla precedente estinzione di massa (La vita sull’orlo dell’abissoa cura di CSIC-Catarata), López Gómez precisa la sua argomentazione: “L’estinzione è stata necessaria per la sua ascesa, perché i concorrenti sono stati eliminati”. Di questi rettili sopravvisse solo il coccodrillo. “Ma né questi né i mammiferi, che avevano anch’essi iniziato il loro viaggio nel Triassico superiore, potevano rispondere come i dinosauri alle alterazioni avvenute negli ecosistemi dopo l’estinzione dal Triassico al Giurassico”, completa il ricercatore, che non ha partecipato allo studio di Natura.

Il paleontologo britannico Michael Benton riconosce l’innovazione apportata dai coproliti allo studio di questa parte del passato. Ma evidenzia anche i risultati che sono stati ottenuti analizzandoli. “Lo studio mostra la sottile interazione con il clima, principalmente arido e infine umido, e come esso abbia influenzato principalmente le piante dominanti, che a loro volta hanno dato opportunità per nuovi erbivori in determinati punti”, afferma Benton in una e-mail. Per lui, la sequenza avvenuta nel bacino polacco conferma ciò che accadde in un altro momento in quello che oggi è il Sud America: “Le faune iniziali dei dinosauri si espansero notevolmente, ma l’estinzione di massa alla fine del Triassico fu necessaria per mettere in moto la fase finale”. fasi di sostituzione: la scomparsa dei carnivori non dinosauri e l’espansione dei dinosauri carnivori più grandi”.

Per Lawrence Tanner, direttore del Centro per lo studio dei cambiamenti ambientali presso il Le Moyne College (Stati Uniti), la scoperta chiave è che “i dinosauri hanno sostituito gli arcosauri non dinosauri in una serie di fasi, non tutti in una volta”. E aggiunge: “Ci fu una significativa perdita degli altri gruppi nell’estinzione della fine del Triassico, ma ci fu anche una grande rotazione dal tardo Norico al primo Retico. [las dos edades finales del periodo Triásico]e cambiamenti più graduali nelle fasi precedenti”. Ma Tanner solleva anche il limite più grande del lavoro: “Gli autori deducono che i cambiamenti climatici e della vegetazione hanno guidato le fasi chiave della diversificazione dei dinosauri nel bacino polacco. Ma vediamo le stesse transizioni evolutive contemporaneamente in altri bacini?” Sarà la prossima domanda a cui rispondere.