Due fossili di dinosauri teropodi mostrano la presenza del pisiforme, un osso del polso essenziale per il volo negli uccelli. Ciò sfida le teorie precedenti e suggerisce che l’evoluzione del volo nei dinosauri potrebbe dipendere da strutture simili a quelle aviari
Un dettaglio osseo svela nuove ipotesi sull’evoluzione aviaria.
Un’analisi di due fossili di dinosauri teropodi rivela che possedevano un tipo di osso carpale nei polsi — un osso considerato fondamentale per il volo negli uccelli.
Questa scoperta, effettuata da un team di ricercatori guidato dal dottor James Napoli (1) del Dipartimento di Scienze Anatomiche presso la Renaissance School of Medicine della Stony Brook University, contraddice ricerche precedenti secondo cui i teropodi non avevano un osso carpale simile a quello degli uccelli, chiamato pisiforme. La loro scoperta, pubblicata su Nature (2), apre la possibilità che l’evoluzione del volo nei dinosauri fosse tutta “questione di polso”.
Per anni, l’identità di uno degli ossi carpali nel polso degli uccelli è rimasta un mistero scientifico, finché i ricercatori hanno dimostrato che si trattava del pisiforme. In origine era un osso sesamoide, simile a una rotula, che ha cambiato posizione nel polso sostituendo l’ulnare, un altro osso carpale. Nella sua posizione attuale negli uccelli, il pisiforme consente un collegamento meccanico che permette alle ali di piegarsi automaticamente quando si flette il gomito.
La forma del pisiforme, con una profonda incisione a V, consente inoltre di agganciare le ossa della mano, impedendone la dislocazione durante il volo. Per questo è considerato un elemento fondamentale dell’arto anteriore dell’uccello e cruciale per il volo.
I fossili analizzati appartengono a due tipi di dinosauri: un troodontide, un piccolo rapace simile a un Velociraptor, e un oviraptoride, un bizzarro onnivoro dal lungo collo e becco privo di denti.
L’identificazione dell’osso pisiforme nei teropodi è stata possibile grazie all’eccezionale stato di conservazione dei fossili e all’uso della tomografia computerizzata ad alta risoluzione, che ha permesso di isolare digitalmente le ossa del polso. I fossili analizzati sono stati messi a disposizione attraverso un accordo di collaborazione con l’American Museum of Natural History e l’Accademia delle Scienze della Mongolia.
Le visualizzazioni 3D hanno rivelato che alcuni minuscoli ossi simili a perline sono in realtà pisiformi migrati — i primi mai identificati in dinosauri non appartenenti agli uccelli — e rappresentano una fase di transizione evolutiva.
Il dottor Napoli, autore principale dello studio, paleontologo dei vertebrati, biologo evoluzionista e docente di ricerca presso il Dipartimento di Scienze Anatomiche sostiene: «Crediamo che sia la prima volta che si identifica un pisiforme migrato in un dinosauro carnivoro non aviario. Sebbene attualmente non sappiamo con precisione quante volte i dinosauri abbiano imparato a volare, è interessante notare che i tentativi di volo in queste creature sembrano comparire solo dopo che il pisiforme è migrato nell’articolazione del polso. È quindi possibile che ciò abbia dato origine ai meccanismi automatici presenti negli uccelli viventi, anche se questa ipotesi richiederà ulteriori ricerche e analisi delle ossa del polso dei dinosauri».
Inserendo le loro scoperte nel contesto evolutivo, i ricercatori hanno stabilito che il pisiforme ha assunto la sua posizione “aviaria” non negli uccelli stessi, ma già all’origine di un gruppo chiamato Pennaraptora — che comprende dinosauri teropodi come i dromeosauridi (tra cui il Velociraptor), i troodontidi e gli oviraptorosauri. È proprio in questo gruppo che iniziano ad apparire tratti simili a quelli degli uccelli, come le ali piumate, e in cui il volo si sarebbe evoluto almeno due volte — forse persino fino a cinque.
I professor Napoli e i co-autori scrivono che i loro risultati «rendono evidente che la sostituzione topologica e funzionale dell’ulnare da parte del pisiforme è avvenuta molto più profondamente nella storia evolutiva dei teropodi di quanto si ritenesse in precedenza, e che si è trattato di un processo graduale… Negli ultimi decenni, la nostra conoscenza dell’anatomia e dell’evoluzione dei dinosauri teropodi è cresciuta in modo esponenziale, rivelando che caratteristiche classiche degli uccelli, come le ossa sottili, il cervello ingrandito e le piume, sono presenti in gruppi più ampi di teropodi. I nostri risultati indicano che anche la struttura del polso aviario non fa eccezione, seguendo schemi topologici già delineati all’origine del gruppo Pennaraptora».
Riferimenti:
(1) James Napoli
(2) Reorganization of the theropod wrist preceded the origin of avian flight
(3) Descrizione foto: Nel suo laboratorio di scienze anatomiche a Stony Brook, il dottor James Napoli tiene in mano una copia stampata in 3D della mano di un troodontide, che rivela l’osso pisiforme nella posizione “migrata”, un tempo ritenuta esclusiva degli uccelli. - Credit: John Griffin.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: It’s All in the Wrist: Dinosaur Bone May Alter View of the Evolution of Flight