Dinosauri

I Dinosauri (dal greco δεινός, terribile e σαῡρος lucertola) sono un gruppo di rettili di varie dimensioni, appartenenti alla sottoclasse degli arcosauri, che dominarono l'ecosistema terrestre per oltre 165 milioni di anni e apparvero tra la fine del Triassico medio e l'inizio del Triassico superiore. Si estinsero completamente circa 65 milioni di anni fa, alla fine del periodo Cretaceo, e ci sono noti solo attraverso resti fossili studiati e scavati dai paleontologi, e più recentemente anche da collezionisti.

Il termine dinosauro è anche usato erroneamente per descrivere ogni grande rettile preistorico, come il pelicosauro Dimetrodonte, gli pterosauri alati, e gli acquatici ittiosauri, plesiosauri, e mosasauri.

L'attuale risveglio di interesse per i dinosauri, iniziato negli anni '70, fu in parte innescato dalla scoperta da parte di John Ostrom del Deinonychus: predatore attivo e feroce, forse endotermo (popolarmente detto"a sangue caldo"), in forte contrasto con la prevalente immagine che si aveva dei dinosauri come rettili pigri ed ectotermi (popolarmente detti "a sangue freddo"). Inoltre, la paleontologia dei vertebrati si è globalizzata, con nuove importanti scoperte in regioni prima inesplorate, tra cui Sud America, Madagascar, Antartide e con la scoperta ancor più significativa in Cina di dinosauri pennuti sorprendentemente ben conservati, che hanno ulteriormente rafforzato il legame tra i dinosauri e i loro discendenti viventi, le oltre 9000 specie di moderni uccelli. La diffusa applicazione della cladistica, che analizza rigorosamente le relazioni tra organismi biologici, si è dimostrata estremamente utile nella classificazione dei dinosauri.

DEFINIZIONE
Il superordine o clade "Dinosauria" deve il suo nome al paleontologo inglese Richard Owen nel 1842. Il termine è una combinazione delle parole greche deinos ("terribile" o "spaventosamente grande" o "formidabile") e sauros ("lucertola" o "rettile"). In contrasto con la percezione popolare, il nome fu scelto per esprimere il rispetto di Owen di fronte alle dimensioni e alla maestà di questi animali e non il timore della loro mole o del terribile arsenale di cui erano dotati.

C'è un consenso quasi universale tra i paleontologi sul fatto che gli uccelli siano i discendenti dei dinosauri teropodi.
Tuttavia, gli uccelli sono morfologicamente molto diversi dai rettili loro progenitori e definire gli uccelli "dinosauri avicoli" e tutti gli altri dinosauri "dinosauri non-avicoli" richiede alcune precisazioni. Gli uccelli sono sempre uccelli, almeno nell'uso popolare e nell' opinione degli ornitologi. È anche formalmente corretto, almeno nel più vecchio sistema di classificazione di Linneo, che accetta taxa che escludono alcuni discendenti di un singolo progenitore comune (taxa parafiletici). Di conseguenza, questa voce usa il termine "dinosauro" come sinonimo per "dinosauro non avicolo" e "uccello" come sinonimo per "dinosauro avicolo".

Il medico e naturalista inglese Thomas Henry Huxley aguerrito sostenitore della teoria dell'evoluzione coniò il termine ornitoscellide per chiamare questi rettili, il nome faceva riferimento alla parentela filogenetica con gli ucelli. Owen sostenitore del creazionismo scartò questo termine con disprrezzo.

CARATTERISTICHE E COMPORTAMENTO
I dinosauri sono estremamente vari; alcuni erbivori, altri carnivori; alcuni bipedi, altri quadrupedi.

DIMENSIONE
Solo una minima percentuale di animali si sono fossilizzati e la maggior parte di questi sono ancora sepolti sottoterra. Di conseguenza, probabilmente non si potranno mai scoprire il più piccolo e il più grande dinosauro non avicolo. Anche tra quelli che sono stati recuperati, per pochissimi è noto lo scheletro completo e sono molto rare anche le tracce di tessuti soffici come la pelle. Sono quindi inesatte le ricostruzioni di scheletri ottenute confrontando la dimensione e la morfologia delle ossa con ossa di specie simili meglio conosciute; e le ricostruzioni di muscoli e altri organi non sono più che ipotesi istruite.

Benché le dimensioni del più grande e del più piccolo rimarranno probabilmente sconosciute, e benché i confronti tra esemplari noti sia impreciso, è chiaro che in media i dinosauri erano molto grandi. Ma anche per gli standard dei dinosauri, i sauropodi erano giganteschi. I più piccoli sauropodi erano più grandi di qualunque altro essere nel loro habitat e i più grandi erano di un ordine di grandezza maggiore di qualunque altro essere abbia mai camminato sulla Terra.

Il più alto e il più pesante dinosauro di cui sia noto lo scheletro completo è tuttora il Brachiosaurus (ora Giraffatitan) che fu scoperto in Tanzania tra il 1907 e il 1912, ed è ora montato nel Museo Humboldt di Berlino. Era alto 12 m, e probabilmente pesava tra le 30 e le 60 tonnellate. Il più lungo è il Diplodocus che misura 27 m e che fu scoperto nel Wyoming, e montato nel Carnegie Natural History Museum di Pittsburgh nel 1907.

Esistono dinosauri più grandi, ma ne sono state recuperate solo poche ossa. Gli attuali primatisti risalgono tutti a dopo il 1970 e includono il massiccio Argentinosaurus, il cui peso potrebbe essere stato di 80–100 tonnellate; il più lungo, il Supersaurus (40 m); e il più alto, il Sauroposeidon (18 m), che avrebbe potuto raggiungere il sesto piano di un palazzo.

Nessun altro gruppo di animali terrestri si avvicina a queste dimensioni. Il più grande elefante registrato pesava appena 12 tonnellate, e la più alta giraffa era alta appena 6 m. Anche i grandi mammiferi preistorici come l' Indricotherium e il mammut imperiale erano nani in confronto ai giganteschi sauropodi. Solo pochi animali acquatici si avvicinano a tali dimensioni; tra questi la balenottera azzurra è la più grande, arrivando fino a 190 tonnellate e a 33.5 m di lunghezza.

Escludendo i moderni uccelli come il colibrì, i più piccoli dinosauri conosciuti erano circa delle dimensioni di un corvo o di un pollo. Il Microraptor, il Parvicursor e il Saltopus erano tutti di lunghezza inferiore ai 60 cm.

COMPORTAMENTO
Il comportamento dei dinosauri non-avicoli sarà sempre un mistero semplicemente perché oggi non ne esiste più nessuno. I paleontologi devono basarsi sulle prove dedotte da tracce fossili, da scheletri in combattimento (Velociraptor e Protoceratops), e da nidi fossilizzati. Queste evidenze sono molto varie e suggeriscono diversi tipi di comportamenti. Gli erbivori potrebbero aver avuto un significativo comportamento sociale, poiché migravano in grandi branchi analogamente ai mammiferi moderni (ad esempio le specie africane). Una ipotesi sostiene che questo comportamento poteva fornire un sistema di allarme contro taluni predatori. Forse anche i dinosauri carnivori avevano caratteristiche sociali, come accade oggi per i lupi e i grandi felidi. Unità familiari potrebbero avere viaggiato insieme per lunghi periodi in modo da aiutarsi reciprocamente a sopravvivere. Qualunque interpretazione sul comportamento dei dinosauri si basa su speculazioni e promette di causare controversie nel prevedibile futuro.

STUDIO SCIENTIFICO

CAMPI DI STUDIO
I dinosauri sono studiati dai paleontologi. Le specializzazioni includono la scoperta, la ricostruzione e la conservazione dei fossili di dinosauro e l'interpretazione di quei fossili per capire meglio l'evoluzione, la classificazione e il comportamento dei dinosauri.

EVOLUZIONE
I dinosauri si separarono dal ramo degli arcosauri durante il periodo Triassico.
Il primo dinosauro conosciuto apparve approssimativamente 230 milioni di anni fa, tra il Triassico medio e il Triassco superiore, circa 20 milioni di anni dopo l'estinzione di massa del Permiano-Triassico che causò la scomparsa di circa il 70 percento di tutta la varietà biologica del pianeta. Le datazioni radiometriche dei fossili della primitiva specie di dinosauro Eoraptor lunensis, scoperto in Argentina, stabiliscono la sua presenza nei ritrovamenti fossili di quel periodo. I paleontologi credono che Eoraptor potesse assomigliare all'antenato comune di tutti i dinosauri. Se ciò fosse vero, le sue caratteristiche farebbero pensare che i primi dinosauri fossero piccoli predatori bipedi. Tra i possibili antenati dei dinosauri sono considerati: Marasuchus, del Triassico medio dell'Argentina; il poco conosciuto Saltopus della Scozia, grande quanto una mano, apparve leggermente dopo.

Poche linee di dinosauri primitivi si diversificarono rapidamente dopo il Triassico, e si espansero rapidamente fino a riempire la maggior parte delle nicchie ecologiche vacanti.

L'Estinzione di massa del Cretaceo terziario, 65 milioni di anni fa, alla fine del Cretaceo, causò l'estinzione di tutti i dinosauri, eccetto il ramo dei teropodi che, evolvendosi, avevano già portato alla comparsa dei primi uccelli.

La nostra conoscenza dei dinosauri deriva da una varietà di ritrovamenti fossili e non fossili, tra cui ossa fossilizzate, (coproliti), tracce di deambulazione, gastroliti, piume, impronte della pelle, tessuti molli e organi interni. Molti campi di studio contribuiscono a farci capire il mondo dei dinosauri, tra cui la fisica, la chimica, la biologia e le scienze della terra (delle quali la paleontologia è una branca).

Resti di dinosauri sono stati ritrovati in ogni continente, incluso l'Antartide. Numerosi fossili delle medesime specie di dinosauro sono stati ritrovati su continenti del tutto differenti, dando in questo modo vigore alla teoria secondo la quale tutte le masse continentali erano unite un tempo in un supercontinente denominato Pangea. Questa massa iniziò a frammentarsi nel Triassico, circa 230 milioni di anni fa.

I dinosauri sono arcosauri, come i moderni coccodrilli. Questi si differenziano per avere cranio diapside, avendo due fori dove si attaccano i muscoli della mascella, chiamati finestre temporali. Gli uccelli e la maggior parte dei rettili sono diapsidi; i mammiferi, con solo una finestra temporale, sono chiamati sinapsidi; le tartarughe, senza finestra temporale, sono anapsidi. I dinosauri hanno anche denti che crescono da zoccoli, anziché essere estensioni dirette delle ossa mascellari, come pure varie altre caratteristiche. Entro questo gruppo, i dinosauri si differenziano principalmente per la loro andatura. Invece di avere zampe che si estendono lateralmente, come le lucertole e i coccodrilli, le loro zampe si protendono direttamente sotto il loro corpo.

Nella stessa epoca dei dinosauri vivevano molti altri tipi di rettili. Alcuni di questi sono comunemente, ma scorrettamente, considerati dinosauri: tra questi i plesiosauri (rettili acquatici che non sono vicini ai dinosauri dal punto di vista evolutivo), e gli pterosauri, rettili volanti che si sono evoluti separatamente da un rettile progenitore nel tardo Triassico.

I dinosauri si dividono in due ordini (tassonomia) principali, i Saurischia e gli Ornithischia, sulla base della struttura delle loro anche.

SAURISCHIA
I Saurischia (dal greco, significa "bacino di lucertola") sono dinosauri che hanno conservato la struttura delle anche dei loro antenati. Essi includono tutti i Teropodi (carnivori bipedi) e i Sauropodi (erbivori dal collo lungo).

L'altro ordine dei dinosauri è quello degli Ornithischia (dal greco, col significato di 'bacino d'uccello'; noti anche come Predentata), la maggior parte dei quali erano erbivori quadrupedi.

SANGUE CALDO
Gli scienziati hanno alimentato un costante e vigoroso dibattito riguardo alla regolazione della temperatura del sangue dei dinosauri: la discussione, resa popolare da Robert T. Bakker si è incentrata dapprima sulla possibilità che vi fosse una tale regolazione, e in seguito sul metodo di regolazione.

Dalla prima scoperta dei dinosauri, i paleontologi ipotizzarono che fossero creature ectotermiche: "terribili lucertole" come il loro nome suggeriva. Questa ipotesi assiomatica implicava che i dinosauri fossero per lo più organismi lenti e pigri, confrontabili con i moderni rettili, che hanno bisogno del sole per riscaldare i loro corpi. Tuttavia, diverse scoperte successive misero in discussione questo punto di vista: il ritrovamento di dinosauri in territori dal clima freddo, di dinosauri polari in Australia, dove sopportavano sei mesi di inverno gelido e scuro, la scoperta di dinosauri piumati le cui piume fornivano una regolazione per isolamento e infine l'analisi, nelle ossa di dinosauro, di strutture dei vasi sanguigni che sono tipiche degli organismi endotermici. Tutte queste scoperte confermarono la possibilità che alcuni dinosauri regolassero la loro temperatura corporea con metodi biologici interni, in alcuni casi parzialmente aiutati dalla loro ampia massa corporea. Le strutture scheletriche suggeriscono per i teropodi e altre creature stili di vita attivi, più compatibili con un sistema cardiovascolare endotermico. I sauropodi mostrano invece meno caratteri endotermici. Forse alcuni dinosauri erano endotermici e altri no. La discussione scientifica sui dettagli continua, sebbene molti paleontologi ora concordino sul fatto che i sistemi endotermici sono più probabili.

Per complicare questo dibattito, il "sangue caldo" può essere mantenuto con più di un meccanismo. La maggior parte delle discussioni sull'endotermia dei dinosauri li confronta con il tipico uccello o mammifero, che consuma energia per alzare la temperatura corporea al di sopra della temperatura ambiente. I piccoli uccelli e i mammiferi possiedono anche qualche tipo di isolamento, come grasso, pelliccia o piume, per ridurre la perdita di calore. Tuttavia, i grandi mammiferi, come gli elefanti, devono affrontare un problema diverso poiché il rapporto tra la loro superficie corporea e il loro volume è particolarmente piccolo (principio di Haldane). Considerando animali via via più grandi, si nota che l'area della loro superficie cresce più lentamente rispetto al loro volume; a un certo punto, la quantità di calore disperso per irradiazione attraverso la pelle scende al disotto della quantità di calore prodotta all'interno del corpo, costringendo così gli animali ad usare metodi addizionali per evitare il surriscaldamento. Nel caso degli elefanti, essi non hanno pelliccia, hanno grandi orecchie che aumentano la loro superficie corporea, e mostrano anche un adattamento comportamentale, come usare la proboscide per spruzzarsi di acqua e immergersi nel fango. Questi comportamenti aumentano il raffreddamento per evaporazione.

Presumibilmente, i grandi dinosauri hanno dovuto fronteggiare la stessa situazione: la loro dimensione suggerisce che disperdessero calore in modo relativamente lento, e quindi avrebbero potuto essere grossi endotermi, animali che sono più caldi dell'ambiente circostante a causa della loro dimensione, e non grazie ai particolari adattamenti messi in atto da mammiferi e uccelli.

DINOSAURI PIUMATI E CONNESSIONE CON GLI UCCELLI
Archaeopteryx può retrospettivamente essere considerato il primo esempio di "dinosauro piumato". Esso fu scoperto nel 1861 nel calcare litografico di Solnhofen, nella Germania meridionale, che è un Fossil-Lagerstätte, ovvero un giacimento fossilifero che permette la conservazione eccezionale anche delle parti molli degli organismi. Archaeopteryx è un fossile di transizione, con caratteristiche chiaramente intermedie tra quelle degli antichi rettili e dei moderni uccelli. Portato alla luce solo due anni dopo della pubblicazione del famoso testo L'origine delle specie di Darwin, la sua scoperta diede vigore al dibattito, allora nascente, tra i propugnatori della biologia evoluzionistica e il creazionismo. Questo uccello primitivo è così simile a un dinosauro che, senza un'evidente impronta delle penne nella roccia circostante, i resti sarebbero stati facilmente scambiati per quelli di piccoli dinosauri come Compsognathus.

A partire dal 1990, sono stati scoperti diversi dinosauri piumati, rafforzando l'idea della stretta relazione tra i dinosauri e gli uccelli. La maggior parte di questi esemplari erano originari della provincia di Liaoning nella Cina nordorientale, che faceva parte nel Cretaceo di un continente insulare. Le piume si erano conservate anche in questo caso per effetto delle particolari condizioni di fossilizzazione. È quindi possibile che i dinosauri possano essere stati dotati di piume anche in altre parti del mondo, anche se le piume non si sono conservate.

I dinosauri piumati scoperti finora includono Sinosauropteryx, Protarchaeopteryx, Caudipteryx, Beipiaosaurus, Dilong e Jinfengopteryx, che provengono tutti dalla formazione Yixian della Cina settentrionale. La famiglia dei dromeosauridi in particolare sembra essere stata riccamente piumata e almeno un dromeosauride, il Cryptovolans, potrebbe essere stato in grado di volare. Qualche anno fa, inoltre, è stato scoperto uno strano fossile di Microraptor che dimostra come questo piccolo dinosauro possedesse addirittura quattro "ali", probabilmente adatte al volo, a testimonianza del fatto che vi furono molteplici vie evolutive verso gli spazi aerei da parte dei dinosauri.

Poiché le penne sono spesso associate con gli uccelli, i dinosauri piumati sono spesso additati come l'anello mancante tra i dinosauri e gli uccelli. Tuttavia, l'associazione di molte caratteristiche dello scheletro che i due gruppi hanno in comune è il collegamento più importante per i paleontologi. Inoltre, è sempre più chiaro che una relazione tra gli uccelli, i dinosauri e l'evoluzione del volo è più complessa di quanto si fosse ritenuto in passato. Per esempio, mentre un tempo si credeva che gli uccelli si fossero semplicemente evoluti dai dinosauri e avessero poi seguito una strada evolutiva indipendente, alcuni scienziati oggi ritengono che alcuni dinosauri, come i dromeosauri, possano in effetti essersi evoluti dagli uccelli, perdendo la capacità di volare ma conservando le piume.

TEORIE SULL'ESTINZIONE
L'estinzione dei dinosauri terrestri è uno degli enigmi più intriganti della paleontologia. Solo dopo il 1980 la natura di questa estizione divenne chiara. La prima teoria proposta da Walter Alvarez collegava l'estinzione di massa alla fine del periodo Cretaceo ad un impatto meteorico risalente a circa 65.5 milioni di anni fa, basandosi sull'aumento dei livelli di iridio riscontrati negli strati geologi relativi a quel periodo. La maggior parte degli indizi oggi indica che un bolide di 10 chilometri di diametro colpì la penisola dello Yucatán 65 milioni di anni fa, scavando il cratere di Chicxulub, che ha un diametro di oltre 170 chilometri, e causando l'estinzione dei dinosauri e di molte altre forme di vita. Gli scienziati discutono ancora se i dinosauri fossero già in declino oppure fossero in piena salute prima dell'arrivo del meteorite.

Sebbene non sia possibile determinare la rapidità dell'estinzione dai soli reperti fossili, gli ultimi modelli suggeriscono che l'estinzione fu estremamente rapida. Sembra che essa sia stata causata dal calore causato dall'impatto del meteorite e dalla materia espulsa dal cratere e dispersa nell'atmosfera intorno alla Terra. Altre teorie collegano l'estinzione con l'aumentata attività vulcanica, che avrebbe ridotto il livello di ossigeno nell'atmosfera e abbassato la temperatura.

Come i dinosauri altri gruppi di animali si estinsero nello stesso periodo, tra cui ammoniti, mosasauri, plesiosauri, pterosauri, tartarughe erbivore e coccodrilli, la maggior parte delle specie di uccelli e molti gruppi di mammiferi.

INDIZI DI DINOSAURI NON-AVICOLI NEL CENOZOICO
È stato sostenuto che fossili rinvenuti ad El Ojo, in Sud America, rappresentino resti di dinosauri non-avicoli sopravvissuti all'estinzione e ancora fiorenti nell'epoca del Paleocene. Ci sono anche altri sporadici proclami di dinosauri fossili post-Cretacei (tra cui un ritrovamento molto dubbio di uova di dinosauro del successivo periodo Eocene). Certamente non è improbabile che qualche sparso gruppo di alcune specie di dinosauri (presumibilmente piccoli) sia sopravvissuto almeno qualche centinaio di anni dopo l'estinzione di massa, ma le prove ora inducono ad interpretare i ritrovamenti di El Ojo (e la maggior parte degli altri analoghi) come fossili del Cretaceo che hanno contaminato gli strati del Paleocene. Tuttavia, si ritiene tuttora plausibile che alcune popolazioni di dinosauri possano essere sopravvissuti all'estinzione di massa isolati in Antartide, dove sarebbero poi stati uccisi dai cambiamenti del clima.

RIPORTARE ALLA VITA I DINOSAURI
Sono state elaborate molte congetture circa l'effettiva possibilità tecnologica di riportare alla vita i dinosauri. L'idea proposta nel libro di Michael Crichton Jurassic Park di usare il sangue prelevato da una zanzara fossile racchiusa nell'ambra dal tempo dei dinosauri e poi riempire le lacune con geni di rana per creare il DNA di un dinosauro, è probabilmente impossibile.

Per due volte, scienziati hanno dichiarato di aver estratto con successo il DNA da dinosauri fossili, ma in entrambi i casi successivi approfondimenti non hanno confermato tale risultato (Wang et al., 1997). Tuttavia, è stato possibile ricostruire un peptide visuale di un (teorico) dinosauro, usando metodi di ricostruzione analitica filogenetica su sequenze di geni di specie correlate ancora viventi (rettili e uccelli) (Chang et al., 2002).