Gli uccelli sono un grande gruppo di animali adattati al volo, con circa diecimila specie viventi su tutto il pianeta. Nonostante questa grande diversificazione moderna, una domanda permane: quando e come ebbero origine gli uccelli?
Tra il 1860 e il 1861, in Germania (a Solnhofen, in Baviera), fu scoperta una piuma nella formazione calcarea locale, da cui si estraeva roccia per la litografia, data la grana finissima della stessa.
Tale caratteristica sedimentologica ha permesso una perfetta conservazione, persino nei tessuti molli, di organismi fossili rarissimi e risalenti al Giurassico, il Periodo geologico compreso tra i centocinquanta e i duecento milioni di anni fa.
Archaeopteryx lithographica.
Nel corso degli anni furono rivenuti dieci scheletri di questo uccello-rettile molto strano, completi e non; il nome di questa creatura è Archaeopteryx.
Questo animale aveva le dimensioni di una gazza e molte caratteristiche riconducibili ai moderni uccelli, come un cervello relativamente sviluppato (soprattutto per i lobi ottici), un alluce rivolto all’indietro, le penne copritrici e remiganti (indispensabili al volo), le furcula (clavicole saldate, caratteristica presente anche in alcuni dinosauri però) e in ultimo pare anche lo sterno (secondo i recenti ritrovamenti).
Ma Archaeopteryx aveva anche caratteri da rettile, come la dentatura tecodonte (denti negli alveoli, come i coccodrilli), dita della mano ben differenziate (con robusti artigli) e la coda composta da numerose vertebre.
Gli studi effettuati hanno permesso una descrizione della specie, anzi di due, dopo anni di discussioni: Archaeopteryx lithographica e A. siemensii.
L’evoluzione degli uccelli sembra mantenere toni piuttosto timidi durante il Cretaceo, per attraversare diversi fasi di espansione durante il Cenozoico, il tempo dei mammiferi.
Tuttavia moderne scoperte in Cina e in Spagna sembrano riempire il gap scientifico esistente.
Yi qi.
Per molto tempo, infatti, Archaeopteryx è stato ritenuto il fossile di proto-uccello più antico, ma negli ultimi anni la nuova frontiera paleontologica della Cina sta fornendo alcuni tasselli più antichi, seppur sempre appartenenti al Giurassico, come Anchiornis huxleyi, Xiaotingia zhengi, Yi qi (che in cinese significa “ala strana”) e Aurornis xui.
Come sempre questi nuovi tasselli rispondono a una piccola parte delle domande ma ne generano di nuove.
Anchiornis huxleiy.
Come avrete ben capito le origini degli uccelli sono controverse.
Una prima ipotesi sostiene una derivazione dai primi coccodrilli, delle forme primitive rispetto ai moderni coccodrilli [Leggi].
A sostegno di questa tesi gli scienziati affermano che alcune caratteristiche del cranio riconducono a quelle dei coccodrilli. Una seconda ipotesi fa derivare gli uccelli da un gruppo di tecodonti, perché vi sono affinità morfologiche ad alcuni ornitosuchidi.
Una terza ipotesi, decisamente più peculiare, accomuna uccelli e mammiferi, poiché entrambi i gruppi sono endotermi.
Inoltre entrambi hanno il cuore tetracamerato, un cervello sviluppato, un isolamento cutaneo di cheratina e tutta una serie di caratteristiche fisiologiche.
La maggior parte degli scienziati non è d’accordo con questa teoria, poiché entra in contrasto con molte altre evidenze paleontologiche.
Aurornis xui.
Una quarta ipotesi fa derivare gli uccelli dai dinosauri teropodi, poiché vi sono tantissime affinità, specialmente con la famiglia Dromaeosauridae (molto più evoluta dei primi teropodi), tra cui il Velociraptor mongoliensis (famoso per il film Jurassic Park, nonostante l’errata ricostruzione fatta nel film).
Dato l’elevato numero di caratteristiche scheletriche riscontrabili tra teropodi e uccelli, quest’ultima ipotesi è la più accreditata.
Molto bene, ma sorge un’altra domanda: come si è originato il volo?
Alcuni scienziati, che hanno studiato a fondo Archaeopteryx, ritengono che il volo primitivo fosse composto di una serie di balzi atti a inseguire grossi insetti, di cui si nutrivano questi uccelli-rettili.
Naturalmente la grandezza delle proto-ali e della coda aumentavano l’ampiezza di questi salti. Altri scienziati seguono la pista delle abitudini di vita arboricole, come gli esemplari scoperti in Cina recentemente; ovvero essi ritengono che il volo possa essere iniziato spiccando salti tra le chiome degli alberi, con tratti di planata abbastanza lunghi.
Archaeopteryx ricostruzione.
Tuttavia questa teoria mostra delle opposizioni, infatti alcuni esperti affermano che l’attività di planare ostacola uno sviluppo del volo attivo, poiché ciò comporta un allungamento delle parti prossimali per reggere il patagio (la membrana, come quella dei pipistrelli); naturalmente siamo sempre nel campo delle ipotesi.
Altri scienziati ritengono che la teoria dei balzi sempre più lunghi non possa trovare appoggio, poiché per eseguire dei salti coordinati, per di più con successo nella predazione dell’insetto, rende necessario un ottimo sviluppo della tecnica stessa.
Quindi, in definitiva, molti ritengono che una giusta via di mezzo sia quella tra le due suddette, ovvero fasi di balzi ma anche di planata in uno stile di vita prevalentemente arboricolo.
Inoltre molti scienziati ritengono che gli artigli di Archaeopteryx siano tipici di animali arboricoli.
Il presente potrebbe essere chiave per interpretare il passato; gli uccelli moderni mostrano fasi evolutive che riducono molti elementi dell’arto anteriore e della mano: il metacarpale del terzo dito è l’unico ad avere falangi.
Inoltre vi è la presenza di ossa pneumatiche, lo sterno si modifica e si carena, i muscoli sollevatori delle ali cambiano forma, il corpo si accorcia, le vertebre sacrali si fondono e la coda non è molto lunga.
Becco a sella africano (Ephippiorhynchus senegalensis) – Botswana 2016
E le penne? Come si sono originate?
Pare che le proto-penne siano una componente originatasi per trattenere il calore nei piccoli dinosauri, dove la struttura della penna e della piuma ricordava solo vagamente quello che conosciamo noi oggi; penne e piumaggio sono quindi una struttura preadattata, poiché funzionale ai progenitori degli uccelli.
Quindi le cause sono da ricercare nell’adattamento a nuovi climi, o a nuovi ambienti, e, soprattutto, a un ridimensionamento della taglia corporea dell’animale stesso, proprio per evitare la dispersione del calore, che generalmente è maggiore all’aumentare della taglia.
È proprio di qualche tempo fa la notizia del ritrovamento, in un mercatino del Myanmar, di un pezzo di ambra delle dimensioni di un’albicocca e contenente un frammento di coda di dinosauro teropode, di un cucciolo, ma completo di ossa e di piume.
Il fossile di ambra, risalente al Cretaceo di 99 milioni di anni fa, “immortala uno dei primi momenti di differenziazione tra le penne dei dinosauri e quelle degli uccelli volatori”, stando a quanto afferma il paleontologo che dirige il progetto di studio.
Ambra del Myanmar.
Tuttavia lo stesso studioso afferma che, se tutto il dinosauro originario fosse stato coperto da penne e piume come quelle rinvenute sulla coda, la creatura non avrebbe potuto volare, quindi il piumaggio serviva a svolgere la funzione di ornamento o di termoregolazione.
Naturalmente anche questa è un’ipotesi, poiché manca tutto il resto del fossile, appunto.
L’area da dove proviene il pezzo è tra le più ricche del pianeta, in quanto a fossili di ambra, purtroppo la zona è anche teatro di guerre tra ribelli e governo birmano.
Si spera in futuro che queste devastazioni inutili possano trovare fine, in modo da permettere agli scienziati di accedere ai siti di scavo, per scoprire quanto più è possibile sulla storia del nostro pianeta.