L’usura dentale svela la dieta degli antichi proboscidati

Una nuova tecnica che permette di ricostruire le abitudini alimentari dall’usura dentale contribuisce a chiarire l’avvicendamento degli erbivori nel Pleistocene

Il Pleistocene, la prima delle due epoche del periodo Quaternario, compresa tra 2,58 milioni e 11.700 anni fa, è stato caratterizzato dalla presenza e in seguito dall’estinzione della megafauna; i ritrovamenti fossili consentono di ricostruire la successione degli eventi e ipotizzare i fattori che possono averli determinati.

In particolare, sono stati compiute ricerche nella Cina meridionale, dove la presenza di numerosi siti ha consentito di ipotizzare il susseguirsi di tre diversi tipi di fauna nei tre periodi in cui quest’epoca viene tradizionalmente suddivisa: inferiore, medio e superiore. Si è a lungo ritenuto che le forze alla base di questi avvicendamenti fossero le perturbazioni ambientali dovute ai cambiamenti climatici, ma di recente si è formulata l’ipotesi che la questione sia più complessa, e che le abitudini trofiche dei diversi animali possano aver avuto un importante ruolo in questo processo.

Tre diversi generi di proboscidati hanno caratterizzato i diversi periodi: nel Pleistocene inferiore il genere prevalente è stato il Sinomastodon, che si estinse probabilmente alla fine del periodo; nel medio Pleistocene i proboscidati più diffusi erano del genere Stegodon, che non si estinse prima del tardo Pleistocene, coesistendo quindi col genere Elephas che gli sopravvisse, resistendo fino a tempi storici nel sud della Cina. Quest’ultimo genere, come noto, include i moderni elefanti asiatici.

I proboscidati sono un buon modello di studio per approfondire l’argomento di come i fattori ambientali abbiano influenzato i cambiamenti della fauna, sia per l’abbondanza e diversità dei loro fossili nei depositi della zona, sia perché si tratta di erbivori “generalisti”, la cui dieta riflette le condizioni ambientali locali. Un recente studio, pubblicato su Quaternary International, espone i risultati ottenuti con una moderna tecnica chiamata analisi della struttura superficiale della microusura dentale (DMTA). Questa tecnica permette di identificare il cibo consumato da animali estinti a partire dalle dentature fossili, garantendo maggiore affidabilità rispetto alle precedenti analisi bidimensionali, che si basavano sull’identificazione e la misura di graffi e avvallamenti, con un largo margine di soggettività. La tecnica effettua calchi tridimensionali del lato occlusale dei molari; le impronte così ottenute vengono poi analizzate al microscopio digitale e i risultati vengono confrontati con quelli degli erbivori moderni, di cui è nota l’alimentazione, per identificare di cosa si cibassero gli antichi elefanti. Il fatto che la relazione tra dieta e anisotropia della superficie dentale si conservi entro un largo spettro di taxa e di dimensioni nei mammiferi erbivori attuali, consente di estenderla anche a questi antichi proboscidati.

Lo studio ha concluso che Sinomastodon e Stegodon si nutrivano principalmente di foglie, colte da alberi e arbusti, mentre l’usura superficiale dei molari di Elephas suggerisce una dieta più varia, comprendente sia erba che foglie. Tali risultati sono coerenti con l’analisi isotopica che consente di stabilire l’alimentazione di un animale di cui sia stata ritrovata la dentatura fossile, in base al rapporto dei diversi isotopi del carbonio contenuti nello smalto dei denti. Le piante possono essere divise in piante C3, sostanzialmente alberi e arbusti; e piante C4, adatte a climi più aridi, come l’erba. I due tipi di piante compiono cicli diversi di fissazione del carbonio, che danno luogo a un diverso rapporto degli isotopi. (Pikaia ne ha già parlato). L’analisi isotopica suggerisce come lo Stegodon del Pleistocene nella Cina meridionale si nutrisse di piante C3, mentre Elephas consumava sia C3 sia C4.

La spiegazione tradizionale degli avvicendamenti degli erbivori afferma che, mentre le foreste declinavano a favore delle più aride praterie verso il tardo Cenozoico, i grandi erbivori passavano da una dieta basata sulle foglie degli alberi a una basata in prevalenza sull’erba, evolvendo una dentatura capace di trattare vegetazione più dura e abrasiva; in particolare, la corona dentale diventava più alta (ipsodontia) mentre le cuspidi rotondeggianti dei denti si riunivano a formare creste, più adatte per tagliare l’erba (lofodontia).

Tuttavia i nuovi risultati suggeriscono l’importanza di considerare anche i fattori biotici: la competizione tra Stegodon e Sinomastodon, entrambi raccoglitori di foglie, avrebbe avuto una parte importante nell’estinzione di quest’ultimo, dotato di una dentatura meno efficiente; mentre la diversità di nicchia tra Stegodon ed Elephas, grazie alle loro diverse abitudini alimentari, avrebbe aiutato entrambi a sopravvivere dal medio al tardo Pleistocene.

Successive ricerche saranno necessarie per confermare queste ipotesi, in particolare occorrerà estendere l’esame a un più vasto insieme di reperti; tuttavia non c’è dubbio che l’uso del DMTA fornisca un nuovo, prezioso strumento per ricostruire la dieta degli erbivori fossili.


Riferimenti:
Hanwen Zhang, Yuan Wang, Christine M. Janis, Robert H. Goodall, Mark A. Purnell. An examination of feeding ecology in Pleistocene proboscideans from southern China (Sinomastodon, Stegodon, Elephas), by means of dental microwear texture analysis. Quaternary International, 2016; DOI: 10.1016/j.quaint.2016.07.011

Immagine: Xavier Sandel Elephant feeding – Licenza: CC BY-NC 2.0