Uccelli: la lunga rincorsa (evolutiva) per spiccare il volo

Una serie di tratti del corpo degli uccelli, indispensabili per volare, si sono evoluti nei loro antenati dinosauri in momenti diversi, indipendentemente fra loro e per rispondere a pressioni selettive non legate al volo. Ma una volta riunite a formare un piano corporeo di base hanno aperto alla neonata classe Aves numerose nuove nicchie ecologiche


Cosa serve agli uccelli per volare? Penne robuste, uno scheletro particolare adatto a sostenere i rigori del volo, sacchi aeriferi in grado di alleggerire il corpo e al tempo stesso sostenere la loro respirazione iperefficiente. Guardando l’anatomia di questi vertebrati volanti si ha in effetti l’illusione che poco non sia stato accuratamente progettato per permettere loro di volare. Ma per sfatare l’illusione è sufficiente guardare ai fossili degli uccelli e dei loro antenati, i dinosauri teropodi, per rendersi conto che il passaggio alla forma attuali è avvenuta senza una vera soluzione di continuità; tanto che non sembra possibile stabilire dove finiscano i dinosauri e dove inizino gli uccelli. Non solo. Guardando al ramo evolutivo che ha portato alla classe Aves, ci si rende facilmente conto di come molte delle loro caratteristiche fisiche, che sembrano ‘progettate’ per il volo, siano comparse in momenti diversi in differenti antenati non volanti e per rispondere a pressioni selettive ambientali, non legate quindi al volo. Ne è un notevole esempio l’evoluzione di penne e piume, individuate negli anni novanta del secolo scorso in numerosi fossili di dinosauro risalenti al Cretaceo e provenienti prevalente da depositi fossiliferi cinesi. In questi animali, molti dei quali erano di grossa taglia, le penne non potevano certo essere utilizzate per il volo e si sono probabilmente evolute per motivi di isolamento termico o in seguito all’azione della selezione sessuale.

Al di là degli esempi aneddotici, la validità generale di un modello evolutivo degli uccelli basato su un lento accumulo di prerequisiti fisici, seguita da un vertiginoso aumento di specie una volta che il piano corporeo di base si era formato, è stata dimostrata con metodi matematici e statistici da Stephen L. Brusatte e colleghi, delle università britanniche e statunitensi di Edimburgo, Oxford e Swarthmore, e del museo di storia naturale di New York. Il lavoro, pubblicato dalla rivista Current Biology, ha esaminato 853 caratteri fisici misurati sui resti di 150 taxa del sottordine dei Theropoda, includendo, oltre agli uccelli e ai loro diretti antenati, anche taxa più vicini a Tyrannosaurus e Velociraptor ed altri rami evolutivi strettamente imparentati, ma distinti, rispetto a quello degli uccelli.

Le analisi, che non prende in considerazione informazioni di tipo genetico ma un grande numero di caratteri anatomici, indicano chiaramente che la linea evolutiva che ha portato agli attuali uccelli presenta una velocità di evoluzione molto maggiore rispetto alla media degli altri teropodi. Quindi, se si volesse stabilire un punto di separazione fra la classe Aves e i loro antenati dinosauri, bisognerebbe scegliere il momento in cui l’evoluzione di questo gruppo ha subito una brusca e imprevedibile accelerazione. 

Daniele Paulis


Riferimenti:
Brusatte SL, Lloyd GT, Wang SC, Norell MA. Gradual Assembly of Avian Body Plan Culminated in Rapid Rates of Evolution across the Dinosaur-Bird Transition. Current Biology 2014 Sep 24. pii: S0960-9822(14)01047-1. doi: 10.1016/j.cub.2014.08.034

Foto di Andrea Romano