Una grande coda pinnata: lo spinosauro era davvero un dinosauro acquatico!

Un team internazionale composto anche da numerosi paleontologi italiani ha scoperto la prima coda completa di spinosauro. Test di laboratorio hanno dimostrato che il più grande dinosauro predatore di tutti i tempi nuotava grazie ad una coda lunga, alta e piatta come quella di alcuni tritoni, mai vista in nessun altro dinosauro. La scoperta su Nature


Quattro campagne di scavo, condotte tra il 2015 e il 2019 nel deserto del Kem Kem (Marocco sudorientale) hanno permesso di estrarre da un pendio roccioso quasi 40 vertebre e altre ossa della coda di un grande dinosauro. Queste ossa erano racchiuse nello stesso strato da cui era precedentemente venuto alla luce uno scheletro incompleto di spinosauro (Spinosaurus aegyptiacus), dinosauro predatore con fauci da coccodrillo e una grande vela sul dorso, pubblicato su Science nel 2014.

La pochissima distanza tra i reperti “vecchi” e “nuovi” e la perfetta corrispondenza tra alcuni elementi dello scheletro non lasciavano dubbi: appartenevano al medesimo esemplare, tanto che oggi può essere considerato “il dinosauro predatore più completo di tutta l’Africa continentale”, come dice Nizar Ibrahim, il paleontologo tedesco-marocchino (ora all’Università di Detroit Mercy) che ha coordinato il gruppo di scavo e di studio. Questo è stato confermato anche dall’analisi paleoistologica, condotta alla Yale University: tutte le ossa campionate hanno lo stesso numero di anelli di crescita e indicano un animale subadulto. 

Restaurate pazientemente presso l’Università di Casablanca, una volta ricomposte in sequenza anatomica le ossa della coda dello spinosauro hanno mostrato una struttura mai vista in nessun altro dinosauro. E in effetti, prima d’ora erano venute alla luce solo poche vertebre, rotte e isolate, di questa specie. Qui invece è conservato l’80% delle ossa, allineate su una lunghezza di quasi cinque metri. La fossilizzazione le ha deformate molto poco e ha permesso di studiarne la forma originale e le articolazioni molto snodate, che rivelano una flessibilità laterale decisamente elevata. Grandi fasci muscolari erano presenti alla base della coda, mentre lunghe spine, sia sopra che sotto le vertebre, la rendevano alta e piatta come un lungo nastro o l’estremità di una pagaia. I potenti muscoli e le articolazioni flessibili permettevano di muovere la coda lateralmente con un moto ondulatorio molto potente, come fanno certi anfibi (tritoni) e rettili che vivono in acqua (coccodrilli, serpenti marini). In sostanza lo spinosauro nuotava con la forza della coda. E questa coda inaspettata fornisce la prova più convincente dell’esistenza di un dinosauro in grado di vivere e cacciare in un ambiente acquatico: i grandi fiumi che percorrevano il Nord Africa nel periodo Cretaceo.

In alto: ricostruzione della coda di Spinosaurus (con le poche ossa mancanti in bianco). Al centro: vertebre e sezioni in tre punti diversi della coda, con aggiunta della muscolatura. In basso: il nuovo aspetto dello spinosauro, che nessuno poteva immaginare (in rosso le ossa estratte dai cercatori locali, in verde quelle scavate dal team di ricerca internazionale, in giallo quelle trovate nei detriti). Disegni: Marco Auditore. Foto: Gabriele Bindellini



Per testare la reale forza propulsiva della coda di Spinosaurus, i paleontologi che hanno estratto le ossa fossili hanno coinvolto nello studio i migliori esperti di biomeccanica, che all’Università di Harvard hanno realizzato dei prototipi da immergere in un tunnel dell’acqua. Simile al tunnel del vento, questo apparato sperimentale consente di analizzare tutti i flussi d’acqua prodotti da un oggetto in movimento e registrarne l’efficienza, con appositi sensori. Sagome in plastica delle code, di uguale lunghezza ma di forme diverse, corrispondenti a quella dello spinosauro, di altri dinosauri predatori (Allosaurus, Coelophysis), di coccodrilli e di tritoni, sono state fatte ondulare per un certo tempo da un braccio robotizzato. I risultati di questo esperimento dimostrano che in acqua la coda dello spinosauro aveva una efficienza propulsiva assai più elevata delle code lunghe e sottili dei dinosauri carnivori tipicamente terrestri, molto più simile a quella ottenuta con le code dei vertebrati acquatici viventi, che nuotano bene anche controcorrente. La coda nastriforme dava anche maggiore stabilità allo spinosauro, riducendo la tendenza al rollio del corpo. E a questo poteva contribuire anche la grande vela dorsale, che forse funzionava come una “chiglia inversa”.

In alto: il nuovo look di Spinosaurus. Ha una coda mai vista in nessun altro dinosauro: sembra una pinna nastriforme, simile alla coda di un tritone. In basso: test sulla efficienza propulsiva di una sagoma in plastica della coda di spinosauro, immersa in un flusso d’acqua e fatta ondeggiare da un braccio robotizzato. A destra: prove fatte con altre code indicano che lo spinosauro era un abile nuotatore, paragonabile più ai tritoni e ai coccodrilli che agli altri dinosauri predatori. Modello digitale: Davide Bonadonna. Foto e grafica: Stephanie Pierce. Disegni: Marco Auditore


Negli ultimi decenni numerosi ritrovamenti hanno dimostrato che alcuni dinosauri, diventando piccoli e leggerissimi grazie allo sviluppo di ossa cave, impararono a volare e diedero origine agli uccelli. Spinosaurus rappresenta un processo evolutivo altrettanto bizzarro, che però ha preso una direzione opposta: rivela che altri dinosauri, appesantendo lo scheletro e modificando le proporzioni corporee, andarono a vivere in acqua. Lo spinosauro rappresenta dunque un esperimento evolutivo unico, che non ha equivalenti noti nel regno animale. La coda di questa specie possiede adattamenti anatomici estremi, sviluppati per consentire uno stile di vita decisamente acquatico e specializzati per inseguire le prede in acque aperte e per lungo tempo. 

La scoperta di una coda estesamente pinnata e flessibile attaccata al corpo di un grande dinosauro teropode rappresenta la prima inequivocabile prova che – ad un certo punto della loro storia – i dinosauri invasero anche gli habitat acquatici. Con un modello anatomico completamente nuovo ed originale, che cancella decenni di false certezze che tutti i dinosauri privi di penne fossero costretti ad abitare solo gli ecosistemi di terraferma.

Come i dinosauri piumati hanno cambiato radicalmente il nostro modo di vedere e studiare questi animali, così questa scoperta amplia le conoscenze attuali sulla paleobiologia dei dinosauri e apre orizzonti eccitanti e inaspettati. Sebbene meno accentuati, simili adattamenti all’acqua sono presenti in altri spinosauridi e da oggi potranno essere reinterpretati alla luce di ciò che osserviamo in Spinosaurus. Trattandosi di un gruppo che ebbe una distribuzione geografica quasi globale e una permanenza nel tempo per più di 30 milioni di anni, ci possiamo ragionevolmente aspettare di scoprire che questi incredibili animali invasero gli ambienti acquatici in modo ricorrente e assai impattante la vita sulla Terra.

Una ricostruzione dell’aspetto in vita di Spinosaurus, ha consentito di stimare la sua massa corporea in oltre 3,5 tonnellate, per questo esemplare lungo oltre 10 m. Anche con l’aggiunta di una coda spessa e pesante, la combinazione di gambe corte, corpo allungato e vela sulla schiena fa sì che il centro di massa (o baricentro) del dinosauro si trovi ben più avanti del bacino e della posizione dei piedi sul terreno, diversamente da quanto accade negli altri dinosauri bipedi, come il Tyrannosaurus rex. Ciò significa che per uno spinosauro era difficile stare in piedi e camminare come un bipede, mentre questo problema non si presentava in acqua. Dunque il baricentro spostato in avanti è un’altra prova a favore del fatto che lo spinosauro era molto più a suo agio nei fiumi, dove trascorreva gran parte della
vita.

La scoperta vede fra i protagonisti diversi ricercatori italiani (Cristiano Dal Sasso, Simone Maganuco, Matteo Fabbri, Marco Auditore, Gabriele Bindellini, Diego Mattarelli e Davide Bonadonna, che hanno firmato l’articolo scientifico, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature.

Dal comunicato stampa del Museo di Storia Naturale di Milano


Riferimenti:
Ibrahim, N., Maganuco, S., Dal Sasso, C. et al. Tail-propelled aquatic locomotion in a theropod dinosaur. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2190-3

Immagine d’apertura: Davide Bonadonna