E’ possibile distinguere i maschi e le femmine di Protoceratops?

By HARRY NGUYEN (PREHISTORIC AGE 4 Uploaded by FunkMonk) [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

Nuove tecniche di analisi permettono di stabilire se le differenze nei crani dei dinosauri ceratopsidi si riferiscono a dimorfismo sessuale o a ai processi di ontogenesi

Differenze di forma, di taglia e comportamentali distinguono maschi e femmine in molti organismi viventi ed estinti. Ad esempio, i maschi di pavone sono molto più colorati delle femmine e hanno un’ampia e variopinta coda a ventaglio, le femmine invece sono più piccole e di color grigio; i leoni maschi sono più grandi delle femmine e caratterizzati dall’avere una folta criniera, o anche il cervo maschio con i suoi ampi palchi di cui invece le femmine sono prive. Questo fenomeno è conosciuto come dimorfismo sessuale e rappresenta un prodotto della selezione sessuale. Esso, come già ipotizzato da Darwin, è un fattore chiave per il successo nell’accoppiamento e nella scelta del partner in molte specie.

A differenza del dimorfismo sessuale nelle specie viventi, risulta difficilmente identificabile in organismi estinti come i dinosauri, spesso a causa di un campione di fossili molto ridotto. Avere pochi crani fossili con diverse morfologie (creste o corna) e relazionarle al dimorfismo sessuale può essere un’operazione piuttosto azzardata. Ad esempio, è stato dimostrato come differenze di forma tra adrosauri (Parasaurolophus o Lambeosaurus), precedentemente ritenute legate a differenze tra maschi e femmine, siano invece legate a differenze tra specie separate nel tempo e nello spazio. La variazione nel numero delle ossa a chevron (ovvero a forma di V), al di sotto delle vertebre della coda, nel Tyrannosaurus rex, in precedenza attribuita a differenze sessuali, è invece ritenuta oggi un carattere non legato ad esse.

I Ceratopsia, conosciuti popolarmente come i “dinosauri cornuti”, rappresentano un altro gruppo per cui i paleontologi hanno ipotizzato il dimorfismo sessuale in diverse occasioni. Protoceratops andrewsi è una specie di Ceratopsia del tardo Cretaceo del Deserto del Gobi (Mongolia), scoperta negli anni ‘20 durante le spedizioni Asiatiche dell’American Museum of Natural History di New York. Protoceratops è un piccolo dinosauro erbivoro quadrupede (2 m in lunghezza), caratterizzato da un cranio con un sottile scudo posteriore e privo delle corna che contraddistinguono invece i ceratopsidi americani come Triceratops. Attualmente sono stati scoperti più di 100 crani e scheletri rappresentativi dell’intera serie ontogenetica post-natale (dal giovane all’adulto), grazie ai quali è stato possibile raccogliere numerose informazioni sulla paleoecologia e paleobiologia di questo dinosauro. Tale campione permette l’utilizzo di test statistici per investigare se le differenze di forma tra crani siano o meno legate alle differenze di sesso nella specie.

Nel 1975, il paleontologo statunitense Peter Dodson utilizzò misure lineari, calcolate su 24 esemplari di Protoceratops, per investigare le variazioni di forma durante la crescita ed il loro possibile legame con il dimorfismo sessuale. Egli assegnò il sesso ad ogni singolo individuo sulla base della sua posizione nei grafici a dispersione risultanti dalle analisi delle misure lineari. Dodson ipotizzò che i maschi di Protoceratops avessero uno scudo posteriore più ampio ed alto, un cranio più largo all’altezza delle orbite ed un corno nasale più accentuato rispetto alle femmine. Questo lavoro risultò innovativo per l’epoca, ma alcuni paleontologi italiani, utilizzando nuove tecniche statistiche applicate alla morfometria, unitamente alla scoperta di nuovi reperti fossili, hanno deciso di riconsiderare il problema.

La morfometria geometrica è un metodo che permette di analizzare le differenze di forma tra individui. Tale metodologia consente di confrontare le forme dei crani del campione e “catturare” la geometria delle strutture biologiche attraverso semplici analisi. Ma come è stato possibile acquisire le informazioni sulla forma? Digitalizzando i cosiddetti landmark (punti) su strutture anatomiche omologhe in tutti gli individui del campione, sia sui crani fotografati lateralmente che dall’alto (si veda immagine sotto).

Esemplare di Protoceratops andrewsi conservato al Museo di Scienze Naturali di New York, American Museum of Natural History, il suo codice identificativo è AMNH 6425. In rosso sono indicati i landmark, in azzurro i semi-landmark

Esemplare di Protoceratops andrewsi conservato al Museo di Scienze Naturali di New York, American Museum of Natural History, il suo codice identificativo è AMNH 6425. In rosso sono indicati i landmark, in azzurro i semi-landmark

Pertanto, mentre in precedenti lavori sono state utilizzate misure lineari, in questo nuovo studio, pubblicato su PLoS One, sono stati digitalizzati 29 crani usando le suddette fotografie ed infine è stato assegnato il sesso agli individui del campione servendosi dei precedenti criteri definiti da Dodson. È stato verificato se i maschi e le femmine, classificati tramite i suddetti criteri, presentino forme differenti del cranio. A tal fine tutti gli individui sono stati proiettati in grafici X-Y. Un grafico per tutti i Protoceratops fotografati lateralmente ed un altro per tutti gli individui fotografati dall’alto. Questi grafici X-Y vengono chiamati “morfospazio” perché rappresentano la variazione di forma degli esemplari nello spazio. Essi, non evidenziando due gruppi separati nello spazio, hanno mostrato come i maschi e le femmine si sovrappongano tra di loro, suggerendo di possedere una forma simile del cranio. Inoltre, sono stati usati test per verificare se quanto osservato in questi grafici fosse statisticamente rilevante e se le differenze o meno di forma tra maschi e femmine fossero giustificate.

Maiorino et al. Esempio di grafico (morfospazio) dove sono proiettati gli esemplari in vista laterale di Protoceratops

Maiorino et al. Esempio di grafico (morfospazio) dove sono proiettati gli esemplari in vista laterale di Protoceratops

Nonostante le diverse analisi effettuate e le proiezioni grafiche dei dati, non è stato comunque possibile trovare differenze importanti tra i due sessi. E’ stato quindi ipotizzato che i precedenti criteri non fossero adatti a distinguere i due sessi in Protoceratops andrewsi. Infatti, l’altezza e la larghezza dello scudo e  la larghezza del cranio posteriormente alle orbite non sono caratteri che permettono di distinguere maschi e femmine. Solo la presenza del corno nasale sembra in parte dovuta al dimorfismo, pur non essendo tale differenza molto evidente.

Pertanto, la variazione di forma del cranio, interpretata in precedenza come dimorfismo sessuale, risulterebbe invece legata a cambiamenti morfologici che avvengono durante la crescita dell’animale e forse anche a variazioni di forma presenti negli adulti . Forse nuovi ritrovamenti fossili potranno fornire un’ ulteriore occasione per confermare il risultato ottenuto.

Riferimenti:
Maiorino L, Farke AA, Kotsakis T, Piras P (2015) Males Resemble Females: Re-Evaluating Sexual Dimorphism in
Protoceratops andrewsi (Neoceratopsia, Protoceratopsidae). PLoS ONE 10(5): e0126464. doi:10.1371/journal.pone.0126464

Credit image: By HARRY NGUYEN (PREHISTORIC AGE 4  Uploaded by FunkMonk) [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons