L’ecosistema del tardo cretaceo della Laramidia


Questo murale è stato originariamente realizzato per una recente mostra del Royal Ontario Museum su un anchilosauro fossile chiamato Zuul crurivastator. Quel fossile si trova a un paio di metri stratigraficamente/temporalmente dal sito descritto in questo documento.

Un argomento di notevole interesse per i paleontologi è sapere come erano strutturati gli ecosistemi dominati dai dinosauri, come i dinosauri e gli animali coesistenti si distribuivano nel paesaggio, come interagivano tra loro e come questi sistemi si confrontano con gli ecosistemi odierni.

Nel tardo Cretaceo (100-66 milioni di anni fa), l’America del Nord è stata divisa in due parti, a ovest e a est, da un mare interno poco profondo. La terraferma occidentale (Laramidia) conteneva un tratto di terra relativamente sottile che correva da nord a sud, che era delimitato da quel mare interno ad est e dalle Montagne Rocciose in ascesa ad ovest. Lungo questo antico paesaggio di calde e umide pianure costiere si trova una ricchissima documentazione fossile di dinosauri e di altri animali estinti.

Eppure, da questa documentazione, è stato individuato uno schema inaspettato: La maggior parte dei singoli bacini conserva un abbondante e variegato insieme di specie di dinosauri, spesso con gruppi multipli di specie erbivore di grandi dimensioni (della misura tra gli alci e gli elefanti), ma poche sono le specie individuali che si trovano in formazioni geologiche contemporanee (nonostante siano spesso distanti meno di qualche centinaio di chilometri l’una dall’altra). Questo è in netto contrasto con il modello osservato nelle moderne comunità di mammiferi terrestri, dove le specie di grandi dimensioni hanno spesso un’estensione molto estesa, spesso a livello continentale. È stato quindi suggerito che i dinosauri (e in particolare i grandi dinosauri erbivori) fossero particolarmente sensibili alle differenze ambientali su distanze geografiche relativamente piccole (in particolare rispetto alla distanza dal livello del mare), e potrebbero aver addirittura segregato il loro uso del paesaggio tra i sub-habitat più costieri e quelli più interni all’interno delle loro gamme locali.

Nel loro nuovo studio pubblicato su Geology, Thomas Cullen e colleghi hanno cercato di testare alcune di queste ipotesi come parte della loro più ampia ricerca che ricostruisce la paleoecologia dei sistemi del tardo Cretaceo.

Uno dei metodi che stanno usando per farlo è l’analisi degli isotopi stabili. Questo processo misura le differenze nelle composizioni degli isotopi non decadenti (quindi “stabili”) di vari elementi comuni, in quanto il grado di differenza di queste composizioni nei tessuti animali e nell’ambiente hanno relazioni conosciute con vari fattori come la dieta, l’uso dell’habitat, la fonte d’acqua e la temperatura. Così il team ha applicato questi metodi ai denti fossili e alle squame di una serie di animali, tra cui dinosauri, coccodrilli, mammiferi, pesci ossei e razze, tutti conservati insieme da una regione relativamente piccola in un periodo di tempo geologicamente breve in siti chiamati “vertebrate microfossil bonebeds”.

Analizzando la composizione stabile degli isotopi di carbonio e ossigeno di questi fossili sono stati in grado di ricostruire le loro distribuzioni isotopiche in questo ecosistema – un proxy per la loro dieta e l’uso dell’habitat. Hanno trovato prove di attesi rapporti dietetici predatori-prede tra i dinosauri carnivori ed erbivori e tra i rettili acquatici come i coccodrilli e le specie di pesci co-occorrenti.

Criticamente, dice Cullen, “Quello che non abbiamo visto è stata la prova che i grandi dinosauri erbivori che separano i loro habitat, come gli adrosauri, i ceratopi e gli anchilosauri che troviamo avevano tutti una forte sovrapposizione di carbonio stabile e di ossigeno. Se alcuni di questi gruppi facevano un uso quasi esclusivo di alcune parti del paesaggio più ampio, come i ceratopi che si appoggiano agli ambienti costieri e gli adrosauri che si appoggiano ad aree più interne, allora dovremmo vederli raggrupparsi in modo distinto l’uno dall’altro. Dato che non l’abbiamo visto, ciò suggerisce che non stavano segregando il loro uso delle risorse in questo modo. È possibile però che lo facessero in modi diversi, come ad esempio alimentando la segregazione in altezza, o spostandosi nel paesaggio in base alla stagionalità, e la nostra ricerca in corso sta studiando alcune di queste possibilità”.

Un’altra parte importante del loro studio è stata quella di confrontare i risultati fossili con un ambiente moderno simile dal punto di vista ambientale per esaminare quanto siano simili dal punto di vista ecologico. Per un confronto moderno, hanno esaminato le comunità di animali del bacino del fiume Atchafalaya della Louisiana, la più grande zona umida contigua degli Stati Uniti continentali. Il paesaggio di quest’area è molto simile al loro sistema cretaceo, così come molti elementi delle comunità vegetali e animali (senza contare i dinosauri non aviari, naturalmente).

Dai loro confronti, il team ha scoperto che il sistema del Cretaceo era simile a quello della Louisiana per l’interscambio di risorse tra la componente acquatica e quella terrestre dell’ecosistema, suggerendo che diete abbastanza diverse/miste erano comuni, e che il cibo ottenuto sia da fonti terrestri che acquatiche era la norma. Hanno anche scoperto che le differenze nell’uso dell’habitat tra i mammiferi erbivori del sistema della Louisiana erano più distinte rispetto a quelle dei grandi dinosauri erbivori del Cretaceo, dando un’ulteriore prova dei loro risultati circa la mancanza di rigide preferenze nell’uso dell’habitat.

Infine, il team ha utilizzato equazioni di temperatura degli isotopi stabili all’ossigeno modificato per stimare gli intervalli di temperatura medi annuali per entrambi i sistemi (con quello della Louisiana che è una prova della precisione del metodo, in quanto potevano confrontare i loro risultati con le temperature dell’acqua e dell’aria misurate direttamente). Il team ha scoperto che nel loro ecosistema del tardo Cretaceo in Alberta, la temperatura media annuale era di circa 16-20 gradi C, un po’ più fredda della Louisiana moderna, ma molto più calda dell’Alberta di oggi, riflettendo il clima più caldo che esisteva a livello globale circa 76 milioni di anni fa.

Caratterizzare come questi ecosistemi si sono strutturati durante questo periodo e come questi sistemi sono cambiati nel tempo e nello spazio, in particolare per quanto riguarda il modo in cui hanno risposto ai cambiamenti delle condizioni ambientali, può essere di grande importanza per comprendere e prevedere le risposte future degli ecosistemi nel quadro del cambiamento climatico globale. La ricerca del team continua e dovrebbe rivelare molto di più sulle reti alimentari e l’ecologia dei dinosauri e di altri organismi che hanno abitato questi antichi paesaggi.

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