Lo studio fa luce sull’evoluzione dei primi dinosauri


I cristalli microscopici dello zircone minerale che porta con sé l’uranio sono stati separati dai campioni di roccia e analizzati con la tecnica isotopica U-Pb presso il MIT Isotope Lab. Questi zirconi hanno dato un’età precisa di 221,82 ± 0,10 milioni di anni per la formazione superiore di Ischigualasto.

Il classico albero genealogico dei dinosauri ha alla base due suddivisioni di dinosauri primitivi: gli Ornitischiani che includono i successivi Triceratopo e Stegosauro; e i Saurischiani come Brontosauro e Tirannosauro.


Nel 2017, tuttavia, questa visione classica dell’evoluzione dei dinosauri è stata messa in discussione con la prova che forse i dinosauri Saurischiani si sono evoluti per primi: una scoperta che ha drasticamente riorganizzato i primi rami principali dell’albero genealogico dei dinosauri.

Ora un geocronologo del MIT, insieme a paleontologi argentini e brasiliani, ha trovato prove a sostegno della visione classica dell’evoluzione dei dinosauri. I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports.

Il team ha rianalizzato i fossili di Pisanosaurus, un piccolo dinosauro bipede che si pensa sia il più antico degli Ornitischiani conservato nella documentazione fossile. I ricercatori hanno stabilito che l’erbivoro risale a 229 milioni di anni fa, che è anche il periodo in cui si pensa siano apparsi i primi Saurischiani.

La nuova tempistica suggerisce che gli Ornitchiani e i Saurischiani apparvero per la prima volta e si discostarono da un antenato comune all’incirca nello stesso periodo, dando supporto alla visione classica dell’evoluzione dei dinosauri.

I ricercatori hanno anche datato le rocce della Formazione di Ischigualasto, un’unità di roccia sedimentaria stratificata in Argentina che è nota per aver conservato un’abbondanza di fossili dei primissimi dinosauri. Sulla base di questi fossili e di altri in tutto il Sud America, gli scienziati ritengono che i dinosauri siano comparsi per la prima volta nel continente meridionale, che all’epoca era fuso con il supercontinente di Pangea. Si pensa che i primi dinosauri si siano poi allontanati e si siano diffusi in tutto il mondo.

Tuttavia, nel nuovo studio, i ricercatori hanno stabilito che il periodo in cui è stata depositata la Formazione di Ischigualasto si sovrappone al periodo di un altro importante giacimento geologico in Nord America, noto come Formazione di Chinle.

Gli strati centrali della Formazione del Chinle negli Stati Uniti sudoccidentali contengono fossili di varie specie animali, compresi i dinosauri che sembrano essere più evoluti dei primi dinosauri. Gli strati inferiori di questa formazione, tuttavia, mancano di prove fossili animali di qualsiasi tipo, per non parlare dei primi dinosauri. Questo suggerisce che le condizioni all’interno di questa finestra geologica hanno impedito la conservazione di qualsiasi forma di vita, compresi i dinosauri primitivi, se hanno camminato in questa particolare regione del mondo.

“Se le formazioni di Chinle e Ischigualasto si sovrappongono nel tempo, allora i dinosauri primitivi potrebbero non essersi evoluti in Sud America, ma potrebbero anche aver vagato per il Nord America nello stesso periodo”, dice Jahandar Ramezani, un ricercatore del Dipartimento di Scienze della Terra, Atmosferiche e Planetarie del MIT, che è stato co-autore dello studio. “Quei cugini del Nord potrebbero non essersi conservati”.

Gli altri ricercatori dello studio sono la prima autrice Julia Desojo dell’Università Nazionale del Museo di La Plata e un team di paleontologi di istituzioni di Argentina e Brasile.

“Seguendo le orme”

I primi fossili di dinosauro trovati nella Formazione di Ischigualasto sono concentrati all’interno di quello che oggi è un parco provinciale protetto conosciuto come “Valle della Luna” nella Provincia di San Juan. La formazione geologica si estende anche oltre il parco, anche se con meno fossili di dinosauri primitivi. Ramezani e i suoi colleghi hanno invece cercato di studiare uno degli affioramenti accessibili delle stesse rocce, al di fuori del parco.

Paleontologi che avvolgono i frammenti ossei fossili in una tasca di gesso prima del trasporto al laboratorio per la preparazione e gli studi dettagliati.

Si sono concentrati sulla Hoyada del Cerro Las Lajas, un affioramento meno studiato della Formazione di Ischigualasto, nella provincia di La Rioja, che un’altra squadra di paleontologi ha esplorato negli anni Sessanta.

“Il nostro gruppo ha messo le mani su alcuni degli appunti sul campo e ha scavato i fossili di quei primi paleontologi, e ha pensato che avremmo dovuto seguire le loro orme per vedere cosa potevamo imparare”, dice Desojo.

Nel corso di quattro spedizioni tra il 2013 e il 2019, il team ha raccolto fossili e rocce da vari strati dell’affioramento di Las Lajas, tra cui più di 100 nuovi esemplari fossili, anche se nessuno di questi fossili era di dinosauri. Ciononostante, hanno analizzato i fossili e hanno scoperto che erano paragonabili, sia per specie che per età relativa, ai fossili di non dinosauri trovati nella regione del parco della stessa Formazione di Ischigualasto. Hanno anche scoperto che la Formazione di Ischigualasto a Las Lajas era significativamente più spessa e molto più completa degli affioramenti del parco. Questo ha dato loro la fiducia che gli strati geologici in entrambi i luoghi sono stati depositati durante lo stesso intervallo di tempo critico.

Ramezani ha poi analizzato campioni di cenere vulcanica raccolti da diversi strati degli affioramenti di Las Lajas. Le ceneri vulcaniche contengono zircone, un minerale che è separato dal resto del sedimento, e misurato per gli isotopi di uranio e piombo, i cui rapporti danno l’età del minerale.

Con questa tecnica ad alta precisione, Ramezani ha datato campioni provenienti dalla parte superiore e inferiore dell’affioramento, e ha scoperto che gli strati sedimentari, e gli eventuali fossili conservati al loro interno, si sono depositati tra 230 milioni e 221 milioni di anni fa. Dal momento che il team ha determinato che le rocce stratificate di Las Lajas e il parco corrispondono per entrambe le specie e per i tempi relativi, ora potrebbe anche determinare l’età esatta degli affioramenti più ricchi di fossili del parco.

Inoltre, questa finestra si sovrappone in modo significativo all’intervallo di tempo in cui si sono depositati i sedimenti, migliaia di chilometri a nord, nella Formazione del Chinle.

“Per molti anni, gli studiosi ha pensato che le formazioni di Chinle e Ischigualasto non si sovrapponessero, e sulla base di questo presupposto ha sviluppato un modello di evoluzione diacrona, il che significa che i primi dinosauri sono apparsi prima in Sud America, poi si sono diffusi in altre parti del mondo, compreso il Nord America”, dice Ramezani. “Abbiamo ora studiato entrambe le formazioni in modo approfondito, e abbiamo dimostrato che l’evoluzione diacrona non è reale”.

Decenni prima che Ramezani e i suoi colleghi partissero per Las Lajas, altri paleontologi avevano esplorato la regione e dissotterrato numerosi fossili, tra cui resti di Pisanosaurus mertii, un piccolo erbivoro di terra con una struttura leggera. I fossili sono ora conservati in un museo argentino, e gli scienziati si sono chiesti se si tratta di un vero dinosauro appartenente al gruppo degli Ornitisci, o di un “dinosauro basale”, una specie di pre-dinosauro, con caratteristiche quasi, ma non del tutto, dinosauri.

“I dinosauri che vediamo nel Giurassico e nel Cretaceo sono molto evoluti, e quelli che possiamo ben identificare, ma nel tardo Triassico si assomigliano tutti molto, quindi è molto difficile distinguerli l’uno dall’altro, e dai dinosauri basali”, spiega Ramezani.

Il suo collaboratore Max Langer dell’Università di San Paolo del Brasile ha accuratamente rianalizzato il fossile di Pisanosauro conservato nel museo e ha concluso, basandosi su alcune caratteristiche anatomiche fondamentali, che si tratta effettivamente di un dinosauro e, per di più, che è il primo esemplare di Ornitsiano conservato. Basandosi sulla datazione dell’affioramento di Ramezani e sull’interpretazione del Pisanosauro, i ricercatori hanno concluso che i primi dinosauri antenati degli uccelli sono apparsi circa 229 milioni di anni fa, più o meno nello stesso periodo dei loro omologhi saurischi.

“Ora possiamo dire che i primi Ornithisciani sono comparsi per la prima volta nel registro dei fossili all’incirca nello stesso periodo dei Saurischi, quindi non dovremmo buttare via l’albero genealogico convenzionale”, dice Ramezani. “Ci sono tutti questi dibattiti su dove sono apparsi i dinosauri, su come si sono diversificati, sull’aspetto dell’albero genealogico. Molte di queste domande sono legate alla geocronologia, quindi abbiamo bisogno di vincoli di età davvero buoni e robusti per rispondere a queste domande”.

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