Durante il Mesozoico, da 65 a 251 milioni di anni fa, l'aria era più povera di ossigeno rispetto ai nostri giorni, tra il 10 e il 15% del mix atmosferico, rispetto all'odierno 21% circa: tra le tante conseguenze possibili, in linea di massima questo dovrebbe anche significare che correre doveva essere piuttosto faticoso.
Eppure, diversi studi anatomici sui fossili e sulle impronte fossili arrivate fino a noi hanno già dimostrato che animali come il Velociraptor - nome che si può tradurre come ladro veloce - erano davvero veloci: potevano raggiungere i 64 km all'ora, e non erano gli unici. Certo meno di un ghepardo (101 kml/h per pochi secondi), ma da fare invidia a un buon cavallo al galoppo.
Una velocità sorprendente, che forse oggi trova una possibile spiegazione: polmoni super efficienti per pompare grandi quantità di ossigeno al cuore. E questo avrebbe dato al velociraptor e ad altri dinosauri un notevole vantaggio competitivo rispetto agli altri animali che abitavano la Terra del Mesozoico.
Come gli uccelli. I biologi sanno bene che gli uccelli, che discendono da un ramo estinto di dinosauri, hanno un sistema respiratorio molto sofisticato che consente loro di volare. Ma i paleontologi hanno a lungo discusso sulla possibilità che quel tipo di polmoni fosse già presente nei loro progenitori o se si fosse evoluto in un secondo tempo.
(a) vista posteriore dei polmoni e della trachea di un alligatore (Alligator mississippiensis);
(b) polmoni di A. mississippiensis con la colonna vertebrale;
(c) interno della cavità toracica di A. mississippiensis (rimosse le viscere);
(d) vista dorsale dei polmoni di pappagallo cenerino (Psittacus erithacus), senza sacche di aria;
(e) polmoni di P. erithacus con la colonna vertebrale;
(f) interno della cavità toracica di struzzo (Struthio camelus), rimosse le viscere. © Robert J. Brocklehurst, Emma R. Schachner, William I. Sellers
A differenza dell'uomo e di altri mammiferi, i cui polmoni si espandono e si sgonfiano, quelli degli uccelli sono praticamente rigidi: sono poi delle speciali sacche vicino ai polmoni a fare il "lavoro pesante" di pompare aria nei polmoni. È per questo che i polmoni sono attaccati alle vertebre e alle costole, a formare una specie di soffitto della gabbia toracica.
Per scoprire se questo tipo di polmoni si è evoluto fin dal tempo dei dinosauri, i paleontologi Robert Brocklehurst e William Sellers (università di Manchester, UK) e la biologa Emma Schachner (Louisiana State University, Usa) hanno utilizzato nuovi modelli matematici per cercare eventuali similitudini scheletriche nelle vertebre e nelle costole tra uccelli dei nostri giorni e fossili di dinosauri. Lo studio (pubblicato su The Royal Society Publishing) ha permesso agli scienziati di capire che almeno in Velociraptor e Spinosaurus (grandi dinosauri carnivori) l'architettura polmonare era simile a quella degli odierni uccelli.
I dubbi. Secondo Brocklehurst i dinosauri dovevano dunque avere lo stesso tipo di organi respiratori degli uccelli, per sostenere le loro performance. La ricerca però non ha convinto tutti: Jingmai O'Connor, paleontologo dell'Accademia cinese delle scienze, non ritiene corretta la parte deduttiva dello studio.
Per il ricercatore, «il fatto che i dinosauri avessero una struttura ossea simile agli uccelli non significa che certamente avessero anche polmoni con le medesime caratteristiche».
In effetti, è difficile mettere la parola fine alla questione: per una risposta definitiva bisognerebbe trovare almeno un pezzo di polmone fossile (cosa praticamente impossibile, visto che è una "parte molle"). Potremo conoscere la verità solamente se qualcuno riuscirà a duplicare una di queste bestie, come in Jurassic Park, sperando di non pentirci.
I grandi dinosauri non sono gli unici colossi viventi ormai scomparsi. La BBC ne ha selezionato 10: i più impressionanti e interessanti. Eccoli.
Aegirocassis benmoulae. Vicino, nell'aspetto, a un incrocio tra una balena e un'aragosta, questo colosso marino appartenente alla famiglia estinta degli anomalocarididi, filtrava le acque oceaniche in cerca di plancton all'incirca 480 milioni di anni fa. Si procurava il cibo grazie a due speciali appendici boccali simili a filtri, occupando una nicchia ecologica simile a quella delle moderne balene (ma era più piccolo: raggiungeva circa 2 metri di lunghezza). Lo studio dei suoi organismi filtratori potrebbe rivelare dati importanti sull'origine degli arti dei moderni artropodi come i crostacei, con i quali l'Aegirocassis benmoulae sarebbe imparentati.
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Jaekelopterus rhenaniae. Le acque preistoriche riservavano incontri da incubo per ogni aracnofobico che si rispetti. Nei fiumi e nei laghi europei di 390 milioni di anni fa si poteva incontrare questo gigantesco "scorpione di mare", come è stato soprannominato, tra i più grandi rappresentanti della famiglia degli artropodi mai apparsi sul pianeta, con i suoi 2,5 metri di lunghezza. Il suo aspetto è stato ricostruito a partire dal ritrovamento di una chela lunga 46 cm in uno scavo in Germania. Qualcuno ipotizza che gli antichi artropodi marini crescessero tanto grazie a un'atmosfera più ricca di ossigeno di quella odierna. Per altri, le dimensioni erano dovute all'assenza di grandi predatori.
Foto: © Jaime Chirinos/SPL
Arthropleura. Vissuto tra i 340 e i 280 milioni di anni fa, questo preistorico millepiedi poteva raggiungere i 2,6 metri di lunghezza. Un suo fossile completo non è mai stato trovato, ma resti del suo corpo di 90 cm sono stati rinvenuti in Germania. Altre tracce della sua presenza sono state trovate in Canada, Scozia e Stati Uniti (nella foto, una ricostruzione). Il suo corpo formato - si pensa - da una trentina di parti segmentate protette da piastre laterali, era nutrito da una dieta a base, forse, di vegetali in decomposizione.
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Megatherium. A questo genere estinto di mammiferi apparteneva anche il cosiddetto bradipo gigante americano, di cui vediamo qui la ricostruzione dello scheletro. Più piccoli dei mammut lanosi, questi animali vissuti tra i 5 milioni e gli 11 mila anni fa raggiungevano comunque la ragguardevole lunghezza di 6 m. Lo scheletro robusto e i grandi artigli fanno pensare a una dieta vegetariana e lenta, a base di cortecce e arbusti irraggiungibili per animali più bassi. Tuttavia alcuni paleontologi sostengono che questi animali mangiassero carne: la forma del loro gomito fa pensare alla possibilità di acciuffare piccole prede molto velocemente.
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Meganeura. Questi insetti preistorici simili nell'aspetto a libellule extralarge, con una apertura alare di circa 65 cm, sfrecciavano nell'aria 300 milioni di anni fa. Dopo il ritrovamento del loro primo fossile, nel 1880, in Francia, si aprì un dibattito su come potessero volare sostenendo un corpo così grande (e pesante). La risposta si cela forse negli alti livelli di ossigeno - il 35% della composizione gassosa dell'atmosfera, contro il 21% attuale - presente nell'aria nel Periodo Carbonifero (359-299 milioni di anni fa). Questa ricchezza permetteva agli insetti di estrarre grandi quantità di energia dall'aria per sostenersi in volo. Il che potrebbe spiegare perché non sopravvissero quando il livello di ossigeno in atmosfera iniziò a calare.
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Sarcosuchus imperator. Immaginatevi la sorpresa di un gruppo di paleontologi in missione nella Valle del Nilo nel 1997 quando, al posto del fossile di un dinosauro, trovarono i resti della mascella di un colossale coccodrillo preistorico. L'osso fossile era grande come un uomo, e l'intero animale doveva raggiungere i 12 m di lunghezza, per 8 tonnellate di peso. Il rettile gigante, la cui dieta doveva includere qualche piccolo dinosauro, visse nell'Africa nord tropicale 110 milioni di anni fa. Non è un diretto antenato delle 23 moderne specie note di coccodrillo, ma un esponente della famiglia estinta dei Pholidosauridae.
Il coccodrillo gigante che camminava come un uomo: guarda
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Metoposaurus. I pesci preistorici dovevano temere anche il metoposauro, una salamandra grande come un'utilitaria i cui fossili sono stati rinvenuti in Polonia, Germania, Portogallo, Nord America, Africa e India. I colossali anfibi carnivori furono spazzati via da una estinzione di massa avvenuta 201 milioni di anni fa, che liberò la strada ai grandi dinosauri.
Foto: © Shalom, CC by 3.0
Phorusrhacids. Non poteva volare, in compenso l'"uccello del terrore", come è stato ribattezzato questo pennuto sudamericano vissuto tra i 60 e i 2 milioni di anni fa, vedeva le prede da molto lontano, con i suoi 3 metri d'altezza. Una volta raggiunto il bottino poteva atterrarlo con una zampata, divorando le carni di un animale grande come un cane di media taglia in un istante, grazie al becco ricurvo. Le zampe robuste gli permettevano di raggiungere i 50 km/h di velocità. Fortunatamente l'unico moderno antenato dell'uccello è il seriema del Sudamerica (fam. Cariamidae) che raggiunge al massimo gli 80 cm di altezza.
Nuovo fossile ridà vita all'uccello del terrore
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Megalodon. Lo scheletro di questi grandi squali preistorici era fatto, come quello dei moderni "cugini", di cartilagine, e non si è fossilizzato a dovere. Le uniche testimonianze dei giganti predatori del mare (qualche vertebra e denti lunghi fino a 17 cm) fanno ipotizzare potessero raggiungere anche i 20 m di lunghezza, molto più del più grande pesce esistente, lo squalo balena (12-14 m).
12 temibili predatori marini: guarda
Foto: © Christian Darkin/SPL
Megalodon. I denti di megalodonte comparati a denti di squali moderni. Queste creature oceaniche vissute tra i 15,9 e i 2,6 milioni di anni fa, potevano mordere con una forza di 11-18 tonnellate, quattro-sei volte maggiore di quella di un T-rex. Le loro fauci racchiudevano circa 200 denti come quello che vedete.
Foto: © Sally McCrae Kuyper/SPL
Titanoboa cerrejonensis. Lungo 14,6 metri (due volte più dei più lunghi serpenti odierni) e pesante più di una tonnellata, questo distante parente di anaconda e boa constrictor, vissuto circa 60 milioni di anni fa, strangolava le sue prede a morte. Alcune vertebre e parte del cranio sono state rinvenute in Colombia. Date le dimensioni, e poiché i serpenti sono animali a sangue freddo, si pensa potesse sopravvivere solo in virtù delle più alte temperature terrestri nell'epoca in cui visse.
Foto: © Ryan Quick, CC by 2.0
