Perché i dinosauri avevano le piume?

Chiedere perché alcuni dinosauri avessero le piume non è diverso, in linea di principio, dal chiedere perché i pesci hanno squame o perché i cani hanno la pelliccia. Perché l'epidermide nuda di qualsiasi animale dovrebbe avere qualsiasi tipo di copertura (o, nel caso degli esseri umani, praticamente nessuna copertura)? Per rispondere a questa domanda, dobbiamo affrontare un enigma più profondo: quale vantaggio evolutivo ha fatto le piume conferiscono ai dinosauri che non potevano essere realizzati con la pelliccia, o le setole o semplici rettili bilancia?

Prima di iniziare, tuttavia, è importante riconoscere che non tutto i dinosauri avevano piume. La stragrande maggioranza di dinosauri piumati erano teropodi, un'ampia categoria che comprende rapaci, tirannosauri, ornitomimidi e "uccelli-dinosauri", nonché i primi dinosauri come Eoraptor e Herrerasaurus. Inoltre, non tutti i teropodi erano piumati: è una scommessa abbastanza sicura che il defunto Giurassico

I teropodi non erano i soli membri dell'ordine di saurischian ("lucertola") dinosauri: stranamente, i loro parenti più stretti erano il gigante, pesantemente, con le zampe di elefante sauropodi, che erano diversi per aspetto e comportamento rispetto ai teropodi che puoi ottenere! Ad oggi, non ci sono assolutamente prove per i parenti piumati di Brachiosaurus o Apatosauruse una tale scoperta sembra estremamente improbabile. La ragione ha a che fare con i diversi metabolismi dei dinosauri teropodi e sauropodi, di cui più sotto.

Estrapolando dall'esempio degli uccelli moderni, potresti pensare che lo scopo principale delle piume sia sostenere il volo; le piume intrappolano piccole sacche d'aria e forniscono il "sollevamento" cruciale che consente a un uccello di librarsi in aria. Secondo tutte le indicazioni, l'impiego di piume in volo è strettamente secondario, uno di quegli sviluppi contingenti per i quali l'evoluzione è così famosa. Innanzitutto, la funzione delle piume è quella di fornire isolamento, proprio come il rivestimento in alluminio di una casa o la schiuma di poliuretano imballata nelle sue travi.

E perché un animale dovrebbe avere bisogno di isolamento, chiedi? Bene, nel caso dei dinosauri teropodi (e degli uccelli moderni), è perché possiede un endotermico (a sangue caldo) metabolismo. Quando una creatura deve generare il proprio calore, ha bisogno di un modo per trattenerlo con la stessa efficienza possibile, e una mano di piume (o pelliccia) è una soluzione che è stata più volte preferita da Evoluzione. Mentre alcuni mammiferi (come gli esseri umani e gli elefanti) mancano di pelliccia, tutti gli uccelli hanno piume - e l'isolamento l'abilità delle piume non è meglio dimostrata che negli uccelli acquatici incapaci di volare che abitano i climi freddi, cioè pinguini.

Ovviamente, ciò solleva la questione del perché allosauro e altri grandi dinosauri teropodi non avevano piume (o perché quelle piume erano presenti solo nei giovani o nei cuccioli). Questo potrebbe avere a che fare con le condizioni climatiche nelle regioni in cui vivevano questi dinosauri, o con una stranezza nel metabolismo di grandi teropodi; non conosciamo ancora la risposta. (Per quanto riguarda il motivo per cui ai sauropodi mancavano le piume, è perché erano quasi certamente a sangue freddo e avevano bisogno di assorbire e irradiare in modo efficiente il calore per regolare la temperatura corporea interna. Se fossero stati ricoperti di piume, si sarebbero cotti al loro interno, come patate al microonde.)

Quando si tratta di tratti altrimenti misteriosi nel regno animale ― i lunghi colli di sauropodi, le placche triangolari di stegosaurse, possibilmente, le piume luminose dei dinosauri teropodi ― non si dovrebbe mai scartare il potere della selezione sessuale. L'evoluzione è nota per individuare caratteristiche anatomiche apparentemente casuali e metterle in overdrive sessuale: testimoniare il enormi nasi di scimmie proboscide maschili, un risultato diretto del fatto che le femmine della specie preferiscono accoppiarsi con il naso più grande maschi.

Una volta che le piume isolanti si erano evolute nei dinosauri teropodi, non c'era nulla che potesse impedire alla selezione sessuale di prendere il controllo e guidare ulteriormente il processo. Fino ad ora, sappiamo molto poco del colore delle piume di dinosauro, ma è una scommessa sicura che alcune specie sfoggiassero verdi, rossi e arance luminosi, probabilmente in un sessualmente dimorfico moda (cioè, i maschi erano più colorati rispetto alle femmine o viceversa). Alcuni teropodi altrimenti calvi possono avere ciuffi di piume in posizioni strane, come avambracci o fianchi, un altro mezzi per segnalare la disponibilità sessuale e alcuni primi uccelli famosi come Archaeopteryx erano dotati di oscurità, lucentezza piume.

Infine, arriviamo al comportamento che la maggior parte delle persone associa alle piume: il volo. C'è ancora molto che non sappiamo sull'evoluzione di dinosauri teropodi in uccelli; questo processo potrebbe essere accaduto più volte durante l'era mesozoica, con solo l'ultima onda evolutiva che ha portato agli uccelli che conosciamo oggi. È un caso quasi aperto che gli uccelli moderni si sono evoluti dal piccolo, sciatto, piumato "dino-uccelli"del ritardo Cretaceo periodo. Ma come?

Esistono due teorie principali. È possibile che le piume di questi dinosauri abbiano fornito un ulteriore tocco di forza quando inseguivano la preda o scappavano da predatori più grandi; la selezione naturale favoriva una quantità crescente di portanza e infine un fortunato dinosauro raggiunse il decollo. Contrariamente a questa teoria "radicata", c'è la teoria "arborea" meno popolare, secondo la quale piccoli dinosauri che vivono sugli alberi hanno evoluto piume aerodinamiche mentre saltavano da un ramo all'altro. In ogni caso, la lezione importante è che il volo era il sottoprodotto involontario, non lo scopo prefissato, delle piume di dinosauro!

Un nuovo sviluppo nel dibattito sui dinosauri piumati è la scoperta di piccoli ornitopodi piumati, simili a piante Tianyulong e Kulindadromeus. Questo potrebbe significare che ornitopodi, così come i teropodi, possedevano metabolismi a sangue caldo? È almeno possibile che gli uccelli si siano evoluti da ornitopodi che mangiano piante, piuttosto che da rapaci che mangiano carne? Non sappiamo ancora, ma contiamo sul fatto che questa sia un'area di ricerca attiva per almeno il prossimo decennio.