T. rex. Un’icona di potenza distruttiva, un predatore implacabile, il dinosauro per antonomasia. Ma con un piccolo scherzo anatomico: le braccia minuscole. Come può una bestia di dodici metri affidarsi ad arti anteriori che a stento sfiorano il petto? Per decenni, i paleontologi hanno cercato di spiegare questo enigma ricorrendo alle teorie più disparate, dall’uso per aggrapparsi durante l’accoppiamento alla spinta per rialzarsi, fino alla sbrigativa liquidazione come organi vestigiali del tutto inutili. Ma forse guardare solo al T. rex per capire il mistero del T. rex fa perdere di vista il quadro generale: la riduzione delle “braccia”, più che un’anomalia isolata, è stata infatti una tendenza evolutiva sistematica che si è manifestata più volte, in modo indipendente, in diversi gruppi di dinosauri carnivori. Oggi, una ricerca pubblicata sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences da parte di un gruppo di scienziati della University College London e della Cambridge University aiuta a fare finalmente luce su questo mistero, illustrando i meccanismi biologici ed ecologici dietro questo apparente paradosso anatomico.Questione di testaPer comprendere la dinamica sottostante all’accorciamento degli arti, il gruppo di ricercatori, guidati dal paleontologo Charlie Roger Scherer, ha raccolto i dati anatomici di 85 specie di terapodi non aviani. Calcolando il rapporto tra la lunghezza del cranio e quella degli arti anteriori, la cosiddetta Sfr, Skull-Forelimb Lenght Ratio, i ricercatori hanno stabilito che un valore superiore a 1 indica arti ridotti, mentre da 1,2 in su si può parlare di arti propriamente vestigiali. Finora, la comunità scientifica aveva identificato con certezza questa condizione in quattro linee evolutive; il nuovo modello filogenetico dimostra, invece, che la riduzione compare in almeno cinque lignaggi di teropodi carnivori, ossia Abelisauridae, Carchadodontosauridae, Ceratosauridae, Megalosaurinae e, per l’appunto, Tyrannosauridae. È un classico esempio della cosiddetta evoluzione convergente, il meccanismo per cui pressioni selettive analoghe portano specie diverse e distanti a sviluppare tratti simili. Per quantificare le caratteristiche dei crani, inoltre, i ricercatori hanno introdotto una scala di misurazione detta Cranial Robusticity Score, o Crs, un indice da 3 a 50 che combina il rapporto tra altezza e lunghezza cranica, la morfologia dei denti, la forza stimata del morso e il grado di fusione ossea. Incrociando i dati, i ricercatori hanno notato che i crani più robusti perdono in “mobilità” a favore di una fusione ossea totale, ideale per sopportare stress meccanici estremi, e che esiste una forte correlazione statistica tra la “robustezza” del cranio e la riduzione degli arti.Use it or lose itLa spiegazione, dicono ancora gli autori del lavoro, va cercata nella biomeccanica della predazione. Nei dinosauri predatori più antichi o piccoli, gli arti anteriori erano lunghi e dotati di artigli, indispensabili per ghermire piccoli animali; poi, con l’aumento sistematico della taglia delle prede durante il Mesozoico, la strategia di caccia è cambiata radicalmente. “È un classico caso di ‘use it or lose it’ [‘usalo o perdilo’, nda] – ha spiegato Scherer – Abbiamo cercato di capire cosa stesse guidando questo cambiamento e abbiamo trovato una forte relazione tra le braccia corte e le teste grandi e potenti, scoprendo che la testa ha preso il sopravvento sulle braccia come metodo di attacco”. Sostanzialmente, l’evoluzione ha “favorito” un cranio in grado di infliggere morsi devastanti rispetto a delle zampe in grado di afferrare la preda, anche perché, prosegue Scherer, “tentare di tirare e afferrare un sauropode lungo 30 metri usando zampe e artigli non è l’ideale. Attaccarlo e tenerlo stretto con le mascelle potrebbe essere più efficace”. Una vera e propria corsa agli armamenti evolutiva tra predatori e megaerbivori, che hanno sempre convissuto: nel Giurassico superiore Allosaurus e Torvosaurus abitavano il pianeta insieme ai giganteschi sauropodi; nel Cretaceo inferiore i carcharodontosauridi cacciavano titanosauri mastodontici; nel Cretaceo superiore, i tyrannosauridi dominavano ecosistemi ricchi di ceratopsidi e adrosauridi. Man mano che la testa assumeva il controllo della predazione, le “braccia” perdevano utilità biologica, riducendosi per ottimizzare il bilancio energetico.Le eccezioni che confermano la regolaUno dei meriti dello studio è aver confutato l’idea che la riduzione delle zampe anteriori fosse un semplice “accidente anatomico”, una sorta di effetto collaterale della crescita corporea. In questo caso si parla di allometria, il meccanismo biologico per cui alcune parti del corpo crescono a velocità differenti rispetto al totale: si ipotizzava che, diventando sempre più grandi, i teropodi riducessero le zampe anteriori in modo totalmente passivo, come puro riflesso dello sviluppo. La ricerca ha mostrato che, invece, l’allometria da sola non basta a giustificare il fenomeno, anche perché esistono convincenti controesempi: gruppi come i megaraptoridi e gli spinosauridi annoverano esemplari giganteschi che però hanno mantenuto arti anteriori estremamente sviluppati. Gli spinosauridi, in particolare, hanno mantenuto valori di Sfr abbastanza bassi, ossia un rapporto sempre “pari” tra testa e zampe anteriori, probabilmente a causa della loro dieta piscivora o generalista che richiedeva loro l’uso attivo degli artigli per ghermire le prede dall’acqua e dal terreno. Allo stesso modo, giganti erbivori o carnivori come Deinocheirus e Therizinosaurus hanno conservato zampe anteriori molto lunghe, confermando che la riduzione è strettamente connessa a una dieta ipercarnivora e a una specializzazione della caccia basata sulle fauci. Gli alvarezsauridi, infine, rappresentano un caso a parte: pur avendo braccia cortissime, non rientrano nei parametri generali dello studio a causa dei loro crani insolitamente piccoli e di una miniaturizzazione evolutiva legata a una dieta insettivora specializzata nello scavo.I limiti (matematici) dello studioCome tanti altri studi paleontologici, anche quello appena pubblicato ha dei limiti, legati soprattutto alla frammentarietà dei fossili. Gli stessi autori, infatti, evidenziano che rispetto alle 85 specie prese in considerazione è stato possibile calcolare il rapporto Sfr solo per 61, a causa della mancanza di scheletri completi; per superare questo ostacolo, i ricercatori si sono serviti di un algoritmo che ha “ricostruito” i dati mancanti attraverso un modello probabilistico, e, sebbene i test abbiano confermato la robustezza di questa inferenza, bisogna comunque tener conto di questo processo di introduzione di dati stimati matematicamente. Inoltre, le traiettorie evolutive sono molto variabili: nei tyrannosauridi la riduzione delle zampe anteriori è avvenuta in modo sincrono su tutti gli elementi dell’arto, mentre in altre specie l’accorciamento ha seguito un altro andamento, colpendo prima la “mano” o l’“avambraccio” e solo in un secondo momento l’omero.