Un nuovo studio su Nature Communications rivela che le piume iridescenti risalgono al passato: una nuova specie di dinosauro, Caihong juji, scoperta di recente, aveva una colorazione iridescente. 

Image credit: Velizar Simeonovski, Field Museum.

Nell’articolo “A bony-crested Jurassic dinosaur with evidence of iridescent plumage highlights complexity in early paravian evolution”, pubblicato sul journal Nature Communications, da un team internazionale di scienziati guidati da Dongyu Hu, professore nel Collegio di Paleontologia presso l’Università Normale di Shenyang in Cina, viene descritta una nuova specie di dinosauro: Caihong juji.

Nell’articolo viene anche affermato che le piume iridescenti risalgono al passato, infatti i ricercatori, basandosi su minuscole strutture travate nel fossile ben conservato del Caihong juji, ritengono che la sua testa, il collo e il petto fossero ricoperti di piume iridescenti come un moderno colibrì.

Classificazione scientifica

  • Dominio: Eukaryota
  • Regno: Animalia
  • Phylum: Chordata
  • Subphylum: Vertebrata
  • Superordine: Dinosauria
    • Ordine: Saurischia
      • Sottordine: Theropoda
        • Famiglia: † Anchiornithidae
          • Genere: † Caihong

La scoperta

La nuova specie è stata scoperta da Yang Jan, un agricoltore locale, in una cava presente nella provincia dell’Hebei, nord-est della Cina.

Il fossile del piccolo dinosauro è stato trovato nella regione settentrionale della provincia di Hebei, nel nord est della Cina. L’animale ha un teschio simile a un Velociraptor ma ha piume colorate molto simili a un colibrì.

Il fossile è conservato nel Museo Paleontologico di Liaoning. Il museo ha acquistato il fossile nel 2014.

La ricerca

Quando gli scienziati guidati da Dongyu Hu, paleontologo della Shenyang Normal University in Cina, hanno esaminato le penne sotto potenti microscopi, hanno potuto vedere le impronte ben preservate dei melanosomi, le parti delle cellule che contengono pigmento.

Per la maggior parte, il pigmento che era presente una volta, era scomparso da tempo, ma la struttura fisica dei melanosomi rimaneva, ed è stata sufficiente agli scienziati per scoprire di che colore erano le piume.

fossile fu trovato in condizioni eccellenti e quando fu analizzato con un microscopio ad alta potenza le piume si rivelarono molto simili a quelle trovate sui colibrì.

I ricercatori sono riusciti a determinarne il colore perché, esso non è determinato solo dal pigmento, ma anche dalla struttura dei melanosomi che contengono quel pigmento. I melanosomi di diversa forma riflettono la luce in diversi colori.

Queste immagini al microscopio elettronico a scansione (SEM) mostrano che le strutture all’interno delle cellule delle piume fossilizzate (prime tre immagini da sinistra a destra) che controllano la pigmentazione sono molto simili a quelle che si trovano nei colibrì (a destra).

“I colibrì hanno piume brillanti e iridescenti, ma se prendi una piuma di colibrì e la frantumi in piccoli pezzi, vedi solo polvere nera, il pigmento nelle penne è nero, ma le forme dei melanosomi che producono quel pigmento sono ciò che formano i colori nelle piume dei colibrì che vediamo “, spiega Chad Eliason, ricercatore postdottorato presso Il Field Museum e uno degli autori dello studio.

Gli scienziati sono stati in grado di abbinare le forme dei melanosomi di Caihong con le forme dei melanosomi presenti negli uccelli vivi oggi. Trovando uccelli con melanosomi di forma simile, sono stati in grado di determinare quali tipi di colori il Caihong potesse avere.

“Quando guardi i reperti fossili, di solito vedi solo parti dure come le ossa, ma ogni tanto parti morbide come le piume vengono preservate e puoi dare un’occhiata al passato”, dice Chad Eliason. Eliason, che ha iniziato a lavorare al progetto come postdottorato all’Università del Texas ad Austin, ha aggiunto: “La conservazione di questo dinosauro è incredibile, eravamo davvero eccitati quando ci siamo resi conto del livello di dettaglio che eravamo in grado di vedere sulle piume “.

Il fossile quasi immacolato dell’era Giurassica ha rivelato che le piume intorno alla testa, al collo e al petto erano molto colorate – molto simili agli uccelli vivaci colorati che oggi si trovano.

Piumaggio colorato

È ormai ampiamente accettato che molti dinosauri possedessero piume e che gli uccelli nella fine del Giurassico si siano evoluti da piccoli dinosauri piumati.

Il piumaggio colorato viene utilizzato negli uccelli moderni per attrarre i compagni: le piume arcobaleno di Caihong potrebbero essere una versione preistorica della coda iridescente di un pavone. Caihong è il più antico esempio conosciuto di melanosomi a forma di piastrella che si trovano tipicamente in penne iridescenti brillanti.

Penne asimmetriche

È anche il primo animale conosciuto con piume asimmetriche, una caratteristica usata dagli uccelli moderni per governare quando volano. Caihong non poteva volare, però, le sue piume erano probabilmente usate principalmente per attrarre i compagni e per scaldarsi. Mentre le penne asimmetriche degli uccelli moderni sono sulle loro ali, le piume asimmetriche del Caihong erano sulla sua coda.

“Le penne della coda sono asimmetriche, ma non le penne delle ali, una caratteristica bizzarra precedentemente sconosciuta tra i dinosauri, compresi gli uccelli”, ha detto il co-autore Xing Xu dell’Accademia cinese delle scienze. “Questo suggerisce che il controllo nel volo potrebbe essere stato inizialmente sviluppato con le penne della coda durante una sorta di locomozione aerea”.

Tratti vecchi e nuovi

Ma mentre le penne iridescenti di Caihong erano “innovative”, aveva anche altri tratti associati a specie di dinosauri “antichi”, tra cui la cresta ossea sulla sua testa.

ur avendo uno strabiliante piumaggio di diversi colori che luccica al sole, la testa del dinosauro arcobaleno è molto simile al cranio di un Velociraptor con una testa crestata.

“Questa combinazione di tratti è piuttosto insolita”, afferma la coautrice Julia Clarke dell’Università del Texas ad Austin. “Ha un teschio di tipo velociraptor sul corpo di questo tipo di forma molto aviaria, completamente piumato e soffice”.

Questa combinazione di tratti vecchi e nuovi, afferma Eliason, è la prova dell’evoluzione del mosaico, il concetto in cui diversi tratti si evolvono indipendentemente l’uno dall’altro. “Questa scoperta ci dà un’idea dell’evoluzione nel tempo di queste caratteristiche”, aggiunge.

Caihong juji 

Il nome scientifico completo del dinosauro, Caihong juji, in mandarino significa “arcobaleno con una grande cresta”.

Il Caihong juji era minuscolo, grande all’incirca come un’anatra (La sua lunghezza è stimata a 40 centimetri per un peso di 475 grammi), con una cresta ossuta sulla sua testa e lunghe penne a forma di nastro. E, basandosi sull’analisi delle sue piume fossilizzate, le piume sulla testa, sulle ali e sulla coda erano probabilmente iridescenti, con colori che luccicavano e si spostavano nella luce.

Credit: Zhao Chuang

“È estremamente simile ad alcuni dei primi uccelli come l’Archaeopteryx“, ha detto il paleontologo Dr Xing Xu, riferendosi all’uccello più antico conosciuto risalente a 150 milioni di anni fa, aggiunge poi “I suoi arti anteriori erano configurati come ali. Ad essere onesti, non sono sicuro di quale funzione abbiano le penne, e non penso che si possa escludere completamente la possibilità che le piume aiutino l’animale ad volare in aria.”

Questa non è la prima volta che viene scoperto un dinosauro iridescente. Nel 2012, i paleontologi hanno scoperto che Microraptor, un altro dinosauro piumato, esibiva riflessi bluastri alla luce del sole.

A differenza di Microraptor , Caihong non era iridescente su tutto il corpo. Il resto del suo piumaggio era nero, forse per contrastare le sue scintillanti e attraenti penne arcobaleno.

“Quando mettiamo questi dati sull’albero evolutivo, riconosciamo due diversi modi di creare colori iridescenti nei piccoli dinosauri rapaci prima dell’origine degli uccelli”, dice la coautrice  Julia Clarke, paleontologa dell’Università del Texas ad Austin.

Conclusioni

La scoperta apre domande su come l’iridescenza si sia evoluta per la prima volta.

Potrebbe essere che le piume “arcobaleno” del  Caihong fossero usate per attrarre i compagni, proprio come i pavoni moderni usano le loro code colorate.

“Sono uscito dal progetto con un’intera serie di domande alle quali avrei voluto rispondere”, ha affermato il dott. Eliason.

“Quando apro un cassetto pieno di uccelli nelle collezioni del Field Museum, ora voglio sapere quando si sono sviluppate quelle penne iridescenti e come.”

Per Eliason, lo studio illumina anche il valore dei big data. “Per trovare il colore delle piume di Caihong, abbiamo confrontato i suoi melanosomi con un database in crescita di migliaia di misurazioni di melanosomi trovati negli uccelli moderni”, dice. Ha anche ampliato i suoi interessi di ricerca.

La scoperta “suggerisce un Jurassic World più colorato di quanto immaginassimo in precedenza”, ha in fine detto il biologo evoluzionista Chad Eliason. ◊

Journal reference

https://www.nature.com/articles/s41467-017-02515-y

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