Un nuovo studio getta nuova luce sui passi evolutivi che hanno portato dai dinosauri agli uccelli. L’evoluzione del volo aviario è una delle transizioni più importanti nell’evoluzione dei vertebrati.

Credito immagine: Zhao Chuang / Martin Kundrát.

Una nuova ricerca, Feather evolution exemplifies sexually selected bridges across the adaptive landscape, pubblicata il 30 luglio 2019 sulla rivista Evolution, getta nuova luce sui passi evolutivi che hanno portato dai dinosauri agli uccelli.

Negli ultimi due decenni, i paleontologi hanno messo insieme la prima storia evolutiva delle piume. Semplici piume simili a peli fungevano da isolante, ma le prime piume con strutture ramificate complesse e una forma più semplice si sono evolute ai fini dell’esposizione sessuale. L’evoluzione di queste complesse piume da esposizione era essenziale per la successiva evoluzione del volo. Le piume illustrano come la selezione sessuale può generare nuovi fenotipi complessi, che sono quindi disponibili per la selezione naturale per modificare e indirizzare verso nuove funzioni.

Le piume dei dinosauri e dei moderni uccelli

Le piume degli uccelli moderni hanno strutture complesse, al contrario le piume fossili ci mostrano che molti dinosauri erano coperti solo da semplici piume simili a capelli. Queste semplici piume pelose servivano da isolante e non avevano assolutamente nulla a che fare con il volo.

Ed è proprio il comprendere la transizione da piume semplici a piume complesse sulle ali che interessa a molti ricercatori.

Ha affermato l’autore principale dello studio, il dottor Scott Persons, ricercatore presso il Mace Brown Museum of Natural History: “Le prime complesse piume ad ala si presentano in minuscoli dinosauri rapaci che potrebbero essere stati capaci di paracadutarsi e planare in stile scoiattolo volante attraverso le cime degli alberi preistorici.”

Una coda piumata di un celurosauro conservata nell’ambra cretacea dallo stato di Kachin, Myanmar. Credito immagine: Lida Xing et al , doi: 10.1016 / j.cub.2016.10.008.

Evolute per attrarre i partner

Il Prof. Person e Philip Currie della University of Alberta hanno scoperto che piume più grandi, più rigide e più piatte si sono gradualmente evolute sulle braccia e sulle code dei dinosauri da agitare e scuotere in corteo, portando infine all’evoluzione degli uccelli.

Ha affermato il Dott. Persons: “L’evoluzione del volo aviario è una delle transizioni più importanti nell’evoluzione dei vertebrati. Ora ci sono oltre 10.000 specie di uccelli e gli uccelli erano l’unico gruppo di dinosauri a sopravvivere all’estinzione di massa. Lo straordinario successo degli uccelli è legato alla loro capacità di volare. Ma, per evolversi in complesse piume di volo, la selezione naturale tradizionale aveva bisogno di una spinta dalla selezione sessuale. In effetti, la selezione sessuale ha portato a una maggiore complessità, che ha colmato il divario da una funzione all’altra. Riconoscere quel contributo critico ci insegna qualcosa di fondamentale e importante sul processo evolutivo. Le implicazioni vanno ben oltre il singolo esempio di evoluzione dei dinosauri e delle piume”.

Fotomicrografie di piume di celurosauro: (A) piuma ventrale pallida nella luce trasmessa (la freccia indica l’apice del rachide); (B) immagine in campo scuro di (A), evidenziando la struttura e il colore visibile; (C) piuma dorsale scura nella luce trasmessa, apice verso il fondo dell’immagine; (D) base della piuma ventrale (freccia) con rachide debolmente sviluppato; (E) distribuzione del pigmento e microstruttura delle barbule in (C), con linee bianche che indicano regioni pigmentate delle barbule; (F – H) variazione della struttura della barbula e pigmentazione, tra le sbavature, e ‘rachide’ con barbule rachidiali (vicino alle frecce); immagini rispettivamente da posizioni apicale, medio-piuma e basale. Barre di scala: 1 mm in (A), 0,5 mm in (B) – (E) e 0,25 mm in (F) – (H). Credito immagine: Lida Xing et al , doi: 10.1016 / j.cub.2016.10.008.

Conclusioni

Mentre lo studio getta nuova luce sui passi evolutivi che portano dai dinosauri agli uccelli, ci sono ancora ricchi misteri paleontologici da esplorare per quanto riguarda le piume fossili.

Ha affermato il Dr. Persons: “Ci mancano ancora chiari esempi di piume sessualmente dimorfiche nei dinosauri. Oggi, è facile distinguere i sessi di molti uccelli in base alle loro piume. Gli uccelli maschi tendono ad avere piume più grandi, più sfacciate e più luminose perché sono loro a mostrarsi al partner. Questo era molto probabilmente vero anche per i dinosauri piumati, ma non abbiamo ancora trovato un esempio definitivo …”.

Nella metafora di lunga data del paesaggio adattivo, la selezione sessuale è un mezzo con cui i lignaggi che poggiano su un picco adattivo possono gradualmente colmare un divario con un altro picco, senza che il paesaggio stesso venga prima modificato dai cambiamenti ambientali.

Journal reference:

W. Scott Persons & Philip J. Currie. Feather evolution exemplifies sexually selected bridges across the adaptive landscape. Evolution, published online July 30, 2019; doi: 10.1111/evo.13795

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