Dinosauri: una storia di 165 milioni di anni che non è mai davvero finita

Che cos'è esattamente un dinosauro?

La parola dinosauro viene spesso usata per qualsiasi grande animale preistorico, ma gli scienziati la impiegano in modo molto più preciso. I dinosauri sono un gruppo di rettili che appartengono al clade Dinosauria. Un clade è un gruppo formato da un antenato comune e da tutti i suoi discendenti. Questa definizione ha una conseguenza sorprendente: poiché gli uccelli discendono dai dinosauri, anche gli uccelli sono dinosauri. Per questo i paleontologi dividono il gruppo in dinosauri aviani (gli uccelli) e dinosauri non aviani, che comprendono tutti i dinosauri che non erano uccelli, da Triceratops a Tyrannosaurus.

Molti celebri rettili preistorici non sono affatto dinosauri. Gli pterosauri volanti, gli ittiosauri, i plesiosauri e i mosasauri marini e Dimetrodon, con la sua vela sul dorso, appartengono tutti ad altri gruppi. Anzi, Dimetrodon è più strettamente imparentato con i mammiferi che con i dinosauri, e visse milioni di anni prima della comparsa del primo dinosauro.

Le caratteristiche che distinguono i dinosauri

Ciò che rende un dinosauro un dinosauro si nasconde soprattutto nello scheletro. Il tratto più importante è la postura. Lucertole e coccodrilli tengono le zampe, almeno in parte, divaricate ai lati del corpo, mentre i dinosauri avevano le zampe dritte sotto il corpo, come colonne. Questa postura eretta rendeva più efficienti la camminata e la corsa e aiutò alcuni dinosauri a raggiungere dimensioni enormi. A essa è legata una cavità dell'anca insolita: nei dinosauri è aperta, con un foro al centro, invece di essere una coppa d'osso chiusa. Gli esperti esaminano anche dettagli del cranio, delle braccia e della caviglia per stabilire se un fossile appartiene ai Dinosauria.

Un nome nato nella Gran Bretagna vittoriana

Le persone trovarono ossa di dinosauro molto prima che qualcuno sapesse che cosa fossero. Alcuni storici ipotizzano che scoperte di fossili nell'antichità possano aver ispirato leggende di draghi e grifoni, anche se è difficile dimostrarlo. La storia scientifica comincia nell'Inghilterra del primo Ottocento. Nel 1824 il geologo William Buckland descrisse Megalosaurus, il primo dinosauro non aviano a ricevere un nome scientifico. Un anno dopo Gideon Mantell diede il nome a Iguanodon, dopo aver notato che i suoi denti somigliavano a quelli di un'iguana attuale, solo molto più grandi.

Nel 1842 l'anatomista Richard Owen capì che questi animali condividevano caratteristiche che li distinguevano dai rettili viventi e coniò il nome Dinosauria. Deriva dalle parole greche deinos, che significa terribile o tremendamente grande, e sauros, che significa lucertola. Il nome si affermò, anche se i dinosauri non sono lucertole. In seguito Owen contribuì a realizzare sculture di dinosauri a grandezza naturale per il parco del Crystal Palace di Londra, inaugurato negli anni Cinquanta dell'Ottocento e ancora oggi visitabile. Per gli standard moderni appaiono strane: Iguanodon è raffigurato come una pesante bestia a quattro zampe con un corno sul naso. Quel «corno» si rivelò poi un pollice a forma di spuntone.

Alla fine dell'Ottocento gli Stati Uniti divennero il centro della caccia ai dinosauri. Due paleontologi rivali, Edward Drinker Cope e Othniel Charles Marsh, si sfidarono con tale accanimento che la loro contesa è ricordata come la guerra delle ossa. Le loro squadre portarono alla luce nell'Ovest americano molti dinosauri famosi, tra cui Stegosaurus, Triceratops e Diplodocus.

Quando vissero i dinosauri: l'era mesozoica

I dinosauri vissero durante l'era mesozoica, iniziata circa 252 milioni di anni fa e terminata 66 milioni di anni fa. I geologi la suddividono in tre periodi:

• Triassico (da circa 252 a 201 milioni di anni fa): compaiono i primi dinosauri.
• Giurassico (da circa 201 a 145 milioni di anni fa): si diffondono i giganteschi sauropodi dal collo lungo ed evolvono i primi uccelli.
• Cretaceo (da circa 145 a 66 milioni di anni fa): si diffondono le piante con fiori e, verso la fine, compaiono dinosauri come Tyrannosaurus e Triceratops.

I dinosauri comparvero nel Triassico, più di 230 milioni di anni fa. Alcuni degli esempi più antichi e noti, come Eoraptor ed Herrerasaurus, provengono da rocce dell'Argentina. Questi primi dinosauri erano per lo più piccoli o di taglia media, camminavano su due zampe e condividevano il loro mondo con molti altri rettili, tra cui parenti dei coccodrilli, spesso più grandi e più diffusi.

La svolta arrivò circa 201,3 milioni di anni fa con l'estinzione di massa del Triassico-Giurassico, una delle più grandi estinzioni di massa della storia della Terra. Molti concorrenti dei dinosauri scomparvero, e i dinosauri divennero i vertebrati terrestri dominanti. Mantennero questa posizione per tutto il Giurassico e il Cretaceo, un regno di ben più di 100 milioni di anni.

Il mondo in cui vivevano cambiava di continuo. All'inizio del Mesozoico quasi tutte le terre emerse erano unite in un unico supercontinente chiamato Pangea. Nel corso di milioni di anni si frammentò, e le popolazioni di dinosauri si ritrovarono separate su masse continentali diverse, dove evolsero in direzioni differenti. I fossili mostrano che i dinosauri raggiunsero tutti i continenti, compresa l'Antartide, che allora era molto più calda di oggi.

Un fatto sorprendente sul tempo

L'era dei dinosauri fu così lunga che è facile valutarla male. Stegosaurus visse nel Giurassico superiore, circa 150 milioni di anni fa, mentre Tyrannosaurus rex visse proprio alla fine del Cretaceo, circa 66 milioni di anni fa. Ciò significa che tra Stegosaurus e T. rex passò più tempo che tra T. rex e noi.

Il grande albero genealogico dei dinosauri

Nel 1888 il paleontologo britannico Harry Seeley divise i dinosauri in due grandi gruppi in base alla forma delle ossa del bacino. Questa suddivisione è ancora molto usata, anche se alcuni ricercatori hanno proposto di riorganizzare i rami principali.

Saurischi: i dinosauri con il «bacino da lucertola»

I saurischi comprendono due grandi linee evolutive:

• Teropodi: per lo più carnivori che camminavano su due zampe, con denti e artigli affilati. Vanno da piccoli cacciatori agili come Velociraptor a giganti come Tyrannosaurus, Giganotosaurus e Spinosaurus. Gli uccelli appartengono a questo gruppo.
• Sauropodomorfi: erbivori tra cui i sauropodi, i giganti dal collo e dalla coda lunghi come Brachiosaurus, Diplodocus e Argentinosaurus.

Ornitischi: i dinosauri con il «bacino da uccello»

Gli ornitischi erano quasi tutti erbivori, e molti avevano un becco nella parte anteriore della bocca. Tra loro ci sono:

• Tireofori: dinosauri corazzati come Stegosaurus, con le sue placche, e Ankylosaurus, simile a un carro armato, che aveva una mazza ossea all'estremità della coda.
• Ornitopodi: un gruppo che comprende Iguanodon e gli adrosauri, o dinosauri a becco d'anatra, dotati di centinaia di denti serrati per triturare le piante.
• Marginocefali: i ceratopsi con corna e collare, come Triceratops, e i pachicefalosauri dalla testa a cupola.

Questi nomi nascondono un celebre paradosso. Gli uccelli discendono dai saurischi, con il «bacino da lucertola», e non dagli ornitischi, con il «bacino da uccello». Il bacino simile a quello degli uccelli degli ornitischi si evolse in modo indipendente.

Giganti, cacciatori e dinosauri minuscoli

I dinosauri più grandi furono i sauropodi, i più grandi animali che abbiano mai camminato sulla terraferma. Si stima che giganti come Argentinosaurus e Patagotitan, entrambi argentini, raggiungessero 30 metri di lunghezza o più e pesassero ben oltre 50 tonnellate. Poiché i loro scheletri sono di solito incompleti, queste cifre sono stime e variano da uno studio all'altro.

Come poteva sostenersi un animale così grande? Parte della risposta sta in una caratteristica che condividevano con gli uccelli: molte delle loro ossa contenevano spazi d'aria collegati a un sistema di sacchi aerei. Questo rendeva lo scheletro più leggero senza indebolirlo molto, e li aiutava anche a respirare in modo efficiente. Il collo lungo permetteva loro di raggiungere le piante su un'ampia area senza spostare il corpo massiccio.

Tra i predatori, Tyrannosaurus rex è il più famoso. Visse nel Nord America occidentale alla fine del Cretaceo, raggiungeva circa 12 metri di lunghezza e aveva uno dei morsi più potenti di tutti gli animali terrestri conosciuti. Le sue piccole braccia sono diventate oggetto di battute, ma erano molto muscolose. Spinosaurus, del Nord Africa, era ancora più lungo, e molti paleontologi ritengono che trascorresse gran parte del tempo a cacciare pesci nei fiumi, anche se è ancora discusso quanto vivesse in acqua.

Non tutti i dinosauri erano enormi. Molti avevano le dimensioni di una gallina o di un tacchino. Al contrario della sua immagine cinematografica, Velociraptor era grande più o meno come un tacchino, e i fossili mostrano sulle ossa delle sue braccia delle protuberanze dove erano attaccate le penne. Il più piccolo dinosauro vivente è il colibrì ape di Cuba, che pesa appena 2 grammi circa.

Penne, nidi e sangue caldo: come vivevano i dinosauri

Dinosauri piumati

Nel 1861 alcuni operai di una cava di calcare a Solnhofen, in Germania, trovarono Archaeopteryx, un animale di circa 150 milioni di anni fa con penne e ali, ma anche con denti, dita munite di artigli e una lunga coda ossea. Negli anni Sessanta dell'Ottocento il biologo Thomas Henry Huxley sottolineò le forti somiglianze tra gli uccelli e i piccoli dinosauri carnivori. L'idea ottenne un ampio consenso dopo il 1969, quando John Ostrom descrisse Deinonychus, un predatore agile e simile a un uccello. Ebbe così inizio quello che spesso viene chiamato il «rinascimento dei dinosauri», una nuova visione dei dinosauri come animali attivi ed energici anziché come lucertole lente, fredde e confinate nelle paludi.

La prova definitiva arrivò dalla Cina. Nel 1996 gli scienziati descrissero Sinosauropteryx, il primo dinosauro non aviano trovato con tracce di un rivestimento simile a piume. Da allora penne o semplici filamenti sono stati scoperti in molti dinosauri, tra cui Microraptor, con quattro ali, e Yutyrannus, un grande parente di T. rex. Probabilmente le penne servirono prima a mantenere il calore e a mettersi in mostra, e solo in seguito a volare. Studiando minuscole strutture di pigmento chiamate melanosomi, conservate nelle penne fossili, i ricercatori sono persino riusciti a stimare i colori di alcuni dinosauri; Sinosauropteryx, per esempio, sembra avesse una coda a strisce bruno-rossiccia.

Uova e cure parentali

Tutti i dinosauri conosciuti deponevano uova. Negli anni Venti del Novecento, le spedizioni guidate da Roy Chapman Andrews nel deserto del Gobi, in Mongolia, trovarono alcuni dei primi nidi riconosciuti come nidi di dinosauro. Uno scheletro rinvenuto lì vicino fu chiamato Oviraptor, cioè «ladro di uova», perché gli scienziati pensavano che fosse morto mentre rubava le uova. Decenni dopo furono trovati fossili di animali imparentati accovacciati sui nidi con le braccia allargate sopra le uova, nella stessa posizione che assumono gli uccelli durante la cova. Il presunto ladro era molto probabilmente un genitore. In Montana, i siti di nidificazione del dinosauro a becco d'anatra Maiasaura, il cui nome significa «lucertola buona madre», suggeriscono che alcuni dinosauri si prendessero cura dei piccoli dopo la schiusa.

I dinosauri erano a sangue caldo?

Per molto tempo i dinosauri furono immaginati come animali a sangue freddo, simili alle lucertole attuali. Oggi molti indizi suggeriscono che almeno molti di loro avessero un metabolismo elevato, più simile a quello di uccelli e mammiferi. Gli anelli di accrescimento e la struttura delle ossa mostrano che molte specie crescevano rapidamente. Alcuni dinosauri vivevano in regioni polari con inverni lunghi e bui, e molti erano ricoperti di piume isolanti. Gli scienziati discutono ancora su quanto fossero a sangue caldo i diversi gruppi, e la risposta potrebbe variare da un gruppo all'altro.

Il giorno in cui cadde il cielo: l'estinzione della fine del Cretaceo

Circa 66 milioni di anni fa, l'era dei dinosauri non aviani finì all'improvviso con l'estinzione di massa del Cretaceo-Paleogene. Scomparvero circa tre quarti di tutte le specie vegetali e animali della Terra, tra cui tutti i dinosauri non aviani, gli pterosauri e i grandi rettili marini.

Nel 1980 il fisico Luis Alvarez e suo figlio, il geologo Walter Alvarez, insieme ad alcuni colleghi, proposero che un grande asteroide avesse colpito la Terra. Il loro indizio era un sottile strato di argilla, presente in tutto il mondo al confine tra le rocce del Cretaceo e quelle più recenti, che contiene quantità insolitamente alte di iridio, un elemento raro nella crosta terrestre ma più comune negli asteroidi. Negli anni Novanta fu individuato il luogo dell'impatto: il cratere di Chicxulub, sepolto sotto la penisola dello Yucatán, in Messico, e largo più di 150 chilometri. Si stima che l'asteroide avesse un diametro di circa 10 chilometri.

L'impatto scagliò nell'atmosfera enormi quantità di polvere e gas, che oscurarono la luce del Sole, raffreddarono il pianeta e sconvolsero le catene alimentari. Più o meno nello stesso periodo, enormi eruzioni vulcaniche in India, che formarono i trappi del Deccan, liberavano anch'esse gas. La maggior parte degli scienziati considera l'asteroide la causa principale, mentre si discute ancora di quanto i vulcani abbiano aggravato la crisi.

Gli uccelli: i dinosauri sopravvissuti

Una linea di dinosauri superò la catastrofe. Piccoli uccelli piumati e dotati di becco sopravvissero, forse grazie alle dimensioni ridotte e alla capacità di nutrirsi di semi. Si diversificarono poi fino a dare origine alle oltre 10.000 specie di uccelli che vivono oggi, dai pinguini e dagli struzzi alle aquile e ai passeri. La prossima volta che vedi un piccione, stai guardando un dinosauro vivente. Tra gli animali attuali, i parenti più stretti degli uccelli sono i coccodrilli, che condividono un antenato comune con i dinosauri.

L'estinzione aprì la strada anche ai mammiferi. I mammiferi erano vissuti accanto ai dinosauri per ben più di 100 milioni di anni, ma per lo più erano rimasti piccoli. Scomparsi i grandi dinosauri, i mammiferi si evolsero in molte forme nuove, tra cui, col tempo, le balene, gli elefanti e gli esseri umani.

Come lo sappiamo: i fossili e la paleontologia moderna

Tutto ciò che sappiamo sui dinosauri non aviani deriva dai fossili. Ossa e denti sono le parti che si conservano più spesso, di solito quando un animale fu sepolto rapidamente nel fango o nella sabbia poi trasformati in roccia. Gli scienziati studiano anche le tracce fossili: le impronte, che rivelano come camminavano i dinosauri e se si muovevano in gruppo, gli escrementi fossilizzati chiamati coproliti, che mostrano che cosa mangiavano, e i gastroliti, pietre che alcuni erbivori inghiottivano.

Gli strumenti moderni hanno trasformato la disciplina. Le TAC permettono ai ricercatori di guardare all'interno dei crani per studiare il cervello e l'orecchio interno. I microscopi rivelano nelle ossa anelli di accrescimento che indicano l'età di un animale al momento della morte. I modelli al computer verificano quanto velocemente potevano correre i dinosauri o con quanta forza potevano mordere. I paleontologi hanno dato un nome a più di mille specie di dinosauri non aviani, e ogni anno ne vengono descritte di nuove, molte provenienti da Argentina, Cina e Stati Uniti.

La scienza sa anche correggersi. Brontosaurus fu a lungo considerato soltanto un altro nome di Apatosaurus, ma uno studio del 2015 ha sostenuto che i due sono abbastanza diversi da costituire generi separati, e il celebre nome è tornato in uso. Ogni nuovo fossile può cambiare il quadro, ed è per questo che lo studio dei dinosauri resta uno dei campi più vivaci della scienza.