Ogni uccello che tu abbia mai visto - ogni pettirosso, ogni piccione, ogni pinguino allo zoo - è un dinosauro vivente. Gli uccelli sono l'unico gruppo di dinosauri sopravvissuto all'estinzione di massa indotta da un asteroide 66 milioni di anni fa.
Ma non tutti gli uccelli vivi all'epoca ce la fecero. Perché gli antenati degli uccelli moderni siano vissuti mentre così tanti dei loro parenti sono morti è stato un mistero che i paleontologi hanno cercato di risolvere per decenni. Due nuovi studi indicano un possibile fattore: le differenze tra il modo in cui gli uccelli moderni e i loro antichi cugini muoiono le piume.
Le piume sono uno dei tratti chiave che condividono tutti gli uccelli. Sono fatti di una proteina chiamata cheratina, lo stesso materiale delle nostre unghie e dei nostri capelli, e gli uccelli si affidano a loro per volare, nuotare, mimetizzarsi, attrarre compagni, stare al caldo e proteggersi dai raggi del sole. Ma le piume sono strutture complesse che non possono essere riparate, quindi come mezzo per mantenerle in buona forma, gli uccelli perdono le loro piume e crescono sostituzioni in un processo chiamato muta. Gli uccellini fanno la muta per perdere le penne dei cuccioli e far crescere quelle adulte; gli uccelli maturi continuano a fare la muta circa una volta all'anno.
"La muta è qualcosa a cui non penso che molte persone pensino, ma è fondamentalmente un processo così importante per gli uccelli, perché le piume sono coinvolte in così tante funzioni diverse", afferma Jingmai O'Connor, curatore associato di rettili fossili al Field Museum di Chicago. “Vogliamo sapere, come si è evoluto questo processo? In che modo differiva tra i gruppi di uccelli? E in che modo quell'evoluzione degli uccelli ha plasmato, plasmato la sopravvivenza di tutti questi diversi cladi? Due dei recenti articoli di O'Connor esaminano il processo di muta negli uccelli preistorici.
Un articolo sulla rivista Cretaceous Research pubblicato nel maggio 2023 ha dettagliato la scoperta di un ammasso di piume conservate nell'ambra di un uccellino vissuto 99 milioni di anni fa.
Oggi, gli uccellini sono su uno spettro in termini di quanto sono sviluppati quando sono nati e di quanto aiuto hanno bisogno dai loro genitori. Gli uccelli altriciali si schiudono nudi e indifesi; la loro mancanza di piume significa che i loro genitori possono trasmettere in modo più efficiente il calore corporeo direttamente alla pelle dei bambini. Le specie precoci, invece, nascono con le piume e sono abbastanza autosufficienti.
Tutti gli uccellini attraversano successive mute, periodi in cui perdono le piume che hanno e crescono in una nuova serie di piume, prima di raggiungere il loro piumaggio adulto. La muta richiede molta energia e perdere molte piume contemporaneamente può rendere difficile per un uccello riscaldarsi.
Di conseguenza, i pulcini precoci tendono a muta lentamente, in modo da mantenere un rifornimento costante di piume, mentre i pulcini altriziali che possono contare sui genitori per il cibo e il calore subiscono una muta simultanea, perdendo tutte le piume all'incirca nello stesso momento.
Il gruppo di piume immature conservate in un pezzo di ambra della valle di Hukawng nella provincia di Kachin, nel nord-est del Myanmar, è la prima prova fossile definitiva della muta giovanile.
L'esemplare di 99 milioni di anni rivela un uccellino la cui storia di vita non corrisponde a nessun uccello vivo oggi.
"Questo esemplare mostra una combinazione totalmente bizzarra di caratteristiche precoci e altriziali", ha affermato il dottor Jingmai O'Connor, ricercatore presso il Field Museum of Natural History.
"Tutte le piume del corpo sono sostanzialmente allo stesso stadio di sviluppo, quindi questo significa che tutte le piume hanno iniziato a crescere contemporaneamente, o quasi contemporaneamente".
Tuttavia, questo uccello faceva quasi certamente parte di un gruppo ormai estinto chiamato Enantiornithes, che era molto precoce.
Gli autori ipotizzano che le pressioni di essere un uccellino precoce che doveva tenersi al caldo, mentre subiva una muta rapida, potrebbero essere state un fattore nel destino finale di Enantiornithes.
"Gli enantiornitini erano il gruppo di uccelli più diversificato nel Cretaceo, ma si estinsero insieme a tutti gli altri dinosauri non aviari", ha detto il dott. O'Connor.
"Quando l'asteroide ha colpito, le temperature globali sarebbero crollate e le risorse sarebbero diventate scarse, quindi non solo questi uccelli avrebbero avuto richieste di energia ancora più elevate per stare al caldo, ma non avevano le risorse per soddisfarle".
Nel frattempo, un ulteriore studio pubblicato il 3 luglio su Communications Biology da O'Connor e il ricercatore post-dottorato del Field Museum Yosef Kiat esamina i modelli di muta negli uccelli moderni per capire meglio come si è evoluto il processo.
Nei moderni uccelli adulti, la muta di solito avviene una volta all'anno in un processo sequenziale, in cui sostituiscono solo poche piume alla volta nel corso di poche settimane. In questo modo, sono ancora in grado di volare durante il processo di muta. Le mute simultanee negli uccelli adulti, in cui tutte le remiganti cadono contemporaneamente e ricrescono entro un paio di settimane, sono più rare e tendono a presentarsi negli uccelli acquatici come le anatre che non hanno assolutamente bisogno di volare per trovare cibo ed evitare i predatori.
È molto raro trovare prove di muta negli uccelli fossili e in altri dinosauri piumati, e O'Connor e Kiat volevano sapere perché. "Avevamo questa ipotesi che gli uccelli con mute simultanee, che si verificano in un periodo di tempo più breve, sarebbero stati meno rappresentati nella documentazione sui fossili", afferma O'Connor: meno tempo trascorso a fare la muta significa meno opportunità di morire durante la muta e diventare un fossile che mostra segni di muta. Per verificare la loro ipotesi, i ricercatori hanno approfondito la collezione di uccelli moderni del Field Museum.
"Abbiamo testato più di 600 pelli di uccelli moderni conservate nella collezione di ornitologia del Field Museum per cercare prove di muta attiva", afferma Kiat, il primo autore dello studio. "Tra gli uccelli che muoiono in sequenza, abbiamo trovato dozzine di esemplari in una muta attiva, ma tra quelli che muoiono simultaneamente, non ne abbiamo trovati quasi nessuno".
Sebbene questi siano uccelli moderni, non fossili, forniscono un utile proxy. “In paleontologia, dobbiamo essere creativi, poiché non disponiamo di set di dati completi. Qui, abbiamo utilizzato l'analisi statistica di un campione casuale per dedurre ciò che l'assenza di qualcosa ci sta effettivamente dicendo”, afferma O'Connor. In questo caso, l'assenza di uccelli fossili in muta, nonostante la muta attiva sia così prevalente nel campione di esemplari di uccelli moderni, suggerisce che gli uccelli fossili semplicemente non mutavano così spesso come la maggior parte degli uccelli moderni. Potrebbero aver subito una muta simultanea o potrebbero non aver fatto la muta su base annuale come fa la maggior parte degli uccelli oggi.
Sia l'esemplare di ambra che lo studio della muta negli uccelli moderni indicano un tema comune: gli uccelli preistorici e i dinosauri piumati, in particolare quelli appartenenti a gruppi che non sono sopravvissuti all'estinzione di massa, hanno fatto la muta in modo diverso dagli uccelli di oggi.
"Tutte le differenze che puoi trovare tra uccelli corona e uccelli stelo, in sostanza, diventano ipotesi sul motivo per cui un gruppo è sopravvissuto e il resto no", ha detto O'Connor. “Non credo ci sia una ragione particolare per cui gli uccelli della corona, il gruppo che include gli uccelli moderni, siano sopravvissuti. Penso che sia una combinazione di caratteristiche. Ma penso che stia diventando chiaro che la muta potrebbe essere stata un fattore significativo in cui i dinosauri sono stati in grado di sopravvivere".
I risultati originariamente pubblicati nelle riviste Cretaceo ricerca e Biologia delle comunicazioni.
