Le faune del Lagerstätte di Jehol in Cina e la loro importanza nelle ricerche sull'evoluzione di Mammiferi ed Uccelli

Una gran parte delle maggiori scoperte paleontologiche sono dovute a delle formazioni in cui una serie di condizioni molto fortunate ha permesso la conservazione di una grande quantità di reperti e addirittura spesso di parti molli. Queste formazioni sono conosciute con il nome di Lagerstätten e sono noti da secoli; proprio in un Lagerstätten è stato trovato uno dei primi fossili determinanti nel dibattito ottocentesco sull'evoluzione, Archaeoperyx litographica. Vedremo come proprio un Lagerstätten che si trova nella Cina Occidentale è stato fondamentale per la ricostruzione delle faune giurassiche di quella zona. Non solo, ma le conseguenze di queste scoperte hanno consentito di mettere dei paletti molto importanti nelle storia e nella filogenesi di Mammiferi e Uccelli.

Il più antico uccello finora ritrovato è Archaeopteryx litographica. Archaeopteryx in greco antico vuol dire “ala antica”, litographica perché i suoi fossili sono stati trovati nel Calcare litografico di Solnhofen, in Baviera. Depositatosi 155 milioni di anni fa nel Titoniano (piano del Giurassico Superiore), oltre all'antico pennuto, il calcare di Solnhofen ha prodotto una quantità incredibile di altri fossili: piante, insetti, altri invertebrati marini, pesci e vertebrati terrestri, compreso un piccolo coccodrillo.

Sedimenti come questo sono chiamati Lagerstätten: sono rocce che si sono sedimentate in condizioni talmente eccezionali da consentire una conservazione molto precisa di piante e animali che erano finiti in quel bacino. Ci sono Lagerstätten di vario tipo e per i paleontologi sono cose quasi leggendarie, come i Burgess Shale del Cambriano medio del Canada Occidentale, sui quali ha scritto un libro stupendo Steven Jay Gould  e, in Italia, i Calcari di Bolca dell'Eocene del Veneto. 

I Lagerstätten sono “drammaticamente importanti” perché sono delle “istantanee” sulla vita del tempo in cui si sono sedimentati e hanno fornito reperti in grande quantità e ancora migliori in qualità, spesso comprese le parti molli. Si può dire che molte cose che sappiamo sulla vita del passato le sappiamo proprio grazie a loro. 

Uno dei lagerstätten principali è quello delle “faune di Jehol”. Siamo nella Cina nordorientale, in una sequenza stratigrafica del Cretaceo Inferiore (tra 131 e 120 milioni di anni fa). 

Jehol è una Pompei del Cretaceo: a più riprese ceneri vulcaniche hanno ricoperto il fondo di alcuni laghi, intrappolando sul fondo gli animali che vi vivevano e le carcasse di altri animali che erano finite per i più vari motivi nei laghi. In particolare ci sono 3 orizzonti stratigrafici che hanno conservato una incredibile moltitudine di scheletri completi o quasi di insetti, invertebrati acquatici pesci, anfibi, tartarughe, coristoderi, lucertole, dinosauri, uccelli e mammiferi, oltre a piante di ogni genere. Sono conservate in alcune casi persino tracce di tessuti molli! Un autentico bengodi della paleontologia e soprattutto una finestra abbastanza precisa sulla vita di quella regione a quel tempo. 

Tra le tante cose che sono state trovate a Jenin ci sono in particolare quattro scoperte fondamentali di cui voglio parlarvi più approfonditamente.

REPENOMAMUS: IL PIÙ GRANDE MAMMIFERO MESOZOICO MAI RITROVATO

La storia dei mammiferi giurassici è molto complessa e soprattutto mentre attualmente si dividono in 3 sottoclassi (placentati, marsupiali e monotremi), all'epoca sono distinte ben 7 sottoclassi.  Il problema fondamentale è che ci sono pochi fossili di mammiferi giurassici perché in genere non vivevano in ambienti in cui la fossilizzazione era facile; è il motivo per cui la storia giurassica (e non solo, anche cretacea e terziaria) è soprattutto una storia ricavata dai denti (o al massimo dalle mascelle...). Tanto è vero che a parte i Gondwanateri, che devono il loro nome all'essere forme tipiche del Gondwana, la terminologia a livello di sottoclassi parla di caratteristiche dentali: triconodonti, australosfenidi (antenati dei Monotremi), multitubercolati, boreosfenidi (fra questi dovrebbero esserci gli antenati comuni di Marsupiali e Placentati) e quant'altro.

I mammiferi giurassici erano piccoli e leggeri esserini, probabilmente insettivori, e se c'è n'è uno vivente che può assomigliare a loro è il toporagno. Tutti convinti di questo? Al 99% si, ma c'è quell'1%  che ci frega... ed è questa la prima scoperta: non abbiamo fatto i conti con Repenomamus giganticus, un mammifero triconodonte lungo un metro parente di un altro coso simile un pò più piccolo, Repenomamus robustus. Aveva mascelle da carnivoro e probabilmente era un predatore diurno che si nutriva di piccoli dinosauri (piccoli come specie o piccoli perché giovani). 

A dimostrare le sue abitudini alimentari nel suo stomaco c'erano resti di un giovane Psittacosauro (un ceratopside di piccole dimensioni che da adulto poteva arrivare a 2 metri di lunghezza). È la prima evidenza di un mammifero che si nutriva di piccoli dinosauri. Mi è difficile pensare che proprio soltanto lì ci fossero mammiferi così grandi; per questo ritengo possibile che all'epoca potessero aggirarsi per i continenti altri mammiferi di dimensioni superiori a quelle di un toporagno. 

È stato trovato anche un cranio di una creatura simile, ma ancora più grande, chiamato Repenomamus giganticus. 

Repenomamus sostanzialmente si muoveva già come un mammifero odierno; le differenze principali stanno nel tronco più lungo rispetto a quello di un mammifero attuale di pari altezza e in alcune caratteristiche del cranio, a partire dalla mascella dritta. I denti erano abbastanza evoluti, sia per la riduzione di quelli posteriori sia per una chiara distinzione fra molari e premolari. Però i molari non erano sufficientemente adatti alla masticazione per cui, come anche dimostrano i resti di Psittacosauro nello stomaco, Repenomamus ingoiava carne meno masticata rispetto ai mammiferi odierni, più similmente a come fanno i rettili attuali che ingoiano il cibo a pezzi non masticati. I Triconodonti si sono estinti 

GLI ANTENATI DI PLACENTATI E MARSUPIALI

Nelle faune di Jenin sono stati trovati altri mammiferi, fra cui il più antico placentato (Eomaia scansoria) e il più antico marsupiale (Sinodelphis szalaya).

In realtà dire che Eomaia scansoria sia un vero placentato è “un po' forte”: non è che i placentati si distinguono dagli altri mammiferi (viventi e fossili) solo per il sistema riproduttivo. Diciamo che Eomaia è sicuramente un Eutero, cioè un mammifero più vicino ai placentati che a tutti gli altri mammiferi, presenta arti più simili a quelle dei Placentati che a quelle dei Marsupiali però la struttura di anche e bacino non pare quella adatta per far uscire dall'utero un piccolo maturo. Quindi si presume che la sua strategia riproduttiva fosse quella di un marsupiale o – quantomeno – una via di mezzo, un placentato dalla nascita molto precoce.

Anche Sinodelphis Szalaya si trova nei confronti dei Marsupiali nelle stesse condizioni di Eomaia nei confronti dei Placentati: è più simile ai Marsupiali che a qualsiasi altro mammifero, ma non ha ancora tutti le caratteristiche che fanno di un mammifero un appartenente a questo gruppo.

La cosa evidente, comunque, è che 120 milioni di anni fa gli antenati dei Placentati e dei Marsupiali  erano già distinti fra loro rispetto ad un antenato comune.

DINOSAURI CHE DIVENTANO UCCELLI

E veniamo ad un'altra scoperta importante, che riguarda invece la transizione fra Teropodi Celurosauri ed uccelli. 

Una differenze fondamentale fra gli uccelli e i loro parenti più prossimi viventi, i coccodrilli, sta nell'apparato riproduttivo: negli uccelli i follicoli che stanno per “entrare in funzione” sono decisamente più grandi di quelli ancora in attesa, questo per ottenere una maggiore velocità di formazione dell'uovo e di crescita del pulcino, che deve essere in grado di volare come un adulto entro un tempo molto ridotto. Un altro particolare di non trascurabile importanza è l'apparato riproduttore femminile, ridotto alla sola parte sinistra.

In un esemplare straordinariamente conservato di Jeholornis e in due Enanthiornithes non meglio classificati è evidente la presenza del solo sistema riproduttivo sinistro. 

Jeholornis, un mangiatore di semi al contrario dei suoi antenati carnivori, a dispetto di questa “modernità” è ancora più un dinosauro che un uccello, a cominciare dalla lunga coda, più lunga che in Archaeopteryx (rispetto ad esso ha una dentatura meno sviluppata); i follicoli però hanno dimensioni simili fra loro, come nei coccodrilli (ignoro se si sappia qualcosa sui follicoli ovarici dell'”ala antica”).   È quindi un apparato riproduttivo femminile intermedio fra quello dei Teropodi e quello degli uccelli moderni. 

Jeholornis pertanto rappresenta in modo eccellente una dimostrazione di come tante delle differenze fra “normali” celurosauri e aves si siano evolute in una fase molto precoce. Notare che la maggior parte dei Celurosauri di Jenin erano dotati di piume e nella maggior parte, come in Compsognathus, è evidente la presenza di due ovaie.

Senza le faune di Jehol quindi certe cose non si sarebbero mai potute accertare e ancora una volta un Lagerstatte è stato fondamentale per capire degli aspetti fondamentali della Storia Naturale.