Il volo è spesso citato come una delle conquiste più spettacolari dell’evoluzione, ma un numero crescente di prove suggerisce che le prime ali non furono progettate per l’aerodinamica. Potrebbero invece essersi evoluti principalmente come strumenti visivi per la comunicazione e la caccia.
Lo zoologo Piotr Jablonski propone che i primi dinosauri alati usassero le loro proto-ali per attirare le prede o segnalare ai compagni molto prima che potessero sollevarsi da terra. Questa teoria sfida la visione tradizionale secondo cui il volo si è evoluto direttamente dalla meccanica del volo a vela o della corsa, suggerendo invece che la segnalazione visiva sia stata il motore iniziale dello sviluppo delle ali.
L’ipotesi della “visualizzazione a filo”.
Il concetto è emerso dalle osservazioni di Jablonski sugli uccelli moderni nell’Ovest americano. Notò che alcune specie aprivano improvvisamente le ali o sventolavano le penne della coda per spaventare gli insetti fuori dai nascondigli, un comportamento noto come “esposizione a filo”. Una volta che gli insetti avessero preso il volo, gli uccelli li avrebbero catturati facilmente.
Jablonski ipotizzò che se gli uccelli moderni usano le ali per questo scopo, probabilmente lo fecero anche i loro antenati dinosauri. Questa idea ha guadagnato terreno tra gli scienziati che studiavano i pennaraptori, un gruppo di piccoli dinosauri piumati considerati parenti stretti degli uccelli moderni.
Perché queste ali non potevano volare
Prima di testare le teorie comportamentali, i ricercatori dovevano confermare che questi primi dinosauri erano fisicamente incapaci di volare. Minyoung Son, paleontologo dei vertebrati dell’Università del Minnesota, sottolinea diverse limitazioni critiche:
- Superficie insufficiente: Le ali dei pennaraptori erano troppo piccole per generare la portanza necessaria per il volo.
- Limiti articolari: Il raggio di movimento delle articolazioni delle ali era limitato, impedendo il potente battito d’ali necessario per la portanza aerodinamica.
- Struttura delle piume: Il volo aerodinamico richiede piume asimmetriche (dove il bordo d’attacco è più stretto del bordo d’uscita). Le prove fossili suggeriscono che i pennaraptorani non avevano questa specifica morfologia delle piume.
“Sulla base dei reperti fossili, questi dinosauri non hanno ancora le piume aerodinamiche”, spiega Son.
Testare il comportamento preistorico con i robot
Per verificare se queste ali non funzionali avessero uno scopo diverso, Jablonski e il suo team si sono rivolti alla paleontologia sperimentale. Hanno costruito un dinosauro robot chiamato Robopteryx, sul modello del Caudipteryx, un pennaraptoran delle dimensioni di un tacchino con fossili ben conservati.
Il robot era dotato di ali staccabili per simulare due scenari: braccia nude contro braccia con proto-ali. Jinseok Park, un ornitologo ora presso il Max Planck Institute for Biological Intelligence, ha portato Robopteryx in un’area naturale a Seoul, in Corea del Sud, per osservare le cavallette selvatiche (Oedaleus infernalis ).
Nel corso di due estati, il team ha registrato la frequenza con cui le cavallette scappavano quando si confrontavano con i “display a filo” del robot. I risultati, pubblicati su Scientific Reports nel 2024, erano chiari: i display erano significativamente più efficaci nello spaventare gli insetti quando il robot era dotato di proto-ali.
Prove neurali dalle locuste
Per approfondire i meccanismi di questo comportamento, i ricercatori sono passati dai robot fisici alle simulazioni al computer. Hanno creato clip animate di Caudipteryx che lancia le ali e le hanno mostrate alle locuste domestiche.
Lo studio ha utilizzato un metodo invasivo ma preciso: degli elettrodi sono stati attaccati alle corde nervose e all’addome delle locuste per registrare l’attività neurale in tempo reale. I dati, pubblicati su bioRxiv nell’aprile 2024, hanno mostrato che le locuste avevano una risposta neurale più forte al movimento delle proto-ali rispetto agli arti nudi. Ciò conferma che è più probabile che lo stimolo visivo dello spettacolo alato inneschi una risposta di fuga nella preda.
Implicazioni per la biologia evoluzionistica
Sebbene lo studio non dimostri in modo definitivo che i pennaraptorani utilizzassero display a filo in natura, dimostra che tale comportamento è biomeccanicamente e visivamente plausibile. Corwin Sullivan, paleontologo dell’Università di Alberta, osserva che i risultati supportano l’ipotesi in modo “elegante e persuasivo”.
Inoltre, Sullivan sottolinea che possono coesistere più funzioni. Anche se le proto-ali fossero state usate per la caccia, avrebbero potuto servire contemporaneamente ad altri scopi, come le esibizioni di corteggiamento per attirare i compagni. Questa multifunzionalità è comune nella biologia evoluzionistica, dove un tratto può avere origine per uno scopo e successivamente essere cooptato per un altro.
Conclusione
L’evoluzione del volo potrebbe non essere iniziata con il bisogno di librarsi in volo, ma con il bisogno di essere visti. Usando le ali per spaventare le prede o attrarre partner, i primi dinosauri gettarono le basi per strutture che alla fine avrebbero conquistato i cieli. Questa ricerca evidenzia come gli esperimenti comportamentali possano colmare il divario tra i fossili statici e la vita dinamica degli animali estinti.
