Perché, 65 milioni di anni fa, i mammiferi sostituirono i dinosauri? Cosa fece la differenza?

La vita dei primi mammiferi subito dopo che l'asteroide colpì ed estinse tre quarti delle specie viventi della Terra era fatta di paura, fame e sopravvivenza stentata. Solo la Grande Morte, 252 milioni di anni fa, fu più mortale (sebbene meno improvvisa), uccidendo il 95% della vita negli oceani e il 70% di quella sulla terraferma

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Perché, 65 milioni di anni fa, i mammiferi sostituirono i dinosauri?
Perché, 65 milioni di anni fa, i mammiferi sostituirono i dinosauri?

Attraverso l’oscurità, la cenere e il caldo mortale, un minuscolo animale peloso corre attraverso l’inferno lasciato dal giorno peggiore per gli esseri viventi nella storia della Terra. Rovista tra rami e foglie carbinizzate, afferra un insetto per mangiarlo e torna al suo rifugio. Tutt’intorno ci sono i corpi morti o morenti dei dinosauri che hanno terrorizzato i mammiferi per generazioni.

Così trascorsero furono le prime settimane e mesi dopo che un asteroide largo 10 km imnpattò con la costa dell’attuale Messico con la forza di oltre un miliardo di bombe nucleari, ponendo fine al Cretaceo in modo spettacolare. All’alba dell’era che seguì, il Paleocene, le foreste bruciavano in tutto il mondo, gli tsunami scuotevano le coste e grandi quantità di roccia vaporizzata, cenere e polvere, scagliate in aria dalla violenza dell’impatto,  permeavano per chilometri l’atmosfera.

Ma questo mondo non era privo di vita. Tra i sopravvissuti c’era uno dei primi primati conosciuti, il Purgatorius, che sembrava un incrocio tra un toporagno e un minuscolo scoiattolo. Probabilmente, molti Purgatorius morirono per le conseguenze dell’impatto ma l’abitudine di scavare tane sottoterra persfuggire ai dinosauri salvò questa specie dall’estinzione.

La vita dei primi mammiferi subito dopo che l’asteroide colpì ed estinse tre quarti delle specie viventi della Terra era fatta di paura, fame e sopravvivenza stentata. Solo la Grande Morte, 252 milioni di anni fa, fu più mortale (sebbene meno improvvisa), uccidendo il 95% della vita negli oceani e il 70% di quella sulla terraferma.

Come è stato possibile che questo gruppo eterogeneo di creature piccole e vulnerabili, nostri antenati, sia sopravvissuto al giorno del giudizio?

L’asteroide che pose fine al Cretaceo uccise famosi dinosauri come il Tirannosauro e il Triceratopo, oltre a creature meno conosciute ma bizzarre come l’Anzu. C’erano dinosauri dal becco d’anatra, dinosauri dal collo lungo, dinosauri con armature su tutto il corpo ma, non importa quanto fossero attrezzati per la caccia e la difesa, nel giro di poche settimane o mesi, grandi e piccoli dinosauri erano tutti morti, tranne, cusiosamente, alcuni dinosauri aviari da cui, poi, discesero gli uccelli moderni.



Sotto il dominio di questi re e regine del tardo Cretaceo, mammiferi come il Purgatorius erano piccoli e poco diffusi, molti dei quali riempivano le nicchie ecologiche ancora oggi occupate dai roditori. Quindi, come è stato possibile che questo gruppo eterogeneo di creature apparentemente vulnerabili sia sopravvissuto al giorno del giudizio?

Si pensa che Purgatorius, il primo primate conosciuto, sia stato tra i sopravvissuti all'asteroide (Credit: Andrey Atuchin)
Si pensa che il Purgatorius, il primo primate conosciuto, sia stato tra i sopravvissuti all’asteroide (Credit: Andrey Atuchin)

È una domanda che Steve Brusatte, autore di The Rise and Reign of the Mammals, ed i suoi colleghi dell’Università di Edimburgo hanno cercato di chiarire.

Una cosa che Brusatte sottolinea è che il giorno in cui l’asteroide ha colpito è stato un brutto giorno per qualunque essere vivente sulla superficie del nostro pianeta, inclusi mammiferi, uccelli (i dinosauri aviari) e rettili. “Questo non era un normale asteroide, questo è stato il più grande asteroide che ha colpito la Terra nell’ultimo mezzo miliardo di anni“, dice Brusatte. “I mammiferi hanno quasi fatto la fine dei dinosauri“.

I primi mammiferi

I primissimi mammiferi vissero durante il Triassico, circa 225 milioni di anni fa, circa 20 milioni di anni prima di quanto si pensasse, secondo una ricerca del Natural History Museum e del King’s College di Londra.

Mentre i tessuti molli delle ghiandole mammarie che definiscono i mammiferi raramente si fossilizzano, il modello unico dei mammiferi di sviluppare denti da latte prima dei denti adulti è stato rilevato in un animale simile a un toporagno chiamato Brasilodon. Questi pionieri dei mammiferi erano contemporanei di feroci dinosauri del Triassico come Staurikosaurus ed erbivori dal collo lungo come i sauropodomorfi.

Già nel tardo Cretaceo c’era una diversità sorprendentemente ricca di mammiferi, afferma Sarah Shelley, ricercatrice post-dottorato in paleontologia dei mammiferi ad Edimburgo. “Molti di loro erano piccole creature insettivore che vivevano sugli alberi o scavavano tane sotterranee“, dice Shelley.

Non tutti erano mangiatori di insetti, però. C’erano i misteriosi multitubercolati, così chiamati per i peculiari noduli sui loro denti. “Avevano questi denti squadrati dotati di curiose protuberanze e la parte anteriore del dente era simile a una lama. Sembrava quasi una sega“, dice Shelley. “Mangiavano frutta, noci e semi“.

C’erano anche carnivori: uno dei più grandi dell’epoca era Didelphodon, un simil  marsupiale del peso di circa 5 kg, era all’incirca delle dimensioni di un gatto domestico. “Dal suo cranio e dall’anatomia dentale aveva un morso davvero potente, quindi è decisamente carnivoro, probabilmente era in grado di sbriciolare ossa“, dice Shelley.

Gran parte di questa diversità andò perduta con l’impatto dell’asteroide: circa nove specie di mammiferi su 10 si estinsero, secondo Brusatte, il che offrì un’opportunità senza precedenti ai sopravvissuti.

Immagina di essere uno di questi nostri minuscoli antenati, delle dimensioni di un topo – una piccola cosa mansueta che si nasconde nell’ombra – e di sopportare questo momento della storia della Terra“, dice Brusatte. “Esci dall’altra parte, e all’improvviso i Tirannosauri sono spariti insieme ai dinosauri dal collo lungo e a tutti gli altri dinosauri più piccoli e il mondo è a tua disposizione“.

Questa estinzione di massa ha posto le basi per una grande profusione di diversificazione che alla fine ha portato alla nascita di balenottere azzurre, ghepardi, ghiri, ornitorinchi e, naturalmente, noi.

I mammiferi hanno vissuto accanto ai dinosauri per eoni ed erano generalmente piccoli, come il minuscolo Vilevolodon planante, che viveva nel Giurassico (Credit: Sarah Shelley)
I mammiferi hanno vissuto accanto ai dinosauri per eoni ed erano generalmente piccoli, come il minuscolo Vilevolodon planante, che viveva nel Giurassico (Credit: Sarah Shelley)

Prima, però, un piccolo intoppo: le foreste del mondo erano state bruciate da un incendio globale ed il cielo era pieno di cenere, che soffocava la luce del Sole e impediva alle piante la fotosintesi. Gli ecosistemi stavano crollando “come castelli di carte“, spiega Brusatte. La superficie della Terra era destinata a diventare più calda di un forno in un vizioso ottovolante di impulsi di calore seguito da un inverno in cui le temperature medie sarebbero scese di 20°C per più di 30 anni. Molti dei predatori più pericolosi dei mammiferi se n’erano andati, ma il mondo stesso era diventato incredibilmente ostile alla vita.

A questo punto, cosa fecero i mammiferi?

Rimani piccolo

Le modeste dimensioni corporee dei mammiferi – precedentemente limitate dalla competizione e dalla predazione dei dinosauri – sono diventate una risorsa per la “fauna del disastro“, come sono noti i sopravvissuti all’asteroide.

Questi mammiferi erano probabilmente cose che sembravano e si comportavano come un topo“, dice Brusatte. “Normalmente sarebbero rimasti piuttosto anonimi ma ora, in questo nuovo mondo, stavano proliferando perché erano adatti a quelle condizioni davvero da incubo subito dovute all’impatto“.

Essere piccoli potrebbe aver aiutato gli animali a ricostituire il loro numero. Negli animali moderni, “più grande è l’animale, più lungo è il tempo di gestazione“, afferma Ornella Bertrand, ricercatrice post-dottorato in paleontologia dei mammiferi presso l’Università di Edimburgo. Ad esempio, l’elefante africano gesta per 22 mesi, mentre la gravidanza di un topo dura circa 20 giorni. Di fronte all’apocalisse, il topo ha maggiori probabilità di mantenere alta la sua popolazione.

Oltre alla gestazione, un corpo più grande in genere impiega più tempo per raggiungere la maturità sessuale, un’altra ragione per cui i dinosauri non ce l’hanno fatta, specialmente quelli più grandi. “Ci vuole un po’ di tempo per diventare adulti. Per qualcosa come il Tirannosaurus rex ci volevano circa 20 anni“, dice Brusatte. “Non è che non crescevano velocemente, è solo che molti di loro erano così grandi che ci voleva molto tempo per passare da un piccolo cucciolo a un adulto“.

Vai sottoterra

Un altro suggerimento su come i mammiferi siano sopravvissuti all’indomani dell’asteroide viene dalle forme del corpo “molto strane” viste nel Paleocene e oltre. Shelley ha analizzato le ossa della caviglia (ossa piccole, dure e dense che si conservano bene) per vedere quanto fossero simili tra loro i primi mammiferi del Paleocene e con i mammiferi vivi oggi.

Abbiamo scoperto che i mammiferi del Paleocene sono strani. Sono diversi dai mammiferi moderni“, dice Shelley. “E ciò che li unisce è il fatto che hanno queste morfologie davvero grosse e robuste“.

Peripticus, che potrebbe essere imparentato con maiali, mucche e pecore viventi, faceva parte di un gruppo che divenne grande e muscoloso dopo la fine dei dinosauri (Credit: Sarah Shelley)
Il Peripticus, che potrebbe essere imparentato con maiali, mucche e pecore viventi, faceva parte di un gruppo che divenne grande e muscoloso dopo la fine dei dinosauri (Credit: Sarah Shelley)

Questi mammiferi hanno grandi attaccature muscolari e ossa generalmente pesanti, e somigliano, tra gli animali viventi, a quelle che vivono a terra e scavano, dice Shelley. “Quindi l’ipotesi che ne è venuta fuori è che gli animali sopravvissuti all’estinzione ci siano riusciti perché erano in grado di scavare per rifugiarsi nel sottosuolo, sopravvivendo nell’immediato all’impatto e agli incendi, all’inverno nucleare, semplicemente nascondendosi sottoterra per un po’“.

Incendio globale

Quando il meteorite impattò, nel giro di pochi minuti tutte le foreste fino a 2.500 km dal cratere da impatto si incendiarono, secondo una nuova ricerca dell’Università di Aberdeen.

La corteccia d’albero fossilizzata suggerisce che c’erano due modi in cui ciò è accaduto: una gigantesca palla di fuoco di proporzioni inimmaginabili generata dall’impatto oppure dai residui di roccia incandescenti o altro ricaduti sulla terra nei minuti e nelle ore successive.

Lungo le coste molti di questi incendi si estinsero rapidamente grazie ai monumentali tsunami che allagarono le coste.

Poiché i sopravvissuti avevano una certa struttura, anche i loro discendenti ereditarono la loro robusta forma corporea. “Puoi vederlo per quel periodo di 10 milioni di anni durante il Paleocene“, dice Shelley. “Anche gli animali che vivevano sugli alberi erano ancora molto grossi.”

Se i mammiferi si sono davvero salvati sottoterra, sia scavando buche da soli che utilizzando i rifugi sotterranei di altri, Bertrand sospetta che ciò potrebbe essersi riflesso anche nella loro agilità, o nella sua mancanza. “Sappiamo che c’è stato un collasso della foresta e quindi tutti quegli animali che vivevano sugli alberi non avevano più un habitat“, dice. “E così, una delle ipotesi è che fossero rimasti pochi animali in grado di assumere comportamenti molto agili“.

Bertrand ha in programma di indagare sulle ossa dell’orecchio interno dei mammiferi di quest’epoca per vedere se supportano l’idea di una svolta sotterranea dopo l’asteroide. L’orecchio interno è fondamentale per l’equilibrio, quindi se un animale è adattato a compiere movimenti agili e finemente sintonizzati, questo si riflette nella struttura di queste delicate ossa. Tuttavia, se fossero stati corpulenti scavatori, tale agilità non sarebbe stata necessaria. “Potrebbe darci più indizi“, dice. Detto questo, sottolinea gli svantaggi di affidarsi troppo alle ossa per dedurre come si muoveva un animale.

Stavo guardando le ginnaste fare cose incredibili – abbiamo lo stesso scheletro e non posso fare niente del genere“, ride Bertrand. “Ho pensato, beh, è ​​davvero interessante perché forse avere quella capacità può aiutarti a sopravvivere, ma dalle loro ossa non lo porei capire“.

Mangia qualsiasi cosa

L’asteroide distrusse la maggior parte delle piante viventi, il primo anello di molte catene alimentari sulla terraferma. I mammiferi erano generalisti con la capacità di adattare i loro palati a qualsiasi cosa, è quindi naturale che se la cavarono meglio di quelli con diete più particolari.

Gli animali che hanno superato l’estinzione sono sopravvissuti fondamentalmente solo perché non erano troppo specializzati“, afferma Shelley. Ad esempio, il Didelphodon (il simil marsupiale carnivoro delle dimensioni di un gatto) predava animali che erano pochi e lontani tra loro dopo l’estinzione. “Si è specializzato troppo e ha perso la sua nicchia“, afferma Shelley. “Invece se sei un piccolo animale che si nutre di insetti o foglie puoi adattare la tua dieta e il tuo stile di vita più rapidamente. Questo è un buon modo per sopravvivere all’estinzione“.

Oltre a quelli che potevano generalizzare, c’erano alcune specializzazioni che funzionavano bene, dice Brusatte. In particolare, i mangiatori di semi erano fortunati. “I semi erano una banca del cibo che era a disposizione di qualsiasi animale che avesse già la capacità di mangiarli“, dice. “Quindi se eri qualcosa come un T. rex eri sfortunato, l’evoluzione non ti ha conferito la capacità di mangiare i semi. Ma per gli uccelli con il becco e alcuni mammiferi che erano mangiatori di semi specializzati si tratto di una svolta favorevole del destino“.

Oltre a sostenere la fauna del disastro, i semi contribuirono a ristabilire foreste e altra vegetazione quando l’inverno nucleare finì. “Quei semi sono sopravvissuti nel terreno e poi, quando il Sole tornò a brillare, quei semi hanno iniziato a crescere“, dice Brusatte.

Non pensare troppo

Durante il Paleocene, gli ecosistemi si ripresero e i mammiferi iniziarono a riempire le nicchie lasciate vuote dai dinosauri non aviari. “I mammiferi hanno iniziato a diversificarsi subito dopo l’estinzione dei dinosauri e hanno iniziato a diventare molto diversi in ogni modo possibile“, afferma Bertrand.

Per prima cosa, i corpi sono diventati più grandi rapidamente. Ma, il team di Edimburgo ha scoperto che, per un certo periodo le dimensioni del cervello dei mammiferi non hanno tenuto il passo.

Penso che sia molto importante, perché potremmo pensare che l’intelligenza sia ciò che ci fa sopravvivere ed essere in grado di dominare il pianeta“, afferma Bertrand. “Ma, dai dati si deduce che non sono i grandi cervelli a far sopravvivere gli animali dopo l’asteroide“.

Grandi erbivori come Hyrachyus, a sinistra, e grandi carnivori come Arctocyon, a destra, si sono evoluti dopo la morte dei dinosauri (Credit: Sarah Shelley)
Grandi erbivori come Hyrachyus, a sinistra, e grandi carnivori come Arctocyon, a destra, si sono evoluti dopo la morte dei dinosauri (Credit: Sarah Shelley)

In effetti, nel primo Paleocene i mammiferi con cervelli grandi rispetto alle loro dimensioni corporee potrebbero essere stati in svantaggio. “La domanda è: perché dovresti far crescere un grande cervello?” chiede Bertrand. “Un cervello grande è in realtà costoso da mantenere. Se hai un cervello grande devi nutrirlo per poterlo mantenere – se non puoi perché non c’è abbastanza cibo, morirai“.

Invece, diventare grandi e muscolosi era l’adattamento favorevole. L’erbivoro Ectoconus (un membro dei Peripticidae, che può essere imparentato con i mammiferi ungulati viventi) raggiunse circa 100 kg entro poche centinaia di migliaia di anni dall’estinzione. Nel tempo geologico, è un battito di ciglia. “È davvero pazzesco che stiano diventando così grandi e specializzati così velocemente”, dice Shelley. “E una volta che hai erbivori più grandi, i carnivori più grandi iniziano a spuntare abbastanza rapidamente“.

Ci sono anche molti altri mammiferi misteriosi che sono aumentati rapidamente di dimensioni. “Cose come i tenodonti: sono diventati grandi molto velocemente, davvero grandi“, afferma Shelley. Non ci sono scheletri completi dei tenodonti, ma il cranio ha le dimensioni di una grande zucca butternut, e sembrano essere una di quelle specie che sono diventate grosse e adattate per scavare. “Ha questi minuscoli spazi per questi piccoli occhi, enormi denti nella parte anteriore, che in qualche modo somigliano ai roditori, ma questo è tutto“, dice Shelley. “Sono davvero enigmatici“.

Questo rapido serraglio di vita dei mammiferi che è seguito alla fauna del disastro è stato trascurato per troppo tempo, dice Shelley. “Sono stati definiti arcaici, primitivi e generalizzati, mentre in realtà no, sono solo diversi“, dice. “I loro antenati sono sopravvissuti alla seconda più grande estinzione di massa nella storia della vita. Non erano solo idioti generalisti che si sono fatti strada attraverso la vita. Sopravvivevano e prosperavano e lo facevano davvero bene“.

In molti modi, questi mammiferi stavano entrando nei vuoti ecologici lasciati dai magnifici dinosauri iper-specializzati così adatti al tardo Cretaceo, ma così profondamente mal equipaggiati per affrontare un mondo colpito dall’apocalisse.

È sbalorditivo pensare che tu abbia avuto un gruppo come i dinosauri che esisteva da così tante decine di milioni di anni, che aveva fatto cose così sublimi come evolversi in giganti delle dimensioni di aeroplani, e mangiatori di carne delle dimensioni di autobus e tutto il resto queste cose – e poi tutto è crollato in un istante quando la Terra è cambiata così velocemente“, dice Brusatte. “Erano inadatti a quella nuova realtà e non hanno avuto il tempo di adattarsi“.

Siamo qui principalmente per caso“, dice Bertrand. “L’asteroide avrebbe potuto mancare la Terra, sarebbe potuto cadere in un’altra area del pianeta nell’oceano e avrebbe fatto la differenza in termini di specie selezionate. L’intera faccenda, quando ci penso, è pazzesca“.

Brusatte è d’accordo. “Potrebbe essere semplicemente sfrecciato oltre, potrebbe aver solo arruffato gli strati superiori dell’atmosfera, potrebbe essersi disintegrato man mano che si avvicinava alla Terra. Avrebbe potuto fare qualsiasi cosa, ma solo per pura fortuna si è diretto verso la Terra“.

Per i mammiferi vivi oggi, forse è stato un bene.

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