Il classico albero genealogico dei dinosauri ha alla base due suddivisioni dei primi dinosauri:gli Ornitischi, o dinosauri dal fianco di un uccello, che includono i successivi Triceratopo e Stegosauro; e i Saurischi, o dinosauri dal fianco di lucertola, come Brontosauro e Tirannosauro.

Nel 2017, però, questa visione classica dell'evoluzione dei dinosauri è stata messa in discussione con l'evidenza che forse i dinosauri dal bacino di lucertola si sono evoluti per primi, una scoperta che ha riorganizzato drammaticamente i primi rami principali dell'albero genealogico dei dinosauri.

Ora un geocronologo del MIT, insieme a paleontologi argentini e brasiliani, ha trovato prove a sostegno della visione classica dell'evoluzione dei dinosauri. I risultati del team sono pubblicati oggi sulla rivista Rapporti scientifici .

Il team ha rianalizzato i fossili di Pisanosaurus, un piccolo dinosauro bipede che si pensa sia il primo ornitisco conservato nella documentazione fossile. I ricercatori hanno determinato che l'erbivoro dal fianco di un uccello risale a 229 milioni di anni fa, che è anche il periodo in cui si pensa che siano apparsi i primi Saurischi con fianchi di lucertola.

La nuova tempistica suggerisce che gli Ornitischi e i Saurischi siano apparsi per la prima volta e si siano separati da un antenato comune all'incirca nello stesso periodo, dando supporto alla visione classica dell'evoluzione dei dinosauri.

I ricercatori hanno anche datato rocce della Formazione Ischigualasto, un'unità di roccia sedimentaria stratificata in Argentina nota per aver conservato un'abbondanza di fossili dei primissimi dinosauri. Sulla base di questi fossili e di altri in tutto il Sud America, gli scienziati ritengono che i dinosauri siano apparsi per la prima volta nel continente meridionale, che all'epoca si fondeva con il supercontinente Pangea. Si pensa quindi che i primi dinosauri si siano divergenti e si siano diffusi in tutto il mondo.

Però, nel nuovo studio, i ricercatori hanno determinato che il periodo in cui è stata depositata la Formazione Ischigualasto si sovrappone ai tempi di un altro importante deposito geologico in Nord America, nota come Formazione Chinle.

Gli strati intermedi della Formazione Chinle negli Stati Uniti sudoccidentali contengono fossili di varia fauna, compresi i dinosauri che sembrano essere più evoluti dei primi dinosauri. Gli strati inferiori di questa formazione, però, mancano prove fossili di animali di alcun tipo, figuriamoci i primi dinosauri. Ciò suggerisce che le condizioni all'interno di questa finestra geologica hanno impedito la conservazione di qualsiasi forma di vita, compresi i primi dinosauri, se hanno camminato in questa particolare regione del mondo.

"Se le formazioni Chinle e Ischigualasto si sovrappongono nel tempo, allora i primi dinosauri potrebbero non essersi evoluti per la prima volta in Sud America, ma potrebbe anche aver vagato per il Nord America nello stesso periodo, "dice Jahandar Ramezani, un ricercatore presso il Dipartimento della Terra del MIT, Atmosferico, e Scienze Planetarie, che ha co-autore dello studio. "Quei cugini del nord potrebbero non essere stati preservati."

Gli altri ricercatori dello studio sono la prima autrice Julia Desojo del Museo dell'Università Nazionale di La Plata, e un team di paleontologi provenienti da istituzioni in Argentina e Brasile.

"Seguendo le orme"

I primi fossili di dinosauro trovati nella Formazione Ischigualasto sono concentrati all'interno di quello che oggi è un parco provinciale protetto noto come "Valle della Luna" nella provincia di San Juan. La formazione geologica si estende anche oltre il parco, anche se con meno fossili dei primi dinosauri. Ramezani e i suoi colleghi hanno invece cercato di studiare uno degli affioramenti accessibili delle stesse rocce, fuori dal parco.

Si sono concentrati su Hoyada del Cerro Las Lajas, un affioramento meno studiato della Formazione di Ischigualasto, nella provincia di La Rioja, che un altro team di paleontologi ha esplorato negli anni '60.

"Il nostro gruppo ha messo le mani su alcune note sul campo e fossili scavati da quei primi paleontologi, e ho pensato che dovremmo seguire le loro orme per vedere cosa potevamo imparare, "dice Desojo.

Oltre quattro spedizioni tra il 2013 e il 2019, il team ha raccolto fossili e rocce da vari strati dell'affioramento di Las Lajas, tra cui più di 100 nuovi esemplari fossili, sebbene nessuno di questi fossili fosse di dinosauri. Tuttavia, hanno analizzato i fossili e hanno scoperto che erano comparabili, sia per specie che per età relativa, a fossili non dinosauri rinvenuti nella regione del parco della stessa Formazione di Ischigualasto. Hanno anche scoperto che la Formazione Ischigualasto a Las Lajas era significativamente più spessa e molto più completa degli affioramenti nel parco. Ciò ha dato loro la certezza che gli strati geologici in entrambe le località sono stati depositati durante lo stesso intervallo di tempo critico.

Ramezani ha poi analizzato campioni di cenere vulcanica raccolti da diversi strati degli affioramenti di Las Lajas. La cenere vulcanica contiene zircone, un minerale che separò dal resto del sedimento, e misurato per gli isotopi di uranio e piombo, i cui rapporti danno l'età del minerale.

Con questa tecnica di alta precisione, Ramezani ha datato campioni dalla parte superiore e inferiore dell'affioramento, e ha scoperto che gli strati sedimentari, e tutti i fossili conservati al loro interno, sono stati depositati tra 230 milioni e 221 milioni di anni fa. Poiché il team ha determinato che le rocce stratificate di Las Lajas e del parco corrispondono in entrambe le specie e nei tempi relativi, ora potrebbero anche determinare l'età esatta degli affioramenti più ricchi di fossili del parco.

Inoltre, questa finestra si sovrappone in modo significativo all'intervallo di tempo in cui si sono depositati i sedimenti, migliaia di chilometri verso nord, nella Formazione Chinle.

"Per molti anni, la gente pensava che le formazioni di Chinle e Ischigualasto non si sovrapponessero, e sulla base di tale presupposto, hanno sviluppato un modello di evoluzione diacrona, il che significa che i primi dinosauri sono apparsi per primi in Sud America, poi diffuso in altre parti del mondo compreso il Nord America, " Dice Ramezani. "Ora abbiamo studiato a fondo entrambe le formazioni, e mostrato che l'evoluzione diacrona non è realmente basata sulla geologia del suono."

Un albero genealogico, conservato

Decenni prima che Ramezani e i suoi colleghi partissero per Las Lajas, altri paleontologi avevano esplorato la regione e portato alla luce numerosi fossili, compresi resti di Pisanosaurus mertii, un piccolo, incorniciato di luce, erbivoro terrestre. I fossili sono ora conservati in un museo argentino, e gli scienziati sono andati avanti e indietro se si tratta di un vero dinosauro appartenente al gruppo degli Ornitischi, o un "dinosauro basale", una specie di pre-dinosauro, con caratteristiche che sono quasi, ma non del tutto completamente, dinosauro.

"I dinosauri che vediamo nel Giurassico e nel Cretaceo sono altamente evoluti, e quelli che possiamo ben identificare, ma nel tardo Triassico, sembravano tutti molto simili, quindi è molto difficile distinguerli l'uno dall'altro, e dai dinosauromorfi basali, " spiega Ramezani.

Il suo collaboratore Max Langer dell'Università di San Paolo in Brasile ha accuratamente rianalizzato il fossile di Pisanosaurus conservato nel museo, e concluso, sulla base di alcune caratteristiche anatomiche chiave, che è davvero un dinosauro e per di più, che è il primo esemplare di Ornithiscian conservato. Sulla base della datazione dell'affioramento di Ramezani e dell'interpretazione di Pisanosaurus, i ricercatori hanno concluso che i primi dinosauri con fianchi di uccello apparvero circa 229 milioni di anni fa, più o meno nello stesso periodo delle loro controparti con fianchi di lucertola.

"Possiamo ora dire che i primi Ornitischi sono comparsi per la prima volta nei reperti fossili più o meno nello stesso periodo dei Saurischi, quindi non dovremmo buttare via l'albero genealogico convenzionale, " dice Ramezani. "Ci sono tutti questi dibattiti su dove sono comparsi i dinosauri, come si sono diversificati, che aspetto aveva l'albero genealogico. Molte di queste domande sono legate alla geocronologia, quindi abbiamo bisogno di veramente buono, vincoli di età robusti per aiutare a rispondere a queste domande."