Una volta che sai che molti dinosauri avevano le piume, sembra molto più ovvio che probabilmente si siano evoluti in uccelli. Ma c'è ancora una grande domanda. Come ha fatto una serie di mascelle di dinosauro con denti abbondanti (pensa T. rex ) si trasformano nelle fauci sdentate degli uccelli moderni, coperto da un becco? Due cose dovevano succedere in questa transizione, soppressione dei denti e crescita del becco. Ora nuove prove fossili hanno mostrato come è successo.

In un nuovo studio, Shuo Wang della Capital Normal University di Pechino e colleghi hanno studiato una serie di fossili di dinosauri e primi uccelli per vedere la transizione. Hanno scoperto che alcuni dinosauri si sono evoluti per perdere i denti quando invecchiavano e facevano germogliare un piccolo becco. Col tempo, questo processo è avvenuto sempre prima fino a quando alla fine gli animali sono emersi dalle loro uova con un becco completamente formato.

Gli uccelli più vecchi in realtà avevano denti simili a rettili, per esempio Archaeopteryx dal tardo Giurassico (150 milioni di anni fa) e Sapeornis dal primo Cretaceo (125 milioni di anni fa). Ma altri mattinieri avevano perso i denti, come Confuciusornis , anche dal primo Cretaceo.

A tutti gli uccelli moderni mancano i denti, fatta eccezione per l'hoatzin sudamericano, Opistocomo , i cui piccoli hanno un piccolo dente che usano per aiutarli a fuggire dal loro uovo e poi a versarsi. Esperimenti di sviluppo negli anni '80 hanno mostrato che gli uccelli moderni potrebbero probabilmente generare denti se il loro tessuto mascellare fosse stimolato artificialmente con le giuste molecole. Ciò suggerisce che i loro antenati a un certo punto hanno sviluppato i denti in modo naturale.

Nel frattempo, molti dinosauri in realtà avevano un becco di qualche tipo. I becchi sono composti da cheratina, il duro, proteina flessibile che produce anche unghie e corna di mucca, così come piume e peli. Di solito pensiamo ai becchi come a strutture onnicomprensive, estendendosi dalla punta appuntita nella parte anteriore e posteriore agli occhi, e comprese le narici negli uccelli moderni. Ma gli esempi fossili mostrano che molti dinosauri dentati possedevano in realtà un becco minimo nella parte anteriore del muso.

Per scoprire esattamente come i becchi hanno sostituito i denti dei dinosauri, i ricercatori hanno dovuto guardare all'interno delle ossa mascellari degli animali. I fossili di ossa di dinosauro non sono semplicemente calchi rocciosi dell'osso originale, ma mostrano quasi sempre tutta la struttura interna. Una microscopica sezione sottile di qualsiasi osso di dinosauro mostra tutti i dettagli dei canali interni per vasi sanguigni e nervi, così come le fosse dove sedevano le cellule che generano l'osso. Sezioni sottili di ossa mascellari fossili mostrano i denti con la stessa precisione di qualsiasi osso mascellare moderno.

Oggi, le ossa sono raramente tagliate, ed è molto più comune utilizzare la tomografia computerizzata (TC) per guardare all'interno delle ossa senza danneggiarle. Le scansioni TC sono una serie di raggi X ravvicinati che consentono ai ricercatori di costruire modelli 3D dettagliati che mostrano ogni minimo dettaglio all'interno dell'osso.

Wang e colleghi hanno osservato che il dinosauro teropode Limusauro , che era strettamente imparentato con gli antenati degli uccelli, e il mattiniero Sapeornis avevano i denti fino alla parte anteriore delle mascelle quando erano giovani, ma li hanno persi quando sono cresciuti. Le scansioni interne dettagliate dei fossili hanno mostrato un adulto Limusauro non aveva denti ma aveva ancora le cavità dei denti nelle mascelle inferiori, chiusa e formando un unico canale. In adulto Sapeornis , c'erano denti nella parte posteriore della mascella ma non nella parte anteriore della mascella.

Mentre gli uccelli moderni si sviluppano all'interno delle loro uova, la cheratina del becco inizia a formarsi sulla punta del muso e poi ricresce fino a coprire sia la mascella superiore che quella inferiore. Wang e colleghi sostengono che i meccanismi che regolano la crescita del becco sopprimono anche la formazione dei denti. Ciò è supportato da studi sul gene BMP4 che mostrano che controlla entrambe le funzioni negli uccelli moderni.

L'uso dei fossili per mostrare come gli animali si sono evoluti nel tempo suggerisce che i becchi in alcuni dinosauri e parenti di uccelli si siano originariamente espansi all'indietro mentre gli animali crescevano e le cavità dei denti si chiudevano. Infine, questo processo è avvenuto sempre prima nel ciclo di sviluppo fino a quando i piccoli non sono emersi con il becco e senza denti. Oggi, il gene osseo BMP4 controlla aspetti della crescita del becco e della soppressione dei denti, e questi potrebbero aver agito all'inizio dell'evoluzione degli uccelli.

Per ulteriori prove, Wang e colleghi hanno esaminato più ampiamente i vertebrati che hanno perso o ridotto i denti durante l'evoluzione, compresi alcuni pesci, rane, pangolini, balene e le tartarughe completamente sdentate. In tutti i casi, gli animali che avevano perso i denti erano associati alla sostituzione dei denti con un becco di cheratina.

Questo tipo di osservazioni sullo sviluppo aiutano a confermare la teoria a cui puntano gli squisiti fossili di dinosauro. Nel diventare uccelli, i dinosauri hanno dovuto cambiare in molti modi, compreso il restringimento delle dimensioni, ali che spuntano, adattando le piume che venivano usate per esibirsi e volare, migliorare i loro sensi, accorciando la coda, perdere i denti, e tanti altri personaggi. È importante essere in grado di identificare prove plausibili di come sia avvenuto ciascuno di questi sorprendenti cambiamenti.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.