Natura, rosso in denti e artigli.

Quando Tennyson pubblicò la sua poesia In Memoriam, non sapeva che questa frase sarebbe stata così intimamente associata al processo di selezione naturale darwiniana. Cinque paroline che evocano le dure realtà evolutive della competizione per il cibo, risorse e la vita stessa tra predatore e preda, il cacciatore e la preda.

Ora i miei colleghi ed io, guidato da Lida Xing della China University of Geosciences (Pechino), hanno pubblicato le prove di un animale fortunato che è scappato - in questo caso, un dinosauro erbivoro dalla Cina. Il nostro lavoro evidenzia come l'uso della tomografia a raggi X, una tecnica in rapido sviluppo nell'imaging digitale, stia rivoluzionando lo studio dei reperti fossili.

Il nostro dinosauro è Lufengosaurus huenei , un sauropode del Giurassico inferiore, che avrebbe vissuto 200-170 milioni di anni fa in quella che oggi è la provincia dello Yunnan, Cina. Lufengosauro era un erbivoro, circa sei metri di lunghezza e un peso di poco inferiore alle due tonnellate.

Quando il dinosauro fu scavato nel 1997, c'era un'anomalia patologica su una delle costole destre dell'animale. Visto di lato, c'è una sezione concava di osso mancante che taglia quasi a metà la costola.

L'approccio tradizionale nello studio della patologia ossea è quello che viene definito "valutazione morfoscopica". Questo di solito comporta un ingrandimento a bassa potenza dell'osso, ma questo immaginerebbe solo la superficie esterna del fossile. Nel caso della nostra costola, la lesione è penetrata in profondità nell'osso, quindi vedere la struttura interna era necessario per una diagnosi.

Ora, 20 anni dopo la sua prima scoperta, abbiamo utilizzato la tomografia microcomputerizzata a raggi X, o micro-TC in breve, per immaginare le strutture profonde del nostro dinosauro.

Vedere dentro i fossili

Tomografia (dal greco tomos per affettare, e grafos scrivere) è una tecnica non invasiva che presenta notevoli vantaggi diagnostici rispetto ai metodi convenzionali, consentendo di creare sezioni ad alta risoluzione e immagini 3D di strutture interne senza danneggiare il fossile.

Dopo la scansione micro-TC, abbiamo ricostruito la struttura cellulare della costola. In sezione trasversale, c'erano chiare prove sia di cambiamenti distruttivi che di nuova formazione ossea che non potevano essere osservate dall'esterno. Lo schema di questi processi di distruzione e formazione delle ossa ci dice che il processo patologico era sia cronico (a lungo termine) che attivo al momento della morte dell'animale.

Abbiamo diagnosticato un processo chiamato osteomielite, che in questo caso aveva prodotto un ascesso all'interno dell'osso. L'osteomielite è una grave infezione che origina nel midollo osseo, di solito derivante dall'introduzione di batteri piogeni (che producono pus) nell'osso. Gli agenti patogeni entrano nell'osso attraverso il flusso sanguigno, o attraverso ferite aperte o fratture.

Questo è solo il secondo caso di osteomielite riscontrato in un dinosauro sauropode nei reperti fossili. L'unico altro caso proviene da un gigantesco titanosauro argentino che ha avuto un'infezione batterica alla colonna vertebrale.

Dente e artiglio

In questo Lufengosauro abbiamo anche il primo caso registrato di un ascesso osseo causato da osteomielite nei reperti fossili.

Data la forma della lesione, e la sua posizione sulla cassa toracica, pensiamo che l'infezione possa essere stata causata da una ferita da puntura da un morso. La forma a goccia suggerisce che il danno sia stato prodotto da un dente o da un artiglio, ed è in linea con le prove del trauma da morso di predatore trovate altrove nei reperti fossili di dinosauro.

L'infezione batterica avrebbe avuto un grande impatto sulla vita del dinosauro dello Yunnan. L'osteomielite è nota per produrre febbre, fatica, nausea e disagio, e può inviare tratti di batteri nel cervello, accelerando la morte. Sappiamo che il dinosauro è sopravvissuto per qualche tempo a questa infezione, ma questo potrebbe averlo reso vulnerabile ad altre malattie o incapace di difendersi da solo a lungo termine.

Ciò che è eccitante è che questo caso ci fornisce la prova dell'interazione tra un grande dinosauro erbivoro (un sauropode) e uno dei predatori aggressivi che vivevano in quel momento. Non abbiamo solo prove di malattie, ma anche di comportamenti tra animali, tra predatori e prede in questo profondo periodo della preistoria.

Non sappiamo quale specie di predatore abbia causato il morso, ma la ferita dell'attacco fallito è una pistola fumante. È possibile questo sinosauro , un noto predatore trovato in Jurassic Yunnan, sarebbe stato in grado di attaccare Lufengosauro .

Paleontologia virtuale

Questa scoperta è stata resa possibile solo dall'applicazione della tomografia a raggi X (micro-TC). Il primo scanner micro-TC disponibile in commercio è apparso nel 1994, ma è solo nell'ultimo decennio che ha cominciato ad essere utilizzato in paleontologia, in parte a causa del costo dell'attrezzatura. La tomografia ci consente sempre più di comprendere processi come traumi e infezioni nei reperti fossili a livello cellulare.

Questa tecnologia ha aperto i reperti fossili, permettendo ai paleontologi di immaginare e analizzare la struttura profonda dei fossili. Ciò ha permesso scoperte spettacolari come il primo cancro degli ominidi e il primo tumore, lo schema di volo di Archaeoptryx, o per ricostruire un mattiniero intrappolato nell'ambra. Ci ha anche permesso di correggere casi storici di diagnosi errate patologiche nei fossili.

Le scansioni risultanti possono essere condivise in tutto il mondo, visualizzati e studiati senza la necessità di accedere direttamente ai fossili. Possono anche essere stampati in 3D, sia nella loro dimensione effettiva che in qualsiasi altra scala da noi richiesta.

Chissà quali scoperte spettacolari ci aspettano utilizzando questa tecnologia, ma è chiaro che il futuro della ricerca paleontologica è virtuale.

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