Cosa mangiavano i dinosauri e in che modo provvedevano al loro sostentamento? Ecco tutto quello che c’è da sapere sull’alimentazione di questi animali.
Dai libri di storia e scienze cerchiamo di ricavare quante più informazioni possibili su questi affascinanti esemplari che hanno vissuto in un’epoca così remota. Sappiamo del loro aspetto e qualche resto ci aiuta a ricostruire anche la loro conformazione fisica, ma cosa sappiamo effettivamente sulla loro alimentazione? In che modo erano soliti procacciarsi il cibo possiamo immaginarlo: cacciando o raccogliendo i prodotti della terra.
Ecco dunque quali sono le quattro fondamentali distinzioni di dinosauri in base alla loro alimentazione.
Dinosauri e Alimentazione: Perché è Così Importante
Un tratto distintivo dei dinosauri riguarda di certo le loro enormi dimensioni. Quale dieta poteva essere in grado di sostenere un fisico tanto imponente? Infatti la spiegazione più probabile al loro gigantismo trova le sue radici nell’alimentazione. Per i dinosauri erbivori (una delle quattro classificazioni in cui si suddividono i dinosauri), tutto era commestibile in natura, anche il legno!
Sebbene sia indigeribile il legno entrava a far parte della loro dieta: basta questo per immaginare la capacità digestiva di questi giurassici animali. Infatti gli erbivori si nutrivano di piante con una forte percentuale di legno.
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Dinosauri e Alimentazione: Le Quattro Classificazioni
Per comodità degli studiosi si è pensato di raggruppare i dinosauri in tre grandi tipologie, che distinguono questi animali in base ai cibi che erano soliti consumare. Per questo motivo si dovranno classificare in: erbivori, carnivori, saprofagi oppure onnivori.
Erbivori
Sebbene il loro aspetto spaventoso possa far pensare che tutti i dinosauri sarebbero stati pronti a sbranare qualsiasi altro essere vivente, in realtà gran parte di essi era erbivoro. Infatti per la maggioranza di essi procacciarsi il cibo non era assolutamente un problema, in quanto la natura provvedeva a dare loro il giusto sostentamento.
In base alle caratteristiche di ciascun dinosauro ciascuno di essi riusciva a trovare il suo cibo: l’altezza determinava il livello del suolo in cui si trovava disponibile il nutrimento. Naturalmente un dinosauro di piccole dimensioni era più a suo agio nel nutrirsi di cibi che erano alla sua portata, ovvero in basso, come cespugli e erbe varie. Da notare che i cibi a livello del suolo erano la fonte primaria di nutrimento anche per quei dinosauri con una dentatura più debole.
Quelli più alti invece potevano raggiungere piante ed arbusti ben più in alto appunto. Il fatto di riuscire a nutrirsi sfruttando la grande varietà di prodotti della natura e sfruttando al meglio la loro altezza, consentiva ai dinosauri di condividere gli spazi con i loro simili senza necessariamente fare a gara per mangiare. Quindi, sebbene in gran numero, i dinosauri erbivori non avevano problemi a competere con gli altri per nutrirsi.
Carnivori
Dalle caratteristiche fisiche è possibile notare come i dinosauri carnivori fossero particolarmente predisposti alla caccia. Infatti gran parte di essi aveva una testa piuttosto grande e dotata di denti a forma di ‘pugnale’. La stessa curvatura del collo che disegna una ‘S’ suggerisce la sinuosità del movimento di questi dinosauri.
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La muscolatura era molto forte e le mascelle particolarmente elastiche. Queste caratteristiche risultavano particolarmente utili nella caccia e assicuravano loro il primato tra i predatori. La loro alimentazione non comprendeva solo prede di piccola taglia ma anche animali più grossi, come ad esempio gli ornitischi o i giovani sauropodi.
Infine le zampe anteriori, più corte rispetto a quelle posteriori, erano munite di tre dita corte e forti, in grado di impugnare la preda. In compenso quelle posteriori erano molto utili nella corsa, qualità fondamentale per acciuffare la povera vittima designata. Gli artigli non servivano solo alla caccia ma anche all’attacco e la coda riusciva a dare equilibrio a tutto il resto del corpo. Le prede preferite erano naturalmente i dinosauri erbivori.
Saprofagi
La terza classificazione riguarda i dinosauri che si cibavano di carcasse di animali morti, ovvero di carogne. Lo stesso termine ‘saprofagia’ indica un regime alimentare che si fonda su elementi di materia organica animale o vegetale già in avanzato stato di decomposizione. Generalmente gli animali saprofagi si distinguevano in necrofagi (coloro che si nutrivano di carcasse), coprofagi (coloro che si nutrivano di escrementi), detritivori (colo che assumono materiale morto e scartato).
Onnivori
I dinosauri appartenenti a quest’ultima categoria infine si cibavano con qualsiasi cosa trovassero in natura, che fosse di origine vegetale, animale o morta.
Le Ultime Scoperte sull'Alimentazione dei Sauropodi
Quando si pensa ai sauropodi - i dinosauri dal collo lungo come Brachiosaurus, Brontosaurus e Diplodocus - la prima immagine che torna alla mente è quella di giganteschi e placidi erbivori, magari intenti a masticare qualche saporita conifera. I fan di Jurassic Park ricorderanno bene la scena in cui il dottor Alan Grant (Sam Neill) nutre un brachiosauro dalla cima di un albero, assieme ai due ragazzini protagonisti.
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Del resto, tutto nei sauropodi suggerisce che la loro non potesse essere una dieta da carnivoro: la testa piccola con un cervello sottodimensionato, infatti, mal si sposa con l'astuzia di un predatore, così come la peculiare struttura corporea e soprattutto quella dei denti fossili. Tuttavia, fino ad oggi, questa idea dei sauropodi erbivori non era suffragata da prove dirette, ma solo da teorie, intuizioni e supposizioni.
Grazie alla recente scoperta di una cololite - il fossile del contenuto intestinale - associata a un sauropode australiano, però, i paleontologi sono finalmente riusciti a confermare la dieta di questi enormi rettili estinti, con qualche sorpresa interessante. Tutto ha avuto inizio nel 2017, quando gli scienziati dell’Australian Age of Dinosaurs Museum di Winton (Queensland) hanno riportato alla luce i resti di "Judy", un sauropode della specie Diamantinasaurus matildae.
È proprio sotto lo strato di pelle che i ricercatori fecero una scoperta ancora più sorprendente: trovarono un grande blocco di roccia all’altezza dell’addome che non poteva essere altro che una cololite, ovvero - come già indicato - i resti fossilizzati dell’ultimo pasto dell’animale, presente nell’intestino e dunque non ancora espulso.
Gli scienziati hanno potuto analizzare accuratamente il contenuto di questa cololite utilizzando due tecniche diverse - ai raggi X presso l’Australian Synchrotron di Melbourne e il CSIRO di Perth, e con neutroni presso l’Australian Nuclear Science and Technology Organisation di Sydney - facendo alcune scoperte molto interessanti.
Innanzitutto, sono state identificate brattee (o ipsofilli) di conifere, ovvero foglie modificate che in genere si trovano alla base di fiori e infiorescenze; poi sono emersi resti di foglie di piante angiosperme e corpi fruttiferi di felci.
Insomma, l’ultimo pasto di Judy fu completamente vegetale, confermando le teorie più accreditate sull’alimentazione dei sauropodi. Ma non solo: i ricercatori hanno trovato i resti fossilizzati di queste piante quasi completamente integri. Ciò significa che i sauropodi non masticavano molto il cibo - come mostra l’iconica scena di Jurassic Park - ma ingurgitavano quanto prelevato quasi interamente.
Quando perse la vita, Judy era ancora in accrescimento, e la sua dieta era probabilmente variabile, comprendendo sia le basse angiosperme che le alte conifere. Ricordiamo che il sauropode Diamantinasaurus matildae, risalente al Cretaceo medio (tra i 101 e i 94 milioni di anni fa), aveva una lunghezza stimata di 16 metri, un’altezza di 4 metri al garrese e un peso compreso tra le 25 e le 30 tonnellate. Non era il sauropode più grande, considerando che Argentinosaurus probabilmente arrivava a 40 metri di lunghezza, mentre Diplodocus a 33 metri. Alcuni frammenti del sauropode Bruhathkayosaurus suggeriscono che quest’animale potesse addirittura arrivare a 50 metri, anche se non ci sono conferme.
Ciò che è certo è che ora sappiamo davvero come mangiavano i sauropodi. “Questo cololite di Diamantinasaurus fornisce la prima prova diretta ed empirica di erbivoria nei sauropodi, dimostrando un’alimentazione generalista, un brucamento da basso ad alto livello e una minima elaborazione orale del cibo”, hanno concluso Poropat e colleghi.
Analisi dei Denti e Abitudini Alimentari
Dopo quasi tre secoli di ritrovamenti, l'origine della diversificazione alimentare dei dinosauri, soprattutto erbivori, rimane incerta e le ragioni sono note: riuscire a trovare un dinosauro risalente alla fine del periodo Triassico, all'incirca di 230 milioni di anni fa, non è infatti un'impresa da poco.
C'è anche da dire che la dieta ancestrale dei dinosauri è oggetto di dibattito, in parte a causa di ipotesi alternative per la filogenesi dei dinosauri e soprattutto a causa della rarità di prove dirette del comportamento alimentare. Per questa ragione le deduzioni dietetiche si sono basate principalmente su osservazioni della morfologia craniodentale.
Fu così che i denti ricurvi e finemente seghettati tipici dei primi saurischi e teropodi sono stati considerati indicatori di carnivori, mentre i denti dentellati e lanceolati dei sauropodomorfi e i denti triangolari degli ornitischi sono stati associati agli erbivori. Questo scenario però è stato recentemente messo in crisi dalla scoperta di antichi taxa con proprietà craniodentarie intermedie, che presentavano denti dalla difficile interpretazione.
«La forma del dente determina la capacità dell'apparato nutritivo di scomporre diversi alimenti e quindi ottenere nutrienti ed energia - affermano i paleontologi - La loro forma è dunque soggetta a forti pressioni selettive. Di conseguenza, l'evoluzione delle diverse morfologie dentali in un clade può riflettere l'adattamento a un'ampia varietà di diete e strategie alimentari, sebbene fattori storici e di sviluppo possano imporre vincoli a questo processo».
Analizzando così i modelli tridimensionali dei denti, utilizzando l'analisi degli elementi finiti (FEA) e la morfometria geometrica basata su punti di riferimento (GMM) gli scienziati sono riusciti a quantificare la variazione dello stress, dell'usura e della forma dentale tra i sauropsidi viventi e accertare dove si adattano le dentature dei dinosauri rispetto ai loro analoghi moderni, per prevedere infine le diete dei primi dinosauri in base alla forma e alla funzione dei denti.
«I nostri risultati indicano che i primi dinosauri avevano dentature morfofunzionali diverse ed esploravano un'ampia gamma di forme dei denti e comportamenti meccanici con diete diverse - comunicano gli scienziati nell'articolo - Un passaggio dietetico da carnivoro a erbivoro attraverso una fase onnivora si è verificato per esempio in auropodomorpha e i primi ornitischi potrebbero aver sfruttato diete onnivore».
Il risultato di questo studio e del confronto suggerisce una precoce diversificazione delle modalità di alimentazione durante il tardo Triassico e il primo Giurassico, contribuendo così al successo dei dinosauri in un momento di clima e vegetazione in rapida evoluzione, conseguente anche al superamento di due delle più pesanti estinzioni di massa che si siano mai affacciate sulla Terra.
Quantificare l'Usura dei Denti Attraverso lo Stress Masticatorio
I valori medi dello stress da usare sono sostanzialmente più alti nei carnivori rispetto agli altri gruppi, mentre mostrano meno stress i denti degli onnivori e degli insettivori che hanno generalmente una consumazione più lenta del dente e in valore all'ampiezza della mascella una forza muscolare minore. Gli erbivori invece mostrano valori medi di stress variabili e questo fattore dipende molto dalla tipologia di dente e dal comportamento di alimentazione dell'animale.
Esistono infatti animali che strappano le foglie, altre che li triturano e molto altro. I dinosauri comunque con i valori di stress più alti sono Herrerasaurus, Manidens, Eodromaeus, Buriolestes, ed Eoraptor, principalmente tutti dei carnivori di media stazza . Il valore di stress più basso appartiene a Lesothosaurus, seguito da Saturnalia e dai sauropodomorfi plateosasauri, tutti erbivori.
La minore resistenza meccanica dei denti dei carnivori rispetto a quelle degli erbivori non deve sorprenderci. Molto probabilmente è correlata al fatto che gli erbivori erano costretti a consumare un cibo meno plastico rispetto alla carne e sono ancora soggetti ad una maggiore abrasione. Questo li ha adattati per avere dentizioni molto più dure.
Infine gli scienziati hanno tentato di spiegare l'origine delle differenti forme dei denti. Secondo loro, la tipologia classica del dente carnivoro è affilata e appuntita poiché è adatta a perforare e tagliare tessuti deformabili come la carne dei vertebrati, mentre il dente erbivoro medio è smussato e a cuspide per propagare fratture in materiali più duri come i tessuti vegetali.
«Le nostre analisi forniscono prove quantitative per la diversità funzionale precedentemente non riconosciuta nella dentatura dei primi dinosauri, simile ai moderni sauropsidi con diete diverse - concludono i ricercatori - Delle specie di dinosauri qui studiate, i primi saurischi Herrerasaurus ed Eodromaeus e i primi sauropodomorfi Buriolestes ed Eoraptor hanno i denti meccanicamente più deboli, indicando che i loro denti potrebbero essere stati adattati per elaborare cibi morbidi come la carne animale. L'evoluzione delle modalità di alimentazione è invece particolarmente complessa in Sauropodomorpha. L'opinione corrente è che i grossi erbivori si siano evoluti in taxa successivamente divergenti, associati all'acquisizione di quadrupedia e dimensioni corporee giganti, mentre i primi sauropodomorfi mantennero abitudini onnivore. I primi dinosauri erano carnivori, seppure molte forme successive erano onnivori, avendo sia la capacità di mangiare piccoli insetti che alcune piante.
I vari adattamenti dentali che sono stati analizzati dagli scienziati furono probabilmente acquisiti dai membri dei diversi lignaggi di seguito alla conquista delle diverse nicchie alimentari. Furono però i grossi cambiamenti ecologici e biologici che si osservarono dei diversi habitat ad offrire alle successive generazione di subire la grande radiazione adattativa dei Dinosauri che gli permise durante il Giurassico di diffondersi e di "inventare" nuove morfologie che si sarebbero alternate nel corso dei milioni di anni di dominio incontrastato. Per quanto infatti siano misteriose le origini di molte delle scelte che caratterizzarono i primi milioni di anni, oggi è indubbio quanto siano stati efficaci questi adattamenti rispetto alle condizioni e alle scelte ambientali e all'evoluzione della vita.
Micro-Usura Dentale e Comportamenti Alimentari
Un’escoriazione sui denti potrebbe rivelare cosa mangiavano realmente i dinosauri. Per la prima volta, l’analisi della texture della micro-usura dentale è stata utilizzata per dedurre le abitudini alimentari dei grandi teropodi, tra cui l’Allosaurus e il T. rex. Prendendo immagini in 3D di singoli denti e analizzando lo schema dei segni impressi su di essi, i ricercatori hanno potuto capire quali dinosauri potrebbero aver sgranocchiato ossa e quali potrebbero aver mangiato regolarmente cibi e prede più morbidi.
I ricercatori dell’Università di Tokyo, in collaborazione con i team dell’Università di Magonza e dell’Università di Amburgo in Germania, hanno utilizzato una tecnica di scansione per esaminare l’usura topografica dei denti in dettaglio microscopico, su singoli denti di dinosauro risalenti a più di 100 milioni di anni fa.
“Volevamo verificare se fosse possibile sfruttare le micro- usure dentali per trovare prove di comportamenti alimentari diversi nei tirannosauridi (del periodo Cretaceo, da 145 milioni a 66 milioni di anni fa) rispetto ai più vecchi allosauridi (del periodo Giurassico, da 201 milioni a 145 milioni di anni fa), che sono entrambi tipi di teropodi”, ha spiegato Daniela Winkler della Graduate School of Frontier Sciences. “Da altre ricerche, sapevamo già che i tirannosauridi possono rompere e nutrirsi di ossa (da studi sulle loro feci e sui segni di morsi sulle ossa).
Lo stesso gruppo di ricerca dell’Università di Tokyo ha recentemente condotto uno studio sulle micro-usure dentali nei dinosauri sauropodi giapponesi, famosi per i loro lunghi colli e code. È stata scattata un’immagine 3D ad alta risoluzione della superficie dei denti su una scala molto piccola di 100 micrometri (un decimo di millimetro) per 100 micrometri. Per analizzare l’immagine sono stati utilizzati fino a 50 set di parametri di struttura superficiale, ad esempio la rugosità, la profondità e la complessità dei segni di usura. Se la complessità era elevata, cioè se c’erano segni di dimensioni diverse che si sovrapponevano l’uno all’altro, ciò era associato all’alimentazione di oggetti duri, come le ossa.
In totale, il team ha studiato 48 denti, 34 di dinosauri teropodi e 14 di coccodrilli (coccodrilli e alligatori moderni), che sono stati utilizzati come confronto. L’équipe ha potuto studiare i denti fossili originali e realizzare stampi in silicone ad alta risoluzione, grazie ai prestiti concessi dai musei di storia naturale di Canada, Stati Uniti, Argentina ed Europa. “Abbiamo iniziato la ricerca sulla microusura dentale dei dinosauri nel 2010”, ha dichiarato il docente Mugino Kubo della Graduate School of Frontier Sciences. “Mio marito, il dottor Tai Kubo, e io abbiamo iniziato a raccogliere stampi dentali di dinosauri e dei loro contemporanei nelle Americhe del Nord e del Sud, in Europa e naturalmente in Asia.
Winkler afferma che la sorpresa è stata quella di non aver trovato prove di un comportamento di frantumazione delle ossa né negli Allosauridi né nei Tirannosauridi, pur sapendo che i Tirannosauridi mangiavano le ossa. Le ragioni di questo risultato inatteso possono essere diverse. Potrebbe essere che, sebbene i tirannosauridi fossero in grado di mangiare ossa, ciò avveniva meno comunemente di quanto si pensasse in precedenza.
Una cosa che l’équipe ha riscontrato sia nei dinosauri che nei coccodrilli è una differenza notevole tra giovani e adulti. “Abbiamo studiato due esemplari giovani di dinosauro (un Allosauro e un Tirannosauro) e abbiamo riscontrato una nicchia alimentare e un comportamento molto diversi per entrambi rispetto agli adulti. Abbiamo riscontrato una maggiore usura dei denti dei giovani, il che potrebbe significare che dovevano nutrirsi più frequentemente di carcasse perché mangiavano gli avanzi”, ha spiegato Winkler. “Siamo stati anche in grado di rilevare un diverso comportamento alimentare nei coccodrilli giovani, ma questa volta è stato l’opposto.
La Dieta dei Tirannosauri Adolescenti
Cosa mangiavano i tirannosauri, tra cui l'arcinoto Tyrannosaurus rex? Finora ci siamo potuti fare un'idea precisa della dieta degli adulti grazie al ritrovamento di tracce di morsi sulle ossa delle loro prede. Un fossile rinvenuto in Canada, nel Dinosaur Provincial Park in Alberta, è però la prima testimonianza della dieta di un tirannosauro adolescente - molto diversa da quella dei suoi genitori, a dimostrazione che i tirannosauri cambiavano le loro abitudini alimentari con l'età.
Il dinosauro ritrovato in Canada era un tirannosauro, ma non era un Tyrannosaurus rex: era un suo parente appartenente alla specie Gorgosaurus libratus, vissuta nell'odierno Canada per un brevissimo periodo nel Cretaceo, tra i 76 e i 75 milioni di anni. L'esemplare analizzato nello studio è un reperto quasi completo, al quale mancano solo poche ossa; osservandolo con attenzione, i ricercatori hanno individuato un paio di oggetti estranei: delle dita che emergevano dalla zona dell'addome.
Da adulto, Gorgosaurus poteva raggiungere i 9 metri di lunghezza e le 3 tonnellate di peso. Il protagonista dello studio, però, pesava "solo" 350 kg, e secondo gli autori aveva quindi tra i 5 e i 7 anni quando morì - l'equivalente dell'adolescenza per questo dinosauro. Considerato che gli adulti si nutrivano di prede di dimensioni decisamente maggiori di Citipes, questo fa pensare che Gorgosaurus cambiasse la sua dieta con il trascorrere degli anni, passando dal consumo di (parti di) prede di piccole dimensioni alla caccia grossa, con i grandi erbivori corazzati come obiettivo: è qualcosa che finora era stato solo teorizzato e mai dimostrato con prove fossili.
Flora Fossile e Dinosauri Erbivori
Dalle rocce del Giurassico inferiore delle Prealpi Venete (Monti Lessini, Asiago) proviene una ricchissima flora fossile che è possibile ammirare nelle sale del Museo di Paleontologia di Padova, piante che vivevano in prossimità di lagune e acquitrini densamente popolati dai grandi dinosauri erbivori, le cui testimonianze sono rappresentate dai ricchissimi giacimenti ad impronte come quello dei Lavini di Marco nei pressi di Rovereto.
Nella prima parte del Cretaceo le conifere raggiunsero la loro massima espansione, che presto però viene soppiantata dalla rapida esplosione delle Angiosperme, le Piante con Fiore che, dalla fine del Cretaceo, divennero il gruppo vegetale dominante.
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