Uno scienziato ha trovato il primo fossile di cervello di dinosauro al mondo
Pubblicato: 2016-10-30In una buia notte d'inverno del 2004, Jamie Hiscocks ha individuato una pietra dalla forma strana su una spiaggia vicino alla sua casa nel Sussex, in Inghilterra. "Potevo vedere alla luce della torcia i dettagli strutturati sulla superficie dell'oggetto", mi ha detto in un'e-mail Hiscocks, un cacciatore di fossili di professione. "Immediatamente ho capito che questo non era un sassolino qualunque."
Hiscocks ha mostrato l'esemplare a Martin Brasier, un importante paleobiologo dell'Università di Oxford. Braiser lo ha identificato come un dinosauro endocast, un fossile che si forma quando i sedimenti riempiono l'interno del cranio di un animale, appartenente a un iguanodonte, un dinosauro vissuto durante il Cretaceo.
Ma questo non era il tuo endocast standard. Per uno, non è stato facile. “Sembrava quasi un po' ondulato; c'erano creste e solchi", mi ha detto Alexander Liu, un ex studente di Brasier. (Brasier è morto in un incidente d'auto nel 2014.)
Ciò ha entusiasmato i ricercatori. Un'analisi più approfondita ha rivelato uno strato di strutture spesso pochi millimetri che sembravano vasi sanguigni. C'erano anche tracce di meningi, il duro strato esterno che protegge il cervello, conservato in forma minerale.
I cervelli di solito si decompongono molto rapidamente dopo la morte. Così rapidamente che nessun pezzo di cervello fossilizzato era mai stato scoperto da un vertebrato che viveva sulla terraferma.
Ciò ha reso questo il primo fossile di cervello di dinosauro mai trovato, come descrivono Liu e coautori in una pubblicazione speciale della The Geological Society of London , pubblicata oggi.
La scoperta, che era un progetto collaterale che Brasier e altri hanno perseguito lentamente per anni, fa sperare che un giorno il paleobiologo possa svelare il mistero dell'intelligenza dei dinosauri. Ma forse ancora più notevole è che questo pezzo di cervello è stato persino fossilizzato in primo luogo.
I tessuti molli raramente si fossilizzano
Ci sono alcuni motivi per cui nessuno ha mai scoperto prima un cervello di dinosauro fossilizzato.
Per esempio, i dinosauri vissero molto, molto tempo fa. Quasi tutti perirono completamente; i loro corpi e le loro ossa si decomponevano, senza lasciare traccia.
Una minuscola frazione è riuscita a morire in circostanze fortuite che hanno permesso la fossilizzazione dei loro tessuti e delle loro ossa nella roccia. In questi rari casi in cui il tessuto organico si fossilizza, i minerali entrano in sostituzione del tessuto. Ma i tessuti molli come il cervello si rompono particolarmente rapidamente, rendendolo il tessuto meno probabile da preservare.
Quindi cosa potrebbe aver permesso a questo particolare cervello di eludere i microbi che altrimenti lo avrebbero divorato? Liu, Brasier e colleghi hanno dovuto diventare investigatori forensi per capirlo.
Ecco la storia che hanno ricostruito.
Ha inizio circa 133 milioni di anni fa, nel Cretaceo, quando la Terra era un luogo molto strano. Faceva molto più caldo, c'era pochissimo ghiaccio ai poli e circa un terzo della terra che abitiamo oggi era coperta dall'acqua. I continenti stavano appena iniziando a separarsi l'uno dall'altro.
In questo strano mondo - nella Gran Bretagna preistorica, per l'esattezza - vagava una specie di dinosauro che sembrava un enorme cavallo rettiliano (lungo 30 piedi e alto 7 piedi) con una coda e una cresta a punta lungo la schiena.
Quando questo iguanodonte morì, accaddero diverse cose fortuite perché il suo cervello diventasse un fossile.
1) Quando questo animale morì, probabilmente cadde a capofitto nell'acqua, dove il suo cranio si capovolse. Ciò limitava l'esposizione all'aria. (I cervelli si decompongono rapidamente in presenza di ossigeno.)
2) Il cranio è rimasto intatto, quindi quando una piccola porzione del cervello ha iniziato a decomporsi, le sostanze chimiche che ha prodotto sono rimaste all'interno della custodia del cervello. Quella decomposizione "rilasciava nutrienti ed enzimi, ricchi di cose come ferro e fosfato", ha spiegato Liu.
3) Quei nutrienti ed enzimi essenzialmente sottraevano l'altra porzione del cervello, preservandola. Quei nutrienti ed enzimi contenevano anche le sostanze chimiche giuste per iniziare il processo di mineralizzazione.
4) Forse nel giro di pochi giorni, spiegò Liu, la parte conservata - una sezione spessa solo pochi millimetri che era premuta contro il cranio - iniziò a essere sostituita da minerali di fosfato e carbonato. Una reazione chimica ha permesso ai minerali di trasformare la materia organica, imitando la loro struttura.
Nel tempo, quel cervello fossilizzato si è separato dal resto del corpo. È stato trasportato da maree e tempeste e ha trovato casa in una pozza di marea nel Regno Unito. (La costa britannica, con la sua roccia sedimentaria esposta, è una delle preferite dai cacciatori di fossili.) Quando una tempesta invernale ha scoperto una sezione di spiaggia precedentemente sommersa nel 2004, è stata una fortuna che un professionista come Hiscocks stesse camminando. "Essendo una cosa così fragile, la prossima tempesta avrebbe potuto distruggerla", ha detto Hiscocks.
Gli scienziati hanno scoperto i vasi sanguigni, il segno rivelatore che questo faceva effettivamente parte di un cervello
Per anni, questo fossile è stato un progetto collaterale di Brasier (che in genere studiava fossili molto più antichi, più vicini all'origine della vita sulla Terra). La maggior parte della ricerca è stata eseguita dai suoi studenti, dice Liu, che erano anche impegnati in altri progetti. Quindi ci è voluto molto tempo per confermare la loro intuizione.
"La cosa più convincente nei dati che abbiamo sono i vasi sanguigni", ha detto Liu. “Sono incontrovertibili; non possono essere nient'altro. Hanno i diametri giusti, si ramificano nel modo giusto, sono cavi e sono nei posti giusti”.
Puoi vedere chiaramente i vasi sulle immagini del microscopio elettronico. Qui, le frecce indicano che i vasi erano cavi.
E qui puoi vedere le navi che si ramificano come farebbe qualsiasi normale capillare.
Il fatto che i vasi sanguigni siano così chiari rende gli scienziati fiduciosi di aver visto anche le meningi. Liu dice che ci sono anche prove di tessuto corticale fossilizzato (materia grigia), ma non sono così sicuri.
Secondo Liu, il giornale era quasi pronto per la pubblicazione nel 2010, ma Brasier ha resistito. Voleva che Hiscocks garantisse che il fossile alla fine sarebbe finito in un museo, perché tutti potessero studiarlo e vederlo. Quando un fossile si trova in un museo, consente ad altri di replicare i risultati dello studio. L'istituzione esatta in cui finirà il fossile non è stata ancora determinata.
Il fossile può dirci qualcosa sull'intelligenza dei dinosauri?
In molti modi, la scoperta in realtà non ci dice molto sui dinosauri.
"Naturalmente sapevamo che i dinosauri avevano un cervello", ha detto David Norman, paleontologo di Cambridge e coautore del documento. Questo articolo, dice, è più una dimostrazione di concetto: i tessuti morbidi e molli come i cervelli possono, nelle giuste circostanze, fossilizzarsi.
E questo dovrebbe ispirare i curatori di fossili a dare un'occhiata alle loro collezioni, ha detto Liu. "Ora che sappiamo che questi tessuti molli possono essere preservati", ha detto, "le persone possono tornare nelle collezioni dei musei e cercarli, riesaminarli, vedere se è più comune".
Più campioni di cervello di dinosauro potrebbero aiutare a risolvere un grande mistero sull'intelligenza dei dinosauri: i loro cervelli erano più simili ai rettili dei giorni nostri o più agli uccelli dei giorni nostri?
Nei rettili moderni, il cervello in genere non occupa tutto lo spazio del cranio. È molto più piccolo del cranio, supportato dal tessuto che lo imbottisce. Negli uccelli, tuttavia, il cervello occupa in genere la maggior parte del cranio.
Un cervello più simile a quello di un uccello suggerirebbe che i dinosauri fossero più intelligenti dei tipici rettili.
Ci sono alcune prove da questo cervello di iguanodonte che ha occupato la maggior parte del cranio, ma non è conclusivo. Poiché l'animale è probabilmente morto a testa in giù, il tessuto cerebrale potrebbe essersi diffuso sul tetto del cranio. "Non si può dire che sia una prova che i cervelli dei dinosauri sono più grandi di quanto pensassimo", ha detto Norman. Per lo meno, dice Liu, la dimensione del cervello indica che gli iguanodonti erano intelligenti almeno quanto i coccodrilli moderni (non i più brillanti del regno animale, ma un cacciatore abbastanza astuto).
La domanda generale che Norman, Liu e i loro colleghi stanno cercando di andare avanti non è "quanto erano intelligenti i dinosauri?" È molto più grande di così. "Sta svelando la storia della Terra", ha detto Norman. Questi animali vivevano su un pianeta molto diverso da quello su cui viviamo oggi. Qual era la loro biologia, la loro fisiologia, che ha permesso loro di prosperare? "Le domande sono quasi infinite", ha detto. E questo fossile ne fa solo scintillare di più.
Fonte: Università di Cambridge, University Herald e altri media