David DeMar stava avanzando carponi su un affioramento roccioso del Montana quando raccolse un piccolo nodulo rossastro, grande più o meno come mezza pallina da golf. Lo girò, lo osservò con una lente e dalla roccia vide spuntare qualcosa che lì nessuno aveva trovato in oltre un secolo di ricerche: una minuscola piuma fossile. Era il 2016. Il sasso, si sarebbe scoperto, era molto meno elegante della sua scoperta: si trattava di feci fossilizzate di dinosauro vecchie circa 66 milioni di anni.
E quella piuma era soltanto ciò che si vedeva da fuori. Passando il coprolite alla micro-TAC, i ricercatori hanno trovato altre piume, frammenti di ossa di un antico uccello acquatico e persino minuscole squame di pesce. Un pasto dentro un pasto, rimasto incastrato nella roccia dalla fine del Cretaceo: un uccello aveva probabilmente mangiato un pesce, poi un dinosauro aveva mangiato l’uccello. I risultati sono stati pubblicati su Current Biology.
Una piuma spuntava dalla cacca fossilizzata
@Current Biology
Il fossile, catalogato come UWBM 103150, proviene dalla parte più recente della formazione Hell Creek, quella distesa di rocce del Montana e degli Stati vicini che conserva gli ultimissimi milioni di anni dell’era dei dinosauri. Lo studio lo identifica come il coprolite di un teropode carnivoro di medie dimensioni. Individuare con certezza chi lo abbia prodotto è impossibile; tra i candidati indicati dai ricercatori compaiono un giovane Tyrannosaurus rex e Nanotyrannus. Quindi sì, potrebbe essere cacca di tirannosauro. Il condizionale, dopo 66 milioni di anni, merita il suo spazio.
Per capire cosa contenesse davvero, il gruppo ha analizzato la composizione minerale del fossile e utilizzato la microtomografia computerizzata, accumulando migliaia di immagini a raggi X per ricostruirne l’interno in tre dimensioni. Man mano che i dati venivano elaborati comparivano piume, ossa e squame rimaste nascoste nella massa fossilizzata.
La conservazione della piuma principale è eccezionale. Presenta un rachide, cioè l’asse centrale, dalla sezione quasi quadrata e con una parte interna spugnosa: una struttura leggera e rigida che ricorda molto quella delle piume degli uccelli moderni. Le barbe sono inoltre particolarmente fitte, una caratteristica che riduce la penetrazione dell’acqua e che oggi troviamo negli uccelli adattati alla vita acquatica. Secondo gli autori, è probabilmente la piuma meglio conservata mai recuperata da rocce del Mesozoico.
Prima il pesce, poi l’uccello, poi il dinosauro
A dare un proprietario plausibile a quelle piume sono stati soprattutto i piccoli frammenti ossei ritrovati accanto. Appartengono con buona probabilità a un esperornitiforme, un gruppo estinto di uccelli acquatici che viveva durante il Cretaceo. Molti erano incapaci di volare, avevano denti e zampe specializzate per spingersi sott’acqua, con uno stile di vita che per certi versi ricordava quello delle moderne strolaghe.
Finora le loro piume erano rimaste sconosciute. Quelle racchiuse nel coprolite sono dunque le prime attribuite agli esperornitiformi e mostrano una combinazione curiosa: alcune possiedono caratteristiche molto moderne, adatte a respingere l’acqua; altre, individuate dalla micro-TAC all’interno del fossile, conservano morfologie più primitive, con un aspetto soffice e filamentoso.
Poi ci sono due minuscole squame attribuite a un pesce del gruppo dei gar, pesci dalle squame dure e corazzate ancora presenti oggi in Nord America. Gli autori le interpretano come i resti dell’ultimo pasto dell’uccello: il pesce sarebbe stato mangiato dall’esperornitiforme poco prima che quest’ultimo finisse nello stomaco del dinosauro.
Un coprolite che sembrava poco più di un sassolino conserva così almeno tre livelli della stessa rete alimentare: il pesce, l’uccello che lo aveva catturato e il grande carnivoro che aveva catturato l’uccello. Una scena avvenuta poco prima della grande estinzione di fine Cretaceo e arrivata fino a noi nella maniera meno nobile possibile, ma piuttosto efficace.
Quelle piume raccontano forse perché alcuni uccelli scomparvero
È qui che la scoperta diventa più interessante della cena di un dinosauro. Gli esperornitiformi erano parenti relativamente vicini dei Neornithes, il gruppo al quale appartengono tutti gli uccelli viventi. Gli esperornitiformi scomparvero durante l’estinzione di 66 milioni di anni fa; i Neornithes riuscirono invece ad attraversarla.
Una delle ipotesi proposte nel tempo è che vivere in ambienti acquatici possa avere favorito la sopravvivenza di alcuni uccelli dopo l’impatto dell’asteroide. Gli esperornitiformi complicano parecchio questa spiegazione: erano perfettamente acquatici e morirono comunque.
Le piume racchiuse nel coprolite suggeriscono un’altra pista. Accanto a penne già molto simili a quelle moderne, questi animali conservavano piume corporee più primitive. Jingmai O’Connor e colleghi ipotizzano che un isolamento termico meno efficiente, insieme forse a differenze nella muta del piumaggio, possa aver reso alcuni gruppi più vulnerabili al brusco raffreddamento seguito all’impatto dell’asteroide.
È una possibilità, non la spiegazione definitiva della sopravvivenza degli uccelli moderni. Lo stesso studio parla di un fattore che potrebbe aver contribuito alla selettività dell’estinzione: da un singolo coprolite e da poche piume non si ricostruisce da solo il destino di interi gruppi animali. Il reperto mostra però che forme di piumaggio moderne e primitive convivevano ancora praticamente alla vigilia dell’estinzione.
E apre soprattutto un posto piuttosto insolito dove andare a cercarne altre. Questa piuma è stata individuata perché il coprolite si era spezzato proprio nel punto giusto, lasciandola affiorare. Ora i ricercatori propongono di sottoporre altri escrementi fossilizzati alla micro-TAC: dentro potrebbero essere sopravvissuti piume, peli e altri tessuti che normalmente il tempo cancella.
Per oltre un secolo a Hell Creek si sono cercati soprattutto denti, ossa e scheletri. La prossima grande pista potrebbe essere dentro una cacca fossilizzata che nessuno aveva ancora pensato di passare alla TAC.