Le forme e le dimensioni dei becchi degli uccelli sono incredibilmente varie, spaziando dal becco simile a una cannuccia del colibrì al becco affilato e tagliente dell’aquila. Tuttavia, abbiamo scoperto che questa straordinaria diversità è sostenuta da una regola matematica nascosta che governa la crescita e la forma dei becchi in quasi tutti gli uccelli viventi.
Sorprendentemente, questa regola descrive anche la forma dei becchi negli antenati ormai estinti degli uccelli: i dinosauri. Siamo entusiasti di condividere le nostre scoperte, ora pubblicate sulla rivista iScience.
Quando la natura segue le regole
Trovare regole universali in biologia è raro e difficile, poiché sembrano esserci poche istanze in cui le leggi fisiche sono così pervasive tra tutti gli organismi. Tuttavia, quando scopriamo una regola, diventa un potente strumento per spiegare i modelli che osserviamo in natura. Il nostro team ha precedentemente scoperto una nuova regola biologica che spiega la forma e la crescita di molte strutture appuntite, tra cui denti, corna, zoccoli, conchiglie e, naturalmente, becchi.
Questa semplice regola matematica cattura come la larghezza di una struttura appuntita, come un becco, si espande dalla punta alla base. Chiamiamo questa regola la “cascata di potenza”.
I dinosauri e i loro becchi
La maggior parte dei dinosauri, come il Tyrannosaurus rex, aveva un muso robusto con denti appuntiti. Tuttavia, alcuni dinosauri, come l’Ornithomimus edmontonicus simile a un emù, non avevano denti e possedevano invece becchi. Nei teropodi, il gruppo di dinosauri a cui apparteneva il T. rex, i becchi si sono evoluti almeno sei volte. Ogni volta, i denti sono stati persi e il muso si è allungato fino a formare un becco nel corso di milioni di anni. Solo uno di questi gruppi di dinosauri impeccabili è sopravvissuto all’evento di estinzione di massa di 66 milioni di anni fa. Questi sopravvissuti sono diventati i nostri uccelli moderni.
Il primo uccello e la regola
Per indagare sulla regola della cascata di potenza, abbiamo studiato 127 specie di teropodi. Abbiamo scoperto che il 95% dei becchi e dei musi dei teropodi segue questa regola. Utilizzando analisi evolutive all’avanguardia attraverso la modellazione al computer, abbiamo dimostrato che il teropode ancestrale aveva probabilmente un muso dentato che seguiva la regola della cascata di potenza. Questo suggerisce che la cascata di potenza descrive la crescita non solo dei becchi e dei musi dei teropodi, ma forse anche dei musi di tutti i vertebrati: mammiferi, rettili e pesci.
I seguaci e i trasgressori della regola
Dopo aver superato l’estinzione di massa, gli uccelli hanno attraversato un periodo di incredibile cambiamento. Ora vivono in tutto il mondo e i loro becchi sono adattati a ciascun luogo in modi molto speciali. Studiando i becchi alla luce di questa regola matematica, possiamo comprendere come i volti degli uccelli e di altri dinosauri si siano evoluti nel corso di oltre 200 milioni di anni. Possiamo anche scoprire perché, in rari casi, queste regole possono essere infrante.
Fonte: Science Alert
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