Decodificare il passato – Gli scienziati scoprono l’origine del misterioso cimitero di rettili marini giganti estinti

Per molti anni, i ricercatori hanno studiato un parco statale in Nevada, ma nonostante i loro sforzi, il motivo dell’elevato numero di morti di ittiosauro nell’area circa 230 milioni di anni fa rimane un mistero.

Le balene blu e megattere, insieme ad altri giganti marini di oggi, intraprendono regolarmente lunghe migrazioni per raggiungere acque dove i predatori sono scarsi per riprodursi e partorire. Tendono a riunirsi anno dopo anno lungo gli stessi tratti di costa.


Un nuovo studio condotto da un team di scienziati di varie istituzioni, tra cui il Università dell’Utahil Istituzione Smithsoniana, Università di Vanderbiltl’Università del Nevada, il Università di Edimburgoil Università del Texas ad AustinVrije Universiteit Brussels, e il università di Oxfordindica che quasi 200 milioni di anni prima dell’evoluzione delle balene giganti, rettili marini noti come ittiosauri, che avevano le dimensioni di scuolabus, potrebbero aver intrapreso migrazioni simili per riprodursi e partorire in ambienti più sicuri.

I risultati, recentemente pubblicati sulla rivista Biologia attualeesaminare un ricco letto fossile nel famoso Berlin-Ichthyosaur State Park (BISP) nella foresta nazionale Humboldt-Toiyabe del Nevada, dove molti ittiosauri lunghi 50 piedi (Shonisaurus popolare) giaceva pietrificato nella pietra. Co-autore di Randall Irmis, capo curatore NHMU e curatore di paleontologia, e professore associato, lo studio offre una spiegazione plausibile di come almeno 37 di questi rettili marini siano giunti alla fine nella stessa località, una domanda che ha irritato paleontologi per più di mezzo secolo.

Dente completo e mascelle parziali (UMNH VP 32539) dell’ittiosauro Shonisaurus popolare dal Berlin-Ichthyosaur State Park, Nevada. Questi nuovi fossili lo dimostrano Shonisauro era un predatore all’apice al vertice del suo ecosistema. Credito: Museo di storia naturale dello Utah / Mark Johnston

“Prestiamo le prove che questi ittiosauri sono morti qui in gran numero perché stavano migrando in quest’area per partorire per molte generazioni nel corso di centinaia di migliaia di anni”, ha affermato Nicholas Pyenson, coautore e curatore dello Smithsonian National Museum of Natural History. “Ciò significa che questo tipo di comportamento che osserviamo oggi nelle balene esiste da oltre 200 milioni di anni”.

Nel corso degli anni, alcuni paleontologi hanno ipotizzato che gli ittiosauri di BISP, predatori simili a enormi delfini grossi che sono stati adottati come fossili di stato del Nevada, siano morti in un evento di spiaggiamento di massa come quelli che a volte affliggono le balene moderne, o che le creature siano state avvelenate da tossine come come da una vicina fioritura algale nociva. Il problema è che queste ipotesi mancano di solide linee di prove scientifiche per sostenerle.

Per cercare di risolvere questo mistero preistorico, il team ha combinato nuove tecniche paleontologiche come la scansione 3D e la geochimica con la tradizionale perseveranza paleontologica esaminando materiali d’archivio, fotografie, mappe, note sul campo e cassetti dopo cassetti di collezioni museali alla ricerca di brandelli di prove che potrebbero essere rianalizzati.

Immagine del modello 3D del Shonisaurus popolare letto fossile a Quarry 2 nel Berlin-Ichthyosaur State Park, Nevada. Le ossa fossilizzate sono state codificate a colori in cui ogni colore corrisponde a uno scheletro diverso. Credito: Smithsonian Institution

Sebbene la maggior parte dei siti paleontologici ben studiati scavi fossili in modo che possano essere studiati più da vicino dagli scienziati negli istituti di ricerca, l’attrazione principale per i visitatori del BISP gestito dal Nevada State Park è un edificio simile a un fienile che ospita ciò che i ricercatori chiamano Quarry 2, un schiera di ittiosauri che sono stati lasciati incastonati nella roccia affinché il pubblico possa vederli e apprezzarli. La cava 2 ha scheletri parziali di circa sette singoli ittiosauri che sembrano essere morti tutti nello stesso periodo.

“Quando ho visitato il sito per la prima volta nel 2014, il mio primo pensiero è stato che il modo migliore per studiarlo sarebbe stato creare un modello 3D a colori e ad alta risoluzione”, ha affermato l’autore principale Neil Kelley, professore assistente alla Vanderbilt University. “Un modello 3D ci permetterebbe di studiare il modo in cui questi grandi fossili sono stati disposti in relazione l’uno con l’altro senza perdere la capacità di andare osso per osso”.

Per fare questo, il team di ricerca ha collaborato con Jon Blundell, un membro del team del programma 3D dello Smithsonian Digitization Program Office, e Holly Little, responsabile dell’informatica presso il Dipartimento di Paleobiologia del museo. Mentre i paleontologi misuravano fisicamente le ossa e studiavano il sito utilizzando tecniche paleontologiche tradizionali, Little e Blundell hanno utilizzato fotocamere digitali e uno scanner laser sferico per scattare centinaia di fotografie e milioni di misurazioni di punti che sono state poi unite utilizzando un software specializzato per creare un modello 3D. del letto fossile.

“Il nostro studio combina gli aspetti geologici e biologici della paleontologia per risolvere questo mistero”, ha affermato Irmis. “Ad esempio, abbiamo esaminato la composizione chimica delle rocce che circondano i fossili per determinare se le condizioni ambientali ne hanno provocato così tanti Shonisauro in un unico ambiente. Una volta stabilito che non era così, siamo stati in grado di concentrarci sulle possibili ragioni biologiche”.



Il team ha raccolto minuscoli campioni della roccia che circonda i fossili ed ha eseguito una serie di test geochimici per cercare segni di disturbo ambientale. Un test ha misurato il mercurio, che spesso accompagna l’attività vulcanica su larga scala, e non ha rilevato livelli significativamente aumentati. Altri test hanno esaminato diversi tipi di carbonio e hanno stabilito che non c’erano prove di improvvisi aumenti di materia organica nei sedimenti marini che avrebbero provocato una carenza di ossigeno nelle acque circostanti (sebbene, come le balene, gli ittiosauri respirassero aria).

Questi test geochimici non hanno rivelato segni che questi ittiosauri siano morti a causa di qualche cataclisma che avrebbe seriamente disturbato l’ecosistema in cui sono morti. Il gruppo di ricerca ha continuato a guardare oltre la cava 2, alla geologia circostante ea tutti i fossili che erano stati precedentemente scavati nell’area.

Le prove geologiche indicano che quando gli ittiosauri morirono, le loro ossa alla fine affondarono sul fondo del mare, piuttosto che lungo una costa abbastanza bassa da suggerire lo spiaggiamento, escludendo un’altra ipotesi. Ancora più significativo, però, il calcare e la pietra fangosa della zona erano pieni zeppi di grandi adulti Shonisauro esemplari, ma altri marini vertebrati erano scarsi. La maggior parte degli altri fossili al BISP proviene da piccoli invertebrati come vongole e ammoniti (parenti con il guscio a spirale degli odierni calamari).

“Ci sono così tanti grandi scheletri adulti di questo specie in questo sito e quasi nient’altro”, ha detto Pyenson. “Non ci sono praticamente resti di cose come pesci o altri rettili marini di cui questi ittiosauri possano nutrirsi, e non ci sono nemmeno giovani Shonisauro scheletri”.



La rete a strascico paleontologica dei ricercatori aveva eliminato alcune delle potenziali cause di morte e iniziato a fornire indizi intriganti sul tipo di ecosistema in cui nuotavano questi predatori marini, ma le prove non indicavano ancora chiaramente una spiegazione alternativa.

Il team di ricerca ha trovato un pezzo chiave del puzzle quando ha scoperto minuscoli resti di ittiosauro tra i nuovi fossili raccolti al BISP e nascosti all’interno delle vecchie collezioni museali. Un attento confronto delle ossa e dei denti utilizzando scansioni a raggi X micro-TC presso la Vanderbilt University ha rivelato che queste piccole ossa erano in realtà embrionali e neonate Shonisauro.

“Una volta è diventato chiaro che non c’era niente da mangiare qui, e c’erano grandi adulti Shonisauro insieme agli embrioni e ai neonati, ma non ai giovani, abbiamo iniziato a considerare seriamente se questo potesse essere un terreno di nascita “, ha affermato Kelley.

Un’ulteriore analisi dei vari strati in cui sono stati trovati i diversi ammassi di ossa di ittiosauro ha anche rivelato che le età dei numerosi letti fossili di BISP erano separate da almeno centinaia di migliaia di anni, se non milioni.


“Trovare questi punti diversi con le stesse specie sparse nel tempo geologico con lo stesso modello demografico ci dice che questo era un habitat preferito a cui questi grandi predatori oceanici sono tornati per generazioni”, ha detto Pyenson. “Questo è un chiaro segnale ecologico, sosteniamo, che questo era un posto che Shonisauro partorivano, molto simili alle balene di oggi. Ora abbiamo la prova che questo tipo di comportamento ha 230 milioni di anni».

Il team ha affermato che il prossimo passo per questa linea di ricerca è indagare su altri ittiosauri e Shonisauro siti in Nord America con queste nuove scoperte in mente per iniziare a ricreare il loro mondo antico magari cercando altri siti di riproduzione o luoghi con una maggiore diversità di altre specie che avrebbero potuto essere ricchi terreni di alimentazione per questo estinto predatore dell’apice.

“Una delle cose entusiasmanti di questo nuovo lavoro è che abbiamo scoperto nuovi esemplari di Shonisaurus popolare che hanno materiale del cranio davvero ben conservato “, ha detto Irmis. “In combinazione con alcuni degli scheletri raccolti negli anni ’50 e ’60 che si trovano al Nevada State Museum di Las Vegas, è probabile che alla fine avremo abbastanza materiale fossile per ricostruire finalmente con precisione ciò che un Shonisauro sembrava lo scheletro.

Le scansioni 3D del sito sono ora disponibili per essere studiate da altri ricercatori e per essere esplorate dal pubblico tramite la piattaforma Voyager di Smithsonian open source, sviluppata e gestita dai membri del team di Blundell presso l’ufficio del programma di digitalizzazione, e chiunque può approfondire immergiti con il modello 3D su: https://3d.si.edu/enter-sea-dragon.


“Il nostro lavoro è pubblico”, ha detto Blundell. “Non ci limitiamo a scansionare siti e oggetti ea bloccarli. Creiamo queste scansioni per aprire la collezione ad altri ricercatori e membri del pubblico che non possono accedere fisicamente a un museo”.

Riferimento: “Comportamento di raggruppamento in a Triassico predatore dell’apice marino” di Neil P. Kelley, Randall B. Irmis, Paige E. dePolo, Paula J. Noble, Danielle Montague-Judd, Holly Little, Jon Blundell, Cornelia Rasmussen, Lawrence ME Percival, Tamsin A. Mather e Nicholas D Pyenson, 19 dicembre 2022, Biologia attuale.
DOI: 10.1016/j.cub.2022.11.005

Questa ricerca è stata condotta con permessi di ricerca rilasciati dal servizio forestale degli Stati Uniti e dai parchi statali del Nevada ed è stata sostenuta da finanziamenti dello Smithsonian, dell’Università del Nevada, di Reno, della Vanderbilt University e dell’Università dello Utah.

Il Berlin-Ichthyosaur State Park fa parte della foresta nazionale Humboldt-Toiyabe nelle montagne Shoshone del Nevada centro-occidentale. È all’interno delle terre ancestrali dei popoli Northern Paiute e Western Shoshone.