Tutta colpa dei pipistrelli

L'Onychonycteris finneyi, il pipistrello senza sonar

di Nando Musmarra

illustrato da Loana Riboli

L'Onychonycteris finneyi secondo la paleoartista Loana Riboli

Wyoming, settembre 2007, statale 89. Guardo dallo specchietto laterale il poliziotto allontanarsi col mio prezioso documento rosa, poi, come in un film di Sergio Leone l'inquadratura cambia, e, dal retrovisore interno, vedo l'ufficiale armeggiare con un computer portatile: è vero, correvo un po', ero in ritardo per l'incontro con Bob e Bonnie Finney... avrei potuto passarla liscia, invece... tutta colpa dei pipistrelli, senza gli studi sul loro apparato ecolocatore, forse, i radar che controllano la velocità non sarebbero mai stati inventati...

"Italiano?" Mi dice dopo alcuni interminabili minuti il poliziotto, restituendomi la patente. "Ho prestato servizio per tre anni alla base militare di Aviano, prima entrare in polizia. Dal radar risulta che lei ha superato di 6 miglia il limite di velocità dello Stato del Wyoming. Questa volta la lascio andar via senza emettere verbale, mi prometta, però, di essere più prudente". Va via accennando un sorriso.

Felice per la multa scampata mi preparo a ripartire, quando sulla mia destra vedo una mamma grizzly con tre piccoli. Anche se sono già in ritardo non posso assolutamente perdere questa fantastica opportunità fotografica! Mi avvicino agli orsi stando bene attento a tenermi a distanza di sicurezza (la mia sicurezza!) senza disturbare la simpatica famigliola.

Ormai l'appuntamento con i Finney è saltato. Raggiungerò i miei amici direttamente alla cava dei pesci fossili... spero solo di ricordare la strada. Raggiungo Kemmerer con circa un'ora e mezza di ritardo sull'orario previsto, rispettando questa volta i limiti di velocità, e poco prima di arrivare in paese, imbocco la strada sterrata che va verso le montagne. Dopo alcune miglia il fondo della strada peggiora, diventando fangoso. Mi sembra di non riconoscere più i luoghi. Non ci sono punti di riferimento, ho davvero paura di essermi perso. Il mio GPS annaspa nel vuoto, lassù i radar dei satelliti sembrano essersi dimenticati di me. Maledetti radar, oggi ce l'hanno proprio con me, mi "aggangiano" quando non dovrebbero e mi abbandonano quando serve. A cosa saranno mai serviti gli studi sui pipistrelli se poi i radar ti abbandonano nel momento del bisogno?
Ancora non sapevo che proprio i pipistrelli sarebbero stati l'argomento del giorno con i Finney.
Finalmente sulla sinistra riconosco la croce di una tomba, unico riferimento in mezzo al nulla. Mi sento confortato, anche oggi i coyotes resteranno a bocca asciutta....

Arrivato alla cava trovo i Finney già al lavoro, intenti a rompere le lastre contenenti fossili eocenici della Green River formation. Questa formazione rappresenta una delle più grandi accumulazioni documentate di rocce sedimentarie lacustri nel mondo. Si estende in un'area di più di 65.000 chilometri quadrati e copre porzioni di ben tre stati, Utah, Colorado e, naturalmente, Wyoming. La Green River formation contiene, in varie località, resti sia di fauna che di flora. E' possibile rinvenire organismi della dimensioni microscopiche di un'alga o di un insetto, fino a coccodrilli di cinque metri, fossili che risalgono ad un periodo di tempo che va da circa 40 a più di 50 milioni di anni fa. I ritrovamenti fossili più frequenti nella Green River fm. del Wyoming sono i pesci, dai più comuni Knightia e Diplomystus ai meno frequenti Priscacara, Mioplosus, Phareodus; occasionalmente sono stati rinvenuti rari esemplari di rane, serpenti, alligatori, tartarughe, uccelli e crostacei.

La freccia indica un livello dove sono stati rinvenuti rari uccelli fossili.

I proprietari della cava, Bonnie e Bob Finney, sono di ottimo umore, sembra che molto probabilmente uno dei pipistrelli che Bonnie ha trovato sarà intitolato a suo nome. Cominciamo ad aprire le lastre di buona lena. Nei livelli che stiamo esaminando si sono fossilizzati quasi esclusivamente Diplomystus e coproliti di pesce, stranamente pochi Knightia, il pesce fossile più comune nel giacimento. Dopo un break a base di sandwich e coca-cola, Bob mi indica il livello dove Bonnie (che ormai tutti gli appassionati dei fossili dell Green River fm. chiamano "Bat Girl") ha rinvenuto i pipistrelli, invitandomi a tentare la fortuna aprendo qualche lastra. Mi avverte di stare attento, perchè le ossa dei pipistrelli sono piccole ed estremamente delicate. Le lastre, però, sono troppo umide ed hanno bisogno di asciugare, o si rischierà di danneggiare i reperti fossili. Così accumuliamo su un lato della cava i grandi lastroni prelevati dai livelli dove sono stati ritrovati i pipistrelli: ci penserà il vento degli altopiani e l'assenza di umidità ad asciugarli, purtroppo l'indomani io non sarò qui per aprirli (sigh!).

Questo "acquario" naturale, insieme ad altre lastre, è stato donato ad un Museo del Nord Carolina

Arriva, eccitato, il "vicino" di cava per mostrarci un eccellente esemplare di Mioplosus e una razza fossile, l'Heliobatis radians. E' un cercatore molto fortunato, nei mesi scorsi ha trovato un fossile estremamente raro nella Green River fm. che adesso è in fase di studio. Sbircio la fotografia dell'esemplare attraverso lo schermo di una fotocamera digitale. E' fantastico, perfettamente restaurato: misura quasi un metro e mezzo e, quando era ancora in vita, strisciava... lascio alla vostra fantasia il gioco del toto-fossile.

Con un rumore sinistro arriva un vecchio pick-up color turchese che, per inerpicarsi alla cava, sembra aver compiuto uno sforzo superiore alle sue forze. Che voglia interrompere la sua lunga carriera e fossilizzarsi insieme ai pesci del giacimento? Dal camioncino scende quello che a prima vista sembra un aborigeno australiano. E' Walter Henderson, geologo e cercatore di argento di origine scandinava. Qui tutti lo chiamano "l'uomo arrugginito": cosa abbia causato il cambiamento del colorito della sua pelle è un mistero, forse è dovuto all'acqua che per anni ha filtrato e bevuto, cercando argento nelle miniere degli aridi deserti del West americano.

Bonnie ci lascia per tornare al laboratorio dove sta lavorando alla preparazione di due Heliobatis radians che verrano inserite in un grosso lastrone così da completare l'assemblaggio di un acquario di pietra, specialità per la quale i Finney sono famosi, infatti il nome della loro società è "StoneAquarium" www.stoneaquarium.com

Prima che la giornata finisca ritroviamo altri Diplomystus e Knightia, un Priscacara (che da queste parti è chiamato amichevolmente "Prisky"), e un bell'esemplare di Phareodus.

Bonnie Finney mentre prepara un acquario.

Tornato in Italia scoprirò, qualche tempo dopo, che questa storia di multe scampate, pipistrelli e pesci fossili ha un seguito.

Sono infatti passati alcuni mesi quando la notizia dell'identificazione di un nuovo genus di pipistrello della Green River fm. del Wyoming mi sorprende in casa, nel freddo pomeriggio del giorno di San Valentino, mentre sto per pubblicare per la prima volta sul Web il nuovo sito "Fossili Veraci".

Leggendo le poche notizie in rete vedo che il nuovo fossile è stato chiamato Onychonycteris Finneyi, in onore di Bonnie "Bat Girl" Finney. I miei amici staranno certamente festeggiando a Tucson dove in questo periodo dell'anno si organizza il più grande show di fossili e minerali del mondo.

Bob, in lotta contro il tempo, mentre porta un pesce in rianimazione dal dottor House...

I Signori della Notte

Il rapporto tra l'uomo ed i pipistrelli non è mai stato idilliaco. Nell'immaginario comune i pipistrelli sono stati sempre visti come immondi emissari degli inferi, e questa visione è stata continuamente alimentata da leggende e narrazioni raccapriccianti dovute, in parte, al regime alimentare ematofago di alcune specie (come il Desmodus rotundus) esclusive dell'America Latina.

Fu lo scrittore irlandese Bram Stoker con il romanzo "Dracula", ispirato alla sanguinaria figura del principe rumeno Vlad Tepes, a dare il colpo di grazia alla reputazione di questi mammiferi volanti e a far naufragare così le loro già deboli speranze di essere visti in modo più obiettivo e senza pregiudizi.

Nonostante la sinistra fama, gli studiosi sono stati sempre affascinati dal volo dei pipistrelli, interrogandosi tanto sull'origine della capacità di orientamento quanto sulla loro abilità di infallibili cacciatori, in grado di cibarsi in volo di prede veloci e sfuggenti come gli insetti. Il primo ad effettuare esperimenti metodici sui pipistrelli fu, sul finire del diciottesimo secolo, il sacerdote ed insigne naturalista Lazzaro Spallanzani. Lo studioso eseguì una serie di esperimenti che lo portarono alla conclusione che i pipistrelli dovevano avere un sesto senso che li aiutasse nella loro straordinaria capacità di volare. Rese partecipe dei suoi studi il biologo svizzero Charles Jurine che non solo confermò le teorie di Spallanzani, ma dopo avere ripetuto gli esperimenti, venne alla conclusione che i pipistrelli perdevano la capacità di orientarsi quando gli venivano turate le orecchie.

Gli esperimenti (molti dei quali purtroppo cruenti) vennero ripetuti dai due studiosi che notarono come i pipistrelli, privati degli occhi, continuavano ad essere in grado di cacciare con un'abilità uguale agli altri pipistrelli con la vista intatta. Queste conclusioni derivarono dal conteggio del numero degli insetti ingeriti dai pipistrelli ciechi, che era simile a quello contenuto negli stomaci dei pipistrelli con la vista integra.

I risultati di questi studi e la cruenta metodolodia usata da Spallanzani e Jurine furono fermamante confutati da Georges Cuvier, insigne naturalista del Museo di Storia Naturale di Parigi, che sosteneva che non era l'udito, bensì uno spiccatissimo senso del tatto a rendere i pipistrelli abilissimi volatori e cacciatori. Data la grande autorevolezza di Cuvier, questa teoria fu avallata da molti, e per molti anni non fu più messa in discussione.

Rielaborazione grafica di Nando Musmarra di uno dei simboli del Carlsbad Caverns National Park le cui caverne ospitano più di 15 specie di pipistrelli.

Gli studi sull'apparato uditivo dei pipistrelli ripresero con rinnovato vigore all'inizio del ventesimo secolo, con l'invenzione di Paul Laugevin di un'apparecchiatura, basata sul principio dell'eco, capace di individuare corpi solidi nell'acqua. Il fisico-naturalista H. Hartridge elaborò poi la teoria secondo la quale i pipistrelli emettevano onde sonore il cui riflesso sui corpi solidi li aiutava nell'orientamento, descrivendo per primo il fenomeno di ecolocazione. Questi studi trovarono una conferma scientifica quando lo zoologo americano Griffin, insieme al fisico G.W. Pierce, riuscirono a registrare per la prima volta gli ultrasuoni emessi dai pipistrelli.

Oggi esistono pochi misteri su come i pipistrelli usano il sonar per cacciare e per orientarsi durante il volo, ma restano molte lacune sulla loro evoluzione, considerato l'esiguo numero di reperti fossili ritrovati.

Calco dell'olotipo di pipistrello della Green River fm., l'Icaronycteris (Jepson 1969) vecchio di circa 50 milioni di anni - Natural Historuy Museum of University of Kansas

Ai pochi individui isolati rinvenuti nelle lastre eoceniche della Green River fm., si possono aggiungere quelli della più antica e numerosa comunità di pipistrelli conosciuta, risalente a circa 49 milioni di anni fa, del giacimento di Messel, in Germania. Le radiografie dei crani delle sette specie di pipistrelli identificate a Messel, hanno rivelato che le coclee, gli strumenti recettivi di questi perfetti predatori, erano già molto sviluppate nei pipistrelli eocenici. Gli studiosi, grazie a tecniche modernissime ed al perfetto stato di conservazione dei reperti fossili, hanno potuto verificare, analizzando il contenuto degli stomaci e degli intestini dei pipistrelli di Messel, che la loro dieta era simile a quella dei pipistrelli moderni: infatti le analisi compiute sul Palaeochiropteryx e l'Hassianycteris hanno rivelato che il contenuto dei loro ultimi pasti era stato a base di falene, tricotteri e coleotteri.

Le ali dei pipistrelli attuali sono costituite da una membrana interdigitale, detta patagio, che si stende tra la parte mediana del dorso e le cinque dita anteriori, e, generalizzando, tra le zampette posteriori e la coda. Questo tipo di struttura consente ai pipistrelli di cambiare rapidamente la forma, la portanza e la convessità delle ali permettendogli di effettuare manovre abilissime e repentine. Le dita degli arti anteriori sono allungate, e nella maggior parte delle specie, solo il primo dito, il pollice, è munito di artiglio.

Anche la forma delle ali dei pipistrelli di Messel, pur con differenze tra le varie specie, è simile ai microchirotteri insettivori odierni: probabilmente l'Hassianycteris, con ali strette e lunghe, volava a grandi altezze ed a velocità sostenuta, e l'Archaeonycteris, con ali più tozze, era adatto al volo sia nello spazio aperto che nel sottobosco. La morfologia delle ali del minuscolo Palaeochiropteryx, il pipistrello più piccolo di Messel, era invece perfetta per effettuare le strette e veloci virate necessarie per cacciare tra i cespugli in prossimità del suolo.

Due esemplari di Palaeochiropteryx dal giacimento di Messel.

Gerard Storch, specialista in mammiferi e professore emerito del Forschungsinstitut Senckenberg di Francoforte, afferma che i microchirotteri di Messel erano già molto evoluti 49 milioni di anni fa, quindi la loro origine doveva essere di gran lunga precedente. Storch si era interrogato anche su un altro quesito fondamentale nell'evoluzione dei pipistrelli: era venuta prima la capacità di volare oppure quella di usare il sonar per localizzare le prede?

Bob Finney intento ad analizzare una lastra proveniente dal livello in cui sono stati ritrovati gli esemplari di Onychonycteris finneyi

I pipistrelli sono gli unici mammiferi con ali funzionali atte a spingerli ed a sostenerli in volo. Appartengono all'ordine dei chirotteri e si suddividono in due sottordini: i megachirotteri che raggruppano più di 150 specie appartenenti ad un'unica famiglia, gli Pteroidi, ed i microchirotteri, con più di 750 specie, divise in 16 famiglie. Secondo gli studiosi le differenze fondamentali tra gli apparati dentari e scheletrici dei due sottordini dimostrano che essi hanno avuto una differente origine filogenetica, ed i megachirotteri si sono evoluti in tempi molto più recenti dei microchirotteri, le cui origini risalgono a circa 55 milioni di anni fa e a cui appartiene l'Onychonycteris finneyi.

I megachirotteri, generalmente più grossi, sfruttano uno spiccato senso visivo per orientarsi e per localizzare le proprie prede, mentre i microchirotteri, di norma animali notturni, si servono di un sofisticato apparato ecolocalizzatore usato solo quando l'animale vola nell'oscurità, per evitare ostacoli, ma anche e soprattutto per localizzare e catturare le prede direttamente in volo. In questo apparato ecolocatore i suoni vengono generati dalla laringe ed emessi dalla bocca oppure dal naso, a seconda delle specie, e, le onde sonore riflesse dagli ostacoli incontrati durante il volo, vengono percepite dall'apparato uditivo. Questo sonar naturale permette ai pipistrelli di determinare con esattezza la forma e la distanza degli oggetti presenti nell'ambiente circostante anche in piena oscurità. La presenza del sonar ha di fatto conferito ai microchirotteri il vantaggio di poter occupare la nuova nicchia dei predatori notturni di insetti, riuscendo a cacciare al crepuscolo e di notte in assenza di competitori, proprio quando è maggiore l'attività degli insetti, fonte principale del loro nutrimento.

Calco dell' Onychonycteris finneyi. Eocene, circa 52 milioni di anni fa.
Elaborazione grafica di Nando Musmarra

Lo studio di Nancy B. Simmons, Kevin L. Seymour (Royal Ontario Museum), Jörg Habersetzer (Forschungsinstitut Senckenberg), Gregg F. Gunnell (Michigan University) sui due esemplari fossili di pipistrelli ritrovati dalla ricercatrice e preparatrice Bonnie Finney, pubblicato su Nature con il titolo “Primitive early Eocene bat from Wyoming and the evolution of flight and echolocation”, ha aggiunto nuove ed importanti tessere al puzzle dell’evoluzione dei microchirotteri, che, ricordiamo, sono tra i gruppi di mammiferi più numerosi.

Ai due pipistrelli, i più antichi ritrovati fino ad oggi, viene assegnato un nuovo genus e una nuova specie: Onychonycteris finneyi (Onychonycteris, ovvero la stirpe dei pipistrelli con artigli, finneyi dal cognome degli scopritori). La Simmons, ricercatrice dell’American Museum of Natural History di New York ed i suoi colleghi descrivono l’Onychonycteris come una creatura di media taglia, con caratteristiche più primitive di ogni altro pipistrello ritrovato fino ad oggi. La sua dentizione tribosfenica somiglia a quella degli altri pipistrelli eocenici, ma l'O. finneyi differisce da questi ultimi per avere artigli su ogni dito, robusti i primi tre e più piccoli gli ultimi due. Secondo gli studiosi, L'O. finneyi aveva già la capacità di volare, ma quello che lo caratterizza è la morfologia dell’orecchio con una coclea poco sviluppata e con un apparato uditivo relativamente piccolo: una creatura che non poteva avere la capacità di usare il sonar.

Nello studio vengono comparate le misure delle coclee dell’ O. finneyi con quelle degli altri pipistrelli, sia fossili che attuali, dimostrando l’associazione di coclee piccole a pipistrelli che non usano il sonar. Le proporzioni delle zampe anteriori vengono poi comparate con gli altri pipistrelli e con selezionati mammiferi non volanti, col risultato che l’Onychonycteris sta nel mezzo tra gli animali che usano le zampe anteriori per arrampicarsi (ma non per volare) ed i pipistrelli.

La Simmons e il suo gruppo concludono che l’Onychonycteris era probabilmente insettivoro, come gli altri pipistrelli eocenici, che localizzava le sue prede con la vista, con l’olfatto oppure con un apparato uditivo passivo, ma non con il sonar.

Anche alcuni chirotteri attuali usano il senso della vista e non l'ecolocalizzatore per orientarsi di notte, purtroppo, poichè in entrambi gli esemplari fossili le orbite oculari sono fortemente danneggiate, gli studiosi non hanno potuto stabilire con certezza se l'Onychonycteris finneyi fosse o meno un predatore notturno.

La presenza di robustissimi artigli, sia sugli arti anteriori che su quelli posteriori, ne faceva un abile arrampicatore che ha sicuramente imparato a volare (aggiungendo così una freccia all’arco di chi sostiene l’origine arboreale del volo dei pipistrelli, che si sarebbero evoluti da mammiferi simili agli scoiattoli volanti attuali, avendo sviluppato una membrana tra gli arti anteriori e posteriori per migliorare la loro capacità di saltare tra gli alberi) prima di sviluppare e imparare ad usare il sonar. Queste perfette macchine volanti si sarebbero specializzate con l’ecolocazione solo in un secondo momento, evolvendosi e proliferando almeno fino a quando l’uomo non ne ha turbato l’equilibrio, usando pesticidi ed insetticidi come il DDT, a cui i pipistrelli sono molto sensibili, turbando il loro habitat naturale e sottraendogli molti dei rifugi naturali, mettendo così in pericolo la continuazione delle specie.

Blanco