I pinguini sono forse gli uccelli più popolari sulla Terra, grazie in egual misura ai loro incredibili cicli di vita e alle affascinanti apparizioni in smoking. Tra la loro lunga lista di superlativi, i pinguini possono sopravvivere a temperature sotto lo zero e venti di burrasca, immergersi a oltre 1600 piedi di profondità, trattenere il respiro per più di 15 minuti e sopravvivere senza cibo per settimane vivendo di grasso immagazzinato . Questi fatti sono così spesso ripetuti che a volte perdono la loro meraviglia iniziale. Parlando con le scuole K-12 come relatore ospite, ho scoperto che metà dell’aula conosce spesso molti di questi bit di penguin trivia prima che inizi la presentazione, grazie a libri popolari, speciali televisivi e al film “March of the Penguins”.
Tuttavia, la nostra conoscenza dei pinguini si estende oltre l’attuale serraglio di 19 specie. Alcune delle nostre più grandi intuizioni su questi incredibili uccelli provengono dai reperti fossili. Approfondire la storia delle specie estinte ha completamente cambiato i modi in cui paleontologi e biologi vedono i pinguini, spesso in modi sorprendenti. Ecco cinque cose che probabilmente non sapevi sui pinguini:
1. I pinguini sono uccelli antichi
La maggior parte delle persone pensa ai pinguini come uccelli “moderni”. Spesso non li immaginiamo insieme ad animali estinti come i mastodonti, ma i pinguini pre-datano molti dei mammiferi fossili più noti. Infatti, i fossili di pinguino più antichi sono tra i fossili più antichi scoperti da qualsiasi gruppo di uccelli viventi. Waimanu (“Uccello acquatico” in Maori) è il primo taxon di pinguini fossili conosciuto. Sono note due specie di Waimanu: Waimanu manneringi e il Waimanu tuatahi leggermente più giovane e più piccolo. Entrambe le specie provengono dall’isola del Sud della Nuova Zelanda. I fossili più antichi di Waimanu manneringi hanno 61,6 milioni di anni . Per mettere questo in prospettiva, Waimanu visse solo 4 milioni di anni dopo i dinosauri e più di 50 milioni di anni prima dei primi parenti stretti degli esseri umani moderni.
Waimanu avrebbe vissuto in un mondo molto diverso da quello di oggi. Il clima era molto più caldo. L’attività tettonica delle placche non aveva ancora spostato i continenti nelle loro posizioni moderne, quindi il Sud America e l’Australia erano ancora attaccati all’Antartide. Pochi grandi mammiferi vagavano per il paesaggio. Soprattutto, gli ecosistemi oceanici erano spalancati in molti modi. Alla fine del Cretaceo (65,5 milioni di anni fa), la stessa estinzione di massa che spazzò via i dinosauri uccise anche molti rettili marini come mosasauri e plesiosauri, oltre a decimare gli squali. Ciò ha creato l’opportunità per altri gruppi di animali di tornare al mare, e i pinguini sono stati tra i primi a prenderlo. In effetti, Waimanu e altri primi pinguini solcarono gli oceani molto prima che le prime balene e pinnipedi completamente acquatici (foche, leoni marini e trichechi) si evolvessero.
Se dovessimo viaggiare indietro nel tempo e vedere un gruppo di Waimanu in piedi sulle spiagge della Proto-Nuova Zelanda, il nostro pensiero iniziale sarebbe molto probabilmente: “Penso che sia un pinguino”. Questo perché Waimanu aveva molte delle caratteristiche chiave che consideriamo caratteristiche dei pinguini, ma era anche diverso in molti modi. Per iniziare, Waimanu era completamente senza volo. Avrebbe anche impiegato l’accattivante ovatta eretta che i pinguini viventi fanno quando si spostano sulla terra, in base alle caratteristiche delle ossa delle gambe e alla necessità di bilanciare i muscoli pesanti che alimentavano le pinne. Questi tratti da soli sarebbero probabilmente inciampare il nostro “radar pinguino”. D’altra parte, le ossa sottili del cranio e del flipper suggeriscono un profilo più aggraziato. La testa e il collo di Waimanu probabilmente assomigliavano un po ‘ più a quelli di un cormorano che a un pinguino moderno. Inoltre, le ossa delle ali non mostrano ancora prove delle articolazioni bloccate che i pinguini moderni hanno. Questo antico pinguino potrebbe essere stato in grado di piegare la sua ala, qualcosa che non vedrai mai un pinguino vivente grazie alle sue pinne rigide simili a tavole.
Quindi, Waimanu era un pinguino in transizione, ancora sperimentando un nuovo piano scheletrico per il “volo” subacqueo ed esplorando una nuova nicchia lasciata vacante dai rettili marini. Alcuni milioni di anni dopo, questi pinguini primitivi avrebbero dato origine a una miriade di discendenti di tutte le forme e dimensioni.
2. Pinguini giganti Una volta nuotato gli oceani del Sud
Celebrato per la sua incredibile marcia polare, il pinguino imperatore vivente raggiunge circa 3 piedi di altezza. Questo è un punto di riferimento abbastanza impressionante, dato che la maggior parte dei pinguini viventi sono relativamente piccoli compagni in piedi nelle vicinanze di due piedi di altezza. Eppure, c’era una volta una flottiglia di specie estinte che avrebbe facilmente torre sopra il più grande imperatore.
Il più grande di tutti è l’enigmatico Pachydyptes ponderosus, conosciuto solo da alcune impressionanti ossa di flipper raccolte da un calcare in Nuova Zelanda quasi cento anni fa . Durante un viaggio di ricerca nel 2006, ho visitato il museo Te Papa Tongarewa per studiare questo magnifico esemplare. Tenendo l’osso flipper principale di Pachydyptes in mano era come tenere un mattone. L’osso già solido e massiccio era diventato ancora più denso a causa dei processi di fossilizzazione.
Pachydyptes era un vero gigante, ma è difficile ricostruire quanto fosse grande la specie in realtà perché abbiamo solo pochi pezzi dello scheletro. È rischioso solo “scalare” da un pinguino vivente perché man mano che troviamo sempre più scheletri, stiamo anche scoprendo che le specie di pinguini estinti avevano piani corporei diversi. Alcuni erano corti e robusti, mentre altri erano alti e snelli.
Alcuni degli scheletri più completi provengono dalla Nuova Zelanda e Perù , e questi nuovi reperti suggeriscono che i pinguini più alti raggiunto circa 4 piedi 6 pollici in piedi sulla terra, e circa 5 piedi di lunghezza nuoto attraverso l’acqua. La differenza è dovuta al collo e al becco, che si attaccano direttamente nell’animale da nuoto e quindi aggiungono più alla lunghezza che all’altezza in piedi. Tali pinguini sarebbero sicuramente intimidire qualsiasi tempo in viaggio esploratore umano. Ricorda che i pinguini sono animali ingombranti-hanno muscoli “di volo” molto potenti che permettono loro di spingersi attraverso l’acqua (che è ~800 volte più densa dell’aria) e si avvolgono anche in uno spesso strato di grasso per l’isolamento e per immagazzinare energia. Prenderei anche quote su Pachydyptes in grado di vincere una gara di wrestling sumo con qualsiasi pinguino vivo, e molti umani in quel. Qui di seguito è una ricostruzione della vita di una specie senza nome di pinguino da 27 milioni di anni greensands dalla Nuova Zelanda, con un imperatore e una sagoma umana per la scala.
3. I pinguini NON si sono evoluti in ambienti freddi
Quando la maggior parte delle persone pensa ai pinguini, pensa “freddo.”Questo è certamente ragionevole, considerando tutte le pubblicità che ritraggono i pinguini come fornitori di bevande ghiacciate e dolcetti surgelati. Anche speciali televisivi e film come “March of the Penguins” tendono a concentrarsi sulle specie di pinguini che vivono in ambienti antartici perché i loro cicli di vita sono così affascinanti. Tuttavia, molte delle specie di pinguini vivi oggi vivono al di fuori del Circolo Antartico. Alcuni vivono anche in ambienti molto caldi, come il pinguino di Humboldt, che si riproduce lungo i deserti costieri, e il Pinguino delle Galapagos, che vive effettivamente sull’Equatore.
Alcune delle mie ricerche si sono concentrate sulle relazioni evolutive dei pinguini. Determinando dove ogni specie si inserisce nell’albero genealogico, possiamo capire meglio come l’evoluzione dei pinguini è stata modellata da cambiamenti globali come il movimento dei continenti e il cambiamento climatico. Abbiamo già incontrato Waimanu, il pinguino più vecchio. Questa specie è anche la specie più basale (primitiva) nell’albero dei pinguini, il che suggerisce che i pinguini hanno avuto il loro inizio in Nuova Zelanda dove si trovano i fossili di Waimanu. I pinguini non si presentano in Antartide fino a tardi, e quando lo fanno il continente meridionale sta ancora godendo di una fase calda senza lastre di ghiaccio permanenti.
Le analisi delle ossa e del DNA dei pinguini suggeriscono che i Pinguini Re e Imperatore sono i più basali delle specie viventi (i primi a dividere la parte moderna dell’albero evolutivo dei pinguini). Poiché entrambi abitano ambienti ghiacciati, potremmo naturalmente supporre che i pinguini abbiano avuto origine in tali luoghi se avessimo solo le distribuzioni di specie viventi a guidarci. Tuttavia, quando iniziamo ad aggiungere pinguini fossili all’albero evolutivo, si materializza un’immagine molto diversa . Durante l’epoca Paleocenica, l’intervallo di tempo in cui apparve Waimanu, il clima era molto più caldo di oggi: la temperatura media del mare globale era di circa 6-8°C più alta di oggi . Lo stesso vale per l’epoca Eocenica, il periodo in cui molti dei pinguini giganti prosperarono. Quindi, i primi pinguini si sono evoluti e diversificati molto prima che si formassero le calotte polari. I loro ambienti erano più simili a quelli del pinguino africano Jackass, mostrato qui godendo di una calda giornata in spiaggia, rispetto alle calotte glaciali favorite da Imperatori e Adélies.
Capire che i pinguini si sono evoluti in un clima caldo fa una grande differenza per come studiamo la loro evoluzione. Non possiamo spiegare tutti i cambiamenti interessanti nelle ossa e nelle piume dei pinguini dicendo che sono legati alla sopravvivenza in ambienti glaciali, perché sappiamo che si sono evoluti per la prima volta durante i periodi più caldi. Questo è un grande esempio di come la paleontologia può modellare il modo in cui i biologi guardano gli animali viventi.
4. Alcuni pinguini estinti erano pescatori di lance
Guarda attentamente il cranio nella foto qui sotto e probabilmente non lo riconosceresti come un pinguino. Il becco è notevolmente lungo, occupando 2 / 3rds del cranio e potentemente costruito da più ossa fuse in un’unica forma simile a una lancia. Sulla punta, dove i pinguini normali hanno un leggero gancio per afferrare la preda, il becco in questo pinguino è dritto e appuntito. Questo è Icadyptes salasi, un pinguino dal becco di lancia dal Perù .
Icadyptes salasi è stato scoperto in sedimenti vecchi di 34 milioni di anni dal fondo dell’oceano che sono stati spinti violentemente sul continente da forze tettoniche a placche. Questo fossile è stata una scoperta importante, perché i teschi sono molto rari nella documentazione fossile della maggior parte dei gruppi, e pinguini non fanno eccezione. Oltre 5000 ossa di pinguino di un tipo o dell’altro sono state raccolte dai paleontologi, ma forse due dozzine di teschi sono noti e la maggior parte sono molto mal conservati. Man mano che si trovano sempre più teschi di pinguini, sono venuti alla luce molti altri becchi e sembra che un becco molto lungo fosse lo standard per almeno le specie più grandi. In alcuni di questi altri fossili, il becco è vicino alla lunghezza visto in Icadyptes, ma le ossa sono meno strettamente fuse insieme.
Cosa potrebbe fare un pinguino con questo bizzarro becco? Ci possono essere alcuni indizi in altre aree dello scheletro, come le vertebre del collo. Queste ossa mostrano siti di attacco molto sviluppati per i muscoli, che trasmetterebbero forza e forse resistenza allo shock degli impatti. La nostra ipotesi migliore è che Icadyptes fosse la pesca subacquea, impalando grandi pesci e calamari con il suo potente becco. E ” stato molto un predatore maestoso, e non qualcosa che ci si offre volontario a nuotare con durante uno spettacolo acquario.
5. Gli antichi pinguini indossavano cappotti di piume rosse e grigie
Il colore di solito rimane sconosciuto per gli animali estinti. Nella maggior parte dei casi, le squame, la pelliccia e le piume vengono distrutte durante il processo di fossilizzazione, lasciando solo le ossa. Anche quando si conservano tracce di parti molli come piume, spesso lasciano solo una pellicola di carbonio scuro o alcune impressioni. Tuttavia, a volte il colore lascia un’impronta digitale microscopica. Questo si presenta sotto forma di melanosomi, minuscoli componenti a forma di pillola delle cellule che conferiscono colore a strutture come piume di uccelli e peli di mammiferi. Fortunatamente per i paleontologi, i melanosomi sono duri. Possono sopravvivere per milioni di anni, superando molte altre sostanze biologiche. I paleontologi li hanno scoperti in luoghi apparentemente improbabili, come nel sacco di inchiostro fossilizzato di un calamaro estinto .
Uno dei luoghi più sorprendenti melanosomi sono stati trovati è all’interno di un insieme di 36 milioni di anni piume di pinguino appartenenti alla specie Inkayacu paracasensis . Questa specie è molto importante perché è l’unico pinguino fossile che conserva piume e pelle, un’incredibile rarità per i fossili marini. Inkayacu paracasensis rivela che i pinguini hanno evoluto le loro penne specializzate piccole, squamose e appiattite in profondità nel passato. I melanosomi rivelano anche che le piume avevano una tonalità inaspettata.
Si potrebbero sospettare prove per un rivestimento in bianco e nero di piume in Inkayacu. Dopotutto, ogni pinguino vivente ad eccezione del Piccolo Blu segue essenzialmente la stessa combinazione di colori: nero in alto, bianco in basso. Questo è pensato per utile in contrapposizione pinguini per contribuire a rendere più difficile per i predatori o prede per rilevarli sullo sfondo. Quindi, è una sorpresa completa che le forme dei melanosomi fossili corrispondessero a quelle delle moderne piume bruno-rossastre e grigie. Questo suggerisce Inkayacu aveva un aspetto radicalmente diverso rispetto pinguini smoking di oggi. Solo pochi anni fa, nessuno avrebbe sospettato che i melanosomi potessero essere conservati nelle piume fossili, fornendo un grande esempio di come i nuovi progressi rendano possibili nuove scoperte.
Gli antichi pinguini hanno una storia affascinante da raccontarci. Dal 2005 sono state scoperte dieci nuove specie di pinguini estinti. Sicuramente altri sono in arrivo. Nessuno avrebbe previsto pinguini dal becco di lancia con piume rosse qualche anno fa, e il prossimo ciclo di scoperte è destinato a includere altre sorprese.
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Crediti immagine:
Figura 1: Immagine dello scheletro composito di Waimanu creata da Tatsuro Ando e ricostruzione della vita di Waimanu tuatahi (opera di Chris Gaskin, ©Geology Museum, Università di Otago). Utilizzato con il permesso; Figura 2: Foto di Pachydyptes e Adélie Penguin flipper bone fianco a fianco, dall’autore; Figura 3: Ricostruzione in scala di un pinguino gigante della Nuova Zelanda, con sagome di un pinguino imperatore e di un umano in scala. Fossil penguin opera d’arte di Chris Gaskin, ©Geology Museum, Università di Otago. Utilizzato con autorizzazione; Figura 4: Foto del cranio di Icadyptes salasi dell’autore; Figura 5: Foto della colonia di pinguini sudafricani dell’autore; Figura 6: Ricostruzione di Inkayacu paracasensis di Katie Browne, ©Julia Clarke, Università del Texas ad Austin. Usato con il permesso. Inserto mostra piume e immagine microscopio di melanosomi da .
Circa l’autore: Dan Ksepka è un assistente professore di ricerca del Dipartimento di marine, terra e scienze atmosferiche alla North Carolina State University e ricercatore associato del Dipartimento di Paleontologia presso il North Carolina Museum of Natural Sciences. Ha cercato pinguini fossili in Sud America, Africa e Nuova Zelanda e studia anche dinosauri sauropodi e rettili coristoderi. Egli è @ KsepkaLab su Twitter, e blog a Marzo dei pinguini fossili.