Uno straordinario fossile immortala la lotta per l'esistenza durante il Mesozoico

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 11221 (2023) Citare questo articolo

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Dinosauri e mammiferi convivono da circa 230 milioni di anni. Entrambi i gruppi sorsero durante il Triassico superiore e si diversificarono durante il Mesozoico e il Cenozoico (quest'ultimo sotto forma di uccelli). Sebbene abbiano indubbiamente interagito in molti modi, le prove fossili dirette della loro interazione sono rare. Qui riportiamo un nuovo ritrovamento fossile proveniente dal membro Lujiatun della formazione Yixian del Cretaceo inferiore della Cina, che mostra un mammifero gobiconodontide e un dinosauro psittacosauride impegnati in un combattimento mortale. Consideriamo varie spiegazioni ipotizzate per questa associazione, ma l'insieme delle prove suggerisce che rappresenti un tentativo di predazione da parte del mammifero più piccolo, improvvisamente interrotto e conservato all'interno di una colata di detriti vulcanici di tipo lahar. I mammiferi mesozoici vengono solitamente descritti come se vivessero all’ombra dei loro più grandi dinosauri contemporanei, ma questo nuovo fossile dimostra in modo convincente che i mammiferi potrebbero rappresentare una minaccia anche per i dinosauri quasi adulti. La Formazione Yixian – e il fossile cinese Jehol Biota più in generale – hanno svolto un ruolo particolarmente importante nel rivelare la diversità dei dinosauri di piccolo corpo e di altra fauna. Prevediamo che i depositi di obrutioni di derivazione vulcanica specifici del membro di Lujiatun continueranno similmente a fornire prove di interazioni biotiche altrimenti sconosciute dal resto della documentazione fossile.

Per quasi 230 milioni di anni, i mammiferi e i dinosauri sono stati tra i gruppi di vertebrati di maggior successo sulla Terra. Ciascun gruppo ha avuto origine nel tardo Triassico e da allora si è diversificato nella miriade di forme conosciute oggi (dinosauri sotto forma di uccelli, in seguito all'estinzione di massa della fine del Cretaceo). I mammiferi mesozoici sono comunemente descritti come se vivessero all'ombra dei loro più grandi dinosauri contemporanei, e il contenuto dell'intestino dei dinosauri contenente i resti di piccoli mammiferi lo conferma1,2,3. Fu solo dopo l’estinzione dei dinosauri non aviari, alla fine del Cretaceo, che i mammiferi raggiunsero dimensioni corporee di grandi dimensioni e predarono regolarmente l’avifauna disponibile.

Tuttavia, l'antagonismo tra dinosauri e mammiferi durante il Mesozoico non era strettamente unilaterale. Il contenuto dell'intestino fossile del mammifero gobiconodontide cinese Repenomamus robustus contiene i resti di uno Psittacosaurus sp.4 perinatale molto più piccolo, uno dei primi dinosauri ceratopsiani. Qui riportiamo una scoperta ancora più eccezionale che preserva questi due generi impegnati in un combattimento mortale: il primo fossile del genere nel suo genere. Il nuovo fossile (Weihai Ziguang Shi Yan School Museum WZSSM] esemplare VF000011) è stato scoperto il 16 maggio 2012 a ovest del villaggio di Lujiatun nella provincia di Liaoning, vicino alle coordinate N41°36′24″, E120°54′40″ (Figura complementare S1 ). È stato acquisito dal primo autore e donato al WZSSM nel 2020. Il fossile proviene dal membro Lujiatun della Formazione Yixian, quest'ultima localmente spessa 212 m. Il membro di Lujiatun è famoso per la sua abbondanza di fossili di vertebrati, in particolare di fossili di Psittacosaurus lujiatunensis, la cui abbondanza relativa non corretta raggiunge quasi il 90%, a livello locale5. I sedimenti sono di derivazione vulcanica e, sebbene le stime dell'età deposizionale siano variate6,7, l'ultima datazione U–Pb degli zirconi tufacei indica un'età compresa tra 125,755 ± 0,061 e 125,684 ± 0,060 Ma8.

Per meglio circoscrivere la storia deposizionale, è stato acquisito per le indagini un singolo campione (~ 5 × 5 × 2 cm) di materiale sedimentario da moderatamente a ben consolidato, trovato accanto agli scheletri. L'analisi in sezione sottile ha evidenziato che la roccia è un tufo brecciato medio-grossolano, supportato da matrice, secondo lo schema di classificazione di White e Houghton9.

I componenti della struttura sono frammenti litici (ossia essendo multifase e conservando la struttura iniziale) o frammenti minerali (ossia essendo > 90% monofase). Le dimensioni variano da 0,02 a 5,96 mm con una media di 0,46 mm (frammenti litici) e 0,02–0,43 mm con una media di 0,11 mm (frammenti minerali). Dei 228 frammenti minerali caratterizzati, il 73% e il 16% sono rispettivamente feldspato o quarzo, con fasi meno abbondanti tra cui ossidi di Fe/Ti (6%), biotite-flogopite (2%), anfiboli (1%), pirosseni (1%) e apatite (1%; Figura supplementare S2A). Dei 169 clasti litici caratterizzati, l'88%, l'8% e il 4% sono stati determinati rispettivamente come tipi di precursori ignei (vulcanici), sconosciuti o sedimentari (Figura complementare S2B). Si osserva comunemente (~ 60%) che quelli di origine vulcanica contengono fenocristalli. Esempi selezionati sono mostrati in dettaglio nella Figura supplementare S3. Il materiale della matrice è costituito prevalentemente da smectite fine (nontronite), quarzo, feldspato e heulandite (Figura complementare S4). Inoltre, la mappatura della sezione sottile mostra un rapporto medio matrice: struttura clasto di 70:30. Nella quantità limitata di materiale disponibile per lo studio, non si osservano né strutture sedimentarie (come la classificazione o la stratificazione) né caratteristiche di bioturbazione.