Vol. 1° -  II.2.11.

Cosa serve per volare?

Il fatto che Archaeopteryx somigli a un uccello fa sorgere un’ovvia domanda: questo animale era in grado di volare? Un dato significativo è che lo sterno non è mai presente nei fossili conosciuti, neppure nel maggiore e presumibilmente adulto esemplare di Solnhofen. A quanto pare Archaeopteryx non possedeva lo sterno osseo che negli uccelli attuali costituisce una struttura importante per il volo.

Lo sterno degli uccelli è un osseo ampio e arcuato che spesso si estende dal torace alla regione addominale fungendo da protezione e da sostegno agli organi interni durante il volo. La faccia anteriore dello sterno è occupata nella parte mediana da una carena che permette l’inserzione dei muscoli toracici. Rispetto al resto del corpo, gli uccelli attuali possiedono muscoli toracici molto più sviluppati di quelli di ogni altro animale: sono proprio questi muscoli possenti a consentire di volare battendo le ali.

Non vi è alcuna indicazione che Archaeopteryx fosse dotato di muscoli toracici ugualmente sviluppati. Al posto dello sterno possedeva, come i rettili suoi antenati, sottili strutture ossee libere nella parte ventrale, che prendono il nome di coste addominali. Esse si ritrovano ancor oggi nei sauri e nei loricati ed erano relativamente comuni nei rettili e negli anfibi primitivi. Le coste addominali potevano svolgere funzioni protettive e contribuire al sostegno degli organi interni di Archaeopteryx, ma non potevano servire come punti d'inserzione dei muscoli toracici.

Tuttavia Archaeopteryx era dotato di furcula, proprio come gli uccelli attuali nei quali alcuni dei muscoli toracici si inseriscono su tale struttura; pertanto anche in Archaeopteryx poteva forse esistere una piccola zona di inserzione di questi muscoli sulla furcula. La sua capacità di volare doveva tuttavia essere piuttosto modesta.

Altri elementi indicano che quest’uccello preistorico non era un buon volatore. Negli uccelli attuali esistono sacchi aerei annessi ai polmoni, che si insinuano nelle cavità anche delle ossa lunghe attraverso piccole aperture generalmente situate all'estremità superiore dell'omero. I sacchi aerei aumentano il volume delle cavità respiratorie e contribuiscono a rifornire abbondantemente di ossigeno l’uccello durante il volo. Le ossa lunghe di Archaeopteryx non presentano alcuna apertura per il passaggio dei sacchi aerei ed è quindi opinabile che esso fosse dotato di un apparato respiratorio simile a quello degli uccelli. Britt et al. (1998) ha riesaminato gli esemplari di Berlino e di Eichstätt ed effettivamente egli concorda sulla non pneumatizzazione delle ossa lunghe. Tuttavia è stato possibile dimostrare che le vertebre cervicali 3-6 e le toraciche anteriori erano pneumatizzate. Questa pneumatizzazione delle vertebre è un carattere presente in numerosi teropodi (aviari e non aviari) e, nonostante la pneumatizzazione dello scheletro assile sia in grado di alleggerire il corpo, non per questo bisogna considerarla come un adattamento al volo in sé e per sé. Si tratterebbe solamente di un elemento in più a dimostrazione di una relazione fra Archaeopteryx e teropodi, una caratteristica che tuttavia può essersi estesa e raffinata man mano che gli uccelli hanno conquistato l'aria.

Fig. II. 8 - Scheletro di Gallus domesticus

Inoltre, lo scheletro di Archaeopteryx non presenta alcuna fusione delle ossa del metacarpo, che negli uccelli attuali servono da sostegno all'ala. Le tre dita potevano muoversi indipendentemente ed erano munite di artigli robusti e acuminati. Le remiganti primarie (che formano la punta dell’ala) si inserivano su di un solo dito - il secondo - mentre le remiganti secondarie si inserivano sull’ulna; questa però era liscia, a differenza degli uccelli attuali nei quali l'osso presenta piccole sporgenze in corrispondenza dei follicoli, dove le remiganti sono saldamente ancorate allo scheletro per mezzo di legamenti elastici. Sembra quindi che le remiganti di Archaeopteryx non fossero fissate in alcun modo allo scheletro dell'ala.

Fig. II. 9 - Principali muscoli del volo, sterno e cintura pettorale di uccello. (sx) Principali muscoli del volo in una sezione trasversale a livello dello sterno che mostra i rapporti fra il muscolo pettorale maggiore e il sopracoracoideo. - (dx)  Vista fronto-laterale dello sterno e della cintura pettorale. La furcula, in questo caso a Y come in Gallus domesticus, è data dalla fusione delle clavicole. Il muscolo sopracoracoideo, che insieme al pettorale gestisce quasi tutto il movimento dell’ala durante il volo, si inserisce, come questo, allo sterno. Al forame che si forma in corrispondenza dell’articolazione della furcula, del coracoide e della scapola viene dato il nome di forame triosseo, attraverso il quale passa il tendine del sopracoracoideo che va ad inserirsi sulla faccia dorsale dell’omero.

Lo scarso sviluppo dei muscoli toracici, l’apparato respiratorio simile a quello dei rettili e l’assenza di un solido ancoraggio delle remiganti sono quindi altrettanti elementi che portano a concludere che Archaeopteryx fosse un volatore mediocre; ciononostante, il suo piumaggio perfettamente sviluppato indica senza ombra di dubbio che possedeva una certa capacità di volare.

Di tutti i vertebrati solo gli uccelli sono dotati di vere penne ed esse devono aver svolto un ruolo fondamentale nell'evoluzione del volo. Attualmente si ritiene che le penne si siano evolute a partire dalle squame dei rettili benché manchino testimonianze fossili a sostegno di quest’ipotesi. Non è però chiaro quale fosse la funzione iniziale di questo tegumento. Le penne - o strutture simili ad esse - proteggevano forse dal freddo i dinosauri omeotermi? Oppure servivano a difendere dal calore del sole i rettili eterotermi? Archaeopteryx utilizzava gli arti anteriori muniti di penne per attirare il partner e combattere i possibili rivali, oppure questi arti costituivano piuttosto una struttura adatta a catturare insetti? Sono state proposte le ipotesi più varie, ma per ora nessuna di esse è stata confermata da scoperte.

Su un punto tuttavia non vi è alcun dubbio: Archaeopteryx rappresenta uno stadio avanzato nell'evoluzione del volo. Le remiganti posseggono già la forma asimmetrica e aerodinamica tipica degli uccelli attuali a dimostrazione del fatto che dovevano essere effettivamente utilizzate per volare. La loro forma progredita fa pensare inoltre che debba essere esistito un antenato di Archaeopteryx anch’esso dotato di penne, anche se probabilmente questa specie più primitiva non aveva ancora acquisito la capacità di volare.