Erano gli animali più giganteschi che abbiano mai camminato sulla terra. Dinosauri sauropodi: “magri ad un'estremità; molto, molto più spesso nel mezzo; e poi di nuovo magro all'estremità ", come descrissero il comico John Cleese, erano titani che prosperarono per oltre 130 milioni di anni. Le più grandi specie conosciute, come l' Argentinosaurus e il Futalognkosaurus del Sud America preistorico, si estendevano per più di 100 piedi e pesavano oltre 70 tonnellate. Le ossa trovate nel 1870 (e da quando in qualche modo perse) suggeriscono che una specie enigmatica soprannominata Anficoelia potrebbe essere stata ancora più grande ancora.
Nessun mammifero terrestre si è mai avvicinato alle dimensioni di questi giganteschi dinosauri. Il rinoceronte preistorico senza corna Paraceratherium - il più grande mammifero terrestre di sempre - era lungo solo 40 piedi e pesava un misero 17 tonnellate, e gli elefanti africani di oggi, a 5 tonnellate, apparirebbero delicati vicino ai più grandi dinosauri sauropodi. (Le balene blu, a 100 piedi e 200 tonnellate, sono un po 'più massicce dei sauropodi, ma è più facile, fisiologicamente, essere grandi in un ambiente acquatico.)
Cosa c'era in questi dinosauri che permettevano loro di diventare i più grandi animali terrestri di tutti i tempi? I paleontologi si sono interrogati sulla questione per oltre un secolo. Persino giganti di dimensioni relativamente modeste come Apatosaurus e Diplodocus, ritenevano i primi naturalisti, erano così enormi che dovevano essere confinati in fiumi e laghi abbastanza profondi da sostenere la massa dei dinosauri. Sulla terra, l'argomentazione è andata, questi dinosauri sarebbero crollati sotto il loro stesso peso. Negli anni '70, prove scheletriche e impronte conservate su binari confermarono che i sauropodi erano abitanti delle terre. Ma è stato solo di recente che i paleontologi sono stati in grado di iniziare a svelare i segreti di come questi animali apparentemente improbabili si sono sviluppati nel corso della loro vita e come si sono evoluti in primo luogo.
Comprendere la storia naturale dei sauropodi è stato fondamentale per capire come sono diventati così grandi. Sebbene alcuni dei primi membri del lignaggio dei sauropodi - come la panfagia argentina di 230 milioni di anni fa - fossero lunghi meno di un metro e mezzo, persino possedevano una combinazione unica di tratti che alla fine permise al gruppo di raggiungere dimensioni enormi.
Il modo in cui i sauropodi riprodotti potrebbe essere stato la chiave della loro capacità di crescere fino a dimensioni così prodigiose. I sauropodi madre deponevano circa 10 uova alla volta in piccoli nidi; sono state trovate decine di frizioni di uova fossilizzate, così come migliaia di uova provenienti da siti di tutto il mondo. (Alcuni hanno persino preservato gli embrioni all'interno, consentendo ai paleontologi di identificare definitivamente le uova di sauropode in base alla loro forma.) Ciò significa che questi dinosauri sono cresciuti al di fuori del corpo della madre. Secondo Christine Janis della Brown University e Matthew Carrano del Museo Nazionale di Storia Naturale di Smithsonian, la deposizione delle uova ha aperto possibilità evolutive per questi dinosauri.
Per i grandi mammiferi, trasportare un feto è un investimento importante. Gli elefanti africani in via di sviluppo gesticolano all'interno delle loro madri per 22 mesi sconcertanti, per esempio, e più grandi sono le specie di mammiferi, più a lungo la loro prole deve svilupparsi prima della nascita. Molto può andare storto durante una lunga gestazione, tra cui aborto spontaneo, e nutrire un così grande embrione per così tanto tempo è un enorme dispendio di energia per una donna incinta (per non parlare di allattare il bambino e fornire assistenza dopo la nascita). Man mano che i mammiferi si ingrandiscono, aumentano i rischi e i costi del trasporto della prole, e quindi potrebbe esserci una sorta di soglia dimensionale che i mammiferi terrestri non possono attraversare.
I sauropodi madri, d'altra parte, non dovevano portare i loro bambini in via di sviluppo per quasi due anni e potevano deporre numerose uova a intervalli relativamente brevi. Alcune specie potrebbero aver fornito cure parentali dopo la schiusa: rare tracce mostrano che alcune mandrie includevano probabilmente sauropodi di età diverse. Ma i fan del film d'animazione The Land Before Time potrebbero essere delusi nel sapere che altri probabilmente non si sono preoccupati per i loro giovani. I paleontologi hanno anche trovato letti ossei che contengono solo giovani sauropodi di specie come l' Alamosaurus, indicando che questi dinosauri erano soli dopo aver lasciato il nido.
Indipendentemente dal fatto che i sauropodi giovanili frequentassero grandi branchi o in piccoli gruppi di dinosauri della loro stessa età, tuttavia, i giovani dinosauri erano probabilmente mangiatori schizzinosi. Dovevano essere se dovessero crescere fino alla dimensione degli adulti. Diplodocus è uno dei dinosauri sauropodi più iconici e gli adulti di questo erbivoro giurassico avevano museruole larghe e squadrate indicative di una dieta indiscriminata. Oltre agli alberi e alle conifere di ginkgo ricchi di energia chiamati puzzle delle scimmie, avrebbero potuto sopravvivere anche con alimenti di qualità inferiore come le cicadee e le parti difficili delle conifere. Il cranio di un giovane, descritto da John Whitlock, Jeffrey Wilson e Matthew Lamanna l'anno scorso, suggerisce che il giovane Diplodocus aveva gusti diversi.
I paleontologi hanno riconosciuto che le differenze nella scelta del menu tra pascolo e sfogliare gli erbivori si possono generalmente vedere a forma di teschio. Mentre i pascoli hanno ampi musi per avvolgere una grande varietà di alimenti, i browser selettivi hanno musi più stretti e arrotondati che consentono loro di raccogliere piante o parti di piante specifiche. (Alcune fantasiose ricostruzioni hanno dato a Diplodocus e altri sauropodi tronchi a forma di elefante con cui spennare il cibo, ma questa idea è stata completamente sfatata.) Poiché il cranio giovanile di Diplodocus aveva una forma più arrotondata, Whitlock e colleghi hanno proposto di selezionare la più succosa esplorazione - il Diplodocus giovanile potrebbe essersi concentrato su cibi come equiseti, felci e sempreverdi ad alta energia, invece di succhiare tutto ciò che era disponibile, come hanno fatto gli adulti.
Dal punto di vista energetico, aveva senso che i giovani sauropodi fossero esigenti. I piccoli dinosauri hanno richiesto il massimo del guadagno in termini di cibo; erano specializzati nella raccolta di impianti ad alta energia per alimentare la loro rapida crescita. Gli adulti, che erano già di grandi dimensioni e dovevano semplicemente mantenere - piuttosto che crescere - grandi corpi, potevano permettersi di assorbire grandi quantità di carburante di qualità inferiore. Mentre consumavano più cibo in termini assoluti, i sauropodi adulti potevano mangiare cibi di qualità inferiore, mentre i sauropodi più piccoli richiedevano cibo di alta qualità. (Questo è un modello comune visto ancora oggi tra gli animali: un piccolo toporagno deve mangiare insetti costantemente quasi costantemente, ma gli elefanti africani possono sopravvivere con una dieta di erba di bassa qualità e altri alimenti vegetali.) La differenza dietetica potrebbe aver permesso a giovani e Diplodocus maturo per vivere nella stessa zona attraverso un fenomeno che gli ecologi chiamano "partizione di nicchia". La specializzazione dei giovani e la dieta più generalista degli adulti li hanno tenuti fuori dalla costante competizione per il cibo, il che significa che i giovani e vecchi Diplodocus si nutrivano quasi se fossero due specie diverse.
I primi naturalisti credevano che i sauropodi fossero così enormi da dover essere confinati in fiumi e laghi abbastanza profondi da sostenerne la massa. Fu solo negli anni '70 che prove scheletriche e impronte preservate confermarono che i sauropodi erano abitanti delle terre. (© Julius T. Csotonyi, csotonyi.com) 
Argentinosaurus e Futalognkosaurus, nella foto, dal Sud America preistorico, si estendevano per più di 100 piedi di lunghezza e pesavano oltre 70 tonnellate. (© Julius T. Csotonyi, csotonyi.com) Per consumare tutto quel cibo, però, i sauropodi dovevano raggiungerlo. Il collo lungo è stato un adattamento iniziale e critico che ha permesso ai sauropodi di raggiungere grandi dimensioni del corpo, secondo una recente recensione di Martin Sander e altri 15 scienziati. Pensa a un Apatosaurus in piedi ai margini di una foresta preistorica. Il lungo collo del dinosauro gli avrebbe permesso di raggiungere un'ampia fascia di vegetazione - alta e bassa, sinistra e destra - senza muovere affatto il suo corpo. Fin dall'inizio dell'evoluzione dei sauropodi, i colli lunghi hanno reso questi dinosauri alimentatori efficienti in grado di raggiungere risorse inaccessibili ad altri erbivori e, anche con teste minuscole, i grandi sauropodi sarebbero stati facilmente in grado di aspirare enormi quantità di cibo.
Il modo in cui questi dinosauri hanno convertito tutto questo cibo verde in energia e tessuti è una questione più complicata. I sauropodi non avevano solide batterie di molari per masticare il loro cibo. Molti avevano solo pochi denti a forma di matita o cucchiaio per strappare il cibo prima di ingerirlo intero. Date le cattive maniere da tavola dei sauropodi, gli scienziati pensavano che i dinosauri avrebbero potuto ingoiare pietre per macinare il cibo ancora nello stomaco come fanno alcuni uccelli. I paleontologi Oliver Wings e Martin Sander hanno sostenuto che questo probabilmente non era il caso: i cosiddetti "calcoli allo stomaco" trovati con alcuni fossili di sauropodi non mostrano un modello di usura coerente con ciò che ci si aspetterebbe se fossero usati in questo modo. Invece, i dinosauri hanno estratto quanta più nutrizione possibile dal loro cibo conservandolo per lunghi periodi nei loro sistemi digestivi.
Alcuni dettagli sulla digestione dei sauropodi sono stati modellati sperimentalmente da Jürgen Hummel e colleghi nel 2008. Gli scienziati hanno depositato campioni moderni del più abbondante chow sauropodi del Mesozoico - felci, equiseti, ginkgo e conifere - in semplici stomaci artificiali. Hanno inoculato le finte viscere con microbi prelevati dalla parte dell'apparato digerente delle pecore in cui inizialmente viene scomposto il cibo vegetale. Mentre le piante fermentavano, gli scienziati hanno monitorato quanta nutrizione hanno rilasciato.
Contrariamente a quanto ipotizzato, molte di queste piante si sono degradate relativamente facilmente negli ambienti di stomaco grezzo. Equiseti e puzzle di scimmie erano particolarmente nutrienti. Gli attuali stomaci di dinosauro avrebbero potuto essere ancora meglio equipaggiati per abbattere queste piante, e c'era sicuramente abbastanza energia disponibile nelle piante del tempo per far crescere i sauropodi. I sauropodi probabilmente non necessitavano di una straordinaria architettura intestinale per sopravvivere.
Un'altra importante caratteristica ha permesso a questi titani di aumentare in dimensioni. È un tratto che condividono con gli uccelli. Gli uccelli sono i discendenti diretti di piccoli dinosauri teropodi legati a specie come Velociraptor e Anchiornis, ma non sono strettamente correlati ai dinosauri sauropodi; hanno condiviso un antenato comune più di 230 milioni di anni fa. Anche così, sia i lignaggi teropodi che quelli sauropodi condividevano un tratto peculiare che era estremamente importante nella loro evoluzione: una rete di sacche d'aria interne collegate ai polmoni.
Le sacche d'aria soffice non sono state viste direttamente nei reperti fossili, ma le strutture hanno lasciato sacche rivelatrici dove hanno invaso le ossa. I naturalisti hanno riconosciuto le rientranze più di un secolo fa, ma i paleontologi moderni stanno appena iniziando a comprenderne il significato. Come negli uccelli, i polmoni dei sauropodi erano probabilmente collegati a una serie di sacche d'aria e attaccata a questi organi c'era una rete di tasche più piccole - chiamate diverticoli - che si infiltravano nelle ossa del collo, del torace e dell'addome dei dinosauri. Da un punto di vista strutturale, questa rete di strutture piene d'aria abbassò la densità dello scheletro del sauropode e permise a questi dinosauri di avere una costruzione relativamente leggera per le loro dimensioni. Piuttosto che avere ossa extra-resistenti, come era stato suggerito una volta, gli scheletri di sauropodi sono stati resi più leggeri da un tratto che condividono con gli uccelli e la rete di sacche d'aria probabilmente ha avuto anche altri benefici.
Negli uccelli, le sacche d'aria fanno parte di un sistema di respirazione a flusso che è molto più efficiente nell'estrazione dell'ossigeno rispetto al sistema respiratorio dei mammiferi. Non sappiamo ancora se i sauropodi respirino allo stesso modo degli uccelli - il grado in cui i loro scheletri sono stati modificati dalle sacche d'aria variavano tra le specie - ma è probabile che le sacche aeree dei dinosauri giganti fossero meglio attrezzate per fornire ossigeno ai loro corpi rispetto all'alternativa vista nei mammiferi giganti. Gli uccelli hanno un alto tasso metabolico che richiede una grande quantità di ossigeno per un volo prolungato; allo stesso modo, le dimensioni e la vita attiva dei sauropodi avrebbero richiesto una grande quantità di ossigeno, e il sistema di sacche d'aria avrebbe fornito loro i benefici respiratori essenziali.
Non tutti i dinosauri sauropodi erano giganti. Alcune specie - come il Magyarosaurus degli strati della Romania - erano piccoli discendenti di specie molto più grandi. Si sono ridotti di dimensioni a causa del loro isolamento sulle isole, anche se la ragione esatta per cui tali nani insulari si evolvono è discussa dagli scienziati. Tuttavia, i sauropodi che pesano più di 40 tonnellate si sono evoluti in modo indipendente in almeno quattro lignaggi durante il lungo mandato di questo gruppo di dinosauri, il tutto grazie a una serie di caratteristiche che hanno reso possibili grandi dimensioni del corpo.
I paleontologi stanno ancora studiando le pressioni evolutive che hanno reso vantaggiose forme così grandi. Le loro dimensioni davano loro una certa protezione dai predatori, presumibilmente, e il loro lungo collo permetteva loro di raggiungere il cibo che le creature più piccole guardavano affamate ma non riuscivano a raggiungere. Quali altri vantaggi potrebbe essere fornito dalle dimensioni giganti rimangono poco chiari. Tuttavia, i sauropodi erano creature sorprendenti che potevano esistere solo grazie a una peculiare confluenza di eventi. Erano forme fantastiche a differenza di qualsiasi cosa venisse prima o si sia evoluta da allora.
