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Nature Communications volume 14, numero articolo: 4558 (2023) Citare questo articolo

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Le angiosperme divennero il gruppo vegetale dominante negli ecosistemi terrestri del Cretaceo medio-inizio, in coincidenza con il periodo del primo impulso di diversificazione degli uccelli. Mentre gli uccelli viventi e le angiosperme mostrano forti interazioni tra impollinazione/nettivorio, dispersione di semi/frugivori e folivori, la documentazione delle origini evolutive e della costruzione di quella complessità ecologica rimane scarsa nel Mesozoico. Attraverso il primo studio di fitoliti di derivazione alimentare conservati in situ in uno scheletro quasi completo del clade avialano precoce Jeholornithidae, forniamo prove dietetiche dirette che Jeholornis consumava foglie probabilmente dal clade delle angiosperme magnoliidi, e questi risultati forniscono ulteriore supporto per le prime connessioni ecologiche tra i primi uccelli e angiosperme. L'ampia dieta dei primi e divergenti avialan Jeholornis, che comprende almeno frutti e foglie, segna una chiara transizione nell'evoluzione iniziale degli uccelli verso la creazione di una nicchia erbivora arborea (angiosperme) nel Cretaceo inferiore, occupata in gran parte dagli uccelli oggi. La rianalisi morfometrica della mascella inferiore di Jeholornis supporta ulteriormente una morfologia generalizzata condivisa con altri uccelli erbivori, incluso un folivoro aviario esistente, l'hoatzin.

Le angiosperme sono oggi componenti primari dei biomi terrestri della Terra, strutturando e sostenendo aspetti fondamentali degli ecosistemi globali. Sebbene negli ultimi due decenni siano stati compiuti grandi progressi nella comprensione dell’origine e della prima diversificazione delle angiosperme – comunemente definite “l’abominevole mistero” di Darwin1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, i loro primi reperti fossili raccontano una storia incompleta, in particolare per quanto riguarda le origini e l'assemblaggio di queste prime reti alimentari supportate dalle angiosperme. Gli uccelli svolgono forse un ruolo ecologico sovradimensionato nei moderni ambienti dominati dalle angiosperme con i loro molteplici ruoli come erbivori, impollinatori e dispersori di semi di piante da fiore, ma i primi reperti fossili di avialan documentano scarsamente l’evoluzione di questi importanti aspetti della loro ecologia. Tuttavia, il Jehol Biota del Cretaceo inferiore, nella Cina nord-orientale, conserva un habitat boscoso che comprende alcune delle più antiche angiosperme come Archaefructus11,12 insieme al più antico e diversificato insieme di uccelli conosciuto. Data la grande diversità di forme del cranio, dentatura e altre variazioni morfologiche presenti tra questi primi avialani cinesi divergenti che erano in gran parte arborei nelle loro abitudini13,14,15,16, si pensa che rappresentino una gamma altrettanto ampia di diete, inclusi insetti, vertebrati e componenti vegetali come i frutti, con alcune prove fossili dirette15,16 e prove indirette come la presenza di grappoli di ventriglio interpretati come gastroliti. Tuttavia, tale ampiezza è inferiore alla straordinaria gamma presente tra gli uccelli esistenti. Dati gli attuali forti legami ecologici tra uccelli e angiosperme e le indicazioni fossili di connessioni passate vicine alle loro origini, l’ascesa delle angiosperme potrebbe essere inestricabilmente collegata all’ascesa degli uccelli durante il Cretaceo.

Per documentare ulteriormente le antiche interazioni tra angiosperme e uccelli, abbiamo applicato una metodologia per esplorare la ricostruzione delle diete erbivore degli avialani fossili nella speranza di fare progressi nella delineazione delle prime interazioni uccello-angiosperme. Qui, espandiamo le prove dirette esistenti relative alle abitudini alimentari precocemente divergenti degli avialani campionando materiali dal tratto digestivo (localizzando la regione dello stomaco) di un individuo subadulto del taxon divergente precoce Jeholornis dalla lunga coda ossea. Questa applicazione dell'analisi dei fitoliti dei materiali del tratto digestivo negli avialani fossili rivela che probabilmente erano costituiti da foglie del clade delle angiosperme magnoliidi. Questa prova dietetica diretta in Jeholornis espande la nota dieta erbivora avialana dai frutti di angiosperme per includere il consumo di foglie di angiosperme (folivori) nell'ambiente forestale del Cretaceo17,18. Inoltre, una nuova indagine dell'analisi morfometrica e dei confronti qualitativi della morfologia della mascella inferiore di Jeholornis rivela particolari somiglianze con l'hoatzin (un folivoro aviario dalla corona), così come con altri uccelli più generalizzati consumatori di piante. Data la posizione filogenetica di Jeholornis vicino all'origine di Avialae e la sua dieta erbivora dimostrata, gli avialani probabilmente hanno spostato la loro dieta ed ecologia all'inizio della loro evoluzione lontano da quella dei loro gruppi predatori mesozoici strettamente imparentati come i dromaeosauri e i troodontidi.