Sinosauropteryx (il cui nome significa "rettile cinese piumato", mentre il suo nome cinese:中华 龙 鸟 ; pinyin: Zhōnghuà lóng niǎo; significa letteralmente: "uccello drago della Cina") è un genere estinto di dinosauro teropode compsognatide vissuto nel Cretaceo inferiore, circa 124.6-122 milioni di anni fa (Aptiano), in quella che oggi è la Formazione Yixian, nella Provincia di Liaoning, Cina. Il genere contiene due specie, la specie tipo S. prima, nota da tre esemplari, chiamata prima in riferimento al suo stato di essere stata la prima specie di dinosauro non-aviale ad essere stato trovato con tracce di piumaggio. Il terzo esemplare precedentemente assegnato a Sinosauropteryx rappresenta molto probabilmente un tyrannosauroide non correlato a questo genere. La seconda specie, S. lingyuanensis, è nota per un singolo esemplare, chiamato così in base alla sua località tipo. L'animale era ricoperto da uno strato di piume molto semplici e filamentose. Queste strutture, così ben preservate nel fossile, sono state in grado di fornirci anche la colorazione originale dell'animale, rendendo il Sinosauropteryx il primo dinosauro non-aviale di cui è stato possibile determinare l'esatta colorazione. L'esemplare mostra che l'animale presentava una colorazione dal dorso più scuro con il ventre più chiaro con una coda a bande scure e chiare. La colorazione marrone rossastra precedentemente dedotta per Sinosauropteryx si basa sui melanosomi conservati nell'esemplare di un genere separato, Huadanosaurus. Sebbene alcuni paleontologi abbiano contestato l'interpretazione di tali strutture, indicandole invece come resti di fibre di collagene, tale ipotesi non è ampiamente accettata.
Il Sinosauropteryx era un piccolo teropode dotato di una coda insolitamente lunga e braccia corte. L'esemplare più lungo conosciuto raggiungeva i 1,07 metri (3.51 piedi) di lunghezza, con un peso stimato a 0,55 chilogrammi (1.21 libbre). L'animale era un parente stretto del genere simile ma più antico Compsognathus, in quanto entrambi i due generi appartenevano alla famiglia dei Compsognathidae.
Il Sinosauropteryx visse in quello che è ora la Cina nordorientale, durante il Cretaceo inferiore. Il Sinosauropteryx fu uno tra i primi dinosauri scoperti nella Formazione Yixian nella Provincia di Liaoning, membro del Biota Jehol. I fossili ben conservati di questa specie illustrano molti aspetti della sua biologia, come la sua dieta e la riproduzione.
Descrizione
Il Sinosauropteryx era un piccolo teropode bipede, noto per le sue braccia corte, il primo dito della mano insolitamente grande (pollice), e la sua lunga coda. Il taxon include alcuni dei più piccoli esemplari di teropodi non-aviari adulti mai scoperti. Il campione olotipo misura, infatti, solo 68 centimetri (27 pollici), compresa la coda. Tuttavia, questo individuo era relativamente giovane. Il più lungo esemplare conosciuto raggiungeva un massimo di 1,07 metri (3,5 piedi) di lunghezza, con un peso stimato di 0,55 kg (1,2 libbre).
Il Sinosauropteryx era anatomicamente simile a Compsognathus, diversificandosi dai suoi parenti europei nelle proporzioni. Il cranio di Sinosauropteryx era del 15% più lungo delle ossa delle cosce, a differenza di Compsognathus, dove le ossa del cranio e della coscia sono circa equivalenti in lunghezza. Le braccia del Sinosauropteryx (omero e radio) rappresentavano solo il 30% della lunghezza delle gambe (femore e tibia), rispetto al 40% di Compsognathus. Inoltre, Sinosauropteryx possedeva diverse caratteristiche uniche tra i teropodi, come la presenza di ben 64 vertebre nella coda. Questo numero così elevato di vertebre caudali, rendeva la sua coda più lunga rispetto alla lunghezza corporea di ogni altro teropode. Le sue mani erano più lunghe rispetto alle braccia, circa l'84-91% della lunghezza del resto del braccio (omero e radio) e la metà della lunghezza del piede. Il primo e il secondo dito avevano all'incirca la stessa lunghezza, con un grande artiglio posto sul primo dito. Le prime dita erano piuttosto grandi, sia più lunghe che più spesse di una delle ossa dell'avambraccio. I denti (eterodontici) differivano leggermente in base alla loro posizione: quelli vicini alle punte delle fauci superiori (premascella) erano snelli e privi di dentellatura, mentre quelli dietro (sulla mascella) erano dentellati e compressi lateralmente. I denti delle mandibola erano altresì differenziati.
Una zona in un particolare esemplare, particolarmente pigmentata è stata suggerita come un'eventuale traccia di organi, ed è stata interpretato come il fegato dell'animale da John Ruben e colleghi, che lo hanno descritto come parte di un "pistone epatico" del sistema respiratorio, simile a quello dei coccodrilli. Uno studio successivo, pur concordando che l'area pigmentata rappresentava qualcosa di originariamente presente all'interno del corpo, non trovò una struttura definita e notò che gli organi sarebbero stati distorti dai processi che avevano appiattito lo scheletro in una forma essenzialmente bidimensionale. Il pigmento scuro è presente anche nella regione degli occhi dell'olotipo e di un altro esemplare.
Piumaggio
Tutti i campioni descritti di Sinosauropteryx conservano strutture tegumentarie (filamenti provenienti dalla pelle) che la maggior parte dei paleontologi ha interpretato come un tipo primitivo di piume. Questi filamenti corti e sottili sono conservati lungo la metà posteriore del cranio, le braccia, il collo e la parte posteriore, superiore e inferiore della coda. I paleontologi Chen, Dong e Zheng hanno identificato punti di ancoraggio per le piume anche ai lati del corpo e, basandosi sulla densità delle piume sul dorso, hanno ipotizzato che l'animale fosse completamente piumato in vita, e che le piume ventrali si siano staccate durante la decomposizione.
I filamenti sono conservati con un divario tra le ossa, che i diversi autori hanno notato, corrispondere strettamente alla quantità prevista di pelle e tessuti muscolari che sarebbero stati presenti in vita. Le piume sono più vicine alle ossa sul cranio e all'estremità della coda, dove erano presenti pochissimi muscoli, mentre il divario aumenta sulle vertebre posteriori, dove si prevede più muscolatura, indicando che i filamenti erano esterni alla pelle e non corrispondono alle strutture sottocutanee.
Questi filamenti presentano orientamenti casuali e sono spesso ondulati, prova che in vita erano morbidi e flessibili. L'esame al microscopico mostra che i singoli filamenti appaiono scuri lungo i bordi e chiari internamente, suggerendo essi erano vuoti, come le piume dei moderni uccelli. Rispetto ai mammiferi moderni i filamenti erano piuttosto grossolani, con ogni singolo filamento molto più grande e spesso rispetto ai corrispettivi peli dei mammiferi di dimensioni simili.
La lunghezza dei filamenti varia in tutto il corpo. Nell'esemplare tipo, i filamenti sono più corti sul cranio davanti agli occhi, con una lunghezza di 13 millimetri (0,51 pollici). Andando ulteriormente lungo il corpo, i filamenti aumentano rapidamente di lunghezza fino a raggiungere la lunghezza di 35 millimetri (1,4 pollici) sopra le scapole. La lunghezza rimane uniforme sul dorso, fino ad oltre i fianchi, dove i filamenti si allungano di nuovo e raggiungono la loro lunghezza massima a metà della coda con 40 millimetri. I filamenti sul lato inferiore della coda sono più corti e diminuiscono di lunghezza più rapidamente di quelli sulla superficie dorsale. Sulla 25ª vertebra caudale, i filamenti sul lato inferiore raggiungono una lunghezza di soli 35 millimetri. Le piume più lunghe presenti sull'avambraccio misurano 14 millimetri (0,55 pollici).
Sebbene le piume siano troppo dense per isolarne una singola struttura per l'esame, diversi studi hanno suggerito la presenza di due tipi distinti di filamenti (spessi e sottili) interspersi tra di loro. I filamenti spessi tendono ad apparire "più rigidi" dei filamenti sottili e quest'ultimi tendono a trovarsi paralleli tra loro, ma agli angoli dei filamenti più spessi. Queste proprietà suggeriscono che le singole piume consistevano di una piuma centrale (rachide) con barbule più sottili che si ramificavano da esso, in una versione più primitiva di quelle delle piume degli uccelli moderni. Nel complesso, i filamenti assomigliano maggiormente al "piumuno" presente negli uccelli moderni, con una spessa piuma centrale e lunghe e sottili bastoncini. Le stesse strutture sono state ritrovate anche in altri animali fossili della Formazione Yixian, incluso Confuciusornis.
Sebbene il Sinosauropteryx possedesse strutture simili a piume, non era strettamente imparentato con il "primo uccello" Archaeopteryx. Tuttavia, vi sono molti clade di dinosauri più strettamente imparentati con Archeopteryx rispetto a Sinosauropteryx, come i deinonychosauri, gli oviraptorosauri e i therizinosauroidi. Ciò indica che le piume potrebbero essere state un carattere molto comune nei dinosauri teropodi, non solo negli uccelli, indicando che anche animali filogeneticamente lontani da Compsognathus avessero le piume.
Colorazione
Il Sinosauropteryx è stato il primo dinosauro di cui è stato possibile determinare la colorazione originale, basandosi sugli esemplari fossili. Alcuni fossili di Sinosauropteryx mostrano un'alternanza di bande più chiare e più scure conservate sulla coda. Chen e colleghi hanno inizialmente interpretato questo pattern ad anelli come un artefatto della divisione tra la lastra principale e la contro-lastra in cui è stato conservato il campione originale. Tuttavia, Longrich ipotizzò, nella sua presentazione del 2002 per la Società della Paleontologia Vertebrata, che questi esemplari conservassero effettivamente i resti della colorazione originale dell'animale, sostenendo che le bande scure della coda e del resto del corpo erano troppo distanziate tra loro per essere state causate dalla separazione casuale delle lastre fossili e che rappresentavano pigmenti fossili presenti nelle piume. Inoltre, piuttosto che un manufatto di conservazione o di decomposizione, la presenza di piume scure lungo solo la parte superiore del corpo poteva riflettere il pattern della colorazione originale dell'animale, indicando che il Sinosauropteryx aveva una colorazione controluce, ossia con il dorso più scuro ed il ventre più chiaro, mentre la coda era a bande più chiare e scure. Questa colorazione avrebbe permesso all'animale di mimetizzarsi meglio nella vegetazione del suo habitat.
Le conclusioni di Longrich furono sostenute in un documento pubblicato online sulla rivista Nature, nel gennaio 2010. Fucheng Zhang e colleghi hanno esaminato le piume fossilizzate di diversi dinosauri e uccelli primitivi e hanno riscontrato la presenza di melanosomi, cellule che danno alle piume degli uccelli moderni il loro colore. Tra gli esemplari studiati è stato incluso un esemplare precedentemente non-descritto di Sinosauropteryx, IVPP V14202. Esaminando la struttura e la distribuzione dei melanosomi, Zhang e i suoi colleghi hanno potuto confermare la presenza di fasce di colore chiaro e scuro nelle piume di coda dell'animale. Inoltre, la squadra ha potuto confrontare i vari tipi melanosomi con quelli degli uccelli moderni per determinare una gamma generale di colore. Dalla presenza di phaeomelanosomi, i melanosomi sferici che danno e conservano il pigmento rosso, hanno concluso che le piume più scure di Sinosauropteryx erano di colore castano o rossastro ambrato. Ulteriori ricerche sulla colorazione di Sinosauropteryx hanno rivelato la presenza di una sorta di "mascherina" scura sugli occhi dell'animale, simile a quella dei procioni, e un pattern controluce sul resto del corpo, che negli animali moderni è associato ad un habitat aperto, indicando che il Bioma Jehol, probabilmente, ospitava una vasta gamma di habitat.
Classificazione