Gastornis (il cui nome significa «uccello di Gaston») è un genere estinto di grande uccello non volatore appartenente alla famiglia dei Gastornithidae, vissuto tra il Paleocene e l'Eocene, circa 56-45 milioni di anni fa (Thanetiano-Ypresiano), in Europa centro-occidentale (Inghilterra, Belgio, Francia e Germania), in Nord America e in Cina. Il genere comprende sei specie, di cui quattro originarie dell'Europa, una americana e una scoperta in Cina. In particolare, la specie americana era in origine considerata appartenente a un genere a sé stante, noto come Diatryma. Tuttavia molti scienziati ritengono oggi che Diatryma non sia altro che una specie di Gastornis, e quindi un suo sinonimo.
Il Gastornis era un uccello di grandi dimensioni e dotato di un becco possente. Per questo motivo è stato tradizionalmente considerato un uccello carnivoro, che avrebbe utilizzato il becco per dilaniare e uccidere piccoli mammiferi. Tuttavia, diverse linee di evidenza, tra cui la mancanza di artigli uncinati nelle zampe e la struttura stessa del becco, hanno portato gli scienziati a ritenere il Gastornis un uccello erbivoro, che usava il grande e robusto becco per rompere materiali vegetali duri e semi.
Descrizione
Il Gastornis è noto grazie a un'abbondante quantità di resti fossili, ma il quadro più completo su questi uccelli deriva da alcuni esemplari fossili quasi completi della specie G. gigantea. Questi uccelli erano generalmente di grandi dimensioni, con enormi becchi e crani massicci, superficialmente simili a quelli degli uccelli del terrore sudamericani. La specie più grande conosciuta, G. gigantea, poteva raggiungere dimensioni paragonabili a quelle dei più grandi moa, con un'altezza massima di circa 2 metri.
Il cranio di G. gigantea era enorme rispetto al corpo e molto robusto. Il becco era estremamente alto e compresso lateralmente. Il margine del becco era dritto fino alla punta e mancava dell'uncino terminale tipico dei phorusrhacidi predatori, ulteriore prova di una dieta erbivora. Le narici erano piccole e situate vicino alla parte anteriore degli occhi, circa a metà del cranio. Le vertebre erano brevi e robuste, anche nel collo, che era relativamente corto e formato da almeno 13 massicce vertebre cervicali. Il torso era relativamente breve. Le ali erano rudimentali e inutilizzabili, con ossa piccole e fortemente atrofizzate, simili per proporzioni a quelle del casuario.
Classificazione Gastornis e i suoi parenti più stretti sono classificati nella famiglia dei Gastornithidae, tradizionalmente inseriti nell'ordine dei Gruiformes. Tuttavia, il concetto tradizionale di Gruiformes si è rivelato un raggruppamento innaturale. A partire dalla fine degli anni Ottanta, con le prime analisi filogenetiche delle relazioni tra i gastornitidi, si è affermata progressivamente l'ipotesi che questi uccelli fossero strettamente imparentati con il lignaggio degli Anseriformes. Uno studio del 2007 ha mostrato che i gastornitidi rappresentavano una delle prime ramificazioni degli Anseriformi, formando un sister taxon rispetto a tutti gli altri membri di questa stirpe.Agnolin, F. (2007). "Brontornis burmeisteri Moreno & Mercerat, un Anseriformes (Aves) gigante del Mioceno Medio de Patagonia, Argentina." Revista del Museo Argentino de Ciencias Naturales, n.s. 9, 15-25
Riconoscendo la stretta parentela tra gastornitidi e anseriformi, alcuni ricercatori hanno incluso i gastornitidi all'interno degli Anseriformes. Altri invece limitano il nome «Anseriformes» al gruppo corona, comprendente solo le specie attuali, e utilizzano il termine «Anserimorphae» per designare il gruppo più ampio, che include anche parenti estinti come i gastornitidi. I Gastornithidae sono pertanto talvolta assegnati a un ordine proprio, i Gastornithiformes.Buffetaut, E. (2002). "Giant ground birds at the Cretaceous-Tertiary boundary: Extinction or survival?" Special papers - Geological Society of America, 303-306.
Di seguito è riportata una versione semplificata del cladogramma tratto dagli studi di Agnolin et al. (2007):
Sono riconosciute almeno cinque specie valide di Gastornis. La specie tipo, Gastornis parisiensis, fu nominata e descritta da Hébert nel 1855. È nota da fossili ritrovati in Europa occidentale e centrale, risalenti al periodo tra la fine del Paleocene e l'inizio dell'Eocene. Altre specie precedentemente considerate distinte, ma successivamente sinonimizzate con G. parisiensis, includono G. edwardsii e G. klaasseni. Ulteriori specie europee sono G. russeli, del Paleocene superiore di Berru (Francia), e G. sarasini, dell'Eocene. La specie G. geiselensis, dell'Eocene medio di Messel (Germania), fu in passato considerata sinonimo di G. sarasini; tuttavia, alcuni ricercatori ritengono che non vi siano prove sufficienti per sinonimizzare le due specie, che vengono quindi mantenute distinte in attesa di un confronto più dettagliato tra tutti i gastornitidi. La presunta specie più piccola, G. minor, è considerata un nomen dubium.
La specie Gastornis gigantea (Cope, 1876), originariamente attribuita a un genere a sé stante, Diatryma, proviene dall'Eocene medio del Nord America occidentale. I suoi sinonimi junior includono Barornis regens (Marsh, 1894) e Omorhamphus storchii (Sinclair, 1928). Omorhamphus storchii fu descritta sulla base di fossili dell'Eocene del Wyoming; la specie prende il nome da T.C. von Storch, che trovò i resti durante una spedizione di Princeton nel 1927. Le ossa fossili originariamente descritte come Omorhamphus storchii sono oggi considerate resti di un giovane Gastornis gigantea. Il campione YPM PU 13258, dell'Eocene inferiore della Formazione Willwood, contea di Park (Wyoming), sembrerebbe anch'esso un esemplare giovanile di G. gigantea, forse ancora più giovane.
La specie Gastornis xichuanensis proviene dagli inizi dell'Eocene di Henan, in Cina, ed è nota solo da un tibiotarsus (l'osso lungo della gamba). Fu descritta nel 1980 come unica specie del genere Zhongyuanus; tuttavia, una rivalutazione del 2013 ha rilevato che le differenze tra questo esemplare e lo stesso osso delle specie di Gastornis erano minime, per cui si è deciso di considerarla una specie asiatica di Gastornis.
Storia della scoperta
Il Gastornis fu descritto per la prima volta nel 1855 sulla base di uno scheletro frammentario. Il nome Gastornis rende omaggio a Gaston Planté, definito «giovane studioso pieno di zelo», che scoprì i primi fossili nei depositi di Argile Plastique, nella Formazione di Meudon, presso Parigi. La scoperta fu notevole, poiché si trattava di ossa di un uccello sconosciuto di grandi dimensioni, e, al momento, Gastornis rappresentava uno dei più antichi uccelli noti.Buffetaut, E., and Burrrraur, E. (1997). "New remains of the giant bird Gastornis from the Upper Paleocene of the eastern Paris Basin and the relationships between Gastornis and Diatryma." N. Jb. Geol. Palâont. Mh., (3): 179-190. Ulteriori resti della specie oggi nota come G. parisiensis furono ritrovati a metà degli anni 1860. Alcuni esemplari leggermente più completi vennero riferiti a una nuova specie, G. eduardsii (oggi sinonimo di G. parisiensis), circa un decennio più tardi. Gli esemplari trovati nel 1870 fornirono la base per una ricostruzione scheletrica divenuta poi molto diffusa, realizzata da Lemoine. Il cranio originale di Gastornis era sconosciuto, o noto solo per pochi frammenti non diagnosticabili, e diverse ossa utilizzate da Lemoine nell'illustrazione si rivelarono in seguito appartenenti ad altri animali. Per tale motivo, l'uccello gigante europeo fu a lungo ricostruito come un'enorme gru.
Nel 1874 il paleontologo americano Edward Drinker Cope scoprì un'altra serie frammentaria di fossili nella Formazione Wasatch, in Nuovo Messico. Cope interpretò questi fossili come appartenenti a un grande uccello terrestre predatore, cui nel 1876 diede il nome Diatryma gigantea,The biologist's handbook of pronunciations (1960) dal greco antico διάτρημα (diatrema), «attraverso un foro», in riferimento ai grandi forami presenti in alcune ossa del piede. Un singolo osso di gastornitide rinvenuto nel New Jersey fu descritto da Othniel Charles Marsh nel 1894 e classificato come un nuovo genere e specie, Barornis regens, che nel 1911 fu riconosciuto come sinonimo junior di Diatryma (e quindi, successivamente, di Gastornis). Ulteriori resti frammentari furono trovati nel Wyoming nel 1911 e assegnati nel 1913 alla nuova specie Diatryma ajax (anch'essa in seguito sinonimizzata con Gastornis gigantea). Nel 1916 l'American Museum of Natural History guidò una spedizione nel bacino del Bighorn (Formazione Willwood, Wyoming), durante la quale vennero rinvenuti il primo cranio quasi completo e uno scheletro di Diatryma (poi Gastornis), descritti nel 1917, offrendo così agli scienziati il primo quadro completo di questi uccelli. Matthew, Granger e Stein (1917) classificarono questo esemplare quasi completo come una nuova specie, Diatryma steini.
Dopo la descrizione di Diatryma, la maggior parte dei nuovi esemplari europei vennero riferiti a questo genere piuttosto che a Gastornis. Tuttavia, già poco dopo la scoperta di Diatryma, divenne chiaro che quest'ultima e Gastornis erano pressoché identici, rendendo il primo un potenziale sinonimo junior del secondo. Questa somiglianza fu riconosciuta già nel 1884 da Elliott Coues, ma venne discussa a lungo dagli studiosi nel corso del XX secolo. Confronti approfonditi fra Gastornis e Diatryma furono ostacolati dalla ricostruzione scheletrica errata di Lemoine, la cui natura composita rimase inalterata fino agli inizi degli anni Ottanta. Successivamente, diversi autori iniziarono a riconoscere un elevato grado di somiglianza tra i grandi uccelli europei e nordamericani, inserendoli nello stesso ordine (Gastornithiformes) e nella stessa famiglia (Gastornithidae). Questo nuovo inquadramento portò molti scienziati ad accettare provvisoriamente la loro sinonimia, in attesa di una revisione globale dell'anatomia di questi uccelli. Di conseguenza, il nome scientifico corretto per il genere è oggi Gastornis.
Paleobiologia Dieta
Un dibattito di lunga data che riguarda Gastornis concerne l'interpretazione della sua dieta. Per molto tempo questo uccello è stato descritto come un predatore di piccoli mammiferi, tra cui gli antenati dei cavalli come Eohippus. Tuttavia, le proporzioni delle zampe posteriori indicano che Gastornis non fosse né agile né veloce, qualità indispensabili per un predatore attivo. Di conseguenza, si è ipotizzato che potesse adottare tattiche di caccia in agguato o forse in gruppo.
Il cranio di Gastornis è enorme rispetto a quelli dei ratiti attuali di dimensioni corporee simili. Le analisi biomeccaniche suggeriscono che la muscolatura responsabile della chiusura della mandibola fosse particolarmente sviluppata; la mandibola stessa è molto profonda, con un conseguente aumento del momento meccanico dei muscoli masticatori. Entrambe le caratteristiche indicano che Gastornis era dotato di un morso estremamente potente. Alcuni scienziati hanno quindi sostenuto che il cranio di Gastornis fosse sovradimensionato per una dieta esclusivamente erbivora, appoggiando l'interpretazione tradizionale secondo cui l'uccello fosse carnivoro e utilizzasse il massiccio becco per uccidere le prede, frantumandone le ossa. Altri studiosi, però, sottolineano l'assenza di tipiche caratteristiche predatorie nel becco, come l'uncino terminale presente nei rapaci e nei phorusrhacidi, suggerendo invece che il becco fosse adatto a spezzare cibi duri come noci e semi. Un'ulteriore linea di prova proviene da una pista di impronte attribuita a un gastornitide (probabilmente Gastornis), descritta nel 2012, che mostra l'assenza di artigli ricurvi sulle zampe: un'altra evidenza contraria a uno stile di vita predatorio.