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Titolo : Impariamo a ridurre le plastiche in mare

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I pesci senza mascelle, gli Agnati di Aaronne Colagrossi

livello elementare
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ARGOMENTO: BIOLOGIA
PERIODO: DEVONIANO E SILURIANO
AREA: OCEANI PRIMORDIALI
parole chiave: geologia, biologia

 

siluriano

Siluriano

Mezzo miliardo di anni fa il nostro pianeta appariva in maniera completamente diversa da quello che siamo abituati a vedere oggigiorno sulle nostre cartine geografiche. I continenti erano diversi, gli oceani erano diversi, persino la composizione dell’aria era diversa. I mari, gli oceani e le acque dolci dei fiumi e dei laghi erano molto più caldi, specialmente lungo la cintura tropicale ed equatoriale. Durante il Siluriano e il Devoniano avvennero importanti cambiamenti climatici che condizionarono l’evoluzione dei vertebrati; gli insetti, in particolare, ragni e scorpioni, videro un’esplosione (in senso evolutivo) nel Devoniano inferiore, colonizzando gran parte dei continenti, come appare chiaro dai registri fossili degli artropodi. L’evoluzione dei pesci mostra i segni evidenti prevalentemente nella placca euro-americana, in quello che noi geologi chiamiamo Old Red Sandstone Continent, ovvero continente delle arenarie rosse antiche (il cui nome inglese proviene da una formazione rocciosa della Scozia). I resti fossili dei primi pesci del Cambriano mostrano creature molto diverse da quelle che abitualmente nuotano nei nostri attuali mari e fiumi.

agnatiTuttavia è molto difficile ricavare informazioni sullo stile di vita di questi antichi animali; ciò anche a causa della qualità dei fossili del paleozoico medio inferiore, piuttosto scadente a livello globale. Ciò nonostante nel siluriano, nell’ordoviciano e nel devoniano si sono ottenuti molti fossili di qualità, rappresentanti pesci in ottimo stato di conservazione, con grandi dettagli anatomici. Potrebbe avere un che di fantascientifico, eppure i primi pesci appartenevano al gruppo parafiletico degli Agnati, letteralmente: senza mascelle. Dal Cambriano al Devoniano gli agnati si diversificarono in tante forme e dimensioni diverse, raggiungendo strutture corazzate con placche dermiche cutanee. Ai nostri giorni sopravvivono solo due gruppi di queste creature senza mascelle: le lamprede e le missine (in inglese hagfish). Questi due gruppi sono gli unici ad avere caratteristiche in comune con gli antichi cugini agnati, pur essendo le forme moderne decisamente diverse da quelle di mezzo miliardo di anni fa.

Il mistero dei Conodonti

conodont comboFino agli anni ottanta del ventesimo secolo uno dei più grandi misteri della paleontologia sembrava non avere soluzione; fino alla fine degli anni ’80 le parentele tassonomiche dei Conodonti rimasero virtualmente sconosciute.

Tutto ciò che era venuto alla luce erano decine di migliaia di piccoli elementi dentati, incredibilmente numerosi in moltissimi giacimenti paleozoici e triassici in tutto il mondo. Essi erano stati trovati isolati gli uni dagli altri; negli anni ’60 i pochi resti rinvenuti vicini tra loro, in possibile relazione anatomica fra i diversi resti, furono riconosciuti come parte di una struttura complessa appartenente a un singolo organismo, con il corpo composto solamente da tessuti molli, rimasto seppellito nel luogo in cui era morto, senza alcun trasporto post mortem che distruggesse l’assetto anatomico. L’Apparato Conodonte, così come venne chiamato, era costituito da molti elementi dei Conodonti, in relazione tra loro e di forma diversa.

5828745735_255d619915La funzione di tale apparato restò incerta, anche se fu ipotizzato che venisse utilizzato dall’animale per cibarsi. Nel 1983, finalmente, fu possibile ascrivere alcuni misteriosi fossili, composti da apatite (fosfato di calcio), a un gruppo di pesci che vennero definiti Conodonti. Questi strani pesci vissero tra il Cambriano superiore ed il Triassico, fino a quando si estinsero definitivamente, all’inizio del Giurassico. Attualmente i Conodonti sono considerati vertebrati primitivi, ma più evoluti delle lamprede. I fossili scoperti sia in Scozia sia in Sudafrica negli ultimi vent’anni hanno permesso di risolvere il mistero di questi fossili di apatite.

Le prime corazze

astraspis

Astraspidi

Dopo la radiazione cambriana dei vertebrati, nell’Ordoviciano apparve un gruppo di pesci, alcuni di loro conosciuti solo per le placche dermali (una sorta di pelle corazzata, simile al guscio di una tartaruga). La morfologia di questi pesci era di tipo siluriforme, con la testa generalmente piatta e larga, composta da uno scudo dermale piuttosto ampio. Le orbite oculari si aprono frontalmente, talvolta lateralmente, e le aperture branchiali sono poste lateralmente, a formare una sorta di linea forata nello scudo cranico. Gli unici ambasciatori fossili di queste fantastiche creature sono due ordini: gli Astraspidi e gli Arandaspidi. Gli Astraspidi rappresentano le prime forme di animali con parti ossee, erano lunghi circa venti centimetri ed avevano un corpo fusiforme rivestito di piccole placche cornee. La testa era grande circa la metà del corpo, di forma larga e piatta con occhi piccoli e  molto distanti tra loro, posti ai lati. Non avevano mascelle nè denti, la bocca era formata da un’apertura attraverso la quale aspiravano il loro cibo. Non avevano pinne e nuotavano utilizzando soprattutto la coda, che sembra avesse una forma appiattita.

Arandaspis

Arandaspidi

I fossili degli Arandaspidi avevano occhi frontali, posti anteriormente in un’apposita fossetta che si apriva nello scudo dorsale. Tra questa grande placca e quella ventrale vi era una serie di venti piccoli scudi a forma di diamante. Tra queste placche si aprivano minuscole branchie esterne. Lo scudo cefalico era allungato, con un dorso relativamente piatto e un ventre bombato. Le narici, probabilmente, erano situate tra gli occhi. Le loro ossa dermiche erano composte di aspidina  (osso acellulare) ed erano ornate da tubercoli privi di dentina.

Corazze sul fondale
Tra il Siluriano e il Devoniano inferiore ci fu una classe di pesci senza mascelle e corazzati che ebbe un certo successo evolutivo, con quasi 300 specie distribuite sul globo: gli eterostraci.

Pteraspis

Eterostraci, Pteraspis. Sul dorso erano presenti varie spine, la prima delle quali di notevole lunghezza, che agiva sia come difesa che come pinna dorsale. Altre due espansioni laterali dello “scudo” funzionavano come alettoni. Il lungo rostro aiutava lo pteraspide nel nuoto, e lo rendeva più idrodinamico. La bocca, posta in posizione ventrale, era circondata da piccole placche che forse aiutavano l’animale nel cibarsi sui fondali o in superficie. Gli occhi erano piccoli e laterali, mentre la coda, dal lobo inferiore notevolmente sviluppato, era molto utile per spingersi verso l’alto e allontanarsi dal fondale. Il robusto carapace osseo, che sostanzialmente ricopriva tutta la metà anteriore dello pteraspide, era di notevole protezione contro i predatori come gli euripteridi, ma poteva essere anche un’importante riserva di fosfato nei momenti di scarsità alimentare. I resti fossili di questo animale sono comuni nei depositi marini e d’acqua dolce del Devoniano noti come “arenarie rosse antiche”. La specie più nota è Pteraspis rostrata.

La regione cefalica degli Eterostraci era appiattita e ricoperta di spesse piastre ossee, che senza dubbio derivavano dalla fusione di numerose scaglie; vi era una piastra dorsale nel mezzo, una sul muso (rostrale, che gli conferiva il caratteristico profilo), una a ricoprire il ventre e una serie di piastre più piccole sui fianchi.

1280px-Drepanaspis_e_Pteraspis

La regione cefalica di questo “pesce” primitivo, lungo circa 25 centimetri, era appiattita e ricoperta di spesse piastre ossee, che senza dubbio derivavano dalla fusione di numerose scaglie; vi era una piastra dorsale nel mezzo, una sul muso (rostrale, che gli conferiva un profilo “nasuto”), una a ricoprire il ventre e una serie di piastre più piccole sui fianchi. Tutte le piastre erano ricoperte di sottili canali collegati probabilmente agli organi di senso.

Tra tutte le varie specie lo scudo dermico del cranio assumeva forme molto differenti tra loro, ma la caratteristica che li distingueva dai cugini era l’unico (uno per lato) foro branchiale. Alcune specie erano anche dotate di pinne dorsali e cuspidi dermali piuttosto pronunciate: tutte caratteristiche assenti negli astraspidi e negli arandaspidi. La peculiarità degli eterostraci era il loro stile di vita, prevalentemente bentonico, anzi, molte specie (e molti paleontologi ne sono ancora convinti) vivevano e cacciavano completamente sommerse nel fango dei fondali.

Corazzati  ma … diversamente
Nel Siluriano di 400 milioni di anni fa si evolsero due gruppi di agnati leggermente diversi dai loro parenti corazzati: erano gli anaspidi (da non confondere con gli anapsidi) ed i telodonti. Gli anaspidi (senza-scudo), pur avendo placche cutanee meno pronunciate, avevano un corpo snello, compresso lateralmente, con placche dermiche organizzate in file regolari e una coda ipocerca, ovvero la notocorda proseguiva nella regione ventrale della coda (e non dorsale). Insomma qualcosa stava cambiando nell’evoluzione degli agnati. Gli anaspidi vivevano nelle regioni costiere e i migliori rinvenimenti fossili provengono dalla Scozia e dalla Norvegia.

220px-Thelodonti

Thelodonti

I telodonti, invece, erano davvero diversi, soprattutto nelle placche dermiche. Infatti l’esoscheletro di queste creature era composto da vere e proprie scaglie dermiche, anzi dei dentelli cutanei, internamente cavi, davvero simili a quelli dei moderni squali. Tutto il corpo ne era ricoperto; questo si presentava di forma allungata e piatta, con testa molto larga e occhi posti lateralmente. ai registri fossili non si evince la presenza di placche dermiche pronunciate, come per le altre classi; in alcuni casi le fessure branchiali erano addirittura otto. Ad ogni modo i migliori fossili provengono dal Canada; i paleontologi pongono i telodonti molto più vicino ai futuri pesci “con mascella”, proprio per tutte queste caratteristiche.

Classificazione Agnati

Classificazione degli Agnati

Gli ultimi Agnati

osteostraciGli Osteostraci sono un ordine vissuto circa 400 milioni di anni fa; questi strani pesci dalla testa a forma di ferro di cavallo, composta da un massiccio scudo osseo, si estinsero circa 370 milioni di anni fa. L’ordine comprendeva ben 300 specie, che raggiunsero la loro massima radiazione evolutiva nel siluriano superiore, ovvero circa 420 milioni di anni fa. Come accennato, gli Osteostraci erano pesantemente armati nella regione del cranio, con larghi e piatti scudi ossei e con forme variabili da quella a ferro di cavallo a quelle a punta di stivale. Alcuni fossili, rinvenuti sia in Canada sia in Europa, mostrano un solido carapace cranico composto da un’unica placca ossea. Le pinne pettorali erano pure ricoperte da placche ossee ed aiutavano la creatura nel nuoto; tuttavia altre specie mostrano l’assenza delle pinne pettorali. Il resto del corpo era generalmente ricoperto da larghe scaglie simmetriche che in alcune specie formavano dei rilievi ossei dorsali e caudali.

galeaspide shuyuAltri pesci agnati, che vissero negli “ultimi tempi”, furono i galeaspidi, un ordine di pesci di cui ne sono stati trovati ottimi esemplari fossili in Cina e in Vietnam. Questi pesci non si discostano molto dagli altri agnati, infatti il corpo è fondamentalmente diviso in due da un punto di vista morfologico: la testa composta da una placca ossea (talvolta con appendici tubolari molto peculiari) e il resto del corpo ricoperto da scaglie simmetriche, con assenza di pinne pettorali in tutte le specie.

Tuttavia i paleontologi hanno fatto parecchie scoperte intorno a questo misterioso ordine di pesci. Innanzitutto molte specie presentano una cavità ovale nella zona frontale del cranio, che ospitava un organo di senso, il quale aiutava l’animale nell’orientamento nel proprio ambiente. Inoltre, in Cina molti fossili composti da ematite (ossido di ferro) si sono mostrati molto ben conservati; è stato addirittura possibile studiare i vasi sanguigni, il cervello ed il sistema nervoso. Grazie ai galeaspidi è stato possibile definire che l’attuale Cina, 400 milioni di anni fa, era isolata dal resto del continente, permettendo un isolamento geografico per molti esseri viventi, che si sono evoluti in percorsi del tutto indipendenti dagli altri.

Pituriaspida

Pituriaspide

L’ultimo ramo cladistico fu l’ordine dei pituriaspidi, vertebrati senza mascella conosciuti da pochi fossili australiani vecchi di 390 milioni di anni. La caratteristica peculiare era l’osso cranico, allungato a formare una struttura conica simile a quella dei moderni pesci spada; inoltre tale struttura si allungava posteriormente fino a ricoprire tutto il corpo. Al di sotto delle orbite oculari si individuano due aperture; i paleontologi australiani non hanno risolto questo piccolo mistero, ma sono concordi sul fatto che tali cavità ospitassero un qualche organo di senso.

agnati

In definitiva è un mistero perché pesci così evoluti, morfologicamente articolati in forme pittoresche (lasciatemi passare il termine), si siano estinti. Ai nostri giorni sopravvivono gli ultimi agnati: le lamprede e le missine, nonostante siano morfologicamente diversi dai loro antichi cugini.

 

colagrossiAaronne Colagrossi
Geologo e reporter
www.aaronnecolagrossi.com dove potrete trovare altri suoi articoli e pubblicazioni.

 

 

 

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4 commenti

  1. Marco Castiello Marco Castiello
    02/07/2017    

    Ciao 🙂 Volevo segnalarti che nell’articolo ci sono un po di imprecisioni sia morfologiche (“placche dermali (una sorta di pelle corazzata, simile al guscio di una tartaruga)” – la piastra dermica degli heterostraci è composta da dentina, aspidina, quello delle tartarughe è di naturale dermo-scheletrica e cheratinosa-) che temporali ( “Altri pesci agnati che vissero negli “ultimi tempi” furono i galeaspidi”, quando i galeaspidi si estinsero molto prima rispetto agli ultimi heterostraci e osteostraci) e altro. Ti consiglio di associare qualche paper come bibliogrfia, così che il lettore può andare a verificare ciò che è scritto e approfondire.

    Complimenti per il sito, è ben fatto e ha articoli interessante, ma a volte non bisogna lasciarsi andare dalla smania di produrre cose belle. la paleontologia à una scienza complessa e ha bisogno di spazio, ridurre tutta la storia degli agnati in un solo post porta a imprecisioni (anche a livello concettuale, come continuare a chiamare Ordini cose che non rientrano in un inquadramento sistematico linneiano di vecchio stampo).

    Scusa per il disturbo

    Marco

    P.S. Siamo più cugini noi degli heterostraci che non le lamprede 😉
    P.P.S. L’immagine di Pharingolepis è stata commissionata per il blog PalaeoStories e penso debba essere chiesto il permesso per ribloggarla 🙂

    • 02/07/2017    

      Grazie Marco .. sono sicuro che l’autore Aaronne Colagrossi analizzerà i tuoi commenti 🙂

    • Aaronne Colagrossi Aaronne Colagrossi
      02/07/2017    

      Ciao Marco, grazie, farò tesoro del tuo commento, data la tua profonda conoscenza paleontologica, e cercherò di sistemare la bozza per una nuova pubblicazione futura. Per quanto riguarda la “tartaruga” la mia era più una metafora, sicuramente non esatta da un punto di vista scientifico, ma rivolgendomi anche a persone che non masticano paleontologia ho fatto questa metafora (errata, d’accordo). Comunque, in merito alle lamprede sono agnati, però apprezzo la tua metafora ;), anzi sto ancora ridendo. In merito alla bibliografia ho usato il Vertebrate Paleontology di Benton terza edizione, tra i miei preferiti; raramente metto la bibliografia, anche geologica, poiché spesso sono appunti miei dei corsi di scienze geologiche e geologia applicata. Che la paleontologia è una materia complessa lo so benissimo e lo ripeto a chiunque, (a non mi stancherò mai di ripeterlo) ma capirai che dovendo comprimere informazioni per un articolo qualcosa si perde inevitabilmente, purtroppo. In merito alle immagini sono state scelte dall’amministratore di ocean4future, non da me, quindi su questo non posso aiutarti.
      A presto.
      Aaronne.

      • 02/07/2017    

        nell’incertezza, e’ stata eliminata … grazie della segnalazione

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