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livello elementare
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ARGOMENTO: GEOLOGIA
PERIODO: 542-251 Ma
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Paleozoico
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PALEOZOICO
L’Era del Paleozoico si estende su quasi 300 milioni di anni, approssimativamente da 542 a 251 milioni di anni fa. Oltre quattrocento milioni di anni fa, nel Cambriano, vi fu una grande esplosione di vita nel pianeta che, come vedremo, terminò con una drammatica estinzione di massa.
Trilobite e Asteroide paleozoici. Fonte: V. De Zanche, P. Mietto. Il mondo dei fossili. Arnoldo Mondadori Editore, Milano, 1977
Per fortuna non tutte le specie morirono e i sopravvissuti continuarono la loro evoluzione negli oceani primordiali.
L’Era Paleozoica, di cui parleremo oggi, è convenzionalmente suddivisa in sei periodi principali:
Cambriano: 542 a 488.3 milioni di anni fa
Ordoviciano: 488.3 a 443,7 milioni di anni fa
Siluriano: 443,7 a 416 milioni di anni fa
Devoniano: 416 a 359,2 milioni di anni fa
Carbonifero: 359,2 a 299 milioni di anni fa
Permiano: 299 a 251 milioni di anni fa.
Cambriano
Il nome di questo periodo geologico prende il nome da una regione del Galles che gli antichi Romani chiamavano Cambria. Essa segna l’inizio dell’era Fanerozoica, ovvero quella in cui la vita apparve evidente nel pianeta. In questo periodo i mari si affollarono di molte specie di animali marini, dotati di uno scheletro “duro”, decisamente diversi da quelli dell’Archeozoico che ne erano privi.
il grande oceano del Cambriano collectionfossilis.blogspot.com/p/3-periodo-cambriano.html
Grazie a questa caratteristica oggi è possibile ritrovare facilmente resti fossili di questi animali. In questo primo periodo le terre emerse erano ancora prive di forme di vita ed il super continente Rodinia si spezzettò in quattro grossi continenti (Nord America, Eurasia, Asia, Gondwana). Si ebbe un’innalzamento dei mari che formarono dei bacini interni ai continenti, caratterizzati da acque basse e molto calde. La temperatura terrestre era più elevata ed ai poli non vi erano calotte glaciali. Le attività vulcaniche erano continue, insomma un inferno.
All’inizio del XX secolo, alcuni paleontologi trovarono nella Columbia britannica, Canada, un vastissimo giacimento fossilifero contenuto nelle argilliti di Burgess. Il giacimento, divenuto poi patrimonio dell’Umanità e protetto dall’UNESCO, fu scoperto nel 1909 dal paleontologo americano Charles Doolittle Walcott (1850-1927). Il Burgess nel Cambriano era un profondo fondale marino a ridosso della locale piattaforma continentale. Gli animali, che vivevano ai margini della piattaforma, venivano spesso travolti da frane sottomarine che li seppellivano nel finissimo sedimento. I livelli si trasformarono nel tempo in lastre di argilloscisto.
il sito di Burgess in Canada Scientific Inquiry 2012: The Burgess Shale (sci105-2012s-acp.blogspot.com)
Una biodiversità incredibile
Tra gli animali presenti in questo giacimento, si ritrovano diversi Phylai di cui alcuni simili a gruppi conosciuti oggigiorno, altri di difficile collocazione sistematica. Ne descriverò alcuni, trovati principalmente a Burgess, che ancor oggi resta un sito di riferimento per gli studiosi del Cambriano.
Olenoides serratus da Le schiste de Burgess . (scienceetonnante.com)
Olenoides serratus era una bellissima trilobite primitiva, caratterizzata da un paio di sottili antenne posizionate nella parte anteriore del corpo, e da un paio di cerci (strutture simili ad antenne) posizionate nella parte posteriore. Gli arti erano disposti lungo i lati del corpo, il segmento più sviluppato (coxa) era dotato di una batteria di terribili spine appuntite usate come difesa. Probabilmente si cibava di vermi presenti nel sedimento.
Marrella splendens da Smithsonian Institute – The Lace Crab | Smithsonian Ocean (si.edu)
Marrella splendens, un artropode con testa a forma di cuneo e due paia di lunghe spine a forma di corno con la curva rivolta all’indietro. Si ritiene che questo organismo esplorava l’ambiente circostante con le antenne e raccoglieva con le appendici piumose le particelle di cibo per nutrirsi.
Canadaspis perfecta, artropode con corazza divisa in due parti, e con la parte anteriore del corpo non protetta. Due arti uscivano dalla parte inferiore del carapace. Il torace si componeva di otto segmenti ciascuno dei quali articolato da un paio di appendici. Addome con un piccolo telson che formava la coda. Viveva sui fondali e doveva essere un abile predatore. Non superava i dieci centimetri.
Sidneya inexpectans, questo artropode era molto simile all’odierno Limulus e si cibava di Brachiopodi. Con i suoi quindici centimetri di lunghezza, la Sidneyia risulta essere ancora uno dei più grossi artropodi rinvenuti a Burgess Shales. La forma di questo animale era larga e relativamente appiattita; il suo capo era formato da uno scudo corto ed allargato, di forma vagamente ovale e provvisto di un solo paio di antenne.
Sidneya inexpectans da The Burgess Shale (rom.on.ca)
Il corpo era costituito da nove segmenti tozzi, ognuno dei quali portava un paio di appendici biramate (tipiche di molti artropodi primitivi). Le ultime cinque appendici erano composte da un ramo branchia e un arto ambulacrale insolitamente robusto e dotato di spine, mentre le prime quattro erano costituite dal solo arto. Il corpo si restringeva verso la parte posteriore: ulteriori tre segmenti, sprovvisti di appendici, formavano la base di una coda terminante in una sezione dell’addome, chiamata telson, piatta e a forma di ventaglio.
ricostruzione del Peytoia Anomalocaris canadensis https://reasonandscience.catsboard.com/t2613-anomalocaris-another-science-fiction-like-creature
Peytoia Anomalocaris canadensis. Questo artropode, che poteva essere lungo fino ad un metro, doveva essere il vero terrore dei mari del Cambriano.
apparato boccale del Peytoia Anomalocaris canadensis
Si spostava per mezzo di una serie di palette disposte come remi di una barca. Il suo corpo era affusolato, rigido, simile per forma a quello di un calamaro e con una testa enorme e corazzata, con due occhi rassomiglianti a grossi bottoni. Un vero mostro.
Una curiosità
Dopo molti studi, si comprese che un presunto organismo, classificato inizialmente come specie di “celenterato natante” denominato solo Peytoia, era in realtà una parte dell’apparato boccale dell’Anomalocaris.
Aysheaia peduncolata Paleobiology | Smithsonian National Museum of Natural History (si.edu)
Aysheaia peduncolata. Anche in questo caso si trattava di un artropode, molto rassomigliante ad un verme camminatore; aveva zampe corte e tozze simile all’attuale Peripatus, un animale terrestre appartenente al gruppo degli Onicofori. L’Aysheaia era caratteristica perché in essa si possono trovare tratti anatomici dei lombrichi, dei ragni e degli insetti. In altre parole un vero precursore.
L’ Ottoia prolifica era uno strano tipo di verme priapulide. La specie possedeva una specie di proboscide che, una volta estroflessa, mostrava una serie di sottili spine provviste di robusti uncini. Questo organismo viveva all’interno di gallerie a forma di U, scavate nel substrato del fondo marino. Si ritiene che fosse un predatore cannibale, come si evince dal contenuto del suo stomaco in cui furono trovati resti di conchiglie coniche appartenute non solo a molluschi primitivi ma anche a resti dei suoi simili.
Wiwaxia corrugata https://www.darkroastedblend.com/2006/11/burgess-shale-monsters.html
Sui fondali marini si aggirava anche la Wiwaxia corrugata, un animale la cui forma richiama quella di molti nudibranchi. Aveva il corpo ricoperto di squame con lunghe spine incurvate verso l’alto e verso l’esterno, probabilmente per protezione contro i predatori. Abitatrice del fondo marino, la Wiwaxia si nutriva “grattando” dei frammenti di cibo con un organo che rassomiglia alla radula dei molluschi attuali.
Hallucigenia Sparsa è stata originariamente descritta da Walcott come un polichete annelide. Oggi, Hallucigenia è identificata come un lobopode corazzato – autore Maura Mc Carthy – Smithsonian – da Burgess Shale’s Weird Wonders | History| Smithsonian Magazine
Hallucigenia sparsa.
Un piccolo animale dall’aspetto decisamente insolito. Il suo nome deriva dal fatto che quando fu ritrovato i ricercatori lo definirono allucinante per il suo aspetto. Nelle illustrazioni paleontologiche veniva spesso raffigurato come un salsicciotto che camminava su 14 trampoli acuminati con altrettante proboscidi sul dorso. Studi recenti ritengono che i suoi aculei fossero spine di difesa poste sul dorso mentre le proboscidi fossero in realtà le vere zampe dell’organismo. Probabilmente si trattava di organismi che si cibavano di animali morti, come sembrano dimostrare degli esemplari fossili, impressi su una lastra conservata alla Harward University, intenti a cibarsi di un grosso verme.
Opabinia regalis scoperto a Burgess, autore Arthur Weasley – The Presurfer: 10 Extinct Animals With Surprising Attributes
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:ArthurWeasley&action=edit&redlink=1
Opabinia regalis
Era un animale decisamente singolare che presentava cinque occhi disposti in vari punti del capo. Si cibava di organismi che catturava grazie ad un organo a tenaglia che proiettava in avanti per afferrare le sue prede. La sua lunghezza variava dai quattro ai sette centimetri.
Dinomischus isolatus https://www.10tons.dk/dinomischus-isolatus
Dinomischus isolatus
Era un organismo marino sessile che presentava una simmetria radiale, caratteristica che gli permetteva di raccogliere il nutrimento da qualunque direzione, come fanno oggi le spugne ed i coralli. Il suo aspetto era simile ad un calice fissato al fondo marino tramite uno stelo terminante in un bulbo che lo ancorava al substrato.
Pikaia gracilens
Ci troviamo di fronte la specie conosciuta più primitiva dei Cordati, il Phylum odierno che comprende pesci, anfibi, uccelli, rettili e mammiferi. Uno studio recente, eseguito sull’analisi di 114 esemplari, è stato pubblicato sul British Journal. Il Pikaia era stato descritto nel 1911 dal paleontologo americano Charles Doolittle Walcott come un possibile anellide, un gruppo di vermi che comprende le odierne sanguisughe e lombrichi e fu solo successivamente che Simon Convay Morris lo classificò come appartenente al Phylum dei Cordati.
Pikaia, scoperto nel Yoho National Park, Canada, è il più primitivo vertebrato conosciuto – The Ontario Royal Museum – Human’s oldest ancestor found in Burgess Shale (utoronto.ca)
Gli esemplari fossili estratti mostrano una struttura sporgente che sembra una notocorda. Oltre a questa caratteristica anatomica si possono osservare dei blocchi muscolari che formano un disegno a zig-zag, che sono paragonabili a quella dell’anfiosso attuale. Sebbene il Pikaia differisca dall’anfiosso sotto molti altri aspetti anatomici, si potrebbe oggi ascrivere al Phylum dei Cordati, azzardando che potrebbe esserne un arcaico parente. Potrebbe trattarsi di un organismo appartenente a uno dei tanti rami collaterali che si sono estinti nel tempo non avendo un gran successo dal punto di vista evolutivo. Non essendo ad oggi mai stato rinvenuto in altri giacimenti fossili del Cambriano, la sua rarità lo rende un fossile di valore incomparabile.
Nectocaris pteryx da Catalogue of Organisms: January 2011 (fieldofscience.com)
Molti animali sono venuti alla luce nel giacimento di Burgess, e va ricordato il Nectocaris pteryx, forse un rappresentante primitivo dei molluschi cefalopodi. Era dotato di due soli tentacoli anziché degli otto o dieci odierni. Questa interpretazione, se confermata, anteporrebbe l’origine dei cefalopodi di circa trenta milioni di anni. Il primo esemplare rinvenuto portò gli studiosi a un’errata ricostruzione dell’animale. Di forma allungata e relativamente sottile, il Nectocaris doveva assomigliare a un incrocio tra un pesce ed un insetto. Dal “collo” in avanti la nectocaride assomigliava ad un artropode, presentando sul capo due paia di brevi appendici e due grandi occhi. La parte posteriore del capo sembra fosse racchiusa in uno scudo cefalico bivalve. Il corpo era compresso lateralmente e costituito da circa quaranta segmenti, ma del tutto privo delle appendici articolate tipiche degli artropodi. Al contrario, sia la zona dorsale che quella ventrale sembravano possedere strutture allungate, sostenute da raggi che facevano pensare alle pinne dei cordati primitivi e dei pesci. Esemplari ben conservati, rinvenuti da Smith e Caron nel 2010, hanno permesso di descrivere questo animale in modo più corretto. In pratica si scoprì che le sue appendici anteriori erano molto più allungate, come un paio di tentacoli. Il corpo nella parte posteriore era appiattito, simile a un aquilone, e dotato di due pinne sostenute dai raggi. La struttura è risultata essere una sorta di imbuto simile a quello usato dagli odierni cefalopodi per la propulsione (seppie).
L’estinzione dietro l’angolo
Siamo arrivati al termine del Cambriano e qualcosa di terribile sta per accadere sul pianeta e negli Oceani primordiali. Una ricerca dalla Curtin University ha dimostrato che antiche eruzioni vulcaniche, avvenute in Australia circa 510 milioni di anni fa, influenzarono in modo determinante il clima locale provocando forse la prima estinzione di massa nella storia delle forme viventi. L’estinzione del Cambriano eradicò il 96% delle specie marine ed il 70% di quelle terrestri. Ma fu solo colpa dei vulcani? Le teorie sulla causa predominante di questa catastrofe sono molte: probabilmente corresponsabili nell’estinzione furono la caduta di un asteroide ed i cambiamenti climatici che comportarono variazioni chimico-fisiche dell’atmosfera e dell’ambiente, soffocando i mari fino all’esaurimento dell’ossigeno negli oceani. Ci ricorda qualcosa? Nonostante la grande estinzione alcune forme di vita sopravvissero e il cammino biologico proseguì. Stiamo ora per entrare nel Ordoviciano ma di questo parleremo in un prossimo articolo.
Fine parte IV – continua
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ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. È docente di cartografia e geodesia applicata ai rilievi in mare presso l’I.S.S.D.. Nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).
