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Era Archeozoica: dalla Snow ball Earth alla nascita della vita – Parte III

Reading Time: 7 minutes

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livello elementare
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ARGOMENTO: PALEONTOLOGIA
PERIODO: 570 – 235 MILIONI DI ANNI FA
AREA: TERRA
parole chiave: oceani
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ere-geologiche

716,5 milioni di anni fa, si verificò la più forte glaciazione mai verificatasi in tutta la storia della Terra, detta glaciazione Sturtiana, che trasformò gli oceani  in una colossale banchisa e tutti i continenti in una coltre di ghiacci per 5 milioni di anni. I sostenitori della “Snowball Earth” sono a loro volta divisi tra quanti ritengono che essa abbia causato una terrificante estinzione di massa, la prima di una lunga serie, a scapito delle specie batteriche allora presenti nei mari terrestri, ed altri che ritengono siano esistite aree  sul pianeta  libere dai ghiacci, come suggerisce la sopravvivenza di organismi eucarioti. Le registrazioni fossili fanno ipotizzare che i maggiori gruppi eucarioti, con la possibile eccezione degli animali, esistevano già prima della glaciazione Sturtiana. Alcuni scienziati ritengono che questa glaciazione fu determinante per lo sviluppo e la diversificazione delle prime specie animali.

snowball

come doveva apparire dallo spazio la Snowball Earth

L’aumento dell’erosione e del dilavamento dalle terre emerse collegati alla “Snowball Earth” furono  i fattori che portarono all’accumulo di fosforo nell’oceano. Questo elemento fu il nutriente essenziale per lo sviluppo successivo della vita che avrebbe portato un aumento della percentuale di ossigeno attraverso la fotosintesi, ed al successivo accumulo in atmosfera. In pratica l’ossigeno favorì lo sviluppo delle specie animali e la loro diversificazione ecologica. Sebbene la vita rimase nei proto-oceani a livello poco più che unicellulare, nel periodo Archeozoico si svilupparono i primi batteri eucarioti. Essi possedevano una pellicola intorno al materiale genetico, un vero e proprio nucleo, oltre ai vacùoli di riserva; nell’evoluzione la loro protezione di lipidi si era ridotta ad una parete più sottile e permeabile. Da alcuni di essi derivarono specie più complesse molto simili alle Cianofite, particolari tipi di alghe azzurre i cui fossili sono stati ritrovati a Bitter Springs (Australia).

batteri-eucarioti-e-procarioti

Le cellule eucariote furono il preludio per la comparsa di nuove forme animali e di piante più complesse: infatti, a differenza di quanto avviene nei procarioti, negli eucarioti la forma di riproduzione comune è quella sessuale che, comportando uno scambio di materiale genetico, accresce la variabilità genetica delle popolazioni e crea pertanto un terreno molto favorevole all’evoluzione della vita. Altre cellule si evolsero senza clorofilla, con una membrana cellulare senza parete cellulosica: erano i primi Protozoi, cioè in definitiva i primissimi animali. La separazione di esseri viventi animali da quelli vegetali avvenne in un periodo compreso tra 1,5 ad un miliardo di anni fa.

stromatolite

Collenia, stromatolite

La vita fu
Comunque sia andata, dopo miliardi di anni in cui la Terra era stata popolata solo da organismi unicellulari, nel giro di poche centinaia di milioni di anni comparvero e si moltiplicarono gli organismi pluricellulari: una quantità enorme di invertebrati, differenziati in modo incredibile, si diffuse ovunque, alla conquista di ogni nicchia ecologica. Tra le alghe pluricellulari primitive, la Collenia produsse vere e proprie praterie sottomarine, ed a poco a poco si svilupparono Spugne (o Parazoi), Crinoidi, Echinodermi e Ctenofori. Secondo Casey Dunn, ricercatore della  Brown University  di Providence (Rhode Island, USA) il primo vero organismo pluricellulare fu un ctenoforo, un animale che ricorda vagamente una medusa.

Tribrachidium heraldicum, organismo problematico per il quale sono state proposte lontane parentele con gli Cnidari o con gli Echinodermi, proveniente dalle colline fossilifere precambriane a nord di Adelaide, nell’Australia sudoccidentale. Fu scoperta nel 1946 dal geologo minerario australiano Reginald C. Sprigg che trovò impronte di organismi molli sull’interfaccia quarzite-arenaria. Egli ritenne si trattasse di fossili del Cambriano, ma studi successivi stabilirono la loro appartenenza all’ultimo Precambriano (circa 600 milioni di anni), chiamato Vendiano dai geologi americani.

Erano esseri invertebrati, cioè privi di scheletro, simili agli attuali Anellidi marini ed in grado di scavare nel fondo sabbioso del mare. Essi diedero probabilmente origine ai proto-artropodi, di cui non si hanno testimonianze fossili, e successivamente ai Trilobiti. I primi invertebrati veri e propri furono millepiedi marini vissuti circa 630 milioni di anni fa. Le innumerevoli testimonianze fossili fanno ritenere che questi organismi fecero la prima comparsa prima della fine del Precambriano. Si trattava degli antenati degli attuali gasteropodi, abitanti in lunghe conchiglie di forma conica. Anche i primi cefalopodi e echinodermi comparvero verso la fine dell’Algonchiano. Con il termine di “piccola fauna dura” (o “piccoli fossili duri” 0 SSF ) si intende un gran numero di fossili mineralizzati, in genere di piccole dimensioni (pochi millimetri), con una distribuzione temporale quasi continua che va dalle ultime fasi dell’Ediacarano fino alla fine del Cambriano, ovvero (tra 548 e 500 milioni di anni fa). L’Ediacarano prende il nome da delle colline australiane (Ediacara) contenenti numerose forme di vita pluricellulare risalenti al Proterozoico superiore (tra 620 e 550 milioni di anni fa), i cui resti sono stati rinvenuti anche in varie parti del mondo. La maggior parte degli SSF si è conservata tramite un rapido seppellimento con sostanze fosfatiche. Una delle prime spiegazioni per la comparsa degli SSF nella documentazione fossile (e quindi dell’evoluzione degli scheletri mineralizzati) suggeriva un aumento improvviso della concentrazione di calcio negli oceani. Il fatto che molti SSF siano costituiti da altri minerali, come i silicati fa propendere che essi siano un passo evolutivo tra predatori e prede per sviluppare difese sempre più efficienti.

La teoria degli animali ossigenatori
Esiste un’interessante teoria per cui i primi animali apparsi sulla Terra possano aver avuto un ruolo nella creazione dell’atmosfera attuale  Per oltre 1,5 miliardi di anni prima che si evolvessero i primi animali, nelle acque superficiali oceaniche c’erano livelli di ossigeno relativamente elevati e l’evoluzione dei primi animali potrebbe aver giocato un ruolo chiave nella diffusione dell’ossigenazione degli oceani profondi ha facilitato l’evoluzione di forme animali più complesse e più mobili. Studi recenti hanno dimostrato che le prime spugne, che fecero la loro comparsa 750 milioni di anni fa, erano  in grado di prosperare anche con livelli ridotti di ossigeno. Secondo i modelli sviluppati dai ricercatori, la diffusione di questi animali filtratori avrebbe ridotto considerevolmente le quantità di residui organici finiti a maggiori profondità, dove di conseguenza si abbassò la necessità di ossigeno portando a un progressivo aumento dei suoi livelli. Alcuni fossili testimoniano l’esistenza di organismi pluricellulari che vivevano nei mari tra 700 e 580 milioni di anni fa , al confine tra l’Archeozoico ed il Paleozoico.

dickinsonia

Dickinsonia, con corpo piatto e lungo fino a un metro, e con venature che la fanno sembrare una foglia

Questi organismi furono trovati presso Ediacara, una località dell’Australia meridionale  dove nel 1946 Reginald Sprigg, un geologo australiano trovò per primo le loro impronte fossili. La fauna di Ediacara era divisa in due grandi categorie: animali marini a corpo molle (come le meduse) e delle strane creature prive di apparato digerente e di organi visibili di locomozione che furono chiamate Vendozoi.

parvancorina_color

la Parvancorina che presentava uno scudo poco mineralizzato sul cranio, cinque paia di appendici posteriori e venti paia di anteriori, meno robuste

Tra di essi la Dickinsonia, la Parvancorina e la Spriggina, che sembrerebbe una via di mezzo tra un trilobite ed un anellide. Animali simili a quelli di Ediacara si ritrovarono in Namibia, Inghilterra, Russia e Ucraina, facendo pensare ad una diffusione su scala mondiale di questi organismi nel periodo Algonchiano. La loro non presenza negli strati geologici seguenti fa pensare che tutte le specie di questa fauna si estinsero circa 550 milioni di anni. Ma in quell’epoca, non c’era solo la fauna di Ediacara.

Nella riserva ecologica di Mistaken Point sull’isola di Terranova (Canada) nel 2012 avvenne una scoperta eccezionale: una “nursery” di piccoli animali dell’ordine dei rangeomorfi, vissuti 579 milioni di anni fa, miracolosamente preservati dalla cenere di un’eruzione vulcanica.

rangeoformi-mistaken-point

i rangeoformi di Mistaken Point, isola di Terranova, Canada

Avevano un aspetto simile alle attuali penne marine (Pennatulacea), erano sciafili e potevano raggiungere i due metri di lunghezza. Questa scoperta potrebbe avvalorare l’ipotesi secondo cui gli animali iniziarono ad incrementare le proprie dimensioni proprio 580 milioni di anni fa. Infine, rappresentano un mistero alcuni fossili venuti alla luce nel sito di Doushantuo, in Cina, risalenti a 570 milioni di anni fa che si presentano come granelli di sabbia spezzati in due: ciascuna delle due parti sembra lo “stampo” di una cellula animale tanto da far interpretare i fossili come embrioni di antichi animali in fase di divisione.

embrioni-fossili

embrioni fossili di Doushantuo

Nel nostro viaggio nell’Archeozoico, siamo ora arrivati all’alba dell’Era Paleozoica  che nella storia della Terra copre un’intervallo di tempo che va dai 570 a 235 milioni di anni fa, ovvero fino alla comparsa dei progenitori dei dinosauri, i Tecodonti, ma di questo parleremo in un altro articolo. Entreremo nel Cambriano … 

Fine Parte III – continua 

 

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