Decodificare un 200

Dall'Università di Oxford22 agosto 2023

Ricostruzione del fondale marino di Ediacaran nel Gruppo Nama, Namibia, che mostra la prima diversità animale. Crediti: Museo di Storia Naturale dell'Università di Oxford/Mighty Fossils

Uno studio condotto dall’Università di Oxford ci ha avvicinato alla soluzione di un’annosa questione che ha incuriosito i naturalisti sin dai tempi di Charles Darwin: quando sono emersi i primi animali nella storia della Terra? I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Trends in Ecology & Evolution.

Gli animali compaiono per la prima volta nella documentazione fossile circa 574 milioni di anni fa. Il loro arrivo appare come un'improvvisa "esplosione" nelle rocce del periodo Cambriano (da 539 milioni di anni fa a 485 milioni di anni fa) e sembra contrastare il ritmo tipicamente graduale del cambiamento evolutivo. Molti scienziati (incluso lo stesso Darwin) credono che i primi animali si siano effettivamente evoluti molto prima del periodo Cambriano, ma non riescono a spiegare perché mancano dalla documentazione fossile.

Ricostruzione di Charnia, un candidato per il primo fossile animale del periodo Ediacarano risalente a 574 milioni di anni fa. Crediti: Museo di Storia Naturale dell'Università di Oxford/Mighty Fossils

The ‘molecular clock’ method, for instance, suggests that animals first evolved 800 million years ago, during the early part of the Neoproterozoic era (1,000 million years ago to 539 million years ago). This approach uses the rates at which genes accumulate mutations to determine the point in time when two or more living speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> l'ultima specie ha condiviso un antenato comune. Ma sebbene le rocce del primo Neoproterozoico contengano microrganismi fossili, come batteri e protisti, non sono stati trovati fossili di animali.

Ciò ha posto un dilemma ai paleontologi: il metodo dell’orologio molecolare sovrastima il punto in cui gli animali si sono evoluti per la prima volta? Oppure erano presenti animali durante il primo Neoproterozoico, ma troppo molli e fragili per essere preservati?

Dickinsonia, uno dei fossili animali più antichi della biota Ediacara, formazione di quarzite Rawnsley di Ediacaran, Australia. 560–550 milioni di anni. Credito: Lidya Tarhan

To investigate this, a team of researchers led by Dr. Ross Anderson from the University of OxfordThe University of Oxford is a collegiate research university in Oxford, England that is made up of 39 constituent colleges, and a range of academic departments, which are organized into four divisions. It was established circa 1096, making it the oldest university in the English-speaking world and the world's second-oldest university in continuous operation after the University of Bologna." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Il Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Oxford ha effettuato la valutazione più approfondita fino ad oggi delle condizioni di conservazione previste per la cattura dei primi fossili animali.

L'autore principale, il dottor Ross Anderson, ha dichiarato: "I primi animali presumibilmente mancavano di gusci o scheletri a base minerale e avrebbero avuto bisogno di condizioni eccezionali per essere fossilizzati". Ma alcuni depositi di fango cambriano dimostrano un'eccezionale conservazione, anche dei tessuti animali molli e fragili. Abbiamo pensato che se queste condizioni, note come conservazione di Burgess Shale-Type (BST), si verificassero anche nelle rocce neoproterozoiche, allora la mancanza di fossili suggerirebbe una reale assenza di animali in quel momento.'

To investigate this, the research team used a range of analytical techniques on samples of Cambrian mudstone deposits from almost 20 sites, to compare those hosting BST fossils with those preserving only mineral-based remains (such as trilobites). These methods included energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction carried out at the University of Oxford’s Departments of Earth Sciences and Materials, besides infrared spectroscopy carried out at Diamond Light SourceDiamond Light Source is the UK’s national synchrotron. It works like a giant microscope, harnessing the power of electrons to produce bright light that scientists can use to study anything from fossils to jet engines to viruses and vaccines. The machine accelerates electrons to near light speeds so that they give off light 10 billion times brighter than the sun." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"Diamond Light Source, the UK’s national synchrotron./p>