Chi siamo, da dove veniamo (parte 4): ciò che realmente conosciamo dell'origine dei tetrapodi

Terzo post sulle implicazioni fornite dalla scoperta delle orme di Zachelmie.

Per chi si fosse perso i due post precedenti (qui e qui),  riassumo dicendo che sono state trovate, in Polonia, nella cava di Zachelmie, orme di tetrapodi di vario tipo (piste, orme singole) e dimensioni, in strati marini di ben 10 milioni di anni più antiche di qualunque resto scheletrico noto di tetrapodomorfo. Esse indicano come, a differenza di quello che si pensava prima di questa scoperta, vari taxa di tetrapodi erano già presenti nel Devoniano Medio.

Negli scorsi post ho parlato dei risvolti relativi al tempo e all’ambiente in cui si sono originati i tetrapodi.

Oggi invece vi voglio mostrare forse il più importante insegnamento dato da questo ritrovamento.

Alcuni utenti mi hanno scritto in privato dicendomi di essere rimasti un po’ confusi da questa scoperta: “ma quindi i tetrapodi si sono originati in acqua dolce o salata?” Com’è possibile che i resti di tetrapodomorphi siano più recenti dei primi segni di tetrapodi?”

Queste domande sono tutte correlate ad una sola, grande domanda, che è l’argomento del post di oggi: “quanto il record fossile dei primi tetrapodi rispecchia la loro reale evoluzione?”

Il problema è proprio questo.

 Guardando il grafico proposto da Niedzwiedzi et al. (2010), vediamo che tra le orme di tetrapodi di Zachelmie e i resti scheletrici dei primi tetrapodi vi è un gap temporale di circa 20 milioni di anni. Dunque, non abbiamo alcun tipo di resto scheletrico di tetrapode a partire dall’Eifeliano fino alla fine del Frasniano.
Non sappiamo niente di cosa è successo nell’evoluzione dei tetrapodi per ben 20 milioni di anni!

Inoltre, anche i resti fossili dei primi tetrapodomorfi (es. Panderichthys) sono stati rinvenuti in strati di circa 10 milioni di anni più recenti delle prime orme dei tetrapodi.

Questo vuol dire che, ipotizzando che il punto di divergenza tra i tetrapodi e gli altri sarcopterigi è avvenuto prima delle orme di Zachelmie, non conosciamo niente delle forme di tetrapodomorphi basali vissuti tra il Devoniano medio e Panderichthys.

Insomma, una situazione abbastanza desolante.

Tutto questo deriva dal fatto che il processo di fossilizzazione è molto raro e molto spesso collegato a parametri ambientali ben definiti. Non basta che in un dato luogo vi sia abbondanza di organismi viventi: perché questi si fossilizzano servono condizioni chimico – fisiche, temporali, diagenetiche, ben precise.

Analizzando il record fossile dei primi tetrapodi, questo appare chiaro.

Le orme di Zachelmie si trovano all’interno degli strati della formazione Wojciechowice, deposta in ambiente di acqua marina bassa. Benché si siano preservate molto bene un gran numero di orme, questa formazione è poverissima di resti fossili. Non vi è traccia osteologica di nessun possibile tetrapode che abbia lasciato quelle orme.
I depositi in cui sono stati trovati i resti dei primi tetrapodi (es. Ichthyostega e Acanthostega), invece, sono collegati ad ambienti di acqua dolce o salmastra, ricchi di vegetazione, e sono solitamente ricchi di fossili.

Dunque, da ambienti diversi provengono tipi di fossili diversi: il fatto che i più antichi segni di tetrapodi provengano da ambienti d’acqua marina non significa per forza che essi si siano originati in tale ambiente ma è correlato alla tafonomia.

Inoltre, gran parte dei ritrovamenti di tetrapodi basali derivano da depositi europei o groenlandesi, mentre rocce della stessa età del resto del mondo sono state ben poco scavate.

Dunque, a scoperta delle orme di Zachelmie ha focalizzato l’attenzione sulla tafonomia e sulla scarsità del record fossile. Con un gap di circa 20 milioni di anni esistente tra i primi segni (orme) di tetrapodi e i primi resti osteologici di tetrapodi, nonché con importanti differenze ambientali per quanto riguarda le possibilità di conservazione allo stato fossile di questi animali, dobbiamo aspettarci nei prossimi anni notevoli sorprese.

Tuttavia, nonostante l’incompletezza del record fossile, il lavoro dei paleontologi di tutte questi anni è risultato fondamentale per la nostra comprensione dei passaggi morfologici che hanno portato allo sviluppo degli arti e delle dita. Oggi sappiamo che alcuni sarcopterigi hanno sviluppato le dita da una pinna carnosa dotata di ossicini che sono poi diventate le nostre ossa del polso, che è avvenuto un processo di trasformazione del cranio verso forme sempre più specializzate per un ambiente aereo, che la colonna vertebrale ha subito modificazioni per aumentare il sostegno del corpo fuori dall’acqua.

Il mito della conquista della terraferma è caduto: sappiamo abbasta cose su  come si sono originati i tetrapodi e sulle loro modificazioni anatomiche. Ma attenzione a non credere in altri miti: al momento non sappiamo quasi niente di dove, quando e in che ambiente.

Abbiamo dunque ancora molta strada da fare prima di poter ricostruire l’origine dei tetrapodi tutte le sue sfaccettature. E questo è senza dubbio un grande stimolo per i paleontologi di oggi e di domani