Breve storia della vita sulla terra, il Cambriano

di Roberto Cavicchi
– Paleontologia

Beh ci risiamo, pronti per un nuovo capitolo della più grande storia di sempre. Vi chiederei se vi sono mancato, ma non voglio farvi mentire.

Nella puntata precedente (se volete potete consultarla qua, ma io non vi obbligo) abbiamo visto tutto il periodo del Precambriano, 4 miliardi di anni di storia del pianeta. Durante questo breve lasso di tempo (sì, era sarcasmo) la vita ha compiuto il primo e più importante dei passi, è iniziata. Un po’ come mettersi a scrivere, il resto è tutta discesa, ma non vuol dire che sarà una passeggiata. 

La fine del Precambriano è coincisa con l’inizio, beh, del Cambriano. Sì, non c’è stato spreco di fantasia nel dare i nomi. Ma vediamo un po’ di cosa si tratta.

Il Cambriano

Cerchiamo un po’ di capire dove ci troviamo. O, meglio, quando. Il passaggio al Cambriano avviene circa 542 milioni di anni fa, alla fine del lunghissimo eone Proterozoico e del periodo Ediacarano (tutte cose di cui ho parlato nel capitolo scorso). 

Il Cambriano è durato circa 57 milioni di anni, ed è il primo periodo della nuova era geologica, il Paleozoico, che è a sua volta la prima era del nuovo eone, il Fanerozoico (in cui ci troviamo anche ora). Alla sua conclusione gli è succeduto il periodo Ordoviciano.

Tirate un sospiro di sollievo, con l’inquadramento geologico ho già finito. Veloce e, quasi, indolore.

Un preambolo

Le radici della rivoluzione faunistica del Cambriano si trovano nel periodo geologico precedente, l’Ediacarano. Vi rinfresco la memoria, dai.

L’Ediacarano è caratterizzato dalla comparsa della prima fauna multicellulare nella storia del pianeta. Si trattava di animaletti amorfi che stavano attaccati al fondale, alcune bestiole simili a meduse che rimanevano in sospensione nell’acqua; non c’erano predatori, insomma una noia mortale. È in questo contesto che compaiono i primi animali bilateri, cioè animali dotati di una porzione anteriore e una posteriore riconoscibili. Una definizione che, avrete capito, include gran parte del regno animale. Il più antico finora rinvenuto è stato identificato in Australia, ed è stato nominato Ikaria wariootia. Si trattava di una specie di vermetto, lungo tra i 2 e i 7 millimetri, che scavava delle piccole gallerie nel fondale marino. Non era un animale complicato, poco più di una bocca e un ano collegati da un brevissimo tratto digerente. Una schifezza proprio. Si tratta però del primo organismo conosciuto con questa simmetria, che nel Cambriano avrà notevole fortuna e diventerà rapidamente predominante.

L’Esplosione

KABOOM! 

No, l’esplosione del Cambriano, la caratteristica più nota del periodo, non ha fatto così. Non ci sono stati botti e fragori, richiamate Michael Bay, per ora non ci serve (e, per piacere, ditegli di smetterla con i film sui Transformers).

Quello che è successo, invece, è stata la veloce, quasi improvvisa, comparsa di un numero enorme di specie animali caratterizzate da forme diversissime tra di loro. Molte di queste specie non hanno portato da nessuna parte, altre invece sono alla base per un sacco di tutto quello che esiste oggi.

La causa di questa straordinaria diversificazione è stata identificata nell’elevata concentrazione di ossigeno, il gas preferito di tutti. Misurando la firma isotopica di carbonio e zolfo nei sedimenti calcarei della Siberia sud-orientale, sono stati identificati 5 picchi di ossigenazione, con cicli ripetuti della durata tra i 0,5 e i 2 milioni di anni. A ognuno di questi momenti corrisponde un aumento della biodiversità nel record fossile.

Sì, vabbeh, ma cosa è comparso quindi?

Per farla breve, un mucchio di roba. Per farla un po’ più lunga, gli antenati di molti dei gruppi di animali che popolano la Terra al giorno d’oggi, tra cui gli artropodi (cioè insetti, aracnidi, millepiedi, quelle robe lì), i molluschi e anche i cordati (un enorme phylum del regno animale che contiene anche tutti i vertebrati). E anche numerosi ordini, famiglie e specie che invece hanno finito la loro corsa un sacco di tempo fa. 

Elencarli tutti non è fattibile, e comunque sarebbe una gran rottura. Ma proviamo a vedere alcune delle cose principali.

Alcuni degli animaletti più noti comparsi durante il Cambriano sono imparentati con gli attuali artropodi. Tra questi i più famosi sono i trilobiti. Sicuramente li conoscerete almeno di vista (dai, cacchio, chi è che non ha mai visto un trilobite, anche solo un disegno o una foto?), in fondo sono tra gli animali più iconici della preistoria. Sono sopravvissuti per circa 300 milioni di anni, fino alla fine del Permiano, quando successe un mega casino brutto brutto e morì quasi tutto (ma ne parleremo un’altra volta). Una storia evolutiva lunghissima, durante la quale si sono divisi in numerosissime specie. Noi ne conosciamo più di 15.000, con un vasto range di morfologie diverse, che riflettono adattamenti a una grande quantità di ambienti e strategie di vita.

Trilobite

Ecco, un trilobite. Adesso avete capito di cosa sto parlando, vero? Image credit: DanielCD, CC-BY-SA-3.0-migrated

Nonostante la loro storia lunghissima e il loro appartenere al phylum Arthropoda, i trilobiti sono imparentati solo alla lontana, mooolto alla lontana, con le bestiole dalle tante zampe cui siamo più abituati. Anche queste, però, trovano le loro radici nel Cambriano. Ricostruire la filogenesi è però un lavoraccio parecchio difficile e ancora in corso.

L’ordine dei Radiodonta, tramite studi filogenetici, è al momento ritenuto il gruppo più vicino agli euartropodi (denominazione che include gli artropodi attualmente viventi). 

Si tratta di bestie bruttissime, con lunghi corpi segmentati dotati di lobi che usavano per nuotare. La loro caratteristica più vistosa erano le due appendici prensili, simili ad artigli articolati, che usavano per catturare le prede e portarle alle bocca, posta sul lato ventrale del corpo. Si trattava di animali predatori (anche se, nell’Ordoviciano, compariranno anche specie filtratrici), i più prominenti dell’intero Cambriano. Anomalocaris (genere al cui interno sono contenute almeno 6 specie) è il rappresentante più famoso di questo gruppo. In grado di raggiungere il metro di lunghezza, sarebbe del tutto capace di far prendere un colpo anche ai bagnanti moderni, e nei mari del Cambriano era probabilmente il predatore apicale.

Radiodonta

In questa raccolta di mostruosità ci sono un po’ di esponenti dei Radiodonta. Quello in alto a destra è Anomalocaris, che al momento della sua esistenza era il più grande predatore mai comparso sulla terra. Non ditemi che se ve ne trovaste uno appresso mentre fate il bagno al mare non ve la fareste addosso. Image credit: Junnn11, CC-BY-SA-4.0

Nonostante alcuni punti in comune tra questi artropodi antichissimi e quelli attuali, tra i 2 resta un abisso morfologico difficile da colmare. Recentemente, a tal proposito, è giunta in aiuto la scoperta di una specie chiamata Kylinxia zhangi, dotata di caratteri misti. Aveva appendici prensili come i Radiodonta, un corpo dalla struttura segmentata simile a quella degli artropodi attuali, e, per non farsi mancare nulla, 5 occhi compositi montati su strutture allungate, come Opabinia regalis.

Piccolo inciso 1: cos’era Opabinia regalis? Si tratta di uno degli animali più strani (ai nostri occhi almeno) che abbiano popolato i mari del Cambriano. Il suo corpo era allungato e segmentato, sulla testa aveva 5 occhi che si trovavano su strutture allungate (un po’ come le lumache, ma non erano retrattili) ed era dotato di una proboscide snodata terminante in una specie di pinza, che utilizzava per afferrare il cibo e portarlo alla bocca. Era lungo tra i 3 e i 7 centimetri, un po’ di più e avrebbe potuto aspirare al rango di incubo Lovecraftiano.

Opabinia

Opabinia regalis in tutta la sua gloria. Ditemi se non sembra una cosa uscita da un trip a base di sostanze potenti. Image credit: Junnn11, CC-BY-SA-4.0

Insomma, non è che non avesse le idee tanto chiare su cosa voleva diventare nella vita (un po’ come uno studente universitario all’ultimo anno di triennale),  Kylinxia zhangi era uno stadio intermedio tra i Radiodonta e gli artropodi attuali.

Kylinxia

In questa bella scenetta da allucinogeni pesanti potete vedere  Kylinxia zhangi in tutta la sua strambosità. Image credit: Diying Huang

Non solo artropodi

Nel Cambriano compaiono anche i primi esponenti di un phylum molto importante, uno che dovrebbe interessare anche a voi. Sto parlando dei Chordata, e i suoi esponenti di maggior spicco sono i vertebrati.

Gli appartenenti a questo phylum sono caratterizzati dalla notocorda, una sorta di tubo flessibile che  percorre la lunghezza del corpo dell’animale, e si trova al di sotto del tubo neurale, struttura da cui si origina il sistema nervoso centrale.

Il più antico cordato conosciuto è la piccola Pikaia gracilens, che a un primo sguardo può sembrare un pesciolino, ma non lo è, non fatevi ingannare. 

Arrivava sì e no a 5 centimetri di lunghezza, e dai ben 114 esemplari fossili ritrovati è stato possibile osservare che era dotata della già descritta notocorda, e anche di almeno 100 miomeri, strutture muscolari a forma di V tipiche dei pesci o dei cordati embrionali. Trattandosi di un animale del Cambriano, non era priva di stranezze, come l’assenza di occhi, o i due tentacoli presenti sul capo, o le due serie di 9 appendici che si trovavano sotto la testa.

Pikaia

Pikaia gracilens, forse il più antico antenato di tutti i cordati. Non è adorabile? Image credit: Nobu Tamura, CC-BY-SA-4.0

Non è possibile determinare con certezza la posizione filogenetica di Pikaia gracilens, ma l’opinione più accettata al momento la posiziona alla base del ramo dei Chordata. Se così fosse, si tratterebbe del più antico antenato comune a tutti i cordati.

Parole finali

Non ho nemmeno scalfito quella che è stata la biodiversità presente durante il Cambriano, ma un articolo lungo 50 pagine in cui elenco una specie stramba dietro l’altra diventerebbe molto noioso molto in fretta. Alcuni di voi già staranno strepitando perché non ho parlato di Hallucigenia, o di qualcun altro dei vostri animaletti preferiti. Ma il punto che vorrei far passare non è una descrizione infinita di un animale strambo dietro l’altro.

Il Cambriano è stato un periodo cruciale per l’evoluzione della vita sul pianeta. Durante quei pochi milioni di anni la vita animale si è evoluta e diversificata per la prima volta in una quantità di forme diverse. Molte di queste non hanno portato da nessuna parte: sono state dei tentativi, delle “prove evolutive” che hanno funzionato per un po’ ma poi hanno fallito. Molte ci sembrano stranissime, come Opabinia o Hallucigenia, ma non lo sono veramente. È solo ai nostri occhi, abituati a una manciata di forme viste in poche migliaia di anni, che paiono bislacche e buffe: è solo un punto di vista estremamente di parte. 

Molte, anzi, la maggior parte di questi animali non hanno portato da nessuna parte. Sono sopravvissuti per un po’, a volte anche per un bel po’ a dirla tutta (come i trilobiti), ma poi si sono estinti senza lasciare discendenti. Altre, molte di meno, hanno avuto fortuna e sono riuscite a far comparire una schiera impressionante di discendenti. Non prendetevela a male con quelli che non ce l’hanno fatta però, non perculateli. Alla fine è quello che accadrà a ogni specie: a un certo punto tutto si estinguerà senza far evolvere degli eredi. A un certo punto ogni ramo evolutivo si ferma. Non c’è niente di male, però, a un certo punto qualcos’altro prenderà il posto di ciò che non ce l’ha fatta.

Chiusura deprimente? Pazienza! La vita continua, e noi lo vedremo meglio nel prossimo capitolo della nostra storia, dedicato all’Ordoviciano!