Back to chapter

33.6:

Reperti fossili

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Fossil Record

Languages

Share

Il dinosauro Triceratopo mangiava piante ed era alto 3 metri circa. Gli scienziati hanno dedotto forma, dimensioni e comportamento da fossili, resti conservati o impronte, come impronte delle zampe, ossa e denti. La maggior parte degli organismi non si fossilizzano dopo la morte. I decompositori, come batteri e funghi, e gli spazzini, come mosche e scarafaggi, in genere distruggono i tessuti prima che avvenga la fossilizzazione. Tessuti morbidi, come muscoli, piume, pelo, spesso spariscono, mentre i tessuti duri—ossa, denti e conchiglie—generalmente restano. Fossili, come di un mammut racchiuso nel ghiaccio o un ragno conservato nell’ambra, offrono uno scorcio estremamente raro sulle forme di vita primordiali. Le rocce sedimentarie producono la maggior parte dei fossili, in particolare come frammenti, piuttosto che organismi completi. I fossili sedimentari si formano quando sedimenti, come sabbia o fango, seppelliscono un organismo o le sue tracce. La pressione e il calore trasformano gli strati in roccia, creando un fossile. Questi strati di roccia sedimentaria, accumulano fossili col passare del tempo. La stratigrafia—lo studio degli strati depositatisi nel tempo e nello spazio—consente agli scienziati di determinare l’età relativa dei fossili. Gli strati si formano in orizzontale, gli strati più recenti si depositano sopra gli strati più antichi. Quindi gli scienziati considerano i fossili conservati negli strati più recenti come più recenti dei fossili che si trovano a profondità maggiori. La datazione radiometrica consente di determinare l’età effettiva di un fossile utilizzando l’emivita nota degli isotopi radioattivi. Ad esempio, tutti gli organismi viventi accumulano sia carbonio-12 e isotopo radioattivo che carbonio-14. Quando un organismo muore, la quantità di carbonio-12 rimane costante, mentre la quantità di carbonio-14 diminuisce. Gli scienziati misurano la proporzione tra carbonio-14 e carbonio-12 di un fossile per stimarne l’età effettiva. La collezione globale di fossili, o documentazione fossile, attesta la storia della vita e fornisce prove dell’evoluzione. Eventi significativi come l’estinzione in massa dei dinosauri, la successiva esplosione di diversità dei mammiferi e persino l’evoluzione umana si riflettono nella documentazione fossile. La documentazione fossile, comunque, è incompleta e distorta perché le specie a vita breve, con corpo ridotto e morbido sono scarsamente rappresentate. I fossili rappresentano solo una minima parte di tutte le specie che hanno mai popolato la Terra.

33.6:

Reperti fossili

La documentazione fossile documenta solo una piccola frazione di tutti gli organismi che hanno mai abitato la Terra. La fossilizzazione è un processo raro e la maggior parte degli organismi non diventano mai fossili. Inoltre, i reperti fossili mostrano solo fossili che sono stati scoperti. Tuttavia, i fossili di roccia sedimentaria di organismi longevi, abbondanti e duri dominano la documentazione fossile. Questi fossili offrono informazioni preziose, come la forma fisica, il comportamento e l’età di un organismo. Lo studio dei reperti fossili aiuta gli scienziati a collocare i fossili in contesti geologici (ad esempio, paleozoici; 250-570 milioni di anni fa) e nell’organismo evolutivo (ad esempio, primo tetrapode).

L’evoluzione delle balene, ad esempio, è uno degli esempi più studiati di cambiamento evolutivo nella documentazione fossile. Le balene moderne discendevano da un antenato terrano, il tetrapode che passava dalla terra, al ritorno all’acqua. Gli arti anteriori delle balene ancestrali in seguito si evolsero in pinne per aiutare a nuotare, mentre le loro zampe posteriori scomparvero. La documentazione fossile rivela gli antenati terrestri delle balene (ad esempio, Indohyus), semi-acquatici (ad esempio, Ambulocetus) e degli antenati acquatici (ad esempio, Dorudon)durante l’era cenozoica, quasi 50 milioni di anni fa. Sia gli organismi moderni che quello estinto possono informare la comprensione della vita sulla Terra da parte degli scienziati.

Oltre a mostrare cambiamenti evolutivi negli organismi stessi, la documentazione fossile cattura anche i cambiamenti nella biodiversità. I fossili di tutta l’era paleozoica registrano la graduale comparsa di animali (ad esempio, artropodi marini come trilobiti), piante (ad esempio alberi di Gilboa) e funghi (ad esempio, Prototaxites). Le prove fossili riflettono anche le estinzioni di massa delle specie nel tempo evolutivo. Gli scienziati riconoscono cinque grandi eventi di estinzione in cui oltre il 75% delle prime specie è scomparso. Per esempio, un evento di estinzione di massa nel tardo Paleozoico spazzò via gli organismi precedemente noti.

I fossili consentono agli scienziati di ricostruire i resoconti della vita sulla Terra. Ad esempio, gli eventi di estinzione tendono a provocare radiazioni di specie diverse con un antenato comune. Dopo l’estinzione di massa dell’era paleozoica, le prove fossili sostengono che l’era dei dinosauri è iniziata e persiste per quasi 180 milioni di anni (cioè era mesozoica; 65-250 milioni di anni fa). Un altro evento di estinzione di massa si è verificato nel tardo Mesozoico, a quel punto l’età dei mammiferi è iniziata e continua fino ai giorni nostri (cioè, era cenozoica; 65 milioni di anni fa-presente). Così, la documentazione fossile supporta le origini delle specie e serve come strumento essenziale per comprendere l’evoluzione.

Suggested Reading

Jablonski, David, and Neil H. Shubin. 2015. "The Future of the Fossil Record: Paleontology in the 21st Century." Proceedings of the National Academy of Sciences 112 (16): 4852–58. [Source].

Knoll, Andrew H., and Martin A. Nowak. 2017. "The Timetable of Evolution." Science Advances 3 (5): e1603076. [Source].