Gli scienziati hanno dimostrato che i tetrapodi sono sopravvissuti all’estinzione di massa delle piante avvenuta in Europa e Nord America 307 milioni di anni fa e si sono diffusi ulteriormente, formando nuovi habitat.
Cambiamento climatico e Ambiente
La Terra ospita circa nove milioni di specie di piante e animali e tre quarti di esse vivono sulla terraferma. Di fronte a questa sconcertante diversità, è lecito domandarsi come sia potuto accadere. Gli scienziati affermano che, ad oggi, a questa domanda non ci sono ancora risposte chiare.
Per colmare questa lacuna, il progetto di ricerca TERRA, finanziato dall’UE, guidato dal professor Richard Butler dell’Università di Birmingham, sta esaminando da una nuova prospettiva la diversificazione degli animali terrestri, concentrandosi sui primi vertebrati con quattro arti, detti tetrapodi.
I tetrapodi sono comparsi sulla terra circa 360 milioni di anni fa e hanno stabilito le prime colonie nei successivi 70 milioni di anni circa, durante il periodo Carbonifero e il primo Permiano. In quel periodo, Europa e Nord America erano un’unica grande massa terrestre chiamata Euramerica, in corrispondenza dell’equatore, coperta da foreste pluviali tropicali. Il clima caldo e umido delle foreste forniva le condizioni ideali per l’evoluzione e la diversificazione dei primi tetrapodi e al graduale emergere degli amnioti oltre ad una varietà di sinapsidi, rettili e anfibi.
Tuttavia, verso la fine del Carbonifero, in un periodo compreso fra 303 e 307 milioni di anni fa, queste foreste pluviali cominciarono a scomparire da gran parte del pianeta. All’inizio del Permiano, il clima era diventato arido e molte regioni erano coperte di vegetazione secca. Questo importante cambiamento ambientale, noto come il collasso della foresta pluviale del Carbonifero, ha portato all’estinzione di massa di molte specie vegetali e ha costituito un periodo critico per l’evoluzione dei tetrapodi. Eppure, pochi studi hanno approfondito su come quest’epoca abbia influito sulla biodiversità di questi primi vertebrati.
I precedenti sforzi per valutare l’impatto del collasso non hanno tenuto conto delle distorsioni spaziali e temporali nella campionatura dei dati fossili esistenti. Inoltre, hanno analizzato i dati a livello di famiglia (due ranghi tassonomici superiori a quello delle specie) anziché concentrarsi sulle specie animali. Per ovviare a questa carenza, i membri del gruppo del progetto TERRA hanno compilato nuovi insiemi di dati e sviluppato metodi più efficaci per stimare i cambiamenti nella diversità. Le loro scoperte sono illustrate nella rivista Proceedings of the Royal Society.
I ricercatori hanno scoperto che quando l’ambiente è cambiato con l’inizio del collasso, il numero di tetrapodi è sceso considerevolmente, prima di recuperare gradualmente terreno durante il Permiano. A differenza degli studi precedenti, i dati hanno mostrato che la perdita di habitat non ha limitato la presenza delle specie a specifiche aree geografiche. Invece, sebbene il collasso della foresta pluviale del Carbonifero possa aver ridotto i livelli di diversità delle specie globali, le comunità di tetrapodi sopravvissute non si sono diversificate in modo isolato, ma hanno in realtà acquisito una maggior interconnessione.
Il progetto TERRA (375 Million Years of the Diversification of Life on Land: Shifting the Paradigm?) mira a stabilire un nuovo e accurato modello di diversificazione terrestre per colmare il divario di conoscenze in questo campo.
Obiettivi del progetto
La vita sulla terraferma oggi è straordinariamente varia, rappresenta il 75-95% di tutte le specie sulla Terra. Tuttavia, non è chiaro come questa straordinaria diversità sia stata acquisita nel corso delle ere geologiche. Questo progetto di ricerca affronterà questa importante lacuna di conoscenze rivalutando il paradigma dominante della diversificazione terrestre, un aumento esponenziale della diversità negli ultimi 375 milioni di anni, utilizzando la ricca e ben studiata documentazione fossile di tetrapodi (vertebrati a quattro arti).
Precedenti analisi della diversificazione dei tetrapodi si sono basate su un set di dati obsoleto e problematico che probabilmente gonfia artificialmente l’apparente diversità formatasi nel tempo fino ai nostri giorni. Verrà perciò assemblato un nuovo importante set di dati, che descriverà in dettaglio la distribuzione spaziale e temporale dei tetrapodi terrestri in tutta la loro documentazione fossile con dettagli senza precedenti.
Questi dati saranno analizzati utilizzando i più recenti approcci alla standardizzazione del campionamento al fine di generare curve di diversificazione completamente nuove e rigorose nel tempo. Queste saranno confrontate all’interno di un quadro statistico all’avanguardia con modelli di diversificazione alternativi, nonché con i cambiamenti nel campionamento dei record rocciosi, negli ambienti globali (ad esempio il livello del mare e la composizione atmosferica) e la diversità marina. Questi confronti permetteranno di rispondere alle seguenti domande chiave:
- La diversificazione terrestre negli ultimi 375 milioni di anni segue un andamento esponenziale ?
- La documentazione fossile terrestre è completa come la documentazione fossile marina?
- I modelli a lungo termine di diversificazione terrestre sono guidati da cambiamenti fisici nel sistema Terra come i cambiamenti climatici?
- La biodiversità marina e terrestre ha seguito traiettorie simili nel tempo geologico?
- In che misura gli eventi di estinzione di massa hanno avuto un impatto sulla diversificazione dei tetrapodi terrestri?
Questo studio stabilirà un nuovo e rigoroso paradigma per un modello a lungo termine della diversificazione terrestre e testerà e identificherà i suoi vettori.
a cura della Redazione
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