Ricostruzione del predatore del Cambriano e euartropodi della stirpe staminale Anomalocaris canadensis , basato su fossili del Burgess Shale, Canada. Credito:Ricostruzione di Natalia Patkiewicz
Tutti i principali gruppi di animali compaiono per la prima volta nella documentazione fossile intorno a 540-500 milioni di anni fa, un evento noto come esplosione del Cambriano, ma una nuova ricerca dell'Università di Oxford in collaborazione con l'Università di Losanna suggerisce che per la maggior parte animali questa 'esplosione' fu in effetti un processo più graduale.
L'esplosione del Cambriano ha prodotto il più vasto e diversificato gruppo di animali che la Terra abbia mai visto:gli euartropodi. Euarthropoda contiene gli insetti, crostacei, ragni, trilobiti, e un'enorme diversità di altre forme animali vive ed estinte. Comprendono oltre l'80% di tutte le specie animali del pianeta e sono componenti chiave di tutti gli ecosistemi della Terra, rendendoli il gruppo più importante dagli albori degli animali oltre 500 milioni di anni fa.
Un team con sede presso il Museo di Storia Naturale dell'Università di Oxford e l'Università di Losanna ha effettuato l'analisi più completa mai effettuata sui primi euartropodi fossili provenienti da ogni diverso tipo possibile di conservazione dei fossili. In un articolo pubblicato oggi su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze mostrano che, presi insieme, la documentazione fossile totale mostra una radiazione graduale di euartropodi durante il primo Cambriano, 540-500 milioni di anni fa.
La nuova analisi presenta una sfida alle due principali ipotesi in competizione sull'evoluzione animale precoce. Il primo di questi suggerisce un lento, graduale evoluzione degli euartropodi a partire da 650-600 milioni di anni fa, che era stato coerente con le precedenti stime di datazione molecolare della loro origine. L'altra ipotesi sostiene l'apparizione quasi istantanea degli euartropodi 540 milioni di anni fa a causa di tassi di evoluzione molto elevati.
Modello del lignaggio del fusto del Cambriano euartropodi Peytoia, basato su fossili del Burgess Shale. In alto a sinistra:Primo piano dell'apparato boccale e delle appendici frontali. In basso a destra:vista d'insieme del corpo. Crediti:Modello e immagine:E. Horn.
La nuova ricerca suggerisce una via di mezzo tra queste due ipotesi, con l'origine degli euartropodi non prima di 550 milioni di anni fa, corrispondente a stime di datazione molecolare più recenti, e con la successiva diversificazione in atto nei prossimi 40 milioni di anni.
"Ognuno dei principali tipi di prove fossili ha i suoi limiti e sono incompleti in modi diversi, ma quando presi insieme si illuminano a vicenda e lasciano emergere un quadro coerente dell'origine e della radiazione degli euartropodi durante il Cambriano medio-basso, " spiega la professoressa Allison Daley, che ha svolto il lavoro al Museo di Storia Naturale dell'Università di Oxford e all'Università di Losanna. "Questo indica che l'esplosione del Cambriano, piuttosto che essere un evento improvviso, sviluppato gradualmente nel corso dei ~ 40 milioni di anni del Cambriano medio-basso."
La tempistica dell'origine di Euarthropoda è molto importante in quanto influenza il modo in cui vediamo e interpretiamo l'evoluzione del gruppo. Elaborando quali gruppi si sono sviluppati per primi possiamo tracciare l'evoluzione delle caratteristiche fisiche, come gli arti.
Fossili dal corpo molle eccezionalmente conservati del predatore del Cambriano e euartropodi della stirpe dello stelo Anomalocaris canadensis dal Burgess Shale, Canada. In alto a sinistra:appendice frontale che mostra una segmentazione simile agli euartropodi moderni. In basso a destra:esemplare a corpo intero che mostra un paio di appendici frontali (frecce bianche) e apparato boccale costituito da placche con denti (freccia nera) sulla testa. Credito:A. Daley
È stato sostenuto che l'assenza di euartropodi dal periodo Precambriano, prima di circa 540 milioni di anni fa, è il risultato di una mancata conservazione dei fossili. Ma il nuovo studio completo sui fossili suggerisce che non è così.
"L'idea che gli artropodi manchino dalla documentazione fossile del Precambriano a causa di pregiudizi nel modo in cui i fossili vengono conservati può ora essere respinta, " afferma il Dr. Greg Edgecombe FRS del Museo di Storia Naturale, Londra, che non è stato coinvolto nello studio. "Gli autori sostengono in modo molto convincente che il tardo Precambriano e il Cambriano sono in realtà molto simili in termini di conservazione dei fossili. C'è davvero solo una spiegazione plausibile:gli artropodi non si erano ancora evoluti".
Harriet Drage, un dottorato di ricerca studente presso il Dipartimento di Zoologia dell'Università di Oxford e uno dei coautori del documento, dice:"Quando si tratta di comprendere la prima storia della vita, la migliore fonte di prove che abbiamo sono i reperti fossili, che è avvincente e molto completo intorno al Cambriano medio-alto. La dice lunga sull'origine degli euartropodi durante un intervallo di tempo in cui la conservazione dei fossili era la migliore che sia mai stata."
