Quando le specie della Terra si stavano rapidamente diversificando quasi 500 milioni di anni fa, quell'evoluzione è stata guidata da fattori complessi tra cui il raffreddamento globale, più ossigeno nell'atmosfera, e più nutrienti negli oceani. Ma ci è voluta una combinazione di molti cambiamenti ambientali globali e tettonici che si sono verificati simultaneamente e che si sono combinati come elementi costitutivi per produrre una rapida diversificazione in nuove specie, secondo un nuovo studio della dott.ssa Alycia Stigall, Professore di Scienze Geologiche all'Università dell'Ohio.

Lei e altri ricercatori si sono limitati a un tempo specifico durante un'era nota come Radiazione Ordoviciano, mostrando che le nuove specie si sono effettivamente sviluppate rapidamente in un lasso di tempo molto più breve di quanto si pensasse in precedenza. Il Grande Evento di Biodiversificazione in cui si sono sviluppate molte nuove specie, litigano, avvenne durante la fase di Darriwilian circa 465 milioni di anni fa. La loro ricerca, "Cambiamento biotico e abiotico coordinato durante il Grande Evento di Biodiversificazione dell'Ordoviciano:assemblaggio darriwiliano di blocchi costitutivi del primo Paleozoico, " è stato pubblicato in Paleogeografia, Paleoclimatologia, Paleoecologia come parte di un numero speciale che stanno curando sul Grande Evento di Biodiversificazione Ordoviciano.

Nuovi set di dati hanno permesso loro di dimostrare che quello che in precedenza sembrava lo sviluppo di specie diffuso nel tempo e nella geografia era in realtà un impulso di diversificazione. Immagina un mondo prima dei continenti come li conosciamo, quando la maggior parte della massa terrestre era a sud dell'equatore, con solo piccoli continenti e isole nei vasti oceani sopra i tropici. Quindi immagina le calotte glaciali che si formano sul polo sud. Quando si formano le calotte di ghiaccio, l'oceano si allontana e locale, si formano ambienti isolati intorno alle isole e nei mari arroccati sui continenti. In quegli ambienti marini poco profondi, si sviluppano nuove specie.

Poi immagina le calotte glaciali che si sciolgono e gli oceani che si alzano di nuovo, con quelle nuove specie che cavalcano le onde della diversificazione globale per popolare nuove regioni. Il ciclo si ripete poi producendo ondate di nuove specie e nuove dispersioni.

Accendere la scintilla della diversificazione

La prima evoluzione della vita animale sulla Terra è un argomento complesso e affascinante. L'esplosione del Cambriano (tra circa 540 e 510 milioni di anni fa) ha prodotto una straordinaria serie di piani corporei, ma pochissime specie separate di ciascuna, annota Stigall. Ma quasi 40 milioni di anni dopo, durante il periodo Ordoviciano, questa situazione è cambiata, con una rapida radiazione di specie e generi durante il Grande Evento di Biodiversificazione Ordoviciano.

I trigger del GOBE e i processi che hanno promosso la diversificazione sono stati oggetto di molto dibattito, ma la maggior parte dei geoscienziati non ha considerato appieno come cambiamenti come il raffreddamento globale o l'aumento dell'ossigenazione possano favorire una maggiore diversificazione.

Un recente articolo di revisione di Stigall e di un team internazionale di collaboratori tenta di fornire chiarezza su questi temi. Per questo studio, Stigall ha collaborato con Cole Edwards (Appalachian State University), un geochimico sedimentario, e i colleghi paleontologi Christian Mac Ørum Rasmussen (Università di Copenaghen) e Rebecca Freeman (Università del Kentucky) per analizzare come i cambiamenti al sistema fisico terrestre durante l'Ordoviciano avrebbero potuto promuovere questo rapido aumento della diversità.

Nella loro carta, Stigall e colleghi dimostrano che il principale impulso di diversificazione durante il GOBE è limitato temporalmente e si è verificato nella fase Darriwilian dell'Ordoviciano medio (circa 465 milioni di anni fa). Molti cambiamenti al sistema fisico terrestre, compreso il raffreddamento oceanico, maggiore disponibilità di nutrienti, e l'aumento dell'ossigeno atmosferico si accumula nell'intervallo che porta al Darriwilian.

Questi cambiamenti fisici erano elementi costitutivi necessari, ma da sole non bastano ad accendere la scintilla della diversificazione.

L'ingrediente mancante era un metodo per connettere e isolare alternativamente popolazioni di specie attraverso cicli di vicarianza e dispersione. Quella scintilla infine si verifica nella fase Darriwilian quando le calotte glaciali si formano sul polo sud della Terra Ordoviciano. L'innalzarsi e il calare di queste calotte glaciali ha causato l'innalzamento e l'abbassamento del livello del mare (simile al Pleistocene), che forniva la connessione e la disconnessione alternative necessarie per facilitare l'accumulo rapido di diversità.

Stigall e i suoi collaboratori lo hanno paragonato all'assemblaggio di blocchi necessari per superare una soglia.