Il fosforo è uno degli elementi cruciali per la costruzione degli organismi e il loro metabolismo. Il suo ciclo attraverso gli ambienti è anche uno dei meglio compresi. Tuttavia, ai paleontologi cechi Peter Kraft e Michal Mergl è venuto in mente che potrebbero esserci ancora degli spazi bianchi sulla mappa della nostra comprensione di un processo così fondamentale. La loro pubblicazione, che offre una nuova visione dei cambiamenti nel ciclo del fosforo nel tempo geologico, è stata recentemente pubblicata in Trends in Ecology &Evolution .

In uno studio completo di fossili devoniani interessanti ma ancora poco conosciuti con conchiglie fosfatiche dal bacino di Praga nella Repubblica Ceca, Kraft e Mergl hanno discusso delle loro occorrenze nel passato geologico. Questi erano fatti per lo più noti, compreso il graduale declino che culminò alla fine del Paleozoico inferiore durante il Devoniano.

Tuttavia, hanno anche notato che alcuni gruppi rappresentati negli strati più antichi da grandi esemplari producevano forme nane nel Devoniano. Era come se mancasse loro il materiale per le conchiglie. La domanda logica è stata posta:perché? La questione della perdita radicale di fosforo nell'ambiente si rivelò così intrigante che entrambi gli autori si misero a studiare in dettaglio i vari angoli del ciclo di questo elemento. Questo sottoprodotto del loro studio originale è così diventato un progetto di ricerca indipendente.

"Il ciclo del fosforo è uno dei cicli elementari fondamentali che, tra l'altro, svolgono un ruolo chiave nella biologia degli oceani. Pertanto, ci sono una serie di studi su di esso. Il problema, tuttavia, è che la stragrande maggioranza di loro studiano il ciclo del fosforo dell '"era umana", che ha cambiato in modo significativo l'intero ciclo. Pertanto, abbiamo deciso di offrire un modello sintetico della storia evolutiva influenzata dal fosforo per la pubblicazione", spiega Kraft dell'Istituto di geologia e paleontologia , Facoltà di Scienze, Università Carlo, Praga.

Gli studi pubblicati mostrano chiaramente che la disponibilità di fosforo nell'ambiente pone un chiaro limite per l'espansione della vita. E poiché la disponibilità di questo elemento può influenzare sia i processi a breve che a lungo termine, gli autori hanno deciso di discutere il ruolo del fosforo in tre fasi dell'evoluzione della vita negli oceani.

Il primo stadio è il tardo Precambriano (periodo ediacarano), caratterizzato da una facile disponibilità di fosforo e numerosi accumuli di fosfati. Combinato con un aumento del contenuto di ossigeno, può essere considerato una delle cause chiave dell'emergere di organismi multicellulari.

Il Paleozoico inferiore fu un'era critica del ciclo del fosforo a causa dell'intenso coinvolgimento del biota nelle sue dinamiche. All'inizio, il fosforo era facilmente disponibile in grandi quantità e quindi molti gruppi hanno avuto l'opportunità di costruire gusci fosfatici esterni. Questo molto probabilmente ha contribuito alla storia dell'esplosione del Cambriano, un periodo in cui i rappresentanti di quasi tutti i phyla animali sono apparsi nella documentazione fossile in un periodo di tempo relativamente breve. Il Cambriano fu quindi un "periodo d'oro" per gli organismi con gusci fosfatici esterni.

Durante il periodo dell'Ordoviciano, tuttavia, la vita iniziò a cambiare in modo significativo, con il cosiddetto Grande Evento di Biodiversificazione dell'Ordoviciano (GOBE) che espanse notevolmente sia il numero di taxa che di individui. Qui, l'uso principale del fosforo è cambiato:era necessario nelle strutture cellulari e i gusci di fosfato esterni hanno iniziato a diventare un lusso. Questo processo è stato accelerato dall'emergere e dalla diversificazione evolutiva dei vertebrati, che, sebbene necessitino di molto fosforo, sono stati più bravi a gestirlo. Questa seconda fase evolutiva culminò nell'esplosione dei vertebrati durante la rivoluzione del necton devoniano e segnò il declino dei gruppi con gusci di fosfati esterni.

L'era successiva dalla fine del Paleozoico ad oggi è caratterizzata da disponibilità limitata ma anche selettiva di fosforo nei mari e negli oceani. Processi geologici come l'orogenesi Variscan (400–300 Ma) e Alpine (da 80 Ma ad oggi) hanno notevolmente aiutato la fornitura di fosforo agli oceani. Tuttavia, la capacità del fosforo di raggiungere gli oceani dalla sua fonte principale nelle rocce dei continenti nudi è stata ostacolata dalla diffusione della vegetazione sulla terraferma e da altre influenze come il clima in questi tempi. Soprattutto, era concentrato negli organismi nella colonna d'acqua. E i vertebrati pelagici erano il principale "filtro".

"È molto interessante che le fluttuazioni della disponibilità di fosforo nei periodi post-devoniani abbiano interessato i brachiopodi linguliformi, che non solo sono riusciti a sopravvivere con un guscio esterno di fosfato, ma hanno anche registrato un temporaneo recupero durante il Terziario", spiega Mergl della Facoltà di Scienze della Formazione dell'Università della Boemia occidentale a Pilsen. + Esplora ulteriormente

Le praterie del distretto di punta sono fondamentali per la diversità vegetale globale