Colonne biomineralizzate, impilate in strati come un sandwich, hanno conferito forza e flessibilità ai gusci dei brachiopodi del Cambriano 520 milioni di anni fa.
Per ottenere informazioni dettagliate sull’evoluzione e la diversità di questa intricata architettura colonnare biomineralizzata, il dottor Zhang Zhiliang dell’Istituto di geologia e paleontologia di Nanchino dell’Accademia cinese delle scienze, insieme a collaboratori provenienti da Cina e Svezia, ha esaminato fossili squisitamente ben conservati di alcuni delle più antiche famiglie di brachiopodi linguliformi, fornendo nuove prove fossili per comprendere il processo di biomineralizzazione e l'evoluzione adattativa dei taxa di brachiopodi ancestrali del Cambriano inferiore.
Lo studio è stato pubblicato su eLife .
Il Cambriano, un periodo geologico circa mezzo miliardo di anni fa, fu testimone di una delle più intense esplosioni di evoluzione animale nella storia della Terra. Durante questo periodo, la maggior parte dei gruppi di animali marini che oggi riconosceremmo negli oceani emersero e si diversificarono in tutto il mondo. Uno dei progressi chiave durante questa esplosione di vita è stato lo sviluppo di gusci biomineralizzati.
La biomineralizzazione, che si riferisce alla biomineralizzazione che produce scheletri e conchiglie compositi organici-inorganici, è un processo che altera la natura dei reperti fossili della Terra associando tessuti organici molli viventi con minerali solidi della Terra.
I brachiopodi, conosciuti come "gusci di lampada", sono uno dei gruppi animali biomineralizzati di maggior successo, essendo sopravvissuti per oltre 500 milioni di anni. La maggior parte dei gruppi animali ha la capacità di secernere un solo minerale, ma i brachiopodi sono animali unici in quanto hanno la capacità di secernere due minerali diversi, fosfato di calcio e carbonato di calcio.
Sebbene molte specie di brachiopodi viventi abbiano gusci di carbonato di calcio, i brachiopodi linguliformi fosfatici di calcio furono uno dei primi gruppi di animali portatori di conchiglie ad apparire nella documentazione fossile. I gusci dei brachiopodi linguliformi sono generalmente costituiti da una matrice organica combinata con minerali di fosfato di calcio (apatite). I gusci linguliformi sono composti in modo intricato da microscopiche colonne cilindriche, ma lo sviluppo e il ruolo di queste microscopiche colonne nell'evoluzione dei brachiopodi non sono chiari.
In questo studio, i campioni fossili, tra cui Eoobolidae, Lingulellotretidae e Acrotretidae, sono stati raccolti dalla formazione Shuijingtuo della serie Cambriana 2 dello Shaanxi meridionale e dell'Hubei occidentale nella Cina meridionale, una regione ampiamente considerata uno dei centri di origine e distribuzione precoce dei brachiopodi linguliformi.
I ricercatori hanno dimostrato che le colonne microscopiche erano impilate una sopra l'altra per formare uno strato secondario del guscio, in quello che i ricercatori hanno chiamato "modello a sandwich impilato" (a causa della somiglianza con la sezione trasversale di un sandwich). Questa architettura a colonne sandwich impilate aumenta la robustezza, la flessibilità e la capacità del guscio di resistere alla frattura riempiendo lo spazio tra le colonne con materiale organico, simile alle colonne di cemento armato spesso utilizzate nella costruzione di edifici.
"Pertanto, ipotizziamo che questa architettura efficiente ed economica della conchiglia abbia probabilmente giocato un ruolo importante nell'evoluzione dei brachiopodi linguliformi", ha detto Zhang, "potrebbe spiegare la fioritura degli acrotretidi con guscio fosfatico nella seconda metà del Cambriano, e la continua diversificazione dei brachiopodi durante il Grande Evento di Biodiversificazione 50 milioni di anni dopo."
Ulteriori informazioni: Zhiliang Zhang et al, Evoluzione e diversità dell'architettura colonnare biomineralizzata nei brachiopodi dal guscio fosfatico del primo Cambriano, eLife (2024). DOI:10.7554/eLife.88855.4
Informazioni sul giornale: eLife
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
