I membri del College of Arts and Sciences della Syracuse University stanno gettando nuova luce su un mistero duraturo, che richiede milioni di anni.

Un team di paleontologi guidati dal professor Cathryn Newton ha aumentato la comprensione degli scienziati sul fatto che le faune marine del Devoniano, i cui fossili sono alloggiati in un'unità di roccia nel centro di New York conosciuta come Hamilton Group, erano stabili per milioni di anni prima di soccombere a ondate di estinzioni.

Attingendo a 15 anni di analisi quantitativa con il collega professore Jim Brower (morto nel 2018), Newton ha continuato a sondare la struttura di queste antiche comunità fossili, tra i più rinomati della Terra.

I risultati del gruppo, segnalato dalla Geological Society of America (GSA), fornire nuove prove critiche per l'insolito, stabilità a lungo termine di queste comunità del periodo devoniano.

Tale persistenza, Newton dice, è un antico enigma scientifico. Lei e i suoi colleghi hanno testato l'ipotesi che queste antiche comunità mostrassero una stasi coordinata, una teoria che tenta di spiegare l'emergere e la scomparsa delle specie attraverso il tempo geologico.

Newton e Brower, insieme al loro allievo Willis Newman G'93, hanno scoperto che le comunità marine del Devoniano variano di più nella composizione delle specie rispetto a quanto previsto dalla teoria. Newton sottolinea che hanno cercato di non confutare la stasi coordinata, ma piuttosto di ottenere una comprensione più sofisticata di quando è applicabile. "Scoprire di più sulle dinamiche di queste comunità devoniane apparentemente stabili è fondamentale, ", dice. "Tale conoscenza ha un significato immediato per i cambiamenti della comunità marina nei nostri mari in rapido riscaldamento".

Da quando il geologo James Hall Jr. pubblicò per la prima volta una serie di volumi sui fossili e sugli strati del Devoniano della regione negli anni Quaranta dell'Ottocento, l'Hamilton Group è diventato una calamita per ricercatori e collezionisti dilettanti. Oggi, Il centro di New York viene spesso utilizzato per testare nuove idee sui cambiamenti su larga scala negli organismi e negli ambienti della Terra.

Durante il Medio Devoniano (circa 380-390 milioni di anni fa), la composizione faunistica della regione è cambiata poco più di 4-6 milioni di anni. "È una quantità significativa per le comunità di invertebrati marini rimanere stabili, o 'bloccato, '", spiega Newton, professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente.

Lei, Brower e studenti ricercatori hanno passato anni ad esaminare otto comunità di animali che un tempo vivevano in un ambiente caldo, mare poco profondo sul bordo settentrionale del bacino degli Appalachi (che, eoni fa, a sud dell'equatore). Quando gli organismi sono morti, i sedimenti dal fondo del mare iniziarono a ricoprire i loro gusci ed esoscheletri. I minerali del sedimento sono gradualmente filtrati nei loro resti, facendoli fossilizzare. Il processo ha anche preservato molti di loro in posizione di vita, conservazione dei materiali originali delle conchiglie in alcuni siti.

Questi fossili attualmente popolano il substrato roccioso esposto in tutto il centro di New York, che vanno dal morbido, buio, scisto di acque profonde a duro, ricco di specie, siltite da scaffale. "Le comunità vicine alla sommità del substrato roccioso mostrano più diversità tassonomica ed ecologica rispetto a quelle in fondo, " Newton dice. "Possiamo confrontare i tipi di comunità e la composizione nel tempo. Sono siti straordinari."

La stasi coordinata è stata fonte di contesa dal 1995, quando è stato introdotto. Al centro della controversia ci sono due spiegazioni basate sul modello:il monitoraggio ambientale e il blocco ecologico.

Il monitoraggio ambientale suggerisce che le faune seguono il loro ambiente. "Qui, periodi di relativa stasi sono affiancati da estinzioni coordinate o sparizioni regionali. Quando l'ambiente cambia, così fanno le faune marine, "dice Newton, anche Professore di Scienze Interdisciplinari e Dean Emerita of Arts and Sciences.

Chiusura ecologica, in contrasto, vede le faune marine come comunità strettamente strutturate, resistente a cambiamenti tassonomici su larga scala. Tradizionalmente, questo modello è stato utilizzato per descrivere la stabilità delle faune di Hamilton inferiori.

Newton e i suoi colleghi hanno analizzato più di 80 siti campione, ciascuno contenente circa 300 esemplari. Particolare enfasi è stata posta sui membri di Cardiff e Pecksport, due formazioni rocciose nella regione dei Finger Lakes che fanno parte dell'antico sottogruppo Marcello, famosa per le sue riserve di gas naturale.

"Abbiamo scoperto che le faune di Hamilton inferiori, con due eccezioni, non hanno controparti chiare tra quelle superiori. Perciò, i nostri test quantitativi non supportano il modello di blocco ecologico come spiegazione per la stabilità della comunità in queste faune, " lei continua.

Newton considera questo progetto un tributo finale a Newman, professore di biologia alla State University di New York a Cortland, morto nel 2014 e Brower, che si ammalò gravemente mentre si stava ultimando il manoscritto. "Jim sapeva che probabilmente non sarebbe vissuto abbastanza per vederne la pubblicazione, "dice Newton, aggiungendo che Brower è morto quando il documento è stato presentato a GSA.

Dice che questo nuovo lavoro si estende e, in alcuni modi, completa la precedente ricerca del team analizzando ulteriormente le strutture della comunità nel sottogruppo Marcellus. "Ha il potenziale per cambiare il modo in cui gli scienziati vedono la stabilità a lungo termine nelle comunità ecologiche".