Circa 120 milioni di anni fa, nel mare che ricopriva parte dell’attuale Colombia, rettili marini di gruppi in declino convivevano con animali appartenenti a linee evolutive emergenti. Una rassegna dei fossili della Formazione Paja suggerisce che questa transizione potrebbe essere avvenuta senza una catastrofica estinzione di massa. Gli autori propongono di chiamare il fenomeno «inflessione biotica»: un periodo in cui gruppi antichi prossimi alla scomparsa coesistono con altri destinati a diffondersi. L’ipotesi, però, deve ancora essere verificata.
La rassegna è stata condotta da Dirley Cortés, dell’Institute of Paleobiology dell’Accademia polacca delle scienze di Varsavia, insieme a Hans Larsson, professore di biology alla McGill University. Il lavoro riunisce studi sui fossili, sulle rocce e sul clima antico della Formazione Paja, in Colombia, ed è stato pubblicato sulla rivista Frontiers in Ecology and Evolution. Cortés ha sviluppato la ricerca durante il dottorato, nell’ambito di un programma congiunto della McGill University e dello Smithsonian Tropical Research Institute.
La Formazione Paja si trova nei pressi di Villa de Leyva e i suoi giacimenti fossili più ricchi risalgono a circa 120 milioni di anni fa. All’epoca la Terra era molto più calda di oggi e non aveva ghiacci ai poli. Durante il Cretaceo, le temperature globali superavano quelle attuali di oltre 10 °C e la concentrazione atmosferica di anidride carbonica era circa tre volte maggiore.
Il livello del mare raggiunse un massimo di circa 250 metri sopra quello odierno. Mentre il supercontinente Pangea si frammentava, le acque marine invasero il nord-ovest del Sud America. La zona della Formazione Paja si trovava quasi al centro di un passaggio tra il Pacifico orientale e l’antico oceano Tetide, che si estendeva verso l’Europa attuale.
I modelli dei movimenti dei continenti indicano che, nel Cretaceo inferiore, quel passaggio divenne un ampio canale aperto, proprio nel periodo in cui vivevano gli animali della Formazione Paja. L’erosione intensa sulla terraferma avrebbe inoltre trasportato sostanze nutritive nelle acque costiere. Larsson ha definito questa combinazione una «“tempesta perfetta” di fattori ambientali che sappiamo favorire la complessità ecologica».
Alcuni animali della Formazione Paja appartenevano a gruppi ormai quasi scomparsi altrove. Tra questi c’era un teleosauroide, un parente corazzato dei coccodrilli adattato alla vita marina. In passato gli scienziati ritenevano che questi animali si fossero estinti alla fine del Giurassico; la maggior parte dei fossili conosciuti proviene dall’Europa.
L’esemplare colombiano, invece, è stato trovato in uno strato datato con precisione a circa 120 milioni di anni fa: è la prima e unica testimonianza certa del gruppo nel Cretaceo. La sua lunghezza è stimata in 9,6 metri e potrebbe trattarsi del teleosauroide più grande mai conosciuto. Cortés e Larsson ipotizzano che i mari tropicali caldi abbiano offerto un rifugio a questi animali dopo la loro scomparsa dalle regioni più settentrionali.
Una storia simile riguarda i pliosauri, rettili marini dal collo corto. La maggior parte dei grandi pliosauri del Giurassico, predatori di grosse prede, si estinse; sopravvisse invece un ramo, quello dei brachaucheniini. Nel Cretaceo questi animali raggiunsero dimensioni massime: alcuni superavano i 10 metri.
Le rocce della Formazione Paja contengono la maggior parte delle specie di brachaucheniini conosciute, tra cui Sachicasaurus vitae, Stenorhynchosaurus munozi e almeno due specie nuove. Nel loro insieme, rappresentano un’ultima ondata di nuove specie prima della scomparsa di questa linea evolutiva.
Nello stesso mare vivevano i primi elasmosauri, plesiosauri dal collo lungo. Il loro gruppo cominciò a diversificarsi in nuove specie poco dopo la fine del Giurassico. La Formazione Paja ne conserva due specie primitive, ma i ricercatori non concordano sul fatto che siano davvero distinte, perché si somigliano molto. In ogni caso, questi primi rappresentanti di un gruppo in espansione convivevano con gli ultimi pliosauri brachaucheniini.
Anche le tartarughe marine stavano comparendo. Desmatochelys padillai è il più antico rappresentante conosciuto della famiglia estinta dei protostegidi. La sua età ha portato i ricercatori a ipotizzare che le tartarughe marine si siano evolute per la prima volta nei tropici americani. Un’altra specie, Leyvachelys cipadi, è il fossile più antico e completo della propria famiglia. La struttura del suo corpo suggerisce che si nutrisse di animali dal guscio duro nelle acque costiere.
In passato alcuni piccoli fossili di tartaruga erano stati classificati con un nome diverso; in seguito i ricercatori li hanno riconosciuti come esemplari appena nati. La loro presenza suggerisce che le giovani tartarughe crescessero nelle acque basse.
La formazione conserva inoltre due delle specie di granchi veri più antiche e complete conosciute del Cretaceo inferiore, oltre ai più antichi granchi rana noti.
La rete alimentare di questo antico mare era particolarmente articolata. Una catena alimentare parte da organismi come piante e alghe; ciascun passaggio successivo è detto livello trofico. In una precedente reconstruction dell’ecosistema della Formazione Paja, Cortés e Larsson hanno collocato i giganteschi pliosauri, come Sachicasaurus, a un livello superiore a quello occupato oggi da orche e squali. La ricostruzione suggerisce che l’antico ecosistema avesse un livello alimentare in più rispetto a quelli tipici degli oceani moderni, con i pliosauri giganti al di sopra degli attuali predatori marini al vertice della catena.
Anche gli ittiosauri, rettili marini dalla forma simile a quella dei pesci, avevano strategie alimentari diverse. Kyhytysuka sachicarum aveva grandi denti anteriori conici, adatti ad afferrare le prede, e denti posteriori appiattiti e seghettati, utili a sminuzzarle. Una combinazione simile non era mai stata osservata in un altro ittiosauro del Cretaceo. Il più piccolo Muiscasaurus catheti potrebbe essersi nutrito di prede più piccole o più morbide, mentre diverse specie nuove, ancora in fase di studio, sembrano adatte alla cattura dei pesci. Gli autori descrivono questi fossili come la prima prova, in qualsiasi parte del mondo, che gli ittiosauri del Cretaceo si spartissero in questo modo le risorse alimentari.
Più in basso nella rete alimentare, i ricercatori hanno identificato oltre 100 specie di ammoniti, parenti dei calamari dotati di conchiglia. La maggior parte degli altri invertebrati e pesci della formazione è ancora poco studiata.
Anche questo ecosistema marino fu esposto a perturbazioni. Le rocce nei pressi di Curití documentano almeno un episodio di grave carenza di ossigeno, uno dei diversi eventi che interessarono gli oceani di tutto il mondo durante il Cretaceo. Gli autori ipotizzano che il ripristino delle condizioni ambientali dopo questi episodi possa aver creato opportunità per nuove specie. Nei pressi di Villa de Leyva, tuttavia, servono ancora analisi chimiche per confermare le condizioni di scarsa ossigenazione suggerite dalle rocce.
Cortés e Larsson hanno anche valutato se la Formazione Paja possa essere considerata un antico punto caldo di biodiversità. In conservazione, l’espressione indica luoghi con una varietà eccezionale di specie, molte delle quali presenti solo lì, e minacciati dalle attività umane. Poiché le attività umane non possono minacciare un mare di 120 milioni di anni fa, gli autori hanno esaminato gli altri criteri.
La Formazione Paja ha ottenuto risultati elevati per il numero di specie e la complessità della rete alimentare, e intermedi per la presenza di specie esclusive. Il punteggio è stato invece basso per la capacità della regione di fornire specie ad altri luoghi, un aspetto che i fossili raramente permettono di ricostruire con chiarezza. Gli autori concludono quindi che le prove non bastano per definire la Formazione Paja un antico punto caldo di biodiversità.
Secondo i ricercatori, l’aspetto più importante del sito non è però la sua classificazione come punto caldo, ma il cambiamento documentato nel corso di milioni di anni: le rocce conservano tracce di gruppi antichi prossimi alla fine e di gruppi nuovi agli inizi. Gli autori indicano un possibile confronto con il Massimo Termico del Paleocene-Eocene, un periodo di caldo estremo durante il quale i primi gruppi di mammiferi lasciarono il posto a quelli moderni. Se quel cambiamento fosse noto soltanto grazie a un unico sito ben conservato nell’America occidentale, sostengono, potrebbe apparire molto simile a quello della Formazione Paja.
«Credo che abbiamo scoperto un nuovo modello di cambiamento globale della biodiversità. Ora dovremo capire quanto fosse diffuso nella storia della Terra e come possiamo quantificarne gli effetti», ha detto Larsson.
I fossili colombiani offrono dunque uno scorcio raro su un antico oceano attraversato da importanti cambiamenti evolutivi. Per stabilire se la transizione della Formazione Paja fosse un caso isolato o parte di uno schema più ampio, serviranno datazioni più precise dei fossili e confronti con altri antichi ecosistemi marini. Se l’ipotesi dell’inflessione biotica sarà confermata, potrebbe rivelare un modo finora trascurato in cui la vita sulla Terra cambia anche senza le estinzioni catastrofiche che hanno spesso dominato il racconto della sua storia evolutiva.
Fonte: earth.com
