Le fluttuazioni di ossigeno regolarono la biodiversità del Cambriano

L'evoluzione animale nel periodo che vide la massima espansione di vita sulla Terra andò di pari passo con le oscillazioni di ossigeno atmosferico: la conferma in alcune rocce calcaree della Siberia.

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Scena di vita marina del Cambriano: un'illustrazione che mostra la grande diversificazione biologica di una parte di quel periodo. | Shutterstock

Le estreme fluttuazioni di ossigeno in atmosfera corrisposero a fasi di espansione o di calo di biodiversità nel Cambriano, tra 540 e 485 milioni di anni fa: fu forse proprio la quantità di questo gas a innescare la massiccia diversificazione di specie che caratterizzò la Terra a partire da 540 milioni di anni fa e per circa 20 milioni di anni, nonché a determinare alcuni eventi di estinzione avvenuti prima e dopo quella fase.

 

Lo sostiene uno studio dell'University College London e dell'Università di Leeds pubblicato su Nature Geoscience, che fa luce sul fattore scatenante dell'esplosione di vita del Cambriano, una fase fondamentale della vita sul nostro pianeta, in cui improvvisamente e in un arco di tempo breve sulla scala dei tempi geologici videro la luce i precursori degli animali che hanno popolato la Terra.

 

Nel Cambriano, le fluttuazioni di ossigeno atmosferico hanno condizionato la vita
Trilobiti fossili del Cambriano: queste creature dal robusto carapace erano artropodi di ambiente marino. | Nature Geoscience

L'ipotesi iniziale. A lungo si è sospettato che la percentuale di ossigeno atmosferico fosse stato un fattore determinante nel creare le condizioni per questi eventi, ma lo studio è il primo a trovare una correlazione importante tra le fluttuazioni del gas e la comparsa o scomparsa massiccia di nuove specie. I periodi di picco di ossigeno corrisposero a repentini sviluppi di biodiversità e salti in avanti nell'evoluzione; quelli di bassa ossigenazione, a eventi di estinzione - in un arco di tempo in cui l'esplosione del Cambriano rappresenta una frazione.

 

Testimonianze mute. Le prove sono state trovate analizzando le rocce carbonatiche profonde dei fiumi Aldan e Lena, in Siberia, una regione un tempo ricoperta da mari brulicanti di vita. I livelli di isotopi di carbonio e di zolfo in queste rocce sono correlati alla quantità di ossigeno disciolto negli oceani e dunque presente in atmosfera. Studiando le "firme isotopiche" i ricercatori hanno ricostruito l'andamento delle fluttuazioni di ossigeno atmosferico, che hanno poi confrontato con la diversità di animali fossili corrispondenti agli stessi periodi.

 

Tra alti e bassi. I reperti hanno rivelato periodi di forte diversificazione, ma anche "colli di bottiglia" nella diffusione della vita e delle specie, espansioni e depressioni corrispondenti a percentuali più o meno elevate di ossigeno in atmosfera: la conclusione è che questo fattore ebbe perciò un ruolo chiave nel determinare l'emergere della vita sulla Terra.

 

In particolare, confermano le analisi, in un periodo durato oltre 13 milioni di anni nel Cambriano, vi fu un'espansione notevole della vita: la Terra passò dall'essere popolata da organismi immobili, unicellulari, a ospitare le forme di vita sofisticate, bizzarre e complesse che sono poi evolute in quelle che vediamo oggi.

 

Lo studio è il primo a fornire prove concrete del collegamento tra l'ossigeno e la misteriosa esplosione di biodiversità, ancora molto dibattuta, nelle cause e nelle modalità, dai paleontologi moderni.

 

12 maggio 2019 | Elisabetta Intini