Il genere umano comparve in Africa 2,8 milioni di anni fa, mezzo milione di anni prima di quanto creduto finora. La scoperta che ridisegna la storia dei nostri antenati si basa sull'analisi di un fossile parziale di mandibola di ominide - presumibilmente di Homo habilis - ritrovato nel 2013 in Etiopia, nell'area di Ledi-Geraru (nella regione di Afar).
Collegamento. Fino ad oggi, la più credibile evidenza scientifica del genere Homo risaliva a 2,3-2,4 milioni di anni fa. Ma l'analisi del reperto evidenzia la coesistenza, nello stesso osso, di tratti in comune con gli ultimi rappresentanti del genere Australopithecus e di caratteristiche specifiche del genere Homo: il fossile è in sostanza un perfetto esempio di "reperto di transizione" che descrive l'esordio di una specie arcaica della stessa famiglia dei Sapiens, quella dell'Homo habilis.
Le fonti. L'importante scoperta è illustrata in due diversi studi appena pubblicati su Science. Il primo, condotto da Erin N. DiMaggio del dipartimento di Scienze della Terra alla Penn State University, ha stabilito la datazione precisa del fossile (catalogato con il numero LD 350-1) analizzando il terreno in cui si trovava.
l'età delle rocce. Datare direttamente reperti così antichi è impossibile: per stabilire quando furono depositati, i geologi si affidano alla datazione degli strati di terreno collocati appena sopra e appena sotto il fossile. «Abbiamo usato diversi metodi di datazione, incluse le analisi radiometriche degli strati di ceneri vulcaniche attorno al reperto, e tutte mostrano che il fossile ha un'età di 2,8-2,75 milioni di anni» dice DiMaggio.
La tecnica. La datazione radiometrica si basa sulla misura della radioattività residua di rocce e fossili: in questo caso è stata misurata la presenza degli isotopi radioattivi di argon40 e argon39, di cui si conosce il tempo di dimezzamento della massa.
Circostanze fortunate. In molte aree dell'Afar, le rocce comprese tra i 3 e i 2,5 milioni di anni fa sono state mangiate dall'erosione. Quelle di Ledi-Geraru risultano esposte e analizzabili per via delle faglie formatesi dopo che le rocce sedimentarie si depositarono. Allo stesso periodo della mandibola risalgono altri reperti trovati nell'area: fossili di antilopi ed elefanti preistorici, di una specie di ippopotamo, di coccodrilli e di pesci.
Quando: 4-7 milioni di anni fa
Evento chiave:Gli antenati comuni dell'uomo e dello scimpanzé divergono
Metodo di datazione: Orologio genetico e decadimento dell'Argon; il primo metodo consiste nel confronto tra il patrimonio genetico delle specie viventi e alcuni algoritmi che simulano al computer il tasso di mutazioni genetiche nel tempo. Il secondo misura il decadimento degli isotopi dell'Argon contenuti nei reperti.
Quando: Intorno ai 4 milioni di anni fa
Evento chiave: La camminata eretta sulle gambe non è più un evento saltuario. Ardi (Ardipithecus ramidus), nella foto, è il nostro più antico antenato e ha spodestato la famosa Lucy che deteneva da oltre trent'anni il primato, spostando più lontano nel tempo le origini: da 3,2 milioni di anni a 4,4 milioni. Ardi, pesava circa 50 kg, aveva mani grandi, viveva sugli alberi, e quando scendeva camminava eretta sui due piedi. I suoi tratti erano un miscuglio tra gli esseri più primitivi e i suoi progrediti successori. Usava foglie, rametti ma non ancora le pietre.
Metodo di datazione: Argon
Quando: 2,6 milioni di anni fa
Evento chiave: I più antichi utensili in pietra.
Metodo di datazione: Paleomagnetismo, ovvero la disciplina che studia le proprietà magnetiche di rocce e sedimenti.
Quando: 1,8 milioni di anni fa
Evento chiave: L'Homo erectus esce dall'Africa.
Metodo di datazione: Argon, Paleomagnetismo
Quando: 800.000 -200.000 anni fa
Evento chiave: Notevole sviluppo cranico e rapida espansione del cervello, in particolare nell'Homo erectus, che arriva a controllare il fuoco con tutti i benefici che ne conseguono. Capacità di forgiare gli oggetti naturali e forgiarli secondo proprie necessità, capacità di migrare e adattarsi ad ambienti nuovi.
Metodo di datazione: Datazione potassio-argon, serie dell'uranio (misura del decadimento radioattivo dell'isotopo del potassio 40 usato per datare rocce vulcaniche di età non inferiore ai 100 000 anni) e paleomagnetismo.
Quando: 250.000 - 30.000 anni fa
Evento chiave:Diffusione e scomparsa della civiltà Neanderthal, comparsa dei Sapiens in Africa e loro espansione verso gli altri continenti. Nascita della cultura simbolica e delle prime rappresentazioni artistiche.
Metodo di datazione: Termoluminescenza (misurazione della radioattività di materiali inorganici a struttura cristallina, come la ceramica), risonanza di spin elettronico (computo degli elettroni intrappolati), carbonio 14 (misura della quantità di isotopi del carbonio), orologio molecolare (studio delle differenze esistenti nelle sequenze di amminoacidi di alcune proteine).
Quando: 12.000-10.000 anni fa
Evento chiave: Nascita dell'agricoltura nella Mezzaluna fertile (il territorio che si estende dal Mar Rosso al Golfo Persico), con la Rivoluzione neolitica. Transizione da attività di sussistenza basate su caccia e raccolta a coltivazione dei campi e addomesticazione degli animali
Metodo di datazione: Carbonio 14 o radiocarbonio; permette di datare materiali di origine organica misurando la quantità di isotopi del carbonio, che ha un tempo di dimezzamento medio (o emivita) di 5.730 anni. Ciò significa che ogni 5.700 anni circa la quantità di carbonio-14 in un fossile diventa la metà di quella che era 5.700 anni prima.
Quando: 4.500 anni fa
Evento chiave: Origini della scrittura, nascita delle città stato, organizzazione e divisione del lavoro, miglioramento delle tecniche agricole, sviluppo del commercio. Sumeri ed Egizi
Metodo di datazione: Carbonio 14 o radiocarbonio
Paesaggio. L'habitat di questo ecosistema era simile a quello di alcune odierne aree africane come quella del Serengeti: praterie alternate ad arbusti, con macchie di foreste a gallerie chiuse sopra a fiumi o paludi. Secondo alcune teorie un inaridimento dell'habitat fu all'origine dei passaggi evolutivi che portarono alla nascita dell'Homo habilis.
«Nell'antica fauna di Ledi-Geraru ci sono segnali di questa aridità» commenta Kaye E. Reed, coinvolto nello studio. «Ma è ancora troppo presso per stabilire se i cambiamenti climatici furono responsabili dell'origine del genere Homo».
vicini, ma diversi. Senz'altro quello del fossile di Ledi-Geraru era un habitat più aperto di quello della località etiope di Hadar, dove visse Lucy, il più famoso esemplare fossile di Australopithecus. Ma il reperto LD 350-1 (che comprende la parte inferiore sinistra di una mandibola, insieme a 5 denti) condivide comunque con il cranio di Lucy alcuni tratti, come il mento sfuggente. I piccoli molari, i premolari simmetrici e la mandibola proporzionata sono invece caratteristici del genere Homo, meno "scimmiesco", di quello degli australopitechi.
Sono le conclusioni di un secondo studio sul fossile condotto dai ricercatori dell'Università del Nevada e della Arizona State University.
Il tassello mancante. «La mandibola di Ledi restringe il divario evolutivo tra l'Australopithecus e i primi esemplari di Homo» dice William H. Kimbel, tra gli autori della ricerca.
«I fossili di Homo più vecchi di 2 milioni di anni sono incredibilmente rari. Poter dare un'occhiata a una delle prime fasi dell'evoluzione dei nostri antenati è particolarmente eccitante» aggiunge il collega Brian A. Villmoare.
Come doveva essere. La somiglianza tra i primi esemplari di Homo habilis e gli ultimi australopitechi è evidenziata anche da un terzo studio appena pubblicato su Nature e non collegato a quelli di Science.
Nello studio di Nature Fred Spoor dell'University College London ha operato una ricostruzione virtuale di un altro famoso fossile di Homo habilis: quello della Gola di Olduvai, in Tanzania.
La giusta età. Il reperto consiste in un cranio parziale e in alcune ossa di una mano di quello che fino a poco tempo fa era considerato il più antico esemplare di genere Homo mai ritrovato. Ma la mandibola parzialmente deformata del fossile rendeva difficile compararla con altri reperti. La ricostruzione virtuale dell'intero cranio suggerisce che il fossile abbia 2,3 milioni di anni e non 1,8 come precedentemente ipotizzato.
Simile a lucy. Sarebbe quindi più recente della mandibola di Ledi, ma sembrerebbe più primitivo dei crani di Homo erectus e Homo sapiens, e simile soprattutto all'Australopithecus afarensis (la specie di "Lucy"). Un po' come il fossile LD 350-1.
Le differenze tra le prime specie di Homo - conclude lo studio - sono meglio ravvisabili nella forma della mandibola, che in quella del cranio.
abbraccio mortale. Immobilizzati per sempre in un combattimento mortale: sono stati ritrovati così, tra le sabbie del Deserto dei Gobi, in Mongolia, questi due dinosauri morti e vissuti 74 milioni di anni fa. Un Velociraptor (in basso a destra) ha affondato l'artiglio a falcetto della zampa posteriore nel collo di un Protoceratops, un erbivoro grande quanto un vitello. La vittima non ha mancato di difendersi, atterrando il predatore e mordendone l'arto superiore destro, prima - forse - di morire dissanguato per un'emorragia dell'arteria carotide.
I fossili sono sono stati trovati nel 1971 ancora avvinghiati in questo abbraccio mortale. È probabile che una duna di sabbia sia collassata sui due combattenti mentre ancora stavano lottando, o che l'erbivoro sia morto dissanguato intrappolando sotto al proprio peso l'avversario ferito.
Foto: © David Clark/Dinosaurs Alive/IMAX Film/Giant Screen Films)
Madre premurosa. Le sabbbie del Deserto dei Gobi hanno restituito anche un altro tesoro, risalente a 83-66 milioni di anni fa. Il fossile che vedete è stato soprannominato "Big Mama": si tratta di un esemplare di Oviraptor, un dinosauro bipede dal collo allungato, alto circa 2 metri, intento a covare le uova con il calore del suo corpo, proprio come fanno gli uccelli. Nel sito è stato ritrovato l'intero corpo dell'animale, meno il cranio, con una quindicina di uova (ma altrettante potrebbero essercene nei paraggi). Può darsi che non tutte gli appartenessero e che, come i moderni struzzi, questi animali organizzassero covate collettive. L'animale - non è chiaro se un maschio o una femmina - fu sommerso da una duna di sabbia mentre proteggeva con il corpo i nascituri. Studi successivi hanno dimostrato che, per non rompere le uova con la loro stazza, i dinosauri le organizzavano in cerchio con un buco centrale, dove scaricare il peso.
Foto: © Mick Ellison/American Museum of Natural History
Appena in tempo. La scena che qui vediamo in una ricostruzione rappresenta un eccezionale ritrovamento fossile: quello - estremamente raro - di un serpente lungo 3,5 m (un Sanajeh indicus) sul punto di avventarsi su un sauropode appena nato. A differenza di altri dinosauri, i genitori sauropodi non si curavano delle loro uova. I piccoli dovevano difendersi già dalla schiusa e i predatori, come questo serpente, erano sempre in agguato. Le fauci del rettile non erano però ancora abbastanza mobili per ingoiare un uovo largo 14 cm, così il Sanajeh attese fino alla schiusa. Ma proprio mentre stava per gustare il bottino, una duna di sabbia lo seppellì. Il fossile di 68 milioni di anni fa è stato rinvenuto nel 1986 nello stato del Gujarat, in India. Il sangue di dinosauro era caldo o freddo?
Foto: © Sculpture: Tyler Keillor, Photo: Xiimena Erickson
uniti per sempre. Non occorre essere esperti paleontologi per capire che cosa stessero facendo queste due tartarughe quando le acque tossiche e povere di ossigeno del lago vulcanico in cui vivevano le inghiottirono per sempre. I due fossili di Allaeochelys crassesculpta sono i più antichi vertebrati ritrovati ancora intenti nell'atto dell'accoppiamento. Decine di insetti sono stati rinvenuti ancora "abbracciati" in gocce d'ambra, ma trovare animali più grandi impegnati in simili evoluzioni è un fatto estremamente raro. Le condizioni del Pozzo di Messel, un antico lago con acque povere di ossigeno e altamente tossiche situato in Germania, hanno consentito il ritrovamento di numerosi fossili animali ancora ben conservati. Questi risalgono a 47 milioni di anni fa. Gli spermatozoi fossili giganti ritrovati in Australia
Foto: © 2012 The Royal Society
Parto interrotto. Dopo l'accoppiamento serviva una nascita, e il fossile che vedete la rappresenta egregiamente, anche se - purtroppo, per la madre in questione - si trattò di una nascita sfortunata. La femmina di Chaohusaurus, un rettile marino dal corpo allungato, antenato dei successivi ittiosauri, stava mettendo al mondo tre eredi: uno è stato rinvenuto all'esterno, vicino al corpo della madre. Uno si trovava ancora nel ventre e il terzo era a metà del canale del parto, quando la madre morì. Il fossile databile a 248 milioni di anni fa testimonia infatti che i tre piccoli stavano nascendo posizionati dalla testa (mentre i successivi ittiosauri, come i moderni delfini e balene, nascevano posizionati dalla coda per minimizzare il rischio di annegamento dei cuccioli). Segno che un antenato comune di Chaohusaurus e ittiosauri doveva partorire all'asciutto, sulla terraferma dove la posizione cefalica è quasi universalmente diffusa.
Foto: © Ryosuke Montani
Chi troppo vuole... La fame talvolta gioca brutti scherzi. Devono averlo saputo bene due dei tre protagonisti di questa scena fossile, rinvenuta a Solnhofen, Germania, nel sito di un'antica laguna. 155 milioni di anni fa, uno pterosauro, un piccolo vertebrato in grado di volare, catturò un pesce simile a un'aringa. Ma proprio mentre stava per fuggire con il bottino un lungo pesce del genere Aspidorhynchus, di 60 cm circa, saltò fuori dall'acqua per inghiottire il rettile. Per la fame il pesce compì un errore di valutazione: lo pterosauro era troppo grosso da ingoiare e la sua pelle troppo resistente per staccarne un pezzo. L'aspidorinco tentò disperatamente di liberarsi, lacerando le ossa delle ali della preda, ma non ci riuscì e finì in fondo alla laguna insieme al suo bottino. Una catena di ingordigia finita male.
Foto: © 2012 Frey, Tischlinger
Corsa per la pelle. Queste impronte rinvenute lungo il fiume Paluxy a Glen Rose, Texas, raccontano di una fuga a rotta di collo per salvarsi la vita. Un sauropode, un erbivoro dal collo lungo e i movimenti impacciati, tentò - forse invano - di sfuggire a un predatore simile a un T-rex. L'esito della corsa non è ben noto: se un tempo si credeva che il sauropode fosse finito male, sollevato dal suo aguzzino (a un certo punto le impronte spariscono) oggi si crede che il predatore lo stesse seguendo (le orme convergono in un punto) ma che non ci siano prove evidenti di un attacco. La scena - oggi in parte rovinata per la rimozione delle impronte da trasferire ai musei - si svolse 111 milioni di anni fa.
Foto: © 2014 Falkingham et al
