Questa è la terza di una serie in cinque parti scritta da esperti presenti nella nuova Hall of Fossils della Smithsonian — Deep Time, inaugurata l'8 giugno al National Museum of Natural History. La serie completa può essere trovata visitando il nostro rapporto speciale Deep Time.
Contrariamente alla credenza popolare, diventare un fossile può essere facile invece che difficile, e i fossili possono essere abbondanti anziché rari. Tutto dipende da cosa è fatto un organismo, da dove vive e muore e da cosa succede dopo nel processo polvere-polvere: conservazione o riciclaggio naturale.
Una buona dose di possibilità viene gettata quando si tratta di passare dal mondo vivente alla documentazione fossile. Come disse una volta una mia collega, "La vita dopo la morte è rischiosa". Per il lungo raggio - sopravvivere per milioni di anni e finire in una mostra museale - di solito pensiamo che i resti di piante e animali debbano essere pietrificati, o meglio, intriso di minerali che li rendono duri come la roccia e durevoli nel tempo.
Ma - e questa è una sorpresa per la maggior parte delle persone - a volte le parti morte non hanno bisogno di essere trasformate in pietra per durare quasi per sempre. Quando i morti e i sepolti non si pietrificano, ci sono altri modi per salvarli dalla distruzione e preservare parti del loro corpo con piccoli cambiamenti nel corso di vasti periodi di tempo geologico.
Stiamo ancora scoprendo nuovi colpi di scena sulla strada per il successo della conservazione dei fossili. Prendi le piante, per esempio. Come tutti sanno, le piante sono costituite da materiali morbidi e facili da distruggere. Il legno pietrificato è un esempio familiare di fossilizzazione: pezzi di tronchi d'albero si trasformano in rocce super dure, ma conservano ancora anelli di crescita e persino strutture cellulari dell'albero che un tempo viveva. Come succede?
Il legno pietrificato (sopra: Quercus sp. ) È un esempio familiare di fossilizzazione: pezzi di tronchi d'albero si trasformano in rocce super dure, ma conservano ancora anelli di crescita e persino strutture cellulari dell'albero che un tempo viveva. (Lucia RM Martino, NMNH) Gli esperimenti hanno dimostrato che quando un albero viene seppellito in sedimenti umidi con molta silice disciolta, l'acqua trasporta lentamente la silice in piccoli spazi nel legno fino a quando il legno non viene trasformato in roccia. Ma non cambia totalmente, perché alcune delle parti organiche originali sono ancora intrappolate lì, contribuendo a preservare la struttura microscopica dell'albero. Elementi come il ferro e il manganese che entrano con l'acqua possono colorare la silice, creando meravigliosi motivi di rosso, marrone e nero, ma a volte ciò distrugge i dettagli della struttura legnosa.
Un altro bell'esempio di fossilizzazione incompleta può essere trovato nella nuova mostra "Fossil Hall — Deep Time" presso il Museo Nazionale di Storia Naturale Smithsonian. È un pezzo di legno che si è silicato all'esterno ma ha il legno fibroso originale all'interno. Questo incredibile fossile ha 14 milioni di anni. L'esterno del tronco sepolto è stato sigillato dalla silice prima che l'interno fosse interessato, conservando il legno originale in una "scatola di roccia" senza decomposizione per secoli. Incredibilmente, se si sfregava il dito sulla venatura del legno interno, si poteva ottenere una scheggia, proprio come con il legname moderno.
Gli esseri umani e molti altri organismi hanno scheletri che sono già mineralizzati, quindi quando si tratta di fossilizzazione che ci dà agli animali ossei un vantaggio integrato su piante, meduse e funghi - per citare alcuni dei nostri terrestri compagni facilmente riciclabili. Pensa a tutte le conchiglie che hai visto sulla spiaggia, le barriere coralline rocciose, le scogliere di gesso bianco di Dover in Inghilterra. Questi sono tutti formati da biominerali, il che significa che gli organismi li hanno costruiti mentre erano vivi, di solito per forza e protezione, e poi li hanno lasciati indietro quando sono morti. Questi esempi sono tutti fatti di carbonato di calcio - si noti che contengono carbonio - e in passato i loro miliardi di scheletri erano responsabili della rimozione di grandi quantità di carbonio dall'atmosfera.
Gli scheletri di dinosauri possono ottenere tutta la gloria, ma i fossili più comuni sulla Terra sono i minuscoli scheletri di microrganismi che vivono nell'acqua. Numeri indicibili si trovano nelle antiche rocce esaltate ed esposte che ora possono essere trovate sulla terra o sono ancora sepolte in profondità sotto gli oceani.
Incredibilmente, se ti sfregassi il dito sul grano del legno interno di questo straordinario fossile di 14 milioni di anni, Pinophyta, potresti ottenere una scheggia, proprio come con il legname moderno. (Lucia RM Martino, NMNH) I micro-scheletri piovono per formare nuovi strati di sedimenti sul fondo dell'oceano oggi, proprio come hanno fatto per milioni di anni. L'acqua acida, o anche solo l'acqua fredda, può dissolvere i minuscoli scheletri di carbonato prima che colpiscano il fondo. Dopo la sepoltura, i piccoli gusci possono ricristallizzarsi o dissolversi a meno che non siano protetti dal fango che blocca il flusso dell'acqua e quelli che sopravvivono come fossili sono di grande valore per i paleontologi a causa dei loro inalterati biominerali. Questo è un processo diverso da quello che succede con il legno pietrificato, che viene principalmente trasformato in pietra. In effetti, per i microfossili marini, è meglio che cambino il meno possibile, perché questi piccoli scheletri ci dicono com'era il clima della Terra quando erano vivi.
Sappiamo che molti micro-gusci sepolti sono incontaminati, il che significa che i loro biominerali sono rimasti invariati per milioni di anni, quindi i geochimici possono usarli per ricostruire la chimica dell'acqua e la temperatura globale al momento della morte dei microrganismi.
Un sacco di attenta scienza è stata sottoposta a test chimici che mostrano quali minuscoli gusci sono invariati e quindi va bene per inferire il clima passato e quali no. Sebbene li chiamiamo fossili perché sono vecchi e sepolti profondamente nella roccia, molti di questi micro-scheletri non sono stati cambiati quando sono stati conservati sottoterra. Invece, furono racchiusi in un sedimento fangoso, che fu trasformato in pietra intorno a loro. Anche le minuscole parti cave interne delle conchiglie sono piene di fango, impedendo loro di essere schiacciate dai pesanti strati di roccia che sigillano le loro tombe.
Le scogliere di gesso bianco di Dover in Inghilterra sono formate da biominerali o conchiglie lasciate da minuscoli organismi monocellulari che le hanno costruite mentre erano in vita - di solito per forza e protezione - e poi le hanno lasciate indietro quando sono morte. (Jeremy Young) La maggior parte delle volte scheletri ossei e parti di alberi non hanno la possibilità di fossilizzarsi perché così tanti altri organismi corrono per consumare i loro nutrienti subito dopo la loro morte.
Un mio amico una volta disse, piuttosto minacciosamente: "Non sei mai così vivo come quando sei morto". Ed è così vero. I microbi, così come gli insetti, infestano rapidamente animali e piante morti e noi umani lo consideriamo abbastanza disgustoso.
Ma questi decompositori vogliono solo i gustosi pacchetti di tessuti morti e biominerali tutti per sé. Ecco perché le carcasse iniziano a puzzare poco dopo la morte degli animali: i microbi creano sostanze chimiche nocive che scoraggiano gli esseri più grandi dal rubare il loro cibo. Lo stesso vale per le piante. La frutta e la verdura decadono presto perché muffe e batteri sanno come allontanare altri potenziali consumatori. Quando gettiamo un pomodoro marcio nella spazzatura - o preferibilmente sul mucchio di compostaggio - che consente ai microbi di fare le loro cose - crescono e si riproducono e continuano a perpetuare la propria specie.
Beptbolcensis leptacanthurs, squirrelfish (Lucia RM Martino, NMNH) 
Thelypteris iddingsii, felce (Lucia RM Martino, NMNH) 
Angiosperme, pianta fiorita (Lucia RM Martino, NMNH) 
Symploce, scarafaggio (James Di Loreto, NMNH) 
Vespidae, calabrone (James Di Loreto, NMNH) 
Gryllidae, cavalletta (James Di Loreto, NMNH) 
Eoscorpius carbonarius, scorpione (Lucia RM Martino, NMNH) Qualunque cosa sfugga ai potenti e spesso puzzolenti, le forze del riciclaggio ecologico hanno la possibilità di diventare parte della documentazione fossile. Le ossa delle nostre bestie fossili preferite nella Deep Time Hall sono state trasformate in pietra dall'aggiunta di minerali nei loro spazi dei pori, ma (come nel caso del legno pietrificato), alcuni dei biominerali originali di solito sono ancora lì. Quando tocchi il vero omero (osso anteriore) di un Brachiosaurus nella nuova mostra, ti connetti con alcuni dei biominerali dell'osso originale di quel gigantesco sauropode che ha calpestato il terreno 140 milioni di anni fa.
Il modo in cui le foglie delle piante, il polline e gli insetti diventano fossili è più simile a ciò che accade ai microrganismi marini. Devono essere rapidamente sepolti in sedimenti che poi si trasformano in roccia dura e proteggono le loro delicate strutture. A volte una foglia fossile è così ben conservata che può letteralmente essere staccata dalla roccia, assomigliando a qualcosa dal tuo cortile, anche se era viva milioni di anni fa in una foresta perduta da tempo.
"Fossil Hall-Deep Time" aprirà l'8 giugno 2019 allo Smithsonian's National Museum of Natural History di Washington, DC (Smithsonian.com) Quindi, la linea di fondo sulla trasformazione di parti di animali e piante in fossili è che a volte questo significa molti cambiamenti e talvolta non così tanto. Va bene essere pietrificato, ma essere incassato anche in rocce impenetrabili, catrame o ambra, e questo potrebbe anche conservare pezzi di DNA antico.
È una fortuna per noi che ci siano molti modi per formare i fossili, perché questo significa più messaggeri del passato. I fossili ci raccontano storie diverse sulla vita antica sulla Terra, non solo chi erano gli animali e le piante e dove vivevano, ma come sono stati preservati come i fortunati sopravvissuti di Deep Time.
