Oltre 150 anni fa, il geologo Sir William Dawson fece una scoperta sorprendente nelle scogliere di Joggins, lungo le coste della baia di Fundy, in Nuova Scozia. All'interno dei resti litificati di una gigantesca felce simile ad un albero c'erano le ossa di un minuscolo animale di 310 milioni di anni.
Questo animale era diverso da qualsiasi altro visto finora. Fu in grado di avventurarsi dove nessun animale vertebrato (con la schiena ossuta) si era avventurato prima, in profondità nelle foreste di licopide, lontano dal bordo dell'acqua. Tutto ciò grazie a un'innovazione evolutiva: l'uovo amniotico.
Sebbene in precedenza gli animali si fossero avventurati sulla terra nel precedente periodo Devoniano, gli animali con un uovo amniotico - come rettili moderni, uccelli e sì, persino mammiferi - non hanno bisogno di tornare in acqua per riprodursi, come fanno ancora gli anfibi moderni. L'uovo amniotico è uno stagno autonomo, in cui l'embrione, tutto il suo cibo e i suoi rifiuti sono immagazzinati circondati da un guscio protettivo e resistente all'essiccazione.
In questa illustrazione tratta da "Air-Breathers of the Coal Period" di John William Dawson, Hylonomus Lyelli è rappresentato saltando alla ricerca di un insetto. (Dawson Brothers) Questo nuovo tipo di animale, che Dawson chiamerebbe Hylonomus lyelli, rimane il primo amniote nella documentazione fossile. Da allora, molti altri animali, alcuni strani e altri familiari, sono stati aggiunti all'elenco delle scoperte a Joggins Cliffs nella baia di Fundy. Questi includono microsauri, temnospondili e Dendrerpeton acadianum .
Nel 2008, le scogliere fossili di Joggins sono state designate patrimonio mondiale dell'UNESCO. E le scogliere non hanno smesso di condividere i loro segreti: ogni colossale ciclo di marea erode ed espone più dell'antico ecosistema che una volta prosperava nella sua posizione precedentemente equatoriale.
Ancient Fern Records
La scoperta iniziale del significato paleontologico di Joggins ebbe luogo nel 1842, quando il geologo britannico Sir Charles Lyell si recò in Nuova Scozia. Dieci anni dopo, Lyell e il geologo locale Sir William Dawson studiarono insieme gli strati delle scogliere di 310 milioni di anni. All'interno delle scogliere sorgevano i corpi di alberi giganti, congelati nel tempo. Tuttavia, questi alberi sono diversi da quelli nelle foreste di oggi. Piuttosto erano felci antiche e gigantesche che avrebbero torreggiato dai 20 ai 30 metri sopra il suolo della foresta.
Queste felci sono ciò che rende i Joggin particolarmente critici per la nostra comprensione della prima evoluzione del tetrapode. Questo perché quando sono morti, i loro nuclei interni morbidi si sono decomposti, lasciando dietro la loro corteccia esterna ferma e un interno vuoto. È all'interno di questi ceppi scavati che i resti di animali sono stati intrappolati e protetti per oltre 300 milioni di anni, e dove li troviamo oggi.
Nuove scoperte
Rilevanti reperti fossili a Joggins sono pochi e lontani tra loro. Ma è il potenziale ineguagliabile della prossima grande scoperta che mi fa tornare sul sito anno dopo anno. E ora possiamo avere le migliori possibilità di quella prossima grande scoperta.
Dopo uno sforzo di collaborazione durato 15 anni tra il Museo della Nuova Scozia, la Saint Mary's University, il geologo scozzese John Calder, il Joggins Fossil Institute e il nativo Joggins Brian Hebert, una nuova collezione di giganteschi alberi fossili - che rappresenta la più grande raccolta accumulata da quando il sito è stato scoperto, è pronto per occhi nuovi.
Felci a forma di albero svuotate quando sono morte, e antichi animali hanno strisciato all'interno dove sono stati conservati per centinaia di milioni di anni. (Hillary Maddin, autore fornito) Nel corso dei prossimi anni, una meticolosa preparazione manuale rivelerà minuscole nuove ossa, una per una. Ciò che rende il materiale appena scoperto così speciale è che è stato raccolto da strati inferiori nella sezione Joggins rispetto a qualsiasi materiale precedente. I fossili all'interno diventeranno i primi primati di animali che riconosciamo come membri di gruppi di animali che sono ancora vivi oggi - anfibi, rettili e mammiferi - e molti che ora sono estinti. Vedremo per la prima volta come apparivano questi pionieri e quanti tipi diversi erano presenti in questa prima fase dell'evoluzione del tetrapode.
Evoluzione del tetrapode
Questi animali ci insegneranno molte cose nuove su una delle fasi più importanti dell'evoluzione del tetrapode: l'istituzione delle prime comunità terrestri e di vertebrati. Analizzeremo la loro anatomia e, attraverso il confronto con animali vivi, scopriremo cosa potrebbero aver fatto questi animali quando erano vivi.
Ad esempio, possiamo esaminare la condizione dei loro denti per sapere cosa avrebbero potuto mangiare. Con l'esplosione delle piante terrestri in quel momento, possiamo vedere quanto tempo ci è voluto prima che gli animali diventassero erbivori e come le loro strategie potessero essere simili o in alternativa, completamente diverse da quelle degli erbivori dei nostri giorni.
Possiamo anche esaminare le loro ossa per scoprire quali tipi di attività stavano svolgendo in questi nuovi ambienti. Stiamo vedendo prove in località carbonifere leggermente più giovani che gli animali avevano già iniziato a diversificarsi ecologicamente. Vediamo i primi animali scavatori e alcuni animali forse arboricoli (animali che trascorrono la maggior parte della loro vita vivendo sugli alberi).
Gli animali di Joggins stavano già facendo queste cose? In tal caso, impareremmo che gli animali impiegavano relativamente poco tempo a sfruttare i molti aspetti del loro nuovo ambiente. Altrimenti, sembrerà che ci sia voluto del tempo perché questi pionieri prendessero piede nel regno terrestre.
Spiaggia fossilifera alle scogliere fossili di Joggins, Nova Scotia, Canada. (Shutterstock) Insieme, queste scoperte e nuove analisi rivedranno la nostra comprensione del periodo carbonifero. Non la considereremo più come una palude noiosa e stagnante, piena di creature non specializzate.
Sta emergendo una nuova immagine, quella di un ambiente dinamico che si è rapidamente riempito di animali con molti nuovi adattamenti e abilità.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation.
Hillary Maddin, paleontologo dei vertebrati, professore assistente presso la Carleton University
