Il motivo per cui il nostro pianeta ha perso le terribili lucertole di epoche lontane può sembrare evidente. Circa 66 milioni di anni fa, un asteroide uscì urlando dal cielo e colpì quella che oggi è la penisola dello Yucatan in Messico. La devastazione che seguì fu senza precedenti, con tsunami, un'atmosfera surriscaldata, cieli oscurati, un terribile schiocco freddo e altri eventi ecologici apocalittici che eliminarono circa il 75% della vita conosciuta sulla Terra.
I paleontologi conoscono questa catastrofe come l'evento di estinzione K / Pg perché segna la transizione dal periodo Cretaceo al periodo Paleogene della storia della Terra. Ma anche se è stato studiato costantemente, i dettagli di questo evento continuano a risolvere gli esperti. Il caso non è stato chiuso con il riconoscimento del cratere dell'impatto negli anni '90, e esattamente come si è svolta l'estinzione - ciò che ha differenziato i vivi dai morti - continua a ispirare i paleontologi a scavare nel cataclisma del Cretaceo.
Per comprendere meglio la storia completa, i ricercatori si stanno ritirando dal momento dell'impatto per esaminare i modelli di vita più ampi in quel momento. I dinosauri non vivevano in un'utopia mesozoica stabile e lussureggiante, né erano gli unici organismi in quel momento - tutt'altro. Il mondo stava cambiando intorno a loro come sempre. Mentre il Cretaceo volgeva al termine, i livelli del mare stavano calando, il clima stava tendendo verso un mondo più fresco e una parte dell'India preistorica chiamata Deccan Traps stava ribollendo di intensa attività vulcanica. Ordinare come questi cambiamenti hanno influenzato la vita sulla Terra non è un compito semplice, in particolare dopo che il meteorite cataclismico ha mischiato le cose nella documentazione rock, ma i paleontologi stanno setacciando il relitto per capire meglio cosa è successo.
"Per avere un'idea di ciò che è accaduto sulla scia dell'impatto dell'asteroide, abbiamo bisogno di solidi dati di base su come erano i tassi di estinzione di fondo prima che avvenisse il K / Pg", dice il paleontologo del Museo di Storia Naturale Paul Barrett. Un momento di catastrofe può avere senso solo nel più ampio contesto della vita prima e dopo. "Ciò farebbe la differenza tra gli eventi catastrofici a Chicxulub che sono la causa primaria dell'estinzione o semplicemente il colpo di grazia che ha portato a termine un ecosistema la cui resilienza è stata gradualmente logorata".
La resa di un artista di un asteroide che colpisce la Terra. (NASA / Don Davis)Mentre l'estinzione di K / Pg è stata una crisi globale, il modo in cui si è verificata in varie località del pianeta è in gran parte sconosciuto. La quantità di informazioni in una determinata posizione dipende da quanto bene sono conservati i relativi strati rocciosi e da quanto sono accessibili agli scienziati. Alcune delle migliori esposizioni si trovano nel Nord America occidentale, dove c'è una sequenza continua di strati sedimentari che registrano la fine del Cretaceo fino all'inizio del Paleogene. Queste rocce offrono scatti dell'estinzione prima e dopo, ed sono queste esposizioni che hanno permesso al paleontologo Emily Bamforth del Royal Saskatchewan Museum di indagare su ciò che stava accadendo nei 300.000 anni che precedettero l'esplosiva chiusura del Cretaceo.
Osservando la documentazione geologica del sud-ovest del Saskatchewan, Bamforth afferma che le condizioni locali come la frequenza degli incendi boschivi e le caratteristiche di un particolare habitat erano importanti quanto ciò che stava accadendo su scala globale nel determinare i modelli di biodiversità antica. "Penso che questo sia un messaggio importante da tenere a mente quando si pensa alle cause dell'estinzione", afferma Bamforth. "Ogni diverso ecosistema avrebbe potuto avere i suoi driver della biodiversità su scala più piccola che erano in funzione prima dell'estinzione, alla base dei grandi fattori globali." Ciò che era buono per tartarughe, anfibi, piante, dinosauri e altri organismi in un posto potrebbe non avere stato utile in un altro, sottolineando che non possiamo comprendere i cambiamenti globali senza il fondamento della diversità locale. "Gli ecosistemi sono cose complicate e penso che valga la pena di tenerne conto quando si considera la causa e la durata dell'estinzione di massa", afferma Bamforth.
Per quanto riguarda il Saskatchewan, la comunità ecologica che aveva portato all'estinzione era come un grande gioco di Jenga. "La torre rimane in piedi, ma fattori come i cambiamenti climatici stanno lentamente estraendo blocchi da essa, indebolendo il sistema e rendendolo vulnerabile", afferma Bamforth. La stabilità ecologica in costante mutamento ha provocato gravi turbamenti - come un asteroide che colpisce il posto sbagliato, nel momento sbagliato - particolarmente disastroso.
Questa immagine dello spostamento degli ecosistemi inverte il focus del disastro di K / Pg. Mentre la ragione per cui i dinosauri non aviari e altri organismi sono morti attirano sempre la nostra attenzione, è stato più difficile per gli scienziati determinare perché i sopravvissuti sono stati in grado di passare al prossimo capitolo della storia della vita.
Le specie sopravvissute all'impatto erano in genere piccole, semi-acquatiche o fatte tane e in grado di sopravvivere a una varietà di alimenti, ma ci sono alcune contraddizioni chiave. C'erano alcuni piccoli dinosauri non aviari che avevano questi vantaggi e si estinguevano ancora, e molti rettili, uccelli e mammiferi si estinsero nonostante appartenessero a gruppi più ampi che persistevano. Il mammifero Didelphodon dalle dimensioni di un tasso non ce l'ha fatta, per esempio, né l'antico uccello Avisaurus, tra gli altri.
"Questo è qualcosa che faccio fatica a spiegare", dice Barrett. In generale, i dinosauri più piccoli e altri animali avrebbero dovuto avere maggiori possibilità di sopravvivenza rispetto ai loro parenti più grandi, ma non è sempre stato così.
Tyrannosaurus rex ha vissuto negli Stati Uniti occidentali da circa 66 a 68 milioni di anni fa, fino all'evento di estinzione K / Pg. (Museo Nazionale di Storia Naturale Smithsonian)Pat Holroyd del Museo di Paleontologia dell'Università della California paragona queste indagini a ciò che accade a seguito di incidenti aerei. "Entrano e raccolgono tutti i dati e provano a capire, 'Bene, ok, perché le persone nella sezione di coda sono sopravvissute e le persone nelle altre parti dell'aereo non ce l'hanno fatta?'" Dice Holroyd. E mentre tali catastrofi possono essere eventi singolari con cause uniche, è ancora possibile esaminare collettivamente più incidenti per identificare schemi e informare ciò che possiamo pensare come un evento singolare.
Per quanto riguarda l'estinzione K / Pg, i modelli stanno ancora emergendo. Holroyd stima che gran parte della ricerca pertinente su quali specie siano sopravvissute all'impatto sia stata pubblicata o caricata nel database Paleobiology nell'ultimo decennio. Queste nuove informazioni hanno permesso a Holroyd e ai suoi colleghi di studiare i modelli di turnover - per quanto tempo le specie persistessero sulla terra e negli habitat d'acqua dolce associati - molto prima e dopo l'impatto dell'asteroide. I risultati del team sono stati presentati all'inizio dell'autunno all'incontro annuale della Society of Vertebrate Paleontology ad Albuquerque, New Mexico.
Alcuni dei modelli erano familiari. Pesci, tartarughe, anfibi e coccodrilli in genere andavano meglio degli organismi strettamente terrestri. "La gente osserva questo schema da almeno gli anni '50, e probabilmente prima", afferma Holroyd. Ma la resilienza delle specie legate all'acqua non era mai stata quantificata in dettaglio prima, e la nuova analisi sta rivelando che la soluzione al puzzle del modello di estinzione potrebbe essere stata proprio di fronte a noi da sempre.
La sorpresa, scoprì Holroyd, fu che la differenza tra i sopravvissuti e l'estinzione dell'evento K / Pg imitava uno schema che si è mantenuto vero per decine di milioni di anni prima e dopo l'impatto dell'asteroide. Le specie che vivono sulla terra, specie particolarmente grandi, tendono a non persistere fintanto che vivono in ambienti di acqua dolce. Le specie terrestri spesso si estinguono a un ritmo maggiore rispetto a quelle negli ambienti acquatici anche senza una catastrofe massiccia per toglierle dal quadro. Le specie che vivevano dentro e intorno agli habitat di acqua dolce sembrano essersi protratte più a lungo anche quando non si è verificata una crisi e quando l'estinzione alla fine del Cretaceo ha colpito in pieno vigore, questi organismi hanno avuto un vantaggio rispetto ai loro vicini puramente terrestri.
Ma anche nei loro ambienti acquatici relativamente sicuri, non era tutto perfetto per gli animali acquatici. Holroyd osserva che le tartarughe cretacee, ad esempio, hanno perso il cinquanta percento della loro diversità a livello globale, sebbene solo circa il venti percento nell'area più localizzata del Nord America occidentale, sottolineando ulteriormente l'importanza della comprensione dei modelli locali rispetto a quelli globali. Perfino i lignaggi che possono essere considerati "sopravvissuti" hanno ancora subito perdite e potrebbero non essere tornati alla loro gloria precedente. I mammiferi marsupiali, ad esempio, sono sopravvissuti all'estinzione di massa come gruppo ma hanno avuto una drastica riduzione della loro diversità e abbondanza.
Un'immagine in rilievo della penisola messicana dello Yucatan che mostra l'indicazione del cratere da impatto di Chicxulub. (NASA / JPL)Il modo in cui gli ecosistemi locali sono stati influenzati da questi cambiamenti è il passo successivo verso la comprensione di come l'evento di estinzione abbia influenzato il mondo. Holroyd indica come esempio il familiare " triceratopo a tre corna". Questo dinosauro era onnipresente in gran parte del Nord America occidentale alla fine del Cretaceo ed era chiaramente una componente importante del suo ecosistema. Questi animali erano i bisonti del loro tempo e, dato il modo in cui i grandi erbivori modificano i loro habitat attraverso il pascolo e la migrazione, l'estinzione del Triceratopo ha senza dubbio avuto importanti implicazioni per gli ecosistemi che si stanno riprendendo a seguito della catastrofe cretacea. Le piante che avrebbero potuto fare affidamento sul Triceratopo per disperdere i semi avrebbero sofferto, ad esempio, mentre altre piante calpestate dai dinosauri avrebbero potuto crescere più liberamente. Come si adattano questi pezzi ecologici e cosa significano per il recupero della vita dopo l'estinzione, devono ancora essere completamente messi a fuoco.
"L'interno occidentale del Nord America ci offre la nostra unica finestra dettagliata su ciò che è accaduto alla vita sulla terra durante l'estinzione K / Pg, ma non è del tutto chiaro se questo fosse tipico", dice Barrett. "Non sappiamo molto di come l'intensità dell'estinzione sia variata in tutto il mondo", specialmente in luoghi geograficamente distanti dallo sciopero degli asteroidi. "Sembra improbabile che un modello uguale per tutti sarebbe responsabile" di abbattere gli organismi così diversi l'uno dall'altro come l' Edmontosaurus sulla terra e le ammoniti dai gusci a spirale nei mari, tra tante altre specie perse a causa del Cretaceo. La ricerca in Europa, Sud America, Asia e Australia sta appena iniziando a costituire la base di un quadro globale molto ricercato dell'evento di estinzione più famoso della storia.
"È come un gigantesco puzzle a cui abbiamo iniziato a raccogliere più pezzi", afferma Bamforth. L'immagine risultante di questo momento critico nella storia della Terra sarà rivelata solo nel tempo.