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Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation.

Assomigliava più al verme sull’amo di un pescatore che a qualsiasi pesce vivente che potremmo riconoscere oggi, ma si prende comunque il record per il più antico pesce conosciuto fino ad oggi.

I primi pesci fossili sono noti da resti fossili scarsi e spesso ambigui, e la ricerca pubblicata oggi su Nature ci dà la prima immagine chiara di ciò che questi primi pesci erano veramente.

Il pesce Metaspriggina walcotti di 518 milioni di anni era lungo circa 2 pollici, aveva un paio di grandi occhi sporgenti e piccole capsule nasali accoppiate. Respirava attraverso sette paia di branchie esterne. Aveva un’asta robusta che sosteneva la spina dorsale (notocorda) che permetteva lo sviluppo di forti bande muscolari a forma di W lungo tutto il corpo.

La sua capacità di nuotare velocemente era senza dubbio un fattore chiave per il suo successo nel vivere in mari precari abitati da enormi predatori come gli Anomalocaris.

Metaspriggina è stata scoperta e nominata per la prima volta nel 1993 perché si pensava allora che fosse imparentata con Spriggina della fauna ediacarana dell’Australia, datata a 560 milioni di anni fa.

I nuovi fossili mostrano rare caratteristiche dei tessuti molli come le impronte colorate del cuore, del fegato, dell’intestino e dei vasi sanguigni. I fossili provengono dai famosi siti di Burgess Shale in British Columbia, Canada, e sono stati descritti da Simon Conway Morris dell’Università di Cambridge e Jean-Bernard Carono del Royal Ontario Musuem sulla base di più di 100 nuovi esemplari.

Sull’origine dei pesci

Le origini dei pesci sono state a lungo avvolte nel mistero a causa della scarsa conservazione dei fossili privi di scheletri ossei. Altre creature simili ai pesci, come Myllokungmingia della stessa età, trovate nella Cina meridionale, hanno dubbi sulla loro natura di vertebrati.

Ma i nuovi ritrovamenti dissipano i dubbi perché mostrano chiaramente caratteristiche che si trovano solo nei veri vertebrati. Questa creatura è quindi altamente significativa per essere il primo passo nella lunga linea dell’evoluzione dei vertebrati che porta infine a noi umani.

Il primissimo passo di questa sequenza è rappresentato dai cordati, o creature con una notocorda che sostiene il loro corpo. Questi includono le ascidie, le cui larve hanno una forma simile a quella di un girino e nuotano attivamente prima di stabilirsi in una vita sedentaria, e i lanzichenecchi come Branchiostoma, che sono quasi come pesci senza pinne in molti aspetti.

Farsi una testa nella vita

I veri vertebrati hanno soprattutto vertebre e quelli con la testa ben sviluppata sono chiamati craniati. Il primo vero vertebrato come la Metaspringgina poteva mancare di vertebre ossee ma compensava con una testa ben formata con occhi appaiati e sacche nasali.

Più significativamente aveva sette paia di arcate branchiali ben sviluppate che erano esterne come nei pesci con mascelle, non posizionate internamente come nelle forme moderne senza mascelle come le lamprede e i pesci gatto. La Metaspriggina è accennata ad avere anche barre branchiali anteriori ben formate che presuppongono l’origine delle mascelle.

Ho chiesto a Simon Conway-Morris perché ritenesse questa nuova scoperta particolarmente significativa e lui ha risposto:

Avendo lavorato sui cordati di diversi siti cambriani, non ultimo il Pikaia con Jean-Bernard Caron, penso che per molti versi questa sia la scoperta più emozionante perché colma una lacuna davvero importante nella nostra conoscenza dell’evoluzione dei primi cordati.

Pikaia, un’altra creatura simile a un pesce dell’argillite di Burgess, è stata a lungo ritenuta il più antico antenato dei primi pesci, come discusso dal compianto Stephen Jay Gould nel suo libro Wonderful Life. Il recente lavoro di Conway-Morris lo ha sostituito come un pesce primitivo. Pikaia è ora considerato un protocordato, una bestia un gradino più in basso nella scala evolutiva rispetto ai veri pesci e più simile alle moderne lancette.

Le ossa del contendere

La prossima tappa significativa nell’evoluzione dei pesci è lo sviluppo delle ossa. L’osso si è formato prima nel derma o nella pelle e le piastre sono conosciute come osso dermico.

Il primo pesce che si è conservato con uno scheletro osseo dermico è vissuto circa 480 milioni di anni fa. Arandaspis era lungo circa 20 cm e nuotava nel poco profondo Mare Larapintine che allora copriva l’intera larghezza dell’Australia. Se la Metaspriggina aveva piastre di osso che avvolgevano la sua testa e la regione del tronco, sarebbe stata incredibilmente simile ad Arandaspis.

Risolvere i misteri della vita

La ragione per studiare questi fossili è quella di mettere insieme le tappe che hanno portato all’assemblaggio della pianta del corpo dei vertebrati superiori. Il più grande mistero che stiamo cercando di risolvere è esattamente come e quando i primi pesci con mascelle si sono evoluti da queste antiche forme ossee senza mascelle. I più antichi pesci con mascelle includono i placodermi corazzati e i pesci simili a squali spinosi.

Un nuovo pezzo del puzzle è venuto alla luce nel 2012 quando minuscole squame di pesce (1-2mm) che assomigliano a quelle dei moderni squali sono state scoperte negli stessi strati geologici in cui fu trovato Arandaspis nell’Australia centrale. Chiamate Tantalepis (che significa “squame stuzzicanti”), suggeriscono che pesci con mascelle avanzate vivevano nel mare Larapintine di 480 milioni di anni fa.

Se questa ipotesi può essere confermata trovando resti più completi, spingerebbe l’origine dei vertebrati con mascelle indietro di altri 50 milioni di anni e, significativamente, collocherebbe l’evento nella parte orientale del supercontinente Gondwana.

Lavoro sul campo

Ho avuto una visita piuttosto drammatica al sito fossile di Arandaspis nel 1993. Dopo aver viaggiato per tre giorni sulla Gunbarrel Highway da Perth, e dopo aver fatto il bush bashing fino alla località remota, ci accampammo e iniziammo a raccogliere fossili con entusiasmo.

Improvvisamente, senza preavviso, ci colpì un violento temporale. Venti scroscianti hanno distrutto le nostre tende mentre noi ci siamo rannicchiati all’interno del nostro veicolo, riparandoci dalla pioggia battente fino a quando il peggio è passato. Il giorno dopo siamo dovuti uscire mentre la pista era ancora percorribile, ma da allora non sono più tornato.

Solo tornando sul campo e raccogliendo i fossili più rari e significativi di questa epoca emergerà finalmente la verità sulla nostra lontana evoluzione.

Ho intenzione di tornare presto a raccogliere da questo sito. Speriamo solo che il tempo sia migliore questa volta.