Questa è la terza di una serie in cinque parti scritta da esperti presenti nella nuova mostra dello Smithsonian Hall of Fossils-Deep Time che apre l’8 giugno al National Museum of Natural History. La serie completa può essere trovata visitando il nostro Deep Time Special Report.
Contrariamente alla credenza popolare, diventare un fossile può essere facile invece che difficile, e i fossili possono essere abbondanti invece che rari. Tutto dipende da come è fatto un organismo, da dove vive e muore, e da cosa succede dopo nel processo polvere-polvere-conservazione o riciclo naturale.
Una sana dose di caso è presente quando si tratta di passare dal mondo vivente al record fossile. Come disse una volta un mio collega, “La vita dopo la morte è rischiosa”. Per la lunga durata – sopravvivere per milioni di anni e finire in una mostra al museo – di solito pensiamo che i resti di piante e animali debbano essere pietrificati, o meglio, infusi di minerali che li rendano duri come la roccia e durevoli nel tempo.
Ma – e questa è una sorpresa per molti – 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 che li salvano dalla distruzione e conservano parti del loro corpo con pochi cambiamenti per vasti periodi di tempo geologico.
Stiamo ancora scoprendo nuovi colpi di scena sulla strada della conservazione dei fossili. Prendiamo le piante, per esempio. Come tutti sanno, le piante sono composte 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 durissime, ma conservano ancora gli anelli di crescita e persino le strutture cellulari dell’albero un tempo vivente. Come succede?
Gli esperimenti hanno dimostrato che quando un albero è sepolto in sedimenti umidi con un sacco di silice disciolta, l’acqua porta lentamente la silice in piccoli spazi nel legno fino a quando il legno si trasforma in roccia. Ma non cambia totalmente, perché alcune delle parti organiche originali sono ancora intrappolate lì dentro, aiutando a preservare la struttura microscopica dell’albero. Elementi come il ferro e il manganese che arrivano con l’acqua possono colorare la silice, creando bellissimi modelli di rosso, marrone e nero, ma a volte questo distrugge i dettagli della struttura legnosa.
Un altro bell’esempio di fossilizzazione incompleta si trova nella nuova mostra “Fossil Hall-Deep Time” al Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian. Si tratta di un pezzo di legno che si è silicizzato all’esterno ma che 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 colpito, conservando il legno originale in una “scatola di roccia” senza decomposizione per i secoli. Incredibilmente, se si strofinava 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 questo dà a noi animali ossei un vantaggio incorporato rispetto a piante, meduse e funghi, per citare alcuni dei nostri compagni terrestri dal corpo morbido e facilmente riciclabile. Pensa a tutte le conchiglie che hai visto sulla spiaggia, alle barriere coralline rocciose, alle bianche scogliere di gesso di Dover in Inghilterra. Sono tutti formati da biominerali, il che significa che gli organismi li hanno costruiti mentre erano vivi, di solito per la forza e la protezione, e poi li hanno lasciati quando sono morti. Questi esempi sono tutti fatti di carbonato di calcio, cioè contengono carbonio, e i loro miliardi di scheletri sono stati responsabili della rimozione di grandi quantità di carbonio dall’atmosfera nei tempi passati.
Gli scheletri dei dinosauri possono avere tutta la gloria, ma i fossili più comuni sulla Terra sono i piccoli scheletri di microrganismi che vivono nell’acqua. Un numero incalcolabile può essere trovato nelle rocce antiche sollevate ed esposte che possono ora essere trovate sulla terraferma o sono ancora sepolte in profondità sotto gli oceani.
Micro-scheletri piovono giù 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 raggiungano il fondo. Dopo la sepoltura, i minuscoli gusci possono ricristallizzarsi o dissolversi a meno che non siano protetti da fango che blocca il flusso dell’acqua, e quelli che sopravvivono come fossili sono molto preziosi per i paleontologi a causa dei loro biominerali inalterati. Questo è un processo diverso da quello che succede con il legno pietrificato, che è per lo più trasformato in pietra. Infatti, 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 microfossili 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 nel momento in cui i microrganismi sono morti.
Un sacco di scienza attenta è andata nei test chimici che mostrano quali piccoli gusci sono invariati e quindi vanno bene per dedurre il clima passato, e quali no. Anche se li chiamiamo fossili perché sono vecchi e sepolti profondamente nella roccia, molti di questi micro-scheletri non sono stati modificati quando sono stati conservati sottoterra. Invece, sono stati racchiusi all’interno di sedimenti fangosi, che si sono trasformati in pietra intorno a loro. Anche le piccole parti cave interne delle conchiglie sono riempite di fango, impedendo loro di essere schiacciate dai pesanti strati di roccia che sigillano le loro tombe.
Il più delle volte gli scheletri ossei e le parti degli alberi non hanno la possibilità di fossilizzarsi perché tanti altri organismi corrono a consumare i loro nutrienti subito dopo la morte: “Non si è mai così vivi come quando si è morti”. Ed è così vero. I microbi, così come gli insetti, infestano rapidamente gli animali e le piante morte, e noi umani lo consideriamo abbastanza disgustoso.
Ma questi decompositori vogliono solo i gustosi pacchetti di tessuti morti e biominerali tutti per loro. Ecco perché le carcasse cominciano a puzzare poco dopo la morte degli animali: i microbi creano sostanze chimiche nocive che scoraggiano gli esseri più grandi a rubare il loro cibo. Lo stesso vale per le piante. Frutta e verdura decadono presto perché muffe e batteri sanno come allontanare altri potenziali consumatori. Quando buttiamo un pomodoro marcio nella spazzatura – o preferibilmente nella compostiera – questo permette ai microbi di fare le loro cose: crescere e riprodursi e continuare a perpetuare la loro specie.
Tutto ciò che sfugge alle potenti, e spesso puzzolenti, forze del riciclaggio ecologico ha la possibilità di diventare parte del record fossile. Le ossa delle nostre bestie fossili preferite nella Sala del Tempo Profondo sono state trasformate in pietra dall’aggiunta di minerali nei loro pori, ma (come per il legno pietrificato), alcuni dei biominerali originali sono di solito ancora lì. Quando si tocca il vero omero (osso dell’arto anteriore) di un Brachiosauro nella nuova mostra, ci si connette con alcuni dei biominerali dell’osso originale della gamba di quel gigantesco sauropode che calpestò il terreno 140 milioni di anni fa.
Come foglie di piante, polline e insetti diventano fossili è più simile a quello che succede ai microrganismi marini. Devono essere rapidamente sepolti nei 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 essere letteralmente staccata dalla roccia, sembrando qualcosa del vostro giardino, anche se era viva milioni di anni fa in una foresta scomparsa da tempo.
Quindi, la linea di fondo sulla trasformazione di parti di animali e piante in fossili è che a volte questo significa un sacco di cambiamenti e a volte non così tanto. Va bene essere pietrificati, ma anche essere racchiusi in una roccia impenetrabile, catrame o ambra funziona, e questo può anche preservare pezzi di DNA antico.
È una fortuna per noi che ci siano più modi per formare i fossili, perché questo significa più messaggeri dal passato. I fossili ci raccontano diverse storie sulla vita antica sulla Terra – non solo chi erano gli animali e le piante e dove vivevano, ma come si sono conservati come fortunati sopravvissuti del Tempo Profondo.
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