Secondo una nuova analisi del Virginia Tech, le specie antiche potrebbero essersi evolute più lentamente e durare più a lungo, ma il ritmo dell’evoluzione è accelerato dopo le ere glaciali globali. Lo studio, pubblicato sulla rivista Science, mappa l’ascesa e la caduta della vita antica molte volte più antica dei dinosauri.
Se tutto il mondo è un palcoscenico e tutte le specie sono semplici attori, allora le loro uscite e le loro entrate si possono trovare nella documentazione rock.
Scheletri e conchiglie fossilizzati mostrano chiaramente come si sono svolte l’evoluzione e l’estinzione nell’ultimo mezzo miliardo di anni, ma una nuova analisi della Virginia Tech estende la carta della vita a quasi 2 miliardi di anni fa.
Il grafico mostra i relativi alti e bassi nel conteggio delle specie, raccontando agli scienziati l’origine, la diversificazione e l’estinzione della vita antica.
Con questo nuovo studio, la carta della vita ora include forme di vita risalenti all’Eone Proterozoico, da 2.500 milioni a 539 milioni di anni fa. La vita proterozoica era generalmente più piccola e molle – come le spugne marine che non sviluppavano scheletri minerali – e lasciava meno tracce da fossilizzare.
Il geobiologo della Virginia Tech Shuhai Xiao e i suoi collaboratori hanno pubblicato un’analisi ad alta risoluzione della diversità globale della vita proterozoica basata su una raccolta globale di dati fossili, pubblicata il 20 dicembre sulla rivista Scienza.
Xiao e il suo team hanno esaminato in particolare i reperti di antichi eucarioti marini, organismi le cui cellule contengono un nucleo. I primi eucarioti si sono poi evoluti negli organismi multicellulari a cui si attribuisce il merito di aver inaugurato un’era completamente nuova per la vita sulla Terra, compresi animali, piante e funghi.
“Questa è l’analisi più completa e aggiornata di questo periodo fino ad oggi”, ha detto Xiao, che recentemente è stato inserito nell’Accademia Nazionale delle Scienze. “E, cosa ancora più importante, abbiamo utilizzato un programma di correlazione grafica che ci ha permesso di ottenere una maggiore risoluzione temporale.”
La coreografia delle specie offre spunti critici sui percorsi paralleli dell’evoluzione della vita e della Terra.
Modelli osservati e intuizioni suggerite dall’analisi:
- I primi eucarioti sorsero non più tardi di 1,8 miliardi di anni fa e si evolsero gradualmente fino a un livello stabile di diversità da circa 1.450 milioni a 720 milioni di anni fa, un periodo giustamente noto come il “miliardo noioso”, quando i tassi di ricambio delle specie erano notevolmente bassi.
- Le specie eucariotiche del “noioso miliardo” potrebbero essersi evolute più lentamente e sono durate più a lungo di quelle arrivate dopo.
- Poi il cataclisma: la Terra Palla di neve, una spirale di temperature in picchiata, ha sigillato il pianeta nel ghiaccio almeno due volte tra 720 milioni e 635 milioni di anni fa. Quando alla fine il ghiaccio si sciolse, l’attività evolutiva riprese e le cose non furono più così noiose.
“Le ere glaciali sono state un fattore importante che ha ripristinato il percorso evolutivo in termini di diversità e dinamica”, ha detto Xiao. “Osserviamo un rapido turnover delle specie eucariotiche immediatamente dopo la glaciazione. Questa è una scoperta importante.”
I modelli, ha detto Xiao, sollevano molte domande interessanti, tra cui:
- Perché l’evoluzione eucariotica è stata lenta durante il “noioso miliardo”?
- Quali fattori hanno contribuito all’aumento del ritmo dell’evoluzione dopo le ere glaciali a palle di neve?
- Era ambientale, come i cambiamenti climatici e l’aumento del livello di ossigeno atmosferico?
- Si trattava di una corsa agli armamenti evolutiva tra diversi organismi che avrebbe potuto spingere le creature a evolversi rapidamente?
I futuri scienziati potranno utilizzare il modello quantificato per rispondere a queste domande e comprendere meglio la complessa interazione tra la vita sulla Terra e la Terra stessa.
I collaboratori dello studio includono:
- Qing Tang, primo autore, ex studente laureato e ricercatore post-dottorato, ora all’Università di Nanchino, così come gli ex studenti laureati Drew Muscente, ora alla Princeton Consultants, e Natalia Bykova, ora all’Università del Missouri, che hanno lavorato nel laboratorio di Xiao nel decennio passato
- Ricercatori dell’Università di Hong Kong; Università della California, Santa Barbara; Consulenti di Princeton; Università del Missouri; Accademia Russa delle Scienze; Università della California, Riverside; Accademia cinese delle scienze; e Northwest University (Cina)
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