I più antichi vertebrati abissali

rivelati da strane tracce fossili

Un tassello mancante dell’evoluzione è stato scoperto nelle rocce dell’Appennino

Genova, 5 settembre 2023 – Rare tracce fossili rivelano la presenza dei primi pesci di mare profondo, anticipando di 80 milioni di anni l’inizio della colonizzazione delle piane abissali. Questa importante scoperta è stata presentata in un nuovo studio condotto da un gruppo internazionale di scienziati guidato dal paleontologo italiano Andrea Baucon.  Lo studio è stato pubblicato oggi dalla rivista PNAS – Proceedings of the National Academy of Sciences (https://doi.org/10.1073/pnas.2306164120), una delle riviste scientifiche più prestigiose al mondo.

“Quando ho trovato questi strani fossili, non potevo credere ai miei occhi”, afferma Baucon, che ha scoperto le tracce fossili di pesce in tre siti paleontologici situati nei dintorni di Piacenza, Reggio Emilia e Livorno. Il motivo dello stupore è l’età dei fossili, che precedono di milioni di anni ogni altra testimonianza di pesci abissali. I fossili appena scoperti risalgono all’inizio del Cretaceo (130 milioni di anni fa). “I nuovi fossili mostrano l’attività di pesci su un fondale marino dell’era dei dinosauri che era profondo migliaia di metri“, dice Baucon.

I fossili appena scoperti sono rari ed insoliti. Comprendono la traccia sinuosa lasciata dalla coda di un pesce che nuotava vicino al fondale, e le escavazioni prodotte da pesci in cerca di cibo. Queste tracce fossili non consistono di ossa, ma registrano il comportamento di pesci scomparsi da milioni di anni. Di conseguenza, i fossili appenninici segnano un punto critico nello spazio e nel tempo. È il punto in cui i pesci si sono allontanati dalla piattaforma continentale e hanno colonizzato un ambiente nuovo ed estremo, lontano dal loro habitat originario. “Le tracce fossili appena scoperte sono paragonabili alle impronte degli astronauti sulla Luna“, dice Baucon.

A migliaia di metri sotto la superficie dell’Oceano Ligure-Piemontese, i primi pesci di mare profondo affrontavano condizioni ambientali estreme. Oscurità totale, temperature prossime allo zero e pressioni colossali mettevano alla prova la sopravvivenza di questi pionieri dell’abisso. “Come se non bastasse, correnti torbide spazzavano le vaste pianure fangose pattugliate dai pesci in cerca di cibo”, afferma Luca Pandolfi. Tali condizioni estreme richiedevano adattamenti specifici, innovazioni evolutive altrettanto significative, al pari di quelle che hanno permesso la colonizzazione della terra e dell’aria (ad esempio, ali e zampe).

I fossili appena scoperti rappresentano non solo la testimonianza dei primi pesci di mare profondo, ma anche i primi vertebrati abissali. I vertebrati – gli animali con colonna vertebrale – si sono evoluti in mari poco profondi, per poi colonizzare ambienti terrestri, aerei ed abissali. Dei tre, è la colonizzazione degli abissi ad essere l’evento meno compreso dalla scienza. Infatti, gli ambienti abissali spesso precludono la fossilizzazione. “I fossili appena scoperti gettano luce su un capitolo altrimenti oscuro della storia della vita sulla Terra”, commenta Carlos Neto de Carvalho.

I fossili appenninici inducono a riconsiderare quali fattori potrebbero aver innescato la colonizzazione degli abissi. Baucon e colleghi propongono che il fattore scatenante sia stato il massiccio apporto di materia organica verificatosi tra Giurassico e Cretacico. La disponibilità di cibo favoriva gli organismi vermiformi che vivevano sul fondo. Questi, a loro volta, attiravano i pesci che li predavano grazie a specifiche tecniche di caccia. “Comportamento: è di questo che ‘parlano’ i nuovi fossili”, afferma Girolamo Lo Russo.

I ricercatori hanno utilizzato un approccio peculiare per interpretare i comportamenti di 130 milioni di anni fa. “Ci siamo rivolti ai mari attuali”, dice Fernando Muñiz. Baucon e colleghi hanno studiato il comportamento dei pesci direttamente nel loro habitat. “La chiave era nei litorali spagnoli ed italiani”, rivela Zain Belaústegui, riferendosi alle osservazioni a Spotorno, Paraggi (Liguria) e nella Laguna di Grado (Friuli-Venezia Giulia). “L’osservazione dei pesci moderni è stata illuminante” conferma Chiara Fioroni. Gli scienziati hanno esplorato le profondità dell’Oceano Pacifico per studiare le chimere, o squali fantasma. “A 1500 metri di profondità abbiamo incontrato una chimera che affondava la bocca nel sedimento. È stato uno sguardo al passato!” dice Thomas Linley.

I nuovi fossili sono identici alle strutture prodotte dai pesci moderni che si nutrono grattando o aspirando i sedimenti. Questo ricorda i Neoteleostei, il gruppo di vertebrati che include i moderni ‘pesci-lucertola’ (Bathysaurus). “Una caratteristica chiave dei Neoteleostei è l’apparato di alimentazione per aspirazione altamente sviluppato: i fossili appenninici potrebbero rappresentare una fase molto precoce della diversificazione dei Neoteleostei”, spiega Imants Priede. “Il presente è la chiave per il passato… e viceversa!” dice Mário Cachão.

I fossili appena scoperti potrebbero rappresentare il primo passo nelle origini della biodiversità dei vertebrati abissali. “I pesci sono un componente importante degli ecosistemi abissali attuali”, rivela Armando Piccinini. Questi ecosistemi avrebbero le proprie radici nei fossili appenninici, che testimoniano un evento fondamentale nella storia degli oceani. “I fossili appena scoperti riscrivono il ‘come’ ed il ‘quando’ della colonizzazione degli abissi. Essi contengono indizi fondamentali sulla presenza dei primissimi vertebrati di mare profondo, con importanti implicazioni non solo per le Scienze della Terra ma anche per le Scienze della Vita”, riassume Andrea Baucon.

Articolo scientifico

The earliest evidence of deep-sea vertebrates. Andrea Baucon, Annalisa Ferretti, Chiara Fioroni, Luca Pandolfi, Enrico Serpagli, Armando Piccinini, Carlos Neto de Carvalho, Mário Cachão, Thomas Linley, Fernando Muñiz, Zain Belaústegui, Alan Jamieson, Girolamo Lo Russo, Filippo Guerrini, Sara Ferrando, Imants Priede, Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume: 120, Issue: 37, DOI: 10.1073/pnas.2306164120

Immagini e video

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Presentazione dello studio

Il nuovo studio sarà presentato al pubblico e alla stampa nel corso di due conferenze presso il Museo di Storia Naturale di Piacenza (via Scalabrini 107, Piacenza). Le conferenze saranno presentate da Andrea Baucon, primo autore dello studio:

• Conferenza stampa: venerdì 22 Settembre 2023, 11.00. L’intervento è mirato ai giornalisti. In presenza dell’Assessore Fiazza.
• Presentazione pubblica: venerdì 22 Settembre 2023, 18.00. La presentazione è mirata al grande pubblico ed ai giornalisti.

Immagini

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◀ Questa roccia preserva le tracce fossili dei più antichi vertebrati abissali. Le tracce fossili sono rappresentate da escavazioni prodotte da pesci in cerca di cibo. Le escavazioni a forma di ciotola sono larghe 4 cm.

Image credit: Andrea Baucon.

▶ Mappa di elevazione del campione sovrastante. La roccia preserva tracce fossili di antichi pesci di mare profondo. I colori si riferiscono all’elevazione: il rosso indica i punti più rilevati del campione.

Image credit: Girolamo Lo Russo.

◀ A 1544 metri di profondità, una chimera nuota a poca distanza dal fondale. Nel nuovo studio, gli scienziati hanno studiato il comportamento dei moderni pesci di mare profondo per comprendere come si siano formati i fossili dell’Appennino. I risultati hanno rivelato le più antiche evidenze di pesci abissali al mondo.

Image credit: Thomas Linley, Alan Jamieson.

▶ Le due depressioni circolari sono escavazioni prodotte da antichi pesci mentre cercavano cibo. Rappresentano la più antica evidenza di pesci di mare profondo. Le strutture sono larghe 3 cm.

Image credit: Girolamo Lo Russo.

◀ Mappa di elevazione del campione soprastante. Grazie alla fotogrammetria, gli scienziati hanno studiato la morfologia delle tracce fossili di pesce, contribuendo anche alla loro conservazione.

Image credit: Girolamo Lo Russo.

▶ Una triglia produce un’escavazione circolare nel fondale del Mar Ligure. Il nuovo studio riporta strutture identiche nelle rocce dell’Appennino. I risultati indicano che si tratta delle più antiche evidenze di vertebrati abissali.

Image credit: Andrea Baucon.

◀ Questa traccia fossile è la pista lasciata da un pesce che nuotava vicino al fondo dell’Oceano Ligure-Piemontese 130 milioni di anni fa. Rappresenta l’attività dei più antichi vertebrati abissali.

Image credit: Andrea Baucon.

▶ Strati piegati nel sito paleontologico di Quercianella, vicino Livorno. Qui sono state trovate tracce fossili di pesci risalenti all’era dei dinosauri.

Image credit: Andrea Baucon.

◀ Il sito paleontologico di Quercianella. Andrea Baucon sta studiando le tracce fossile prodotte da pesci dell’era dei dinosauri: sono quelle dei più antichi vertebrati di mare profondo.

Image credit: Andrea Baucon.

▶ Calanchi di Vezzano sul Crostolo, nei pressi di Modena e Reggio Emilia. Qui, rocce del Cretaceo preservano le più antiche tracce fossili di pesci abissali.

Image credit: Armando Piccinini.

◀ La frana di Quaraglio vicino a Piacenza. In questo sito paleontologico gli scienziati hanno scoperto la più antica evidenza di vertebrati abissali al mondo.

Image credit: Girolamo Lo Russo.

▶ Andrea Baucon mentre cerca tracce fossili di pesci sull’Appennino.

Image credit: Armando Piccinini.

◀ Pista fossile lasciata da un pesce e ricostruzione di come è stata prodotta. 130 milioni di anni fa un pesce nuotava vicino al fondale, strisciandolo con la sua lunga coda.

Image credit: Andrea Baucon.

▶ Traccia fossile lasciata da un pesce e ricostruzione di come è stata prodotta. 130 milioni di anni fa, un pesce cercava le sue prede dirigendo un getto d’acqua contro il fondale.

Image credit: Andrea Baucon.

Videos

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▲ Questo video mostra una chimera che nuota sul fondo dell’Oceano Pacifico (profondità: 1544 m; Fossa delle Kermadec). La chimera affonda il muso nel sedimento per nutrirsi. Nel nuovo studio, gli scienziati hanno studiato il comportamento dei pesci attuali per capire il comportamento dei primi pesci abissali. Movie credit: Thomas Linley, Alan Jamieson. Dimensione dello scaricamento: 7 Mb.

▲ Utilizzando la fotogrammetria, gli scienziati hanno fornito un modello tridimensionale dei fossili studiati. Questi rappresentano l’attività dei più antichi pesci abissali. Movie credit: Girolamo Lo Russo. Download size: 32 Mb.

▲ Questo video mostra due escavazioni prodotte dai primi pesci abissali. Grazie alla fotogrammetria, gli scienziati hanno prodotto un modello tridimensionale dei fossili, utilizzando una mappa di colore per rappresentare l’elevazione del campione. Movie credit: Girolamo Lo Russo. Download size: 80 Mb.