Cosa ci mostrano i fossili?

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In Breve

I fossili ci forniscono una visione privilegiata della storia della vita, mostrandoci le forme e le caratteristiche che ha assunto la vita stessa nel passato. I fossili ci raccontano come le specie sono mutate nel corso di lunghi periodi della storia della Terra. Per esempio, nel 1998 gli scienziati hanno trovato un fossile di un animale di transizione tra le creature marine e quelle terrestri. Questo tetrapode aveva una pinna simile ad una zampa, confermando così una delle ipotesi della biologia evolutiva. Sebbene i ritrovamenti fossili non includano tutte le piante e gli animali vissuti sulla Terra, ci forniscono una sostanziale evidenza per la teoria della discendenza comune di tutte le forme di vita attraverso il processo evolutivo. I fossili sono un dono prezioso per lo studio della natura.

In Dettaglio

Evidenza di un cambiamento graduale

Gli organismi viventi sono cambiati significativamente nel tempo. Nelle rocce che hanno più di un miliardo di anni si trovano solamente fossili di organismi unicellulari. Passando alle rocce che hanno circa 550 milioni di anni, si possono ritrovare fossili di animali semplici, ma multicellulari. In rocce risalenti a 500 milioni di anni fa si trovano pesci antichi senza mascella e, in rocce di 400 milioni di anni, pesci con mascella. Gradualmente apparvero nuovi animali: gli anfibi 350 milioni di anni fa, i rettili 300 milioni di anni fa, i mammiferi 230 milioni di anni fa e gli uccelli 150 milioni di anni fa. Più le rocce sono recenti, più i fossili in esse contenuti assomigliano agli animali che vediamo oggi.

L’invasione della terraferma: dalle creature marine agli animali terrestri


Figura 1: illustrazione che mostra la pinna
fossile trovata nel 1998. La sua somiglianza
ad una zampa di tetrapode è una chiara indicazione
del cambiamento evolutivo graduale dalle creature
marine agli animali terrestri. La figura
è su gentile concessione del Dr. Falk,
tratta dal libro Coming to Peace, pagina 113.

I fossili dei primi animali terrestri, o tretapodi, sono presenti nelle rocce che hanno circa 370 milioni di anni. Nelle rocce più vecchie si trovano solo fossili di creature marine. Ma nel 1998 gli scienziati hanno trovato una pinna fossile, di 370 milioni di anni, con otto dita simile alle cinque dita che gli umani hanno nelle mani, come si vede nella Figura 1. Comunque, la pinna è senza dubbio quella di un pesce, il ché significa che questo fossile appartiene ad una importante forma animale di transizione.

Una delle grandi storie di successo nell’esame dei fossili è il ritrovamento di una quasi perfetta transizione fossile tra un vertebrato adattato all’acqua ed uno adattato alla terraferma. Il biologo evoluzionista Neal Shubin si mise alla ricerca per trovare una specie di transizione più completa della pinna del 1998. Determinò l’esatta età della roccia che ci si aspettava poter contenere un animale di transizione terra/acqua e poi con i suoi collaboratori stette quattro estati nell’Artico, sezionando le rocce di quell’età, per trovare il fossile cercato. Il risultato (vedere Figura 2, qui sotto) fu spettacolare.

Dai rettili ai mammiferi

I mammiferi fossili sono presenti in rocce non più vecchie di 230 milioni di anni, circa 70 milioni di anni dopo la comparsa dei primi rettili. Un gruppo di rettili, i cinodonti, sono comparsi circa 260 milioni di anni fa e sono diventati sempre più simili ai mammiferi nei fossili più recenti, circa 245 milioni di anni fa. Questo cambiamento può essere visto molto chiaramente nella struttura ossea dell’orecchio, come illustrato nella Figura 3.


Figura 3: come si vede nell’immagine qui sopra,
i fossili di transizione dei cinodonti riportano due giunti mascellari. Questi fossili si riferiscono ad un tempo in cui le ossa dentarie e squamose incominciavano a svolgere la funzione di giunto mascellare (“Hinge 2” nella figura). Questo permise all’osso quadrato e a quello articolare di evolvere nel secondo e nel terzo osso dell’orecchio dei mammiferi, come si vede sulla destra. La figura è su gentile concessione del Dr. Falk, tratta dal libro Coming to Peace, pagina 119. Originariamente: F. H. Pough, J. B. Heiser, and W. N. McFarland, Vertebrate Life, quarta edizione (Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1996), pagina 607.

Gli scienziati hanno trovato una specie di cinodonte, di poco anteriore alla comparsa dei mammiferi, che aveva un doppio giunto mascellare come quello dei mammiferi stessi. Un paio di ossa trovate anche in fossili di cinodonti precedenti sembra mostrare una lenta transizione verso la comparsa dell’orecchio. Nessun altro fossile fino ad ora trovato ha una struttura simile al cinodonte di transizione ed è al tempo stesso più antico dei primi mammiferi. Inoltre, probabilmente, poco dopo la comparsa dei mammiferi, questi cinodonti si estinsero. I fossili di cinodonte testimoniano la transizione dai rettili ai mammiferi.

Forme di transizione: poche e molto distanziate le une dalle altre

Le forme di transizione trovate hanno un’età corrispondente proprio al tempo in cui c’è stato il passaggio da una specie ad un’altra. Comunque, una obiezione comune è che sono stati trovati pochi fossili di transizione; per cui molte differenziazioni di specie non possono essere ricostruite in modo completo e senza discontinuità.

Ci sono molti motivi per questi “vuoti” nei resti fossili. Primo, la fossilizzazione è un evento molto raro. Inoltre, le specie di transizione tendono ad apparire in piccole popolazioni, per le quali un rapido cambiamento ambientale può costituire una spinta più forte all’evoluzione. E quindi, poiché la fossilizzazione è di per sé un evento raro, le popolazioni più piccole producono sicuramente pochi fossili. Il fatto che le specie di transizione siano comunque state trovate è di per sé rimarchevole e fornisce ulteriori prove dell’evoluzione graduale.

Il traduttore (About the Translator)

Corrado Ghinamo vive a Boves, Italia. Laureato al Politecnico di Torino, è dottore in ingegneria elettronica. Lavora per una ditta internazionale, in qualità di responsabile dello sviluppo organizzativo. La sua passione per la fisica, per l’astronomia e per le scienze naturali, insieme alla sua fede cristiana, lo hanno portato a scrivere e pubblicare alcuni libri in Italia. Il suo nuovo libro su scienza e fede, The Beautiful Scientist, già pubblicato in Italia con il nome “Il Creatore”, sarà pubblicato negli Stati Uniti all’inizio del 2013.

Corrado Ghinamo lives in Boves, Italy. He received a doctor’s degree in electronic engineering from the Polytechnic University of Turin. He works for an international company as the organizational development manager. His passion for physics, astronomy and natural sciences, together with his Christian faith, led him to become a published author in Italy. His new book about science and faith—The Beautiful Scientist—will be published also in the USA, at the beginning of 2013.