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    Le impronte fossili nella Nurra raccontano “i primi passi” dopo la più grande estinzione del Pianeta

    Nel cuore della Nurra, nel nord-ovest della Sardegna, a pochi passi dal promontorio di Capo Caccia, un campeggio stagionale celava un segreto preistorico. Alcuni blocchi di arenaria usati come recinzione mostravano strane depressioni. Nel 2017, un gruppo di paleontologi ha riconosciuto in quelle forme le prime impronte di tetrapodi del Triassico mai scoperte in Sardegna. Le orme provengono da blocchi staccatisi dalla parte medio-superiore delle Arenarie di Cala Viola, una formazione geologica risalente all’Anisico (circa 245 milioni di anni fa). Il ritrovamento è eccezionale: si tratta della prima testimonianza diretta della fauna terrestre che ha popolato l’isola subito dopo la più grande estinzione di massa della storia, quella di fine Permiano. Per capire l’importanza di questa scoperta, bisogna ricordare che l’estinzione di fine Permiano, avvenuta circa 252 milioni di anni fa, fu l’evento più drammatico nella storia della vita sulla Terra. Oltre il 90% delle specie marine e circa il 70% di quelle terrestri scomparvero in un lasso di tempo geologicamente brevissimo, probabilmente a causa di una combinazione di imponenti eruzioni vulcaniche, cambiamenti climatici estremi e collasso degli ecosistemi. I pochi sopravvissuti si trovarono in un mondo instabile e ostile, ma quasi privo di competitori. Il Triassico rappresentò quindi un’epoca di lenta rinascita: nuovi gruppi animali si diversificarono, colonizzando nuovamente terre e mari. Le impronte rinvenute in Sardegna appartengono proprio a questo momento di transizione, quando la vita muoveva i primi passi verso una nuova era dominata dagli arcosauri e, più tardi, dai dinosauri.

    Le impronte trovate, lunghe circa 1 cm, sono state analizzate con tecniche di fotogrammetria digitale 3D, che hanno permesso di ricostruire con precisione la loro forma e profondità. Sono orme minuscole, ma incredibilmente dettagliate, lasciate da animali leggeri su un terreno sabbioso e umido. La maggior parte delle tracce è riferibile all’ichnogenere Rhynchosauroides: orme pentadattili (cinque dita), con dita affusolate e divergenti, attribuite a piccoli neodiapsidi, probabilmente simili ai prolacertiformi. Altre presentano caratteristiche diverse: tre dita parallele e dritte, un dito ridotto e artigli evidenti. Queste sono assegnate a Rotodactylus, un ichnogenere attribuito a piccoli dinosauromorfi basali, considerati parenti stretti dei primi dinosauri.

    L’ambiente in cui queste impronte si sono conservate era una pianura alluvionale semi-arida, attraversata da canali effimeri e soggetta a brevi inondazioni. Le orme si sono formate su banchi di sabbia umida subito dopo una piena e si sono conservate grazie al rapido deposito di sedimenti fini. Queste tracce raccontano un mondo che stava lentamente riprendendosi dopo l’estinzione del Permiano. Animali piccoli, veloci e leggeri si muovevano su suoli sabbiosi e asciutti in cerca di insetti o rifugi. Nessun resto osseo è stato finora rinvenuto, ma le impronte testimoniano la presenza attiva, in Sardegna, di tetrapodi terrestri già nel Triassico medio.

    Ricostruzione di: 1) Rhynchosauroides e 2) Rotodactylus.
    Fonte: (modificato da) Fabio Manucci

    Un ponte tra Permiano e Triassico

    Il ritrovamento delle impronte triassiche nelle Arenarie di Cala Viola completa idealmente il quadro già noto dal vicino Permiano della Formazione Cala del Vino, dove sono stati scoperti i fossili di Alierasaurus, di un predatore sfenacodonte e le orme di Merifontichnus. Queste nuove impronte appartengono a un mondo diverso: è il Mesozoico che avanza, è il tempo dei primi dinosauri e dei loro parenti più prossimi. Sebbene non siano state trovate ossa, l’orma di Rotodactylus rappresenta un potenziale indizio della presenza di dinosauromorfi in Sardegna già 245 milioni di anni fa. Un indizio che getta nuova luce sulla colonizzazione terrestre post-estinzione e sul ruolo dell’area mediterranea nella diffusione dei primi arcosauri.

    Le impronte fossili di Rhynchosauroides e Rotodactylus scoperte nella Nurra sono più di semplici tracce: sono messaggi nel tempo. Raccontano la resilienza della vita, la capacità degli ecosistemi di rigenerarsi e il lento ma inesorabile cammino evolutivo che, pochi milioni di anni più tardi, avrebbe portato al dominio dei dinosauri.

    La Sardegna si conferma una terra preziosa per ricostruire il passato più remoto della vita terrestre. E queste piccole orme, scoperte quasi per caso, ci ricordano che ogni roccia può nascondere una storia lunga milioni di anni.

    A) Da sx a dx: fotografia ravvicinata dell’impronta, Rhynchosauroides; disegno del contorno dell’impronta; mappa tridimensionale ad elevazione con falsi colori; B) Da sx a dx: fotografia ravvicinata dell’impronta, Rhynchosauroides; disegno del contorno dell’impronta; mappa tridimensionale ad elevazione con falsi colori; C) Da sx a dx: fotografia ravvicinata dell’impronta, Rotodactylus; disegno del contorno dell’impronta; mappa tridimensionale ad elevazione con falsi colori. Le barre di scala corrispondono a 1 cm.
    Fonte: Citton et al., 2020
    Articolo Originale

    Immagine di copertina: ricostruzione paleoambientale dell’area di studio durante l’Anisico, Rhynchosauroides (dx) e Rotodactylus (sx).
    Fonte: Fabio Manucci in Citton et al., 2020

    Quando la vita sulla Terra fu a un passo da scomparire per sempre

    Il recupero delle comunità terrestri dopo la grande estinzione di massa Permo-Triassica

    L’estinzione di massa al limite Permiano-Triassico può essere considerata come la più grande crisi biotica sperimentata dal nostro pianeta nel Fanerozoico, con un estinzione di specie sia marine che terrestri che superò il 90%. L’ipotesi ad oggi maggiormente accettata per spiegare la grande estinzione prevede una eruzione iniziale dell’enorme provincia ignea dei Trappi Siberiani, con l’eruzione stimata di oltre 1000 gigatonnellate di lave, e risultante immissione nell’atmosfera di una quantità enorme di aerosol solfatici e metano. Questi gas serra hanno dunque portato a un consistente riscaldamento globale e alla produzione di piogge acide, causando direttamente la morte di gran parte della vegetazione e un’intensiva erosione del suolo. Una crisi profonda delle piante, ovvero produttori primari negli ecosistemi, ha necessariamente portato al collasso di gran parte delle catene trofiche all’inizio del Triassico.

    A una crisi di tale portata ha fatto seguito un lungo periodo di recovery nel Triassico Inferiore e Medio che ha totalmente rivoluzionato la struttura complessa degli ecosistemi sia marini che terrestri: un processo che ha influenzato enormemente il corso dell’evoluzione dei tetrapodi nel resto del Mesozoico e per tutto il Cenozoico. Dopo l’estinzione infatti si assiste alla comparsa di gruppi totalmente nuovi, tra cui ad esempio decapodi e rettili marini negli oceani e nuovi tetrapodi sulla terra ferma. Tra gli arcosauri compaiono per la prima volta gli avemetatarsali, linea che porterà all’evoluzione dei dinosauri e degli pterosauri.

    Il processo di ripresa degli ecosistemi sia marini che terrestri fu estremamente lungo e graduale, per una combinazione di perturbazioni ambientali ancora in atto per un lungo periodo e il rinstaurarsi di interrelazioni complesse tra le specie nei nuovi ambienti disponibili. Il Triassico Inferiore fu infatti caratterizzato de perturbazioni climatiche estreme, con condizioni anossiche (assenza di ossigeno) e alcaline negli oceani che rendevano difficile la ripresa degli ecosistemi, e un aumento considerevole della temperatura con espansione dei deserti e fasce aride alle alte latitudini nord e sud. I livelli di ossigeno diminuivano costantemente mentre aumentavano quelli della CO2, con ripetute crisi assimilabili a “effetti serra” che ebbero un’influenza consistente sul tempo e modo della ripresa della vita.

    Considerando la grande importanza del Triassico Inferiore per la ristrutturazione degli ecosistemi dopo la grande estinzione di massa Permo-Triassica, un gruppo di ricerca, coordinato da Marco Romano della Sapienza, Università di Roma, in collaborazione con Massimo Bernardi e Fabio Massimo Petti del MUSE – Museo delle Scienze di Trento, Bruce Rubidge e John Hancox della University of the Witwatersrand di Johannesburg in South Africa e Michael J. Benton della University of Bristol (UK), ha analizzato nel dettaglio il record di tetrapodi in tutto il mondo proveniente da depositi riferiti al Triassico Inferiore.
    I dati, raccolti da oltre 25 paesi, hanno portato alla costruzione di un grande dataset formato da circa 7000 esemplari, che ha permesso per la prima volta un’analisi semi-quantitativa circa la distribuzione e abbondanza relativa delle faune subito dopo la grande estinzione.

    “Elemento fondamentale della ricerca è stata l’integrazione dei classici dati scheletrici con le evidenze icnologiche, ovvero le impronte fossili dei vertebrati. È abbastanza noto che gli ambienti sedimentari che conservano gli scheletri molto spesso non conservano le impronte e viceversa. Ne segue che considerando solo una delle due evidenze si corre il rischio di lavorare su un record in realtà frammentario e non completo, elemento che può portare anche a conclusioni perlopiù errate o fuorvianti” ha spiegato Marco Romano.

    I risultati della ricerca, in grado di far luce su uno dei momenti più importanti per la storia sul nostro pianeta, il momento in cui la vita sulla Terra fu a un passo da scomparire completamente, sono stati pubblicati questa settimana sulla prestigiosa rivista Earth-Science Review in uno studio dal titolo Early Triassic terrestrial tetrapod fauna: a review.

    Studi classici sul recupero dopo la grande estinzione hanno sempre sottolineato una marcata uniformità e cosmopolitismo delle faune terrestri nel Triassico Inferiore in tutta la Pangea. Il nuovo studio diversamente sottolinea una regionalizzazione molto marcata delle faune e dei diversi gruppi, con organismi distribuiti in modo non uniforme nella varie zone e fasce paleoclimatiche in larga parte in connessione con le loro richieste ecologiche. Ad esempio i temnospondili, gruppo strettamente collegato alla presenza di acqua sia per la riproduzione che per l’alimentazione, mostrano una maggiore concentrazione alle alte latitudini nord e sud dove, nonostante il riscaldamento globale del Triassico Inferiore, poteva trovarsi un clima temperato che permetteva la persistenza di specchi d’acqua dolce. Altri gruppi meno legati strettamente ad ambienti acquatici come gli arcosauri o i lepidosauri occupavano maggiormente le zone delle medie e basse latitudini, essendo pre-adattati a condizioni di aridità estrema.

    Recentemente, inoltre, alcune ricerche avevano individuato la così detta “fascia della morte” o “death belt” per la vita nel Triassico Inferiore: una zona cioè totalmente priva di esseri viventi a causa delle temperature e aridità estremamente elevate che, secondo questi studi, si estendeva tra le paleolatitudini 15°N e 31° S. Nel nuovo studio Romano e colleghi hanno dimostrato come in realtà questa fascia abbastanza ampia derivi essenzialmente dal fatto di considerare solo i resti scheletrici, ignorando completamente le impronte dei tetrapodi. Impronte che diversamente per loro stessa natura sono necessariamente in posto, ovvero si trovano dove sono state lasciate, e non possono essere rimaneggiate o trasportate (processi che invece interessano spesso le carcasse degli organismi dopo la morte). Nel nuovo studio, includendo anche le numerose impronte descritte per il Triassico Inferiore, è stato possibile restringere la fascia di totale assenza di tetrapodi tra i 30°Nord e 40°Sud.

    In fine, i risultati ottenuti con la cluster analysis, metodo che permette tramite software specifici di unire in gruppi le paleo-regioni con la composizione di faune più simili, ha fornito risultati del tutto consistenti con le ricostruzioni paleogeografiche trovate in letteratura. Altro elemento molto interessante risulta che tale composizione delle faune (abbondanza relativa dei diversi gruppi) dopo il recupero nel Triassico Inferiore risulta essere del tutto sovrapponibile a quella ottenuta per il Permiano Superiore da Bernardi e colleghi. Quindi, nonostante l’effetto devastante sulla vita della più grande estinzione di massa, gli ecosistemi dopo il recupero sembrano mantenere una sorta di “impronta” ereditata da prima della grande crisi. Un elemento molto interessante su cui varrà la pena concentrare gli studi futuri.

    Figura 2. Risultati della cluster analysis basata sulle liste faunistiche e le abbondanze relative dei diversi taxa, plottata sopra una mappa paleobiogeografia del Triassico Inferiore. Le affinità riscontrate indicano tre maggiori raggruppamenti (cluster) per il Triassico inferiore, del tutto coerenti con le occurrence dei tetrapodi e la distribuzione paleoclimatica (originale in Romano M. et al. 2020. Earth-Science Reviews).

    Copertina: Composizione delle faune a tetrapodi e abbondanze relative degli 11 ecosistemi meglio documentati per il Triassico Inferiore, rappresentati secondo le paleolatitudini (originale in Romano M. et al. 2020. Earth-Science Reviews).