“Non ho mai visto niente di simile prima” – Un insolito fossile di 550 milioni di anni risolve il paradosso dei fossili

La scoperta pionieristica di un fossile di spugna marina risalente a 550 milioni di anni fa fornisce nuove informazioni sull’evoluzione delle spugne e indirizza la futura ricerca sui fossili. Ricostruzione del sito di vita dell’Elicolosso sul fondale marino di Ediacaran. Credito: Yuan Xunlai

La ricerca fornisce nuove informazioni sull’evoluzione iniziale degli animali.

I ricercatori guidati da Shuhai Xiao della Virginia Tech hanno scoperto un fossile di spugna marina di 550 milioni di anni, evidenziando un divario di 160 milioni di anni nella documentazione sui fossili. Questo fossile, che suggerisce che le prime spugne fossero prive di scheletri minerali, fornisce nuove informazioni sull’evoluzione di uno degli animali più antichi e influenza il modo in cui i paleontologi cercano le spugne antiche.

A prima vista, la semplice spugna di mare non sembra una creatura misteriosa. Senza cervello. Niente pancia. Nessun problema, risale a 700 milioni di anni fa. Tuttavia, i convincenti fossili di spugna risalgono solo a circa 540 milioni di anni fa, lasciando un vuoto di 160 milioni di anni nella documentazione sui fossili.

In un articolo pubblicato il 5 giugno sulla rivista naturaIl geobiologo della Virginia Tech Shuhai Xiao e i suoi collaboratori hanno riferito di una spugna marina di “anni perduti” di 550 milioni di anni e hanno suggerito che anche le spugne marine più antiche non avevano ancora evoluto scheletri minerali, fornendo nuovi criteri per la ricerca di fossili perduti.

Il mistero della scomparsa delle spugne di mare ruota attorno a un paradosso. Le stime dell’orologio molecolare, che implicano la misurazione del numero di mutazioni genetiche che si accumulano nel tempo, suggeriscono che le spugne devono essersi evolute circa 700 milioni di anni fa. Tuttavia, nessun fossile di spugna convincente è stato trovato in rocce così antiche.

Per molti anni questo mistero è stato oggetto di dibattito tra zoologi e paleontologi.

Quest’ultima scoperta completa l’albero genealogico evolutivo di uno degli animali più antichi, spiegando la loro cospicua assenza nelle rocce antiche e collegando i punti alle domande di Darwin su quando si sono evoluti.

La scoperta pionieristica di Xiao

Xiao, recentemente nominato all’Accademia Nazionale delle Scienze, ha visto per la prima volta il fossile cinque anni fa, quando un collaboratore gli ha inviato la foto di un esemplare scavato lungo il fiume Yangtze in Cina. “Non ho mai visto nulla di simile prima”, ha detto Xiao, un membro della facoltà del College of Science. “Quasi immediatamente, ho capito che era qualcosa di nuovo.”

Xiao e i suoi colleghi dell’Università di Cambridge e dell’Istituto di geologia e paleontologia di Nanchino hanno iniziato a escludere le possibilità una per una: niente ascidie, niente anemoni di mare, niente coralli. Potrebbe essere un’elusiva spugna di mare antica, si chiedevano?

Shuhai Xiao, geobiologo della Virginia Tech, e i suoi colleghi hanno segnalato un fossile di spugna marina di 550 milioni di anni, colmando una lacuna nell’albero genealogico evolutivo di uno degli animali più antichi. Foto di Spencer Coppage per Virginia Tech. Credito: Spencer Coppage per Virginia Tech

In uno studio precedente pubblicato nel 2019, Xiao e il suo team hanno suggerito Le prime spugne non hanno lasciato fossili perché non hanno sviluppato la capacità di generare le strutture dure e aghiformi, note come spicole, che caratterizzano oggi le spugne marine.

I membri della squadra di Xiao hanno tracciato l’evoluzione delle spugne attraverso la documentazione fossile. Man mano che tornavano indietro nel tempo, le spicole delle spugne diventavano più organiche nella composizione e meno mineralizzate.

“Se si estrapola, le prime creature erano probabilmente creature dal corpo molle con scheletri completamente organici e privi di minerali”, ha detto Xiao. “Se questo fosse vero, sarebbero in grado di sopravvivere alla fossilizzazione solo in condizioni molto speciali in cui la rapida fossilizzazione prevale sulla decomposizione”.

Più tardi, nel 2019, il gruppo di ricerca internazionale di Xiao ha trovato un fossile di spugna conservato in tali condizioni: un sottile strato di roccia carbonatica marina nota per preservare un’abbondanza di animali dal corpo molle, inclusi alcuni microrganismi. I più antichi animali mobili.

“Il più delle volte, questo tipo di fossile si perde nella documentazione fossile”, ha detto Xiao. “La nuova scoperta fornisce una finestra sui primi animali prima che si sviluppino in parti solide”.

Nuova scoperta fossile e sue implicazioni

La superficie del nuovo fossile di spugna è costellata da una complessa serie di riquadri regolari, ciascuno suddiviso in riquadri più piccoli e identici.

“Questo modello specifico suggerisce che le nostre spugne marine fossilizzate sono strettamente legate a una specie particolare Classificare “È fatto di spugna di vetro”, ha detto Xiaoping Wang, ricercatore post-dottorato presso l’Istituto di geologia e paleontologia di Nanchino e dell’Università di Cambridge.

Un altro aspetto inaspettato della nuova spugna fossile è la sua dimensione. “Quando cercavo i primi fossili di spugna, mi aspettavo che fossero molto piccoli”, ha detto il collaboratore Alex Liu dell’Università di Cambridge. “Il nuovo fossile è lungo circa 15 pollici con una pianta del corpo conica relativamente complessa, che sfida molte delle nostre aspettative sull’aspetto delle prime spugne”.

Sebbene il fossile colmi alcuni anni mancanti, fornisce anche ai ricercatori importanti indicazioni su come cercare questi fossili, che si spera amplieranno in seguito la comprensione dell’evoluzione iniziale degli animali.

“La scoperta suggerisce che le prime spugne potrebbero essere state spugnose ma non vetrose”, ha detto Xiao. “Ora sappiamo che dobbiamo ampliare la nostra visione quando cerchiamo le prime spugne”.

Riferimento: “A Sponge Fauna from the Late Ediacaran Crown Group” di Xiaoping Wang, Alexander J. Liu, Zhi Chen, Chengxi Wu, Yarong Liu, Bin Wan, Qi Pang, Quanming Zhou, Shunlai Yuan e Shuhai Xiao, 5 giugno 2024, natura.
DOI: 10.1038/s41586-024-07520-y