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Fossili di grandi squali e mammiferi marini raccontano come è cambiato il Mediterraneo dopo la Crisi di Salinità del Messiniano

L’Università di Pisa ha partecipato a uno studio sulle conseguenze del “gigante salino” formatosi oltre cinque milioni di anni fa

Tra 7,2 e 5,3 milioni di anni fa, nell’intervallo di tempo che i geologi chiamano Messiniano, le specie marine del Mediterraneo furono decimate da un aumento vertiginoso di sale nelle acque del mare, con una perdita di biodiversità che riuscì a ricostituirsi solo nel corso di oltre un milione e mezzo di anni.  In uno studio appena pubblicato sulla rivista scientifica Science, un gruppo internazionale di geologi e paleontologi composto da 29 scienziati di 25 università e istituti di ricerca europei è stato in grado di quantificare tale perdita di biodiversità nel Mar Mediterraneo in corrispondenza della Crisi di Salinità del Messiniano e il successivo recupero biotico.

Guidato da Konstantina Agiadi dell’Università di Vienna, tale team di ricerca ha visto la partecipazione dell’Università di Pisa nelle persone del professor Giovanni Bianucci e del ricercatore Alberto Collareta, paleontologi del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa.

Sulla base di un estensivo censimento del registro fossile risalente al Miocene Superiore e al Pliocene Inferiore (da 12 a 3,6 milioni di anni fa), il team ha scoperto che i due terzi delle specie marine del Mar Mediterraneo del Pliocene Inferiore era differente da quelle presenti nel bacino precedentemente alla Crisi di Salinità del Messiniano. Solo 86 delle 779 specie endemiche del Mediterraneo (presenti, cioè, esclusivamente in tale bacino) sopravvissero agli sconvolgimenti ambientali conseguenti alla separazione dall’Oceano Atlantico.

In particolare, i due ricercatori dell’Università di Pisa hanno analizzato le evidenze paleontologiche dei popolamenti a squali e mammiferi marini del Mar Mediterraneo a cavallo di questo grande evento geologico.

“Mentre il registro fossile, nel suo complesso, suggerisce un drastico impatto della Crisi di Salinità del Messiniano sulle forme di vita presenti nel Mediterraneo – spiega Alberto Collareta – i fossili di squali offrono delle informazioni diverse e complementari. In particolare, il rinnovamento faunistico che si osserva nel Pliocene Inferiore – con la comparsa nel Mar Mediterraneo di forme moderne come lo squalo bianco (Carcharodon carcharias) e il declino di altri predatori apicali più tipici del Miocene (ad esempio il famoso ‘Megalodon’) – riflette fenomeni evolutivi e turnover faunistici osservabili alla scala globale più che eventi relativi dalla portata regionale. In questo senso, il biota mediterraneo che rinacque dalle ceneri della crisi messiniana fu dunque necessariamente altro rispetto a quello che aveva caratterizzato il bacino nel corso del Miocene”.

“Una dinamica simile si osserva anche nell’evoluzione della fauna a cetacei del Mediterraneo – osserva Giovanni Bianucci – con l’emergere e la rapida diversificazione dei delfini oceanici (famiglia Delphinidae) nel Pliocene Inferiore, come testimoniato da un eccezionale record fossile rinvenuto in Toscana, Piemonte ed Emilia-Romagna. Analogamente a quanto osservato per gli squali, la comparsa di forme moderne coincide con il declino di specie tipicamente mioceniche, come i grandi capodogli macropredatori. Il fatto che anche questo turnover tra i cetacei abbia avuto una portata globale suggerisce che la coincidenza temporale degli eventi non sia casuale: un fenomeno regionale, ma comunque catastrofico, come la Crisi di Salinità Messiniana, potrebbe infatti aver avuto ripercussioni su scala mondiale sugli ecosistemi marini”.

Nella foto: i due ricercatori, a sinistra Giovanni Bianucci, a destra Alberto Collareta
Nella foto: i due ricercatori, a sinistra Giovanni Bianucci, a destra Alberto Collareta

Questo nuovo studio apre a nuove prospettive sulla Crisi di Salinità Messiniana e provvede, per la prima volta, a una quantificazione sinottica delle conseguenze di tale crisi su molti gruppi di organismi marini. Allo stesso tempo, esso fornisce uno stimolo per ulteriori questioni di ricerca: dove si rifugiarono le poche specie endemiche del Mediterraneo miocenico che furono in grado di sopravvivere alla Crisi di Salinità Messiniana? Quale fu l’impatto dei molti altri “giganti salini” che punteggiano la crosta terrestre? Quale sono le lezioni che questo evento può insegnarci nell’attuale contesto di crisi biologica?

La Crisi di Salinità del Messiniano

Da oltre cinquant’anni la comunità scientifica si interroga sulle cause e le conseguenze della Crisi di Salinità del Messiniano, e soprattutto sull’impatto di un evento tanto eccezionale sugli ecosistemi mediterranei. Ipotesi contrastanti si sono confrontate – e talvolta scontrate – nel corso dei decenni: alcuni ricercatori hanno ipotizzato la quasi completa sterilizzazione di un Mar Mediterraneo divenuto eccessivamente salino, mentre altri hanno argomentato a favore della persistenza locale di corpi d’acqua a salinità normale e di ecosistemi francamente marini per tutta la durata della Crisi di Salinità del Messiniano.

Riconosciuto nelle sue proporzioni titaniche nei primi anni ’70 del secolo scorso, questo “gigante salino” si formò in un bacino in via di disseccamento a seguito dell’emersione dei corridoi marini che fino ad allora avevano connesso il Mediterraneo all’Oceano Atlantico nell’area ispano-marocchina garantendo l’afflusso costante di acque marine di origine atlantiche nell’arida regione mediterranea. Tali condizioni estreme si protrassero alcune centinaia di migliaia di anni: il ritorno a condizioni marine normali avvenne soltanto 5,3 milioni di anni fa, all’inizio dell’epoca pliocenica, in conseguenza dell’apertura dello Stretto di Gibilterra e a seguito di una breve fase in cui le acque mediterranee divennero salmastre.

Fossili di grandi squali e mammiferi marini raccontano come è cambiato il Mediterraneo dopo la Crisi di Salinità del Messiniano
Fossili di grandi squali e mammiferi marini raccontano come è cambiato il Mediterraneo dopo la Crisi di Salinità del Messiniano

 

Testo e immagini dal Polo Comunicazione CIDIC – Centro per l’innovazione e la diffusione della cultura dell’Università di Pisa.

Il Museo dei Botroidi di Luigi Fantini è un piccolo spazio che promuove la più grande collezione al mondo di botroidi. Si propone come obiettivo la conservazione del patrimonio locale e la sua condivisione col pubblico.

L’esplorazione della Val di Zena

La Val di Zena offre una grande varietà sotto l’aspetto speleologico, naturalistico, botanico, archeologico e non ultimo, geologico.  Situata nell’Appennino Bolognese, è una valle stretta con ampie zone a calanchi, caratterizzata da pochi e piccoli centri abitati.

Veduta della Val di Zena. Foto associazione Parco museale della Val di Zena

La ragione non è soltanto la sua conformazione poco adatta allo sviluppo di grandi centri urbani, bensì l’attività di preservazione del territorio e della sua storia ad opera dei suoi abitanti. I personaggi di spicco di questo movimento furono Francesco Orsoni e Luigi Fantini, a cui è dedicato il Museo dei Botroidi nella frazione di Tazzola.

Orsoni e Fantini furono instancabili esploratori della Val di Zena. Nel 1871 Orsoni scoprì la Grotta del Farneto, un importante deposito preistorico risalente all’Età del Bronzo. Dagli anni 30 del Novecento Fantini lavorò per tenere in vita la memoria di Orsoni e per continuare la sua opera di esplorazione e preservazione. Le fotografie scattate e il materiale raccolto in quasi cinquant’anni di attività, hanno popolato le vetrine del Museo Civico di Bologna e le pagine della pubblicazione Antichi Edifici della Montagna Bolognese (1972). Ed ora anche del Museo dei Botroidi.

Fantini sulla porta della casa natale al Farneto e mentre fotografa con la sua macchina fotografica a lastra sotto il Monte delle Formiche. Foto Gruppo Speleologico bolognese, dal sito Parco museale della Val di Zena

Il Museo dei Botroidi, un museo senza barriere

La filosofia dietro la realizzazione del museo è quella di una “geologia a portata di mano”. La visita non prevede l’esposizione in tradizionali vetrine: l’ospite è invitato a sperimentare la geologia attraverso tutti i sensi.

“L’idea nasce dalla volontà di rendere accessibile  in senso ampio il museo (non solo a chi ha disabilità ma anche a chi magari ignora certi argomenti) cercando di creare stimoli e curiosità verso il paesaggio, il suolo e l’ambiente” dice il suo curatore Lamberto Monti.

La visita al museo è possibile in completa autonomia e “permette di conoscere caratteristiche, forme e particolarità di fossili e minerali veri, toccando, manipolando e coinvolgendo attraverso sollecitazioni sensoriali. Il percorso è adatto a tutti; l’accessibilità non è uno strumento accessorio ma diventa parte integrante del museo.”

Museo dei botroidi di Luigi Fantini Lamberto Monti
Lamberto Monti durante un incontro con i ragazzi di una scuola in vista al Museo. Foto associazione Parco museale della Val di Zena

La location scelta è una stalla in roccia, restaurata in terra cruda e materiali naturali situata nel comune di Pianoro (Bologna).

L’allestimento è suddiviso in sezioni, principalmente a tema geologia ma anche archeologia e paleontologia. La sezione principale è quella relativa alla geologia della Val di Zena, che ripercorre l’evoluzione della valle a partire dal periodo Cretaceo (oltre 65 milioni di anni fa) fino al Pleistocene (0.8 milioni di anni fa).

Foto palma fossile di Idan J Grunberg

Grazie ai campioni esposti, il visitatore ha modo di scoprire che nell’epoca in cui la Terra era popolata dai dinosauri quest’area era occupata dall’Oceano Ligure. Può inoltre imparare dove andare alla ricerca del luogo dove furono trovati i resti fossili di una Balenoptera acuto rostrata, abitante di un mare caldo e tranquillo circa 5 milioni di anni fa ma abituata a risalire i corsi d’acqua verso la foce. Ed imparare cosa siano le “Scodellette del diavolo”. Spoiler: non servono a servire la zuppa!

Museo dei botroidi di Luigi Fantini
Interno del Museo Tattile dei Botroidi. Foto associazione Parco museale della Val di Zena

I botroidi

Il pezzo forte della zona e del museo è la più grande collezione al mondo di botroidi, sassi di origine pliocenica dalle forme antropomorfe. Per questa loro particolarità vengono chiamati anche “pupazzi di pietra”. Nei sotterranei del castello di Zena nel 2006 furono ritrovati più di 500 esemplari raccolti dal Fantini e questo diede la spinta per creare il museo come spazio per conservarli, tutelarli e farli conoscere.

Botroide della collezione Fantini. Foto associazione Parco museale della Val di Zena

Per definizione, tutte le forme rocciose simili a grappoli rientrano nella categoria dei botroidi. Si trovano nelle rocce clastiche pelitiche e finemente sabbiose, nel nostro caso nelle sabbie gialle che costituiscono la sezione più giovane dell’esposizione. Il visitatore può ammirare sia le forme locali raccolte dal Fantini sia quelle provenienti dai continenti africano ed americano (ad esempio Algeria ed Alaska).

Botroide della collezione Luigi Fantini. Foto associazione Parco museale della Val di Zena

Il museo offre anche visite guidate su richiesta e percorsi didattici geotattili per scuole. Inoltre, uno degli obiettivi del progetto è “coniugarsi con il territorio per un reciproco sviluppo, creare valore dalla relazione con la realtà geografica”. Vicino al museo passano importanti sentieri che sono parte integrante dell’esposizione: percorso CAI 815, Via Mater Dei e Via del Fantini.

Instagram: museo_dei_botroidi

Twitter: @museobotroidi 

Museo dei botroidi di Luigi Fantini
Interno del Museo dei Botroidi. Foto associazione Parco museale della Val di Zena

7 MILIONI DI ANNI FA IL COCCODRILLO AFRICANO ATTRAVERSÒ L’ATLANTICO E COLONIZZÒ IL NUOVO MONDO

 

La ricostruzione in 3D dei resti del cranio di un coccodrillo, ritrovato ad As Sahabi (Libia) e conservato per quasi un secolo presso il Museo Universitario di Scienze della Terra (MUST) della Sapienza Università di Roma, ha permesso di identificare nel rettile sahariano l’antenato degli attuali coccodrilli americani. I risultati dello studio, sviluppato da Massimo Delfino dell’Università di Torino in collaborazione con l’Università di Firenze e altri ricercatori italiani, sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports, permettendo di ripercorrere milioni di anni di storia evolutiva.

Dopo una lunga traversata dell’Oceano Atlantico, l’esploratore scorge in lontananza la terra ferma, un continente fino a quel momento sconosciuto, dove presto però sarebbe stata scritta una nuova storia.

Sembra la narrazione dell’approdo di Cristoforo Colombo nel Nuovo Mondo circa 500 anni fa, eppure si tratta di quanto emerge da un nuovo studio pubblicato sulla rivista Scientific Reports grazie al quale viene ricostruito un tassello della storia evolutiva dei coccodrilli. È possibile che alcuni esemplari di coccodrilli siano partiti circa 7 milioni di anni fa dal Nord Africa, e abbiano verosimilmente attraversato l’Oceano Atlantico per arrivare sulle coste del Sud America, dove si sono adattati e diversificati dando origine alle specie di Crocodylus, che ancora oggi abitano il continente americano.

La ricerca colloca il reperto africano del Miocene, identificato come Crocodylus checchiaialla base dell’albero evolutivo dei coccodrilli americani.

Libia
As Sahabi in Libia: è possibile che – 7 milioni di anni fa – esemplari di coccodrillo africano abbiano attraversato l’Oceano Atlantico

Il lavoro, sviluppato da Massimo Delfino dell’Università di Torino e coordinato da Raffaele Sardella, Direttore del Museo Universitario di Scienze della Terra (MUST) della Sapienza Università di Roma, in collaborazione con l’Università di Firenze, ha permesso di ricostruire in 3D l’unico “superstite” dei cinque crani fossili ritrovati agli inizi degli anni ‘30 nel corso di una spedizione scientifica in Libia, in una località del Sahara settentrionale chiamata As Sahabi. Il fossile studiato è stato conservato nelle collezioni del museo romano per quasi un secolo.

coccodrillo Atlantico Libia Crocodylus checchiai
Il cranio di Crocodylus checchiai ancora conservato al Museo Universitario di Scienze della Terra

“L’esemplare di Crocodylus checchiai – spiega Raffaele Sardella – è il cranio meglio conservato di questa specie vissuta nel Miocene, oltre 7 milioni di anni fa, in Africa, quando il Sahara era un territorio molto diverso da come appare oggi, popolato da grandi mammiferi e ricco di vegetazione e corsi d’acqua”.

 

“Abbiamo visto che il coccodrillo di As Sahabi condivide con le specie americane numerose particolarità anatomiche” – commenta Massimo Delfino, del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Torino“Ma non solo, abbiamo confrontato, grazie a specifici software, i dati ottenuti con le caratteristiche anatomiche di altre specie sia esistenti che fossili con lo scopo di realizzare una analisi filogenetica che ha chiarito che questa specie rappresenta una sorta di anello di congiunzione fra le specie africane e quelle americane”.

“Il nostro è un risultato di estrema importanza – afferma Lorenzo Rook dell’Università di Firenze – che valorizza le collezioni storiche di un giacimento paleontologico unico per la comprensione dei popolamenti faunistici dell’area circum-mediterranea alla fine del Miocene”.

Attraverso l’uso di scansioni tomografiche i ricercatori hanno ottenuto le immagini 3D sia dell’interno, sia dell’esterno del cranio. Le dimensioni della testa hanno permesso di stabilire che il coccodrillo fosse di età adulta e lungo poco più di 3 metri.

“L’uso di queste tecnologie – aggiunge Dawid A. Iurino, ricercatore del team che ha elaborato le TAC realizzate sul cranio libico, ora all’Università di Perugia – apre grandi prospettive nel campo della ricerca paleontologica e permette di analizzare elementi altrimenti impossibili da osservare”.

I risultati dello studio trovano infatti conferme anche da un punto di vista cronologico. Nel Nuovo Mondo infatti, i fossili più antichi di Crocodylus risalgono all’inizio del Pliocene (5 milioni di anni fa) risultando ben più recenti della specie studiata. È quindi possibile che durante il Miocene alcuni esemplari di C. checchiai (o una forma affine e ancora sconosciuta) abbiano attraversato l’Oceano Atlantico approdando sulle coste del sud America.

coccodrillo Atlantico Libia Crocodylus checchiai
Ricostruzione di Crocodylus checchiai: è possibile che esemplari di coccodrillo africano abbiano attraversato l’Oceano Atlantico

L’attraversamento di un così ampio tratto di mare, che nel Miocene era comunque più breve di oggi, potrebbe apparire sorprendente, ma tra i coccodrilli attuali esistono specie in grado di tollerare l’elevata salinità dell’acqua marina e di compiere ampi spostamenti in mare aperto sfruttando le correnti di superficie. Studi con tracciamento satellitare condotti su alcuni esemplari di coccodrillo marino australiano (Crocodylus porosus), hanno rivelato come, sfruttando le correnti, questi rettili siano in grado di percorrere in diversi giorni oltre 500 km in mare aperto.

I risultati di questo studio rappresentano un importante contributo per ricostruire la storia evolutiva e la paleobiogeografia dei coccodrilli, ovvero le modalità e i tempi con i quali questi rettili hanno colonizzato i diversi continenti raggiungendo la loro attuale distribuzione geografica.

 

Riferimenti:

Old African fossils provide new evidence for the origin of the American crocodiles – Delfino, M., Iurino, D., Mercurio, B., Piras, P., Rook, L., and Sardella, R., 2020, Scientific Reports  https://doi.org/10.1038/s41598-020-68482-5

 

Testo, video e immagine sul coccodrillo africano e l’attraversamento dell’Atlantico dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma e dall’Università degli Studi di Torino.