Le impronte trovate in Australia cambiano le teorie sull'origine dei rettili

Le caratteristiche impronte di artigli rinvenute su una lastra di roccia australiana risalente a 356 milioni di anni fa suggeriscono che i parenti dei rettili siano comparsi da 35 a 40 milioni di anni prima di quanto si credesse in precedenza.

Le impronte spostano anche indietro l'origine degli amnioti, un gruppo che comprende rettili , uccelli e mammiferi, e forniscono nuove prove su come gli animali siano passati dalla vita esclusivamente marina a quella sulla terraferma.

Gli amnioti rappresentano una parte cruciale della transizione dalla vita acquatica a quella terrestre, in quanto erano gli unici tetrapodi, ovvero creature con quattro arti, che si sono evoluti per riprodursi sulla terraferma.

In precedenza, i più antichi fossili e impronte di corpi associati agli amnioti risalivano a 318 milioni di anni fa, in Canada. Ma le nuove scoperte, pubblicate il 14 maggio sulla rivista Nature , mettono in discussione queste ipotesi consolidate e indicano che la trasformazione dai tetrapodi acquatici a quelli terrestri è avvenuta molto più rapidamente di quanto gli scienziati avessero immaginato.

"Sono sbalordito", ha affermato in una dichiarazione Per Erik Ahlberg, coautore dello studio e professore di biologia evolutiva e dello sviluppo presso l'Università di Uppsala in Svezia. “Una singola lastra di impronte, trasportabile da una persona, mette in discussione tutto ciò che pensavamo di sapere sull'evoluzione dei tetrapodi moderni.”

Secondo gli autori dello studio, il luogo della scoperta suggerisce che l'Australia, un tempo parte centrale dell'antico supercontinente meridionale Gondwana (che comprendeva anche le attuali Africa, Sud America, Arabia, Madagascar, Antartide e India), potrebbe essere il luogo ideale in cui cercare altri fossili di amnioti e rettili (e dove hanno avuto origine).

Riscrivere la storia evolutiva

La lastra di roccia, rinvenuta dai paleontologi amatoriali e coautori dello studio Craig Eury e John Eason nella Formazione Snowy Plains a Victoria, in Australia, sembra mostrare due serie di impronte dello stesso animale, che rappresentano le più antiche impronte artigliate mai scoperte.

La forma dei piedi è simile a quella di un moderno varano acquatico e, sebbene le dimensioni esatte dell'animale siano sconosciute, potrebbe aver assomigliato a una piccola creatura simile a un goanna, lunga circa 80 centimetri (31 pollici), secondo l'autore principale dello studio, John Long, professore di paleontologia alla Flinders University. I varani asiatici sono grandi lucertole originarie dell'Asia meridionale e sudorientale, mentre i varan sono grandi lucertole comuni in Australia.

Gli artigli ricurvi, una caratteristica specifica dei rettili, potrebbero aver permesso a questo primo tetrapode di scavare e arrampicarsi sugli alberi.

Secondo Ahlberg, l'animale che ha lasciato le impronte è il più antico rettile conosciuto e anche il più antico amniote conosciuto. E sta aiutando gli scienziati a decifrare come si sono evoluti i tetrapodi.

"La nostra nuova scoperta implica che le due principali linee evolutive che hanno portato ai moderni tetrapodi (una, la linea degli anfibi moderni, e l'altra, la linea che ha portato ai rettili, ai mammiferi e agli uccelli) si siano separate molto prima di quanto si pensasse, probabilmente già nel periodo Devoniano, circa 380 milioni di anni fa", afferma Long.

Prima di questa scoperta, si riteneva che il periodo Devoniano fosse un'epoca di primi tetrapodi simili a pesci e "pescipodi" come i Tiktaalik, che mostravano sia caratteristiche tipiche dei pesci sia dei primi tetrapodi e iniziarono a esplorare le coste in modo limitato.

Ma il nuovo studio rivela una diversità di tetrapodi grandi e piccoli, alcuni acquatici e altri in gran parte o interamente terrestri, che probabilmente vissero nello stesso periodo.

"Una delle implicazioni della nostra ricerca è che la diversità dei tetrapodi a quel tempo era maggiore e comprendeva forme più avanzate di quanto si pensasse in precedenza", ha scritto Ahlberg in una e-mail.

È fondamentale capire quando la vita ha compiuto la transizione da una forma completamente acquatica a una forma terrestre, perché questo rappresenta una delle più grandi tappe nell'evoluzione della vita, ha affermato Long. Questa transizione ha dimostrato che gli animali non dipendevano più dalla vita in acqua o in prossimità dell'acqua.

La transizione è avvenuta in parte perché gli amnioti si sono evoluti per riprodursi con uova dal guscio duro anziché molle.

"La migrazione dei vertebrati sulla terraferma è stata una fase importante e, in tale contesto, un passaggio fondamentale è stata l'evoluzione dell'uovo amniotico negli immediati antenati dei rettili e dei mammiferi", afferma Ahlberg. “Pertanto, questi eventi costituiscono un episodio chiave sia nella nostra ascendenza che nella storia del pianeta.”

Secondo Stuart Sumida, presidente della Society of Vertebrate Paleontology e professore di biologia alla California State University di San Bernardino, il nuovo studio sposta l'origine degli amnioti molto più indietro nel periodo Carbonifero, da 299 a 359 milioni di anni fa, il che consente un periodo molto più lungo per la diversificazione dei primi rettili. Sumida, autore di un articolo correlato che sarà pubblicato insieme allo studio, non è stato coinvolto nella nuova ricerca.

La ricerca dell'origine degli amnioti

Dal 1980 Long studia antichi fossili di pesci provenienti dal distretto di Mansfield, dove è stata rinvenuta la lastra.

"L'area di Mansfield ha prodotto molti fossili famosi, a partire dagli spettacolari pesci fossili rinvenuti 120 anni fa, fino ad arrivare agli squali antichi. Ma il 'Santo Graal' che abbiamo sempre cercato erano le prove di animali terrestri, o tetrapodi, come i primi anfibi. Molti avevano cercato queste tracce, ma non le avevano mai trovate, finché questa lastra non è arrivata nel nostro laboratorio per essere studiata", afferma.

I fossili rinvenuti nel distretto di Mansfield hanno già contribuito a far luce su come gli organi sessuali potrebbero essersi evoluti per la prima volta negli antichi pesci corazzati.

Ora i ricercatori vogliono scoprire quali altri esseri vivevano nel Gondwana oltre all'antico rettile da loro scoperto.

Queste scoperte hanno spinto i ricercatori ad ampliare la ricerca di fossili dei primi amnioti e dei loro stretti parenti ai continenti dell'emisfero australe, ha affermato Sumida.

"La maggior parte delle prime scoperte di fossili scheletrici di amnioti provengono da continenti originati dalle componenti settentrionali della Pangea", afferma Sumida in una e-mail. Queste scoperte suggeriscono che l'origine degli amnioti potrebbe essere in queste regioni. Ora mi sembra chiaro che dobbiamo estendere la nostra ricerca alle località del Carbonifero inferiore in Australia, Sud America e Africa.

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