L’era dei mammiferi

Quando un meteorite si è schiantato sulla Terra 66 milioni di anni fa, ha cancellato dall’esistenza le creature più forti e feroci del Pianeta: i dinosauri. Ma allora, come hanno fatto i nostri minuscoli, furtivi antenati a prosperare subito dopo quell’apocalisse?

Durante il Triassico, duecentoventicinque milioni di anni fa, due tipi di animali si separarono per andare ciascuno per la propria strada. Avevano avuto origine entrambi nel supercontinente chiamato Pangea, un unico blocco di terra che andava dal Polo Nord al Polo Sud, e avrebbero avuto destini diversi, ma sarebbero rimasti per sempre legati: un gruppo era destinato alla grandezza e in breve i suoi esponenti, giganteschi come aeroplani, avrebbero fatto tremare la Terra. L’altro gruppo sarebbe rimasto nell’ombra, ad aspettare il proprio momento. Questi ultimi erano i mammiferi. Noi. I nostri lontani antenati.

Facciamo un salto avanti di centosessanta milioni di anni, attraverso il Giurassico e fino alla fine del Cretaceo. Le temperature si sono alzate e abbassate, i livelli degli oceani anche e il supercontinente si è trasformato nei tanti continenti che conosciamo oggi. Per tutto questo tempo, dinosauri e mammiferi hanno convissuto, ma ciascuno per la propria strada: i mammiferi non superavano le dimensioni di un tasso e i dinosauri li tenevano al loro posto. Nello stesso tempo, i nostri astuti e pelosi antenati tenevano i dinosauri fuori dalle nicchie ecologiche delle creature più piccole: per questo motivo, non sono mai esistiti tirannosauri o triceratopi in miniatura.

Come navi nella notte, i mammiferi e i dinosauri continuarono a diversificarsi, ciascuno nell’ambiente che gli era congeniale: i dinosauri regnavano sulle foreste e le pianure durante il giorno, i mammiferi sul sottobosco, ben nascosti nell’oscurità.

E poi, in un istante, tutto cambiò. Sessantasei milioni di anni fa, un disastro improvviso sconvolse la forma del mondo e nel giro di pochi giorni, o mesi, o anni, lo status quo che era proseguito per centomila millenni fu rovesciato. I dinosauri – con l’eccezione di alcune particolari specie dotate di ali e piume, che sono diventate gli uccelli di oggi – non riuscirono ad adattarsi e si estinsero. Anche molti mammiferi provarono sulla loro pelle gli artigli della morte, ma alcuni riuscirono a venirne fuori: da questi audaci sopravvissuti sarebbe nata la successiva grande dinastia di dominatori della Terra.

Morti i dinosauri, i mammiferi sopravvivono

Senza rischiare di esagerare, possiamo affermare che quel giorno di sessantasei milioni di anni fa sia stato il peggiore nell’intera storia del nostro pianeta. Quando le mandrie di triceratopi si svegliarono quella mattina e cominciarono a masticare felci come loro solito, non avevano idea che un asteroide delle dimensioni del monte Everest fosse in rotta di collisione con la Terra. L’oggetto celeste attraversò l’atmosfera più veloce di un proiettile e, con la peggiore sfortuna dell’Universo, si schiantò su quella che oggi è la Penisola dello Yucatán, in Messico, esplodendo con la potenza di oltre un miliardo di bombe nucleari e aprendo una voragine larga centosessanta chilometri nella crosta terrestre. Terremoti colossali squassarono il terreno e tsunami inghiottirono le coste, l’atmosfera si trasformò in una fornace, le foreste avvamparono e dai cieli cadde una pioggia di lapilli incandescenti. Subito dopo, cenere e fuliggine saturarono l’atmosfera, precipitando la Terra nell’oscurità per molti anni. E, in una sorta di beffa finale, l’anidride carbonica liberata dall’impatto fece aumentare a dismisura la temperatura del Pianeta per millenni.

Gli effetti di queste catastrofi immediate, a medio termine e a lungo termine furono una vera e propria apocalisse. Gli ecosistemi crollarono come castelli di carte e il 75% delle specie esistenti morirono, facendo del disastro che pose fine al Cretaceo una delle cinque grandi estinzioni di massa nella storia della Terra. Le vittime più famose furono i dinosauri non aviani: mostri come il tirannosauro non avrebbero mai più calpestato il suolo della Terra. Scomparvero anche gli pterosauri (i rettili volanti) e molti dei rettili che popolavano gli oceani, come i plesiosauri e i mosasauri.

Ma in tutte le estinzioni di massa – almeno finora – ci sono stati dei sopravvissuti. E nel caso di cui stiamo parlando furono i mammiferi. Peraltro ricerche recenti e alquanto sorprendenti hanno dimostrato che anche loro rischiarono seriamente di seguire la sorte dei dinosauri: solo il 7% delle specie esistenti all’epoca sopravvisse all’apocalisse di fuoco e zolfo. Possiamo immaginarla come una versione planetaria della roulette russa: una pistola con un caricatore a dieci proiettili, nove dei quali sono presenti. Erano queste le probabilità che avevano i nostri antenati di venire fuori vivi dalla catastrofica fine del Cretaceo. Il che fa sorgere una domanda: perché alcuni mammiferi ce l’hanno fatta mentre i dinosauri e tanti altri mammiferi no?

Se si paragonano mammiferi e dinosauri, la risposta sembrerebbe ovvia: la maggior parte dei dinosauri era così grossa che impiegava molto tempo per passare da cucciolo ad adulto, oltre ad avere diete specifiche incentrate su pochi alimenti ben precisi. Caratteristiche del genere non si rivelarono per nulla favorevoli quando il mondo precipitò nel caos.

I mammiferi che sopravvissero, invece, erano completamente diversi: come dimostrato da una ricerca di Gregory Wilson Mantilla e del suo team del Dipartimento di Biologia dell’Università di Washington, si trattava di animali di taglia inferiore rispetto sia ai dinosauri sia ai mammiferi che si estinsero, il che permetteva loro di nascondersi meglio e forse di crescere e riprodursi più rapidamente. Inoltre, avendo diete più diversificate, non erano limitati dal bisogno di alimenti specifici, anzi potevano sopravvivere mangiando più o meno tutto quello che trovavano.

In un certo senso è come se la sopravvivenza fosse una partita di poker: per metà è fortuna, per metà è abilità. Ai dinosauri il destino aveva servito una pessima mano di carte, la peggiore in assoluto, e lo stesso ad alcuni mammiferi, in particolare gli antenati dei marsupiali (gli odierni mammiferi che tengono i loro piccoli nella tasca), che erano abbastanza comuni nel Cretaceo, ma che dopo il meteorite si estinsero quasi del tutto.

Altri mammiferi, per contro, si videro servita una mano assai migliore, che divenne il loro biglietto d’ingresso per il futuro: per la maggior parte si trattava di placentati, ossia specie che partoriscono piccoli già pienamente formati.

La rimonta dei placentati

Oggi i mammiferi placentati sono sulla cresta dell’onda: ne esistono oltre seimila specie, che costituiscono circa il 95% dei mammiferi odierni. Per fare un confronto, ci sono solo trecento specie di marsupiali dotati di tasca e appena cinque di monotremi, residui di un’epoca scomparsa, che ancora depongono uova (un esempio è l’ornitorinco).

I placentati odierni includono i pipistrelli, le balene, gli elefanti, i cani, i gatti, le scimmie e gli esseri umani. Insomma, le nostre radici vanno indietro fino all’epoca immediatamente successiva al meteorite, quando dal caos in cui era precipitato il Pianeta stavano emergendo nuovi ecosistemi.

Quando infine gli incendi si spensero, il Sole emerse dalle nubi di fuliggine e il riscaldamento globale cominciò a diminuire, i mammiferi che avevano iniziato a moltiplicarsi per popolare il Paleocene in arrivo (ossia il periodo tra sessantasei e cinquantasei milioni di anni fa) erano appunto placentati. Oltre a diversificarsi, crebbero di taglia per riempire le nicchie ecologiche lasciate libere dai dinosauri: entro poche centinaia di migliaia di anni apparvero placentati grandi come maiali e in un paio di milioni di anni arrivarono quelli grandi come mucche.

Alcuni dei fossili migliori di questo periodo “pionieristico” vengono dal Nuovo Messico, dove Thomas Williamson, professore presso l’Università dell’East Anglia, ha lavorato per decenni. Negli ultimi dieci anni al suo team ci siamo uniti anche io e miei studenti, e abbiamo aiutato a raccogliere un vero tesoro di denti, mascelle e scheletri di quei placentati che vissero nei primi milioni di anni dopo la caduta del meteorite.

Per dirla con parole semplici, i primi placentati erano creature bizzarre e i loro fossili hanno sconcertato gli scienziati fin dalle prime scoperte, avvenute negli anni Settanta e Ottanta del XIX secolo, durante una serie di ispezioni al terreno nella parte occidentale degli Stati Uniti. I loro strani scheletri presentano ossa massicce e suggeriscono muscoli spessi e una postura dondolante.

Non è facile classificarli secondo i canoni di oggi: in pratica, non si può dire che queste creature del Paleocene fossero in senso lato pipistrelli, o cani, o cavalli. Per gran parte del XX secolo i “placentati arcaici” sono stati fondamentalmente considerati delle stranezze dell’evoluzione, non degne di particolare attenzione scientifica. Ma quale sarebbe la loro parentela con i placentati di oggi? E che cosa sappiamo di come si muovevano, mangiavano e si sviluppavano?

La risposta era “molto poco” fino a tempi molto recenti. Due novità ci hanno finalmente permesso di togliere la maschera a questi pionieri del regno animale. La prima sono i numerosi fossili scavati dal team di Williamson in Nuovo Messico, più gli straordinari reperti trovati da Tyler Lyson e da Ian Miller in Colorado e varie altre scoperte in giro per il mondo. La seconda sono le nuove tecnologie, che ci permettono di studiare questi resti e capire meglio com’erano fatti realmente gli animali da cui provengono.

Tra i “placentati arcaici” troviamo animali come i pantodonti, i condilartri e i teniodonti: districare le loro genealogie non è impresa facile, ma il mio team all’Università di Edimburgo è al lavoro proprio su questo. Alcuni, come i teniodonti, potrebbero far parte del gruppo dei placentati più primitivi di tutto l’albero genealogico. Altri, come i condilartri, hanno caratteristiche anatomiche in comune con gli odierni animali dotati di zoccoli: potrebbero quindi essere antichi cugini di bovini ed equini.

Altre specie del Paleocene, come il Purgatorius, potrebbero appartenere alla genealogia dei primati, ossia essere antenati delle scimmie e dell’uomo.

Ma, quale che fosse la loro posizione nell’albero genealogico, questi animali svilupparono nuove caratteristiche e nuove forme di comportamento che permisero loro di adattarsi al mondo del Paleocene e di dare inizio a una nuova Era dei Mammiferi. Vari membri del mio laboratorio stanno svolgendo ricerche in tal senso: tra loro, Greg Funston, che praticando sottili incisioni in denti e ossa fossili ed esaminandole al microscopio, è in grado di stabilire le traiettorie di crescita degli animali cui appartenevano. In tal modo, ha scoperto che alcuni di essi crescevano nella placenta per sette mesi, un tempo ben più lungo di quello associato ai mammiferi non placentati.

Uno sviluppo così prolungato produceva piccoli di maggiori dimensioni, che si traducevano in adulti più grandi: forse è proprio per questo che le dimensioni dei mammiferi sono aumentate così tanto subito dopo la scomparsa dei dinosauri.

Di fatto i placentati “arcaici” del Paleocene crebbero di taglia così tanto e così in fretta che i loro cervelli non riuscirono a tenere il passo. È quel che è emerso da un progetto di Ornella Bertrand, che ha impiegato la tomografia computerizzata (CT) per scansionare crani fossili ed esaminare le relative dimensioni dei cervelli: ha così scoperto che, in rapporto alla massa corporea, il volume cerebrale dei mammiferi è diminuito dopo l’evento del meteorite. L’idea che i mammiferi scampati all’estinzione siano riusciti a prosperare, non grazie a un intelletto superiore, può sembrare controintuitiva, ma bisogna considerare che mantenere relativamente piccolo il cervello ha permesso loro di investire più energie nella crescita del corpo e nella diversificazione di dieta e locomozione.

Un altro studio eseguito da Sarah Shelley ha mostrato che i placentati “arcaici”, a dispetto dei loro scheletri generalmente “massicci”, erano capaci di vari generi di movimento, dallo scavare al correre all’arrampicarsi.

I placentati si modernizzano

Con il passare del tempo, mentre il Paleocene scivolava nell’Eocene, (56-34 milioni di anni fa), i nuovi ecosistemi dominati dai mammiferi si stabilizzarono e cominciarono anche a farsi un po’ affollati. Nel frattempo, la temperatura del Pianeta aveva ricominciato ad alzarsi e un evento di riscaldamento globale, che è stato chiamato Massimale Termico del Paleocene-Eocene, rese l’ambiente ancora più torrido. Ma, anche di fronte a questo ennesimo cambiamento climatico, i mammiferi si dimostrarono oltremodo resistenti: l’estinzione riguardò solo poche specie e, per contro, dai placentati “arcaici” si originarono i loro discendenti moderni, ovvero i bovini, gli equini e i primi primati veri e propri, che si diffusero in tutto il globo. E quando questi nuovi placentati impararono a lanciarsi da un ramo all’altro, immersero le zampe nell’acqua e trasformarono le loro braccia in ali, cominciò a diventare evidente quali forme i mammiferi avrebbero assunto nel mondo di oggi.

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STEVE BRUSATTE

Steve è paleontologo e docente presso l’Università di Edimburgo e autore del nuovo libro The Rise And Reign Of The Mammals (Picador), un’odissea lunga 325 milioni di anni che segue l’evoluzione dei mammiferi e gli scienziati che studiano i loro fossili.

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