I primi animali: Burgess Shale

Nel periodo Cambriano, all’incirca 530 milioni di anni fa, il regno animale cambiò faccia. Gli studiosi definiscono questo evento “Esplosione cambriana”, o Big Bang della vita. Prima che si verificasse gli animali erano tutti invertebrati a corpo molle, simili a vermi, ed erano così da almeno 300 milioni d’anni. Poi, in meno di 5 milioni di anni, un batter d’occhio in scala geologica, quasi tutti i principali gruppi animali oggi presenti sulla Terra si svilupparono, si dotarono di parti dure, scheletri e corazze, si vestirono di luci e colori. La grande domanda è: perché? che cosa ha innescato la miccia? La light switch theory, la teoria dell’interruttore della luce, ritiene che responsabile principale di questo evento sia stata l’evoluzione di un organo molto particolare: l’occhio. Fino ad allora il mondo era praticamente cieco. L’evoluzione di un predatore capace di vedere le sue prede avrebbe innescato una serie di pressioni selettive capaci in breve tempo di rivoluzionare l’aspetto dei mari (dove allora era confinata la vita) e mettere le basi per ogni successivo sviluppo. I fossili di Burgess Shale (le argilliti di Burgess si trovano in una zona delle Montagne Rocciose del Canada) ci dicono che 540 milioni di anni fa un animale sviluppò occhi che formavano immagini. Il caso volle che fosse un trilobite, lontano parente dei ragni e dei gamberi. Presto avrebbe sviluppato anche l’abilità di nuotare, zampe e apparato boccale forti e prensili, diventando così un predatore attivo. Il primo predatore attivo sulla Terra capace di vedere. Per gli animali si accendeva finalmente la luce (prima di questo evento la luce del sole poteva essere percepita da semplici fotorecettori, ma non poteva essere usata dagli animali per ritrovarsi o riconoscersi). Ebbene, secondo la “teoria dell’interruttore della luce”: l’arrivo della visione ha scatenato l’esplosione del Cambriano. La reazione delle prede a un simile potentissimo predatore infatti sarebbe stata la più varia e immediata, pena la sopravvivenza. Si svilupparono corazze, armi di difesa, nuovi comportamenti, colori mimetici e di avvertimento, nuove strutture, nuovi piani anatomici. Si svilupparono 50 phyla (le grandi famiglie in cui viene suddiviso il mondo animale) e da allora non se ne svilupparono altre. Oggi ne rimangono 34.
Per rafforzare la “light switch theory”, iniziò così la ricerca di nuovi fossili. Fossili più antichi di quelli di Burgess Shale e che mostrassero già i segni dell’esplosione cambriana. Finalmente, nel 2012, un gruppo di paleontologi britannici, cinesi e svedesi ha pubblicato una relazione congiunta su diverse spedizioni effettuate nel Sud-Ovest della Cina, nelle colline e nei laghi della provincia dello Yunnan, la regione in cui sono stati trovati i fossili di Chengjiang. I fossili di Chengjiang rivaleggiano con quelli di Burgess Shale fin dal rinvenimento del primo esemplare avvenuto nel 1984 per il fatto che sono altrettanto ben conservati, al punto da rivelare anche le spine più fini, sottili come aghi, di alcuni animali. Ora i lavori degli studiosi britannici, cinesi e svedesi mostrano che questi reperti reggono il confronto con quelli di Burgess Shale anche per la varietà di forme viventi. Forniscono infatti un’ulteriore istantanea della vita del Cambriano, datata questa volta 525 milioni di anni fa. Ora sappiamo che l’Esplosione cambriana è avvenuta appena dopo l’introduzione della visione. Era la prova che cercavamo.
Quali animali sono rappresentati nei fossili di Chengjiang? Organismi talmente particolari e strani da non poter essere, a volte, classificati in nessuno dei gruppi di viventi che esistono oggi. Appaiono come le forme di vita più bizzarre che ci si possa immaginare. Tra questi animali non sono presenti solo invertebrati ma anche, il Myllokunmingia che può essere posizionato senza problemi in un gruppo molto vicino a noi: i cordati. In effetti è il primo cordato (cioè il primo animale dotato di spina dorsale), il primo antenato noto dell’uomo. Un suo cugino di 10 milioni di anni più tardi, Pikaia, un fossile di Burgess Shale, è protagonista del finale del famoso libro di Stephen Jay Gould, "La vita meravigliosa". Se questo animale non fosse sopravvissuto al Cambriano e non avesse dato vita a un nuovo ramo evolutivo oggi non saremmo certamente qui a esaminarne i fossili.
In quanto prodotto diretto dell’Esplosione cambriana, i fossili di Chengjiang ci dicono esattamente quando questo evento si è verificato. Adesso sappiamo che l’unico animale con parti dure vissuto prima del Big Bang della vita è il trilobite, proprio il trilobite dotato di occhi, i primi occhi della vita. E adesso, forti di una nuova e più accurata datazione, sappiamo che questo trilobite ha preceduto di appena 5 milioni di anni l’esplosione finale del Big Bang della vita. Insomma possiamo dire che l’Esplosione cambriana è durata 5 milioni di anni, il tempo necessario ai vermi per dotarsi di uno scheletro o di una corazza. Ed ecco che improvvisamente le parti dure che si sono evolute durante quel lontano Big Bang della vita ci appaiono come semplici adattamenti a un nuovo mondo in cui domina la capacità di scrutare e di vedere l’ambiente. Alcuni animali svilupparono gusci e spine, probabilmente con colori brillanti per segnalare visivamente la loro nuova corazza. Altri assunsero forme affusolate e pinne per chiarire ai trilobiti che per catturarli avrebbero dovuto faticare non poco. A partire dal Cambriano il dono della vista ha cominciato a dominare le leggi della vita. Oggi oltre il 95% di tutti gli animali multicellulari possiede occhi. Camminate in un campo pieno di animali e ne vedrete pochissimi: la vita si è adattata all’avvistamento. Agli occhi capaci di vederti e riconoscerti e non ai semplici recettori di luce che esistevano anche prima del Cambriano ma non consentivano di formare un’immagine. Se non si fosse sviluppata la capacità di vedere, probabilmente, non sarebbe mai nata la vita.