2 I fossili, tracce del passato

Nelle rocce sedimentarie si trovano talvolta del fossili che testimoniano l’esistenza di esseri viventi diversi da quelli attuali, vissuti nel passato. La scienza che studia i fossili è la paleontologia, da due termini greci che significano “studio del passato”. I paleontologi, studiando i fossili, hanno ricostruito la storia della Terra e della vita su di essa.


Che cos’è un fossile?
Probabilmente l’idea che hai di un fossile è rappresentata dallo scheletro di un dinosauro visto in qualche museo; non è un’idea sbagliata, visto che le parti di un essere vivente che si trasformano più facilmente in fossile sono proprio gli scheletri per i vertebrati ( 2 ) e i rivestimenti esterni duri (esoscheletri) per gli invertebrati ( 3 ). Sarai quindi stupito di vedere nelle fotografie che seguono anche l’impronta di un vegetale ( 4 ) e quella di un animale rimasta impressa su un’antica spiaggia ( 5 ). Un fossile (dal latino fossilis, “che si ottiene scavando”) è qualunque traccia lasciata dalla vita del passato: può essere il resto di un intero organismo, una sua parte, un osso, un dente, il guscio della conchiglia; può essere anche un’impronta o la traccia di un passaggio.

2 Scheletro di un pesce in un calcare di Bolca (Verona).
3 Gusci di ammonite in rocce calcaree. 
4 Impronta di felci su un’arenaria. 
5 Impronta di dinosauro su una spiaggia del passato.

Il numero di specie fossili fino a ora identificate è molto piccolo rispetto a quello delle specie viventi. I fossili rappresentano quindi solo una piccola parte delle forme di vita comparse sulla Terra e la fossilizzazione, cioè l’insieme dei processi che trasformano i resti di un vivente in fossile, è un evento raro.
Perché la fossilizzazione è un evento raro?
I tre disegni ricostruiscono le principali tappe di una fossilizzazione.

a 200 milioni di anni fa: le ammoniti, molluschi marini ormai estinti, vivono nei mari. Alla morte si depositano sul fondo; le loro parti molli vanno presto in putrefazione.
b I sedimenti si accumulano velocemente sulla conchiglia, la riempiono e la proteggono dalla distruzione da parte degli agenti erosivi. La conchiglia si impregna dei sali minerali dei sedimenti, che sostituiscono lentamente le sostanze di cui era fatta.
c Quando i sedimenti diventano roccia, nel corso di milioni di anni, la conchiglia si pietrifica. L’erosione degli strati rocciosi può portare alla luce il fossile.

La fossilizzazione è un evento che avviene raramente perché di norma le parti molli del corpo di un organismo, dopo la morte, vengono decomposte e quelle dure distrutte dagli agenti erosivi. Le probabilità che un organismo si fossilizzi sono maggiori se possiede delle parti dure e se viene velocemente isolato dall’aria e protetto dalla disgregazione. Il mare è il luogo ideale perché ciò si verifichi: i sedimenti come argille, sabbie e calcari ricoprono in breve tempo i resti caduti sul fondo e li proteggono. Sulle terre emerse i luoghi più adatti alla fossilizzazione sono i laghi, le rive dei fiumi, gli stagni, le paludi dove i sedimenti si depositano in modo simile al mare.

Quali tipi di fossilizzazione si conoscono?
Il processo di fossilizzazione più comune è la mineralizzazione, che avviene per impregnazione e sostituzione delle sostanze che costituiscono le parti dure dell’organismo con i minerali dei sedimenti ( 6 ). In questo modo si possono formare fossili fatti di materiali diversi da quelli che li componevano in origine: solitamente le conchiglie sono fatte di un minerale chiamato calcite, ma dopo la fossilizzazione, se nelle acque circolanti tra i sedimenti che le ricoprono c’è della silice, possono risultare “silicizzate” ( 7 ). Se invece i minerali dei sedimenti sono ricchi di calcite, le conchiglie fossili risultano formate dallo stesso materiale originario. Un altro tipo di fossilizzazione è il modellamento: spesso accade che le acque circolanti nei sedimenti distruggano i resti fossilizzati e nelle rocce sedimentarie resti un’impronta del corpo o un modello che riproduce come un calco la struttura interna dell’organismo ( 8 e 9 ). Tracce fossili di questo tipo sono frequenti per i molluschi che sono dotati di una conchiglia esterna, ma si possono anche trovare bellissime impronte del corpo di animali privi di scheletro esterno come pesci, rettili e addirittura meduse (10).

6 Ammonite piritizzata: la pirite, un minerale del ferro e dello zolfo, ha sostituito le sostanze di cui era costituita la conchiglia.
7 Tronchi di alberi silicizzati: la silice ha sostituito le sostanze organiche del legno di cui l’albero era composto.

8 Impronte di conchiglie di gasteropodi. 
9 Modello interno di gasteropode. 
10 Impronta di Cyclomedusa, probab

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Quando si fossilizzano le parti molli di un organismo

Talvolta si manifestano delle particolari condizioni ambientali che ostacolano la decomposizione e portano alla conservazione dell’intero organismo, comprese le parti molli. È il caso dell’inclusione in resina fossile, ambra ( 1 ), della mummificazione nei ghiacci ( 2 e 3 ) o nei deserti, della conservazione in depositi di bitume ( 4 ) o in acque molto salate ( 5 ).

1 Fossile di insetto racchiuso nell’ambra. La resina, colando dai tronchi delle conifere del passato, intrappolava insetti e altri piccoli animali. La resina fossilizzando si trasforma in ambra e gli organismi inglobati restano intatti.
2 Nello stomaco dei mammut ritrovati nei ghiacci della Siberia si sono persino identificati i germogli di cui si cibavano.
3 La mummia del Similaun, anche nota come Ötzi, è il fossile di un uomo vissuto più di 5000 anni fa e ritrovato nel ghiaccio, sulle Alpi Venoste, al confine fra l’Italia e l’Austria, nel 1991.
4 In California, dove oggi c’è la città di Los Angeles, esistevano dei depositi di bitume in cui cadevano intrappolati molti mammiferi, forse ingannati dal loro aspetto di piccoli laghi (La Brea Tar Pits & Museum, Los Angeles).

Un altro caso esemplare di conservazione delle parti delicate di un organismo è quello dell’Archaeopteryx lithographica ( 5 ), ritrovato in Germania. Questo antichissimo uccello, vissuto circa 150 milioni di anni fa, trovò probabilmente la morte cadendo in una laguna di acqua salata, ambiente ostile ai microrganismi della decomposizione. Il suo corpo fu poi sepolto da sedimenti finissimi di calcare che, una volta trasformati in rocce, hanno conservato, oltre allo scheletro dell’animale, anche le penne.