Esplosione cambriana

Il racconto

Il problema di Darwin

Quando Charles Darwin pubblicò L'origine delle specie, nel 1859, c'era una cosa che lo preoccupava. Nelle rocce più antiche allora conosciute, quelle del periodo Cambriano, i fossili comparivano già numerosi e di molti tipi: conchiglie, crostacei, vermi. Prima di quelle rocce non sembrava esserci nulla. Se gli animali discendevano gli uni dagli altri attraverso lunghi tempi, dove erano i loro antenati? Darwin ammise che era una difficoltà seria per la sua teoria e scrisse che se ne sarebbe dovuta trovare una spiegazione in futuro. Aveva ragione: la risposta è arrivata, in parte, con le scoperte successive.

Il Cambriano e la sua «esplosione»

Il Cambriano comincia circa 539 milioni di anni fa e dura fino a circa 485 milioni di anni fa. Nei primi venti milioni di anni circa, i paleontologi vedono nei fossili un cambiamento rapidissimo: compaiono animali con gusci, scheletri e corpi complessi, e molti dei grandi gruppi di animali che esistono oggi. Si parla di «esplosione cambriana». Ma attenzione: venti milioni di anni sono un tempo lunghissimo per le nostre misure. Non fu un giorno, né un'esplosione vera. Fu una fase di diversificazione molto veloce, rispetto ai miliardi di anni che l'avevano preceduta.

Una parte dell'effetto è dovuta anche al fatto che i gusci e le ossa si conservano meglio dei corpi molli. Prima del Cambriano esistevano già animali, come mostrano i fossili di Ediacara e le tracce di vermi, ma senza parti dure non lasciavano molto. Quando gli animali impararono a costruirsi gusci di calcio e di altri minerali, i fossili diventarono molto più numerosi. Gli studiosi discutono quanta parte dell'«esplosione» sia reale e quanta sia dovuta a questo effetto.

Un mare pieno di mostri

I mari del Cambriano erano popolati da creature che sembrano uscite dalla fantasia. I trilobiti, parenti lontani di granchi e insetti, avevano un corpo diviso in tre parti e un guscio a segmenti; ne sono state descritte migliaia di specie, e vissero per circa 270 milioni di anni. Poi c'erano animali come Anomalocaris, un predatore lungo di solito 30-40 centimetri (qualche specie forse mezzo metro), con due grosse braccia per afferrare e una bocca circolare. Opabinia aveva cinque occhi e una proboscide con una pinza; Hallucigenia, un corpo a verme con spine, fu ricostruita a testa in giù per più di dieci anni, prima che si capisse come stava davvero.

Molti di questi animali sono conosciuti grazie a giacimenti eccezionali, dove anche le parti molli si sono conservate. Il più famoso è Burgess Shale, nelle montagne Rocciose canadesi. Fu scoperto nel 1909 dal paleontologo americano Charles Walcott, che raccolse migliaia di fossili. Un altro è Chengjiang, in Cina, di circa 518 milioni di anni fa, trovato nel 1984 dal paleontologo Hou Xianguang; ha restituito perfino i primi pesci simili a vertebrati, come Haikouichthys.

Occhi, zanne e armature

Qualcosa cambiò nel modo in cui gli animali vivevano. Comparvero i primi predatori attivi, e di conseguenza le prede ebbero bisogno di difese: gusci, spine, corazze, la capacità di scavare e nascondersi. Comparvero gli occhi complessi: i trilobiti avevano occhi composti con lenti di calcite, un minerale trasparente. Vedere permette di cacciare meglio e di sfuggire ai predatori, e con ogni miglioramento di chi attacca, chi si difende deve migliorare a sua volta. Gli studiosi parlano di una «corsa agli armamenti».

Perché accadde?

Nessuno lo sa con certezza. Le ipotesi sono tante e probabilmente è stata una combinazione. Forse l'aumento dell'ossigeno nei mari rese possibili animali più grandi e attivi. Forse la chimica degli oceani cambiò, con più calcio disponibile per costruire gusci. Forse fu importante la nascita di nuovi predatori. Forse alcuni geni che controllano lo sviluppo del corpo, i geni Hox, si erano già evoluti e permisero di costruire corpi in molti modi diversi. Anche il clima, i continenti in movimento e i livelli del mare possono aver contato. Il dibattito scientifico è molto vivo.

Una cosa è certa: dopo il Cambriano il mondo animale non fu più lo stesso. Quasi tutti i gruppi principali di animali che conosciamo, dai molluschi ai vertebrati, ai crostacei, ai vermi, si ritrovano in questi mari.