FOSSILI

Pterodactylus - American Museum of Natural History - New York
Il termine fossile (dal latino fodere, scavare) in paleontologia abitualmente viene usato per indicare resti integri o parziali di organismi un tempo viventi, più in generale viene usato per una qualsiasi testimonianza di vita geologicamente passata (antecedente all'epoca attuale) quali uova, evidenze di attività' vitale (orme, tane, tracce legate all'alimentazione, coproliti ecc.).


Definizione generale
Calcare con fossili di bivalvi
Il processo di trasformazione di un organismo vivente in un fossile può durare diversi milioni di anni. La fossilizzazione è un processo estremamente improbabile. Infatti non appena gli animali o le piante muoiono ne inizia la decomposizione. Sebbene le parti più resistenti, come conchiglie, ossa e denti degli animali o il legno delle piante, resistano più a lungo dei tessuti molli, spesso questi elementi vengono disgregati da agenti naturali esterni (fisici e chimici), come vento e acqua corrente, ma anche dall'azione di animali necrofagi (agenti biologici).
Alcuni fossili possono essere considerati come una porzione di materia (e quindi di energia) imprigionata che, sfuggendo alla decomposizione e trasferendosi dalla biosfera alla litosfera, viene sottratta all'ecosistema del passato. Questa energia viene, ad esempio, sfruttata dall'uomo mediante l'impiego dei combustibili fossili (carbone e petrolio) nelle varie attività industriali.
Generalmente, per subire un processo completo di fossilizzazione, un organismo deve essere sepolto rapidamente, prima che ne subentri la decomposizione o venga aggredito dagli agenti demolitori. Nella maggior parte dei casi questo lavoro viene svolto dai sedimenti come la sabbia o il fango trasportati dall'acqua.Lo studio di tutti i processi che vanno dalla morte dell' organismo alla sua fossilizzazione è compito della Tafonomia, quel ramo della Paleontologia che cerca appunto di ripercorrere tutte le tappe che hanno contribuito alla formazione di un fossile.

Dove si rinvengono i fossili
I fossili si trovano dentro le:
Rocce sedimentarie diffusissime ovunque. In Italia sono molto ricche di fossili e vanno dal Paleozoico (550 milioni di anni fa) fino al Quaternario. Utili per la datazione delle rocce calcaree mesozoiche sono: ammoniti, belemniti, bivalvi, gasteropodi, brachiopodi, echinodermi, crinoidi, denti isolati di squalo e microfossili.
La datazione relativa eseguita con i fossili guida è di enorme importanza ed è servita alla definizione e alla caratterizzazione delle ere e dei periodi geologici.
Rocce eruttive o vulcaniche. In esse sono totalmente assenti i fossili tranne in alcuni casi speciali.

Datazione tramite i fossili
Il criterio di datazione dei fossili si basa sulla biostratigrafia, la quale afferma che, normalmente, gli strati più bassi del terreno sono più antichi di quelli superiori (principio geologico della sovrapposizione di Stenone, vedi evoluzione, prove paleontologiche). Utilizzando tale criterio si può confrontare un certo fossile con altri rinvenuti in strati di altre località per vedere se appartengono allo stesso tempo oppure no. Tale metodo si basa sui fossili guida, che sono caratterizzati dalla diversificazione e da rapida evoluzione. Con i metodi degli isotopi radioattivi e del carbonio 14 si può avere la datazione radiometrica, che misura l'età della roccia in anni, ma che risulta meno preciso del metodo della datazione relativa.

Fossili viventi

Esemplare di Celacanto pescato nell'Oceano Indiano

tavola illustrante foglie, fiori e frutti di Ginkgo biloba
Il termine fossile vivente fu coniato da Darwin per indicare particolari tipi di organismi, animali o vegetali, con caratteristiche morfologiche primitive e soggetti ad un processo evolutivo molto lento.
Molti di questi sono stati scoperti recentemente, perché prima erano ritenuti estinti. Ai fossili viventi appartengono tipologie diverse di organismi:
Organismi che sono gli unici rappresentanti viventi di gruppi estinti da tempo.
Un esempio è quello del pesce Latimeria chalumnae, pescato nel 1938, alle foci del Chalumna in Sud Africa. L'esemplare era lungo 1,50 m e pesava 57 kg, ed incuriosì a tal punto i pescatori, che lo mandarono imbalsamato al Museo di East London. La direttrice del Museo, la Dottoressa Marjorie Courtenay-Latimer, riconobbe in quell'esemplare le caratteristiche dei 'Crossopterigi Celacantiformi, pesci a pinne "muscolose" (Sarcopterygii) nati durante l'Era Paleozoica, 400 milioni di anni fa, e ritenuti estinti nella grande estinzione che eliminò anche i dinosauri.
Organismi che mantengono caratteri primitivi del gruppo che si è invece altamente differenziato.
Un esempio è l'Opossum, mammifero marsupiale che presenta caratteri molto simili ai suoi parenti del Cretaceo. Fra gli Artropodi possiamo ricordare il Limulo, praticamente identico alle forme fossili del Giurassico.
Organismi che rimangono immutati per un lungo intervallo di tempo.
Esempi classici sono il brachiopode Lingula dell'Ordoviciano, e il cefalopode Nautilus, invariato dal Triassico ad oggi, ritenuto estinto fino al 1829, quando per la prima volta ne venne osservato uno in vita. Anche gli Squali, comparsi nel Devoniano, circa 400 milioni di anni fa, si sono evoluti molto poco nel corso del tempo geologico, ma le loro caratteristiche li hanno resi immuni ai mutamenti geologici, climatici, biologici che li circondavano. Ancora oggi ne esistono moltissime specie, a dimostrazione dell'efficienza del loro modello strutturale.
Non mancano fossili viventi anche tra i vegetali, come il genere Ginkgo, (Gimnosperma) comparso nel Giurassico e arrivato ai giorni nostri con l'unica specie Ginkgo biloba senza modificazioni sostanziali.

Tipi di fossili
Vi sono quattro tipi fondamentali di fossili: resti originali, resti sostituiti, calchi, tracce.

Resti originali
Mammut esposto al Museo di San Pietroburgo, rinvenuto lungo il fiume Berezovka

Insetto fossilizzato in ambra
In alcuni casi, i fossili sono rappresentati da resti originali di piante o di animali. Corpi interi di mammut, l'enorme elefante diffuso in Europa nel periodo glaciale (era quaternaria), sono stati rinvenuti quasi perfettamente conservati sotto i ghiacci perenni della Siberia. Si pensa che questi animali siano rimasti prigionieri del permafrost, verso la fine dell'età glaciale, molte migliaia di anni fa. Perché morirono rimane ancora un mistero ma forse la specie si estinse per il profondo mutamento di clima avvenuto alla fine del Pleistocene quando le glaciazioni finirono.
Lungo le coste del mar Baltico, sono stati rinvenuti insetti, ragni e frammenti vegetali di migliaia di anni fa, perfettamente conservati entro la resina indurita dei pini, in cui questi insetti rimasero invischiati e ivi morirono. Questa resina fossile è detta ambra.
Altro esempio di fossile originale è dato dalle conchiglie dei molluschi che sono state conservate entro il sedimento e che a volte formano vere e proprie rocce composte esclusivamente da fossili, dette lumachelle.
Un altro tipo di resti originali può essere quello dei dintorni di Los Angeles in California, dove vi sono depositi di asfalto contenenti le ossa di migliaia di animali. Probabilmente, questi animali rimasero prigionieri mentre, in cerca di acqua, tentavano di attraversare i grandi laghi oleosi di asfalto. Attratti, forse, dalle loro grida di spavento e dagli sforzi da essi compiuti per sopravvivere, giunsero altri animali che fecero la medesima fine.

Resti sostituiti
Ammonite piritizzata

Un tronco pietrificato in Arizona
La maggior parte dei fossili non sono più costituiti da materiale originale, anche se ne hanno conservato l'aspetto primitivo. L'acqua del sottosuolo contiene in soluzione vari sali minerali e può sostituire le conchiglie (calcaree) e le ossa (fosfatiche) con altri minerali resistenti, come la silice o la pirite.
I famosissimi alberi pietrificati dell'Arizona sono un esempio di formazioni del genere. Essi si formarono quando le acque del sottosuolo sostituirono lentamente il legno in decomposizione di questi alberi con particelle di silice amorfa (opale).
A volte la trasformazione è così importante che, di tutto un organismo vegetale o (più raramente) animale rimane soltanto il carbonio organico.

Modelli e calchi
Oltre alle parti molli di un animale, talvolta anche le parti dure (conchiglie od ossa) si dissolvono completamente, lasciando nella roccia un'impronta che mostra solo quale era la forma del fossile.
Sui gusci si possono distinguere i modelli interni, che ripetono la forma della parte interna, ed i modelli esterni, con l'impronta della superficie esterna. Tra modello interno e modello esterno, quando il guscio originale è dissolto, si forma una cavità con la forma tridimensionale del guscio. Se tale cavità si riempie con nuove sostanze minerali, si ottiene il calco naturale o modello, cioè la riproduzione dell'originale. La composizione chimica e mineralogica del calco può essere simile a quella originaria, ma anche completamente diversa.
In casi particolari, modelli e calchi possono riguardare parti molli, quindi è possibile trovare anche impronte di felci, di foglie, di pinne di pesci, membrane alari.

Tracce fossili
Impronta fossile di Chirotherium, un archeosauro del Triassico inferiore
Le tracce di animali, che si producono prevalentemente nel fango o nelle sabbie dei terreni alluvionali o nelle regioni dei delta, possono essere state conservate dal processo di consolidamento dei sedimenti (diagenesi).
Nelle rocce sedimentarie, soprattutto quelle a grana più fine (come argilliti e calcari fini), sono state trovate orme di dinosauri, altri rettili e anfibi, scie e piste di antichi vermi limivori e molte altre tracce lasciate da esseri esistiti in passato. In taluni giacimenti fossiliferi è anche possibile rinvenire particolari fossili quali uova, raramente contenenti embrioni e le cosiddette bromaliti cioè coproliti, cololiti (resti non evacuati del contenuto intestinale), gastroliti e regurgitaliti (vomiti fossili).

Fossili guida
La grande maggioranza dei fossili si trova nei sedimenti, cioè nei depositi trasportati dall'acqua. Le rocce sedimentarie sono formate a strati. Questi strati di roccia, ed i fossili in essi contenuti, possono essere utilizzati per ricostruire la storia della Terra e degli organismi che si sono succeduti nel corso dei millenni. I geologi sanno che i vari strati rocciosi si sono formati in periodi diversi. Naturalmente, lo strato più antico e sottostante si è formato per primo ed il più recente e sovrastante per ultimo, mentre gli altri si sono formati nei periodi intermedi; ma questa disposizione può essere modificata e perfino rovesciata da successivi movimenti tellurici.
Studiando i fossili che si trovano nei vari strati, si possono osservare questi movimenti tellurici. Alcuni fossili sono presenti in più strati, mentre altri sono presenti solo in strati formati in un dato periodo della storia della Terra. Quando un geologo trova uno strato di roccia contenente dei fossili, può precisare non solo di che strato si tratta, ma anche quando, pressappoco, si è formato.
I fossili sono di aiuto ai geologi nella divisione della storia della Terra in periodi di tempo e lo sono tanto meglio quanto più breve e definito è stato il periodo della loro esistenza. Questi fossili sono detti fossili guida, perché aiutano a riconoscere l'era, il periodo o l'epoca a cui appartengono le rocce che li contengono e a collegare cronologicamente gli strati di territori e perfino di continenti diversi.
I fossili guida sono di aiuto nella ricerca del petrolio, perché il geologo sa che molti depositi di petrolio sono stati ritrovati in rocce di una particolare epoca.

Fossili come indicatori ambientali

rane fossile, indicatrice di ambiente palustre
I resti fossili non ci danno solo l'idea di quali siano stati gli animali e le piante del passato, ma ci indicano anche in quale ambiente e clima siano vissuti.
I grossi mammut ed i rinoceronti vellosi vissero in un ambiente di steppe e in un clima artico. Le felci attuali crescono in località calde ed umide, quelle fossili vissero probabilmente in un periodo di clima caldo ed in località umide, paludose.
I coralli si trovano oggi in acque basse, calde e salate. È probabile che anche i coralli fossili siano vissuti in località simili.
Nelle rocce sedimentarie, si trovano spesso impronte fossili di gocce di pioggia, di rigagnoli d'acqua e di fango. Ciò mostra quali siano state le vicende meteorologiche in quei tempi lontani.

Piante fossili
Stando ai reperti fossili, le prime piante sulla Terra furono le alghe azzurre, che risalgono all'era arcaica (più di mezzo miliardo di anni fa), ma esse probabilmente furono precedute da organismi più semplici, come i batteri. Le alghe azzurre furono seguite da quelle verdi, rosse e brune di cui i primi fossili sono del periodo, siluriano.
Verso la fine di questo periodo, circa trecentocinquanta milioni di anni fa, comparvero le prime piante vascolari del gruppo dei licopodi. Poi vennero, nel periodo carbonifero, circa duecentocinquanta milioni di anni fa, le felci giganti, i resti delle quali si trovano oggi nei giacimenti di carbone.
Già prima però, nel Devoniano superiore, circa trecento milioni di anni fa, erano apparse le prime piante da seme che sono oggi le principali forme di vita vegetale sulla Terra.

Animali fossili
libellula fossile
I geologi hanno prove dell'esistenza, cinquecento milioni di anni fa, all'inizio dell'era paleozoica, di molti animali simili a quelli che vivono oggi. Crostacei simili alle aragoste sono già conosciuti da quei lontani tempi. Tra i fossili di allora, comunissimi sono i trilobiti. Inoltre, sono state rinvenute molte centinaia di specie di conchiglie marine, e gusci coloniali appartenenti a minuscoli animali, detti briozoi.
Gli studiosi tra l'altro hanno rinvenuto oltre diecimila diversi insetti ora non più esistenti. Fra questi, alcuni vissero duecentocinquanta milioni di anni fa. Fra i primi insetti apparsi sulla Terra, negli ultimi periodi del Paleozoico si annoverano gli scarafaggi e le libellule; più tardi, nell'era mesozoica, si sviluppano i Coleotteri e i Ditteri, ma solo nell'era cenozoica compaiono api, formiche, farfalle e specie simili alle attuali.
Alcune specie fossili si sono mantenute quasi inalterate nel corso di milioni di anni. I primi animali provvisti di spina dorsale furono i pesci senza mascelle (agnati), in verità più affini alle lamprede (Ciclostomi) che a veri pesci. Essi comparvero nel Siluriano superiore, circa trecentocinquanta milioni di anni fa, avevano la pelle corazzata e sono stati chiamati Ostracodermi.
Circa cinquanta milioni d'anni dopo, nel Devoniano, comparvero i primi veri pesci, con mascelle. Anche questi erano ricoperti da una specie di corazza anziché di squame e sono stati chiamati Placodermi.
Seguirono, alla fine del Devoniano, gli anfibi, capaci di vivere tanto in acqua quanto sulla terra. Questi animali costituivano durante il Paleozoico la parte preponderante del regno animale, ma furono presto sopraffatti da grossi rettili, che, comparsi con forme primitive alla fine del periodo carbonifero, assunsero enorme sviluppo durante tutta l'era mesozoica.
I mammiferi comparvero duecento milioni di anni fa al principio del Mesozoico, ma rimasero piccoli e trascurabili per tutta quell'era e si svilupparono solo nell'era seguente, Cenozoico, mentre i rettili declinavano. Molti mammiferi attuali hanno progenitori fossili. Sono stati rinvenuti, infatti, scheletri fossilizzati di antichi cammelli, elefanti e cavalli. Durante gli ultimi sessanta milioni di anni, i mammiferi ebbero il sopravvento sugli altri animali e dominarono il mondo.
Si sono rinvenuti anche fossili dei primi uomini. Alcuni sono talmente primitivi che sono stati detti "preominidi": tali sono gli Australopitechi trovati nel Sudafrica tra la fine del Cenozoico e il principio del Quaternario. Ominidi primitivi sono considerati il Pitecantropo di Giava e il Sinantropo di Pechino. Più recenti e nettamente umani sono l'uomo di Cromagnon e quello di Neanderthal. Alcuni fossili umani non sembra appartengano alla stessa linea evolutiva alla quale appartiene l'uomo attuale.



Preso da http://wikipedia.it/