A qualcuno ma non a tutti piace freddo: il clima e le grandi tappe dell’evoluzione

 a cura di Roberto Macchiarelli

(Paleoantropologo, già professore ordinario al Dipartimento Geoscienze dell’Università di Poitiers e al Muséum di Storia Naturale di Parigi)

NEL 1913, dopo aver scoperto che l’età del nostro pianeta era molto più antica di quanto ritenuto fino ad allora, con tipico humour britannico il geofisico Arthur Holmes dichiarò: «È forse indelicato chiedere la sua età a nostra madre Terra».
Grazie a lui e al lavoro di altri scienziati, oggi sappiamo che si tratta di un’età di circa 4,568 miliardi di anni (stima ottenuta attraverso il rapporto isotopico degli elementi samario 147 e neodimio 143 delle meteoriti condriti). Effettivamente, il gentiluomo Holmes aveva ragione: nostra madre è veramente vecchietta. Non abbiamo dunque difficoltà a immaginare quanto e quante volte possa essersi modificato il clima in un lasso di tempo di una tale portata se già ci sembra di constatare noi stessi cambiamenti sensibili nell’arco di qualche decennio soltanto.

Durante i primi due miliardi di anni dalla formazione della Terra, le temperature medie delle terre emerse, all’epoca ancora poche, e degli oceani furono elevate, con altissimi livelli atmosferici di anidride carbonica e di altri gas ad effetto serra (come il metano). La vita batterica anaerobica intanto pullulava ed evolveva, mentre la durata delle giornate andava via via allungandosi (inizialmente era di poche ore appena) e la Luna gigante, causa di maree gigantesche, si allontanava progressivamente.
È intorno a 2,4 miliardi di anni fa che si verificò la cosiddetta “catastrofe dell’ossigeno”, con rapido innalzamento dei livelli di questo elemento, per noi simbolo della vita stessa, che impattarono profondamente l’atmosfera e le acque modificando irreversibilmente l’organizzazione e l’evoluzione degli organismi. Questa “catastrofe ecologica” – almeno inizialmente per i procarioti unicellulari non ancora adattati a servirsi dell’ossigeno per le loro funzioni vitali – fu accompagnata da un tale abbassamento di temperatura che, forse per 300 milioni di anni, la Terra fu ricoperta da ghiacci.
Dal nome del lago nordamericano Huron che ne ha preservato le evidenze geologiche e geochimiche, la glaciazione uroniana rappresenta il primo evento glaciale planetario di cui abbiamo conoscenza, senz’altro quello di maggiore durata. Fu durante questo infinito inverno gelido che si determinarono negli oceani primitivi le condizioni ambientali per l’apparizione di organismi più complessi rispetto ai batteri. Ce lo raccontano i macro-fossili dei più antichi eucarioti pluricellulari conosciuti finora, scoperti nell’area di Franceville, in Gabon, che datano precisamente alla fine della fase uroniana, intorno a 2,1 miliardi di anni fa. La loro sorprendente diversità e variabilità rivelano un inaspettato picco di dinamismo biologico figlio appunto del grande freddo.
Ma il legame freddo-evoluzione della vita non si esaurisce qui. Per trovare nuovamente evidenze di una “Terra a palla di neve”, con ghiacciai di centinaia di metri di spessore che lambivano addirittura le regioni intertropicali, dobbiamo però attendere le pulsazioni glaciali iniziate circa 720 milioni di anni fa quando, durante il cosiddetto periodo criogeniano (dal greco “freddo” e “nascita”), probabilmente il più freddo della storia del nostro pianeta durato circa 80 milioni di anni, si produssero la glaciazione sturtiana (dal fiume Sturt, in Australia) e poi quella marinoana (dal nome di un sobborgo della città australiana di Adelaide). Fu durante il Criogeniano che, nel dominio degli eucarioti oceanici, si affermarono i primi rappresentanti di un regno a noi tutti familiare perché identitario: quello degli animali, gli Animalia di Linneo (1758).

Dal freddo affiora la vita

Il freddo glaciale è dunque lo scenario ecologico che ha immediatamente preceduto e accompagnato due tappe straordinarie della storia del pianeta: l’apparizione di organismi dotati di cellule nucleate con DNA – gli eucarioti – e quella di organismi con cellule nucleate differenziate con funzioni specializzate – gli animali. Pur se talmente lontane nel tempo da sconfinare nell’imperscrutabile, entrambe le storie evidentemente riguardano anche noi.
Per trovare le prove di cambiamenti significativi nella storia della vita bisogna dunque cercare prima “il freddo” e quindi seguirne le tracce? No, perché invece… a qualcuno piace caldo.
Durante gli ultimi 66 milioni di anni, nell’era chiamata Cenozoico nella quale ci troviamo attualmente, cominciata il “giorno dopo” il cataclisma che annientò dinosauri & Co., il periodo più caldo del pianeta è quello noto come Massimo Termico del Paleocene-Eocene, iniziato circa 56 milioni di anni fa. Avete mai sognato di bagnarvi in acque tropicali al polo nord? Bene, se mai foste stati là avreste potuto farlo, visto che la temperatura degli strati superficiali superava i 23 gradi. E avreste perfino potuto attraversare l’Antartide circondati da boschi e palmeti, gustando di tanto in tanto bacche di Physalis infinemundi, un antico parente della “lanterna cinese”. Se gli oceani erano ovunque tropicali, l’interno delle terre era invece talvolta arido ed inospitale.

L’inizio della grande evoluzione

Fu tuttavia in questo scenario che si produsse la grande radiazione evolutiva dei mammiferi, con la comparsa e differenziazione adattativa dei precursori delle attuali balene (gli archeoceti, che all’epoca avevano quattro zampe e si riproducevano sulla terraferma), dei pipistrelli, dei roditori, dei felini… È appunto nel caldo Eocene che vanno cercati gli antenati del nostro cane, dei cavalli… nonché i primi rappresentanti “moderni” dei primati, l’Ordine zoologico al quale apparteniamo.
Un giardino dell’Eden? Affatto, niente di più lontano! Gigantesche bolle di metano affioravano qua e là dal fondo degli oceani producendo esplosioni gigantesche; in seguito all’immissione di oltre 3 mila gigatonnellate (Gt) di anidride carbonica nell’atmosfera, oltre all’effetto serra con conseguente innalzamento planetario della temperatura fino a 10 gradi, l’acidità delle acque (e conseguente anossia) raggiunse picchi quattro volte superiori alle condizioni attuali, già assai preoccupanti, con tassi fino al 50 per cento di estinzione della fauna bentica. E si potrebbe continuare.
Insomma, qualcuno preferisce il freddo, altri no, dipende dal momento, dal contesto, dalle circostanze, molto dal caso. Ciò che infine conta è che la natura ha i suoi modi e i suoi tempi per trovare invariabilmente soluzioni adatte, parsimoniose, efficaci. Come mostrano invece i tanti inascoltati allarmi dei ricercatori che lavorano sulla storia del pianeta e della vita, esattamente ciò che con il nostro “tutto e subito, poco importa i costi”, da bambinetti viziati un po’ prepotenti, all’evidenza non abbiamo ancora imparato a fare.