Il lungo cammino della Terra. Dall’origine al Paleozoico (1 di 4)

Tutto ebbe inizio quasi 5 miliardi di anni fa. Dopo che l’immensa esplosione, nota come Big Bang, aveva sparso una quantità enorme di materiale in giro per lo spazio, particelle grandi e piccole si andavano addensando e cominciavano a dare vita ai pianeti del Sistema Solare. È così che è nata la Terra.

All’inizio della sua storia era un pianeta davvero invivibile, una massa infuocata che cominciava poco a poco a raffreddarsi ed era continuamente bombardata da una fitta pioggia di meteoriti. Grandi quantità di lava e gas ricchi di zolfo fuoriuscivano dalle bocche dei vulcani e si addensavano nell’atmosfera irrespirabile.

Il vapore si condensò in nubi e queste portarono le prime piogge, acide, che riempirono le depressioni della superficie del pianeta: erano nati gli oceani.

Proprio nell’acqua ebbe origine la vita: dapprima organismi piccolissimi, unicellulari, che si erano adattati a trarre nutrimento dallo zolfo che usciva dai geyser sottomarini. Poi comparvero le prime alghe che cominciarono a produrre ossigeno, e la vita iniziò a diversificarsi e a evolversi.

I primi animali pluricellulari erano invertebrati, privi di scheletro ma spesso protetti da un robusto guscio, come i molluschi e i coralli. Comparvero anche gli insetti, primi a nimali a uscire dall’acqua, dopo che le piante avevano conquistato la terraferma e iniziato a produrre ossigeno, rendendo l’aria respirabile.

Nel frattempo, nell’acqua comparvero i primi vertebrati: i pesci. Con il procedere dell’evoluzione, i vertebrati conquistarono la terraferma: erano nati gli anfibi che originarono i rettili, i quali dominarono il mondo per milioni di anni. Dai rettili discesero poi gli uccelli e i mammiferi, gli attuali dominatori del pianeta.

Tutto questo accadeva mentre la superficie terrestre cambiava più volte aspetto e clima, in una serie di mutamenti che ha portato il nostro pianeta ad assumere l’spetto che oggi conosciamo.

Il tempo geologico

Gli orologi che hanno permesso di datare la nascita della Terra sono le rocce che contengono uranio e altri elementi radioattivi. L’uranio si trasforma in piombo in tempi lunghissimi e con velocità costante; così, misurando quanto piombo c’è in una roccia e quanto uranio rimane si può calcolare la sua età e quella degli strati a contatto. In base ai dati che possediamo possiamo affermare che la vita sulla terra iniziò almeno tre miliardi e mezzo di anni fa, e i dinosuri sono comparsi 230 milioni di anni fa.

La storia della Terra è troppo lunga e complessa per essere considerata nel suo insieme. Per questo è sembrato logico fin dall’inizio suddividerla in lassi di tempo ben più definiti, che ne rendessero più semplice la comprensione. Questi intervalli si chiamano ere.

Ogni era ha poi due ulteriori suddivisioni chiamate periodi. Per ottenere queste partizioni ci si è basati su eventi biologici ben precisi: ogni era inizia e termina con un’estinzione di massa, cioè una vera e propria ecatombe in cui moltissime specie scompaioni definitivamente dalla faccia della Terra, oppure in concomitanza di passi importanti nella storia della vita. I vari periodi cono invece caratterizzati da particolari eventi, come la comparsa di nuove specie o la scomparsa di altre.

Charles Burrows, la spirale del tempo

Le ere in cui è stata suddivisa la storia della Terra sono cinque: l’era Archeozoica, la più antica, è anche la più lunga e copre un lasso di tempo di quasi 4 miliardi di anni. Per contro, è quella di cui si hanno le minori informazioni. È in quest’era che hanno fatto la loro comparsa le prime forme di vita, 3,5 miliardi di anni fa, ma non hanno lasciato che minime tracce fossili del loro passaggio, quindi non abbiamo nulla di preciso che ci fornisca dettagli su questa lunghissima parte della storia del nostro pianeta.

Le altre ere in origine avevano il nome di Primaria, Secondaria, terziaria e Quaternaria. Di questi nomi, però oggi restano in uso solo Terziario e Quaternario (l’era in cui viviamo tutt’ora), mentre gli altri due nomi sono caduti in disuso a favore dei ben più esplicativi Paleozoico (era della “vita antica”) e Mesozoico (era della “vita di mezzo”), che rendono l’idea di come il passaggio da un’era alla successiva sia sempre segnato da una radicale mutamento delle forme di vita.

Archeozoico

Di questo lunghissimo lasso di tempo, che va dall’origine della Terra, 4 miliardi e mezzo di anni fa, all’inizio dell’era Paleozoica 570 milioni di anni fa, non si hanno molte notizie.

L’atmosfera della Terra era diversa: non c’era l’ossigeno e i gas erano idrogeno, ammoniaca, metano e ossido di carbonio. I raggi ultravioletti del Sole, che sono nocivi alla vita, arrivavano fin sulla superficie del pianeta, perchè non c’era ancora l’ozono a trattenerli.

Le rocce dell’archeozoico infatti contengono pochissime tracce fossili. Tuttavia è proprio in quest’era che sono comparse le prime forme di vita, organismi univellulari, microscopici e privi di qualsiasi parte dura che potesse conservarsi, che restarono invariate per tantissimo tempo, fino all’inizio dell’era successiva.

Paleozoico

L’evento che ha caratterizzato l’inizio di quest’era è stata una vera e propria esplosione della vita sulla Terra. Quelli che fino a quel momento erano stati organismi microscopici, unicellulari, adesso si evolvono in una miriade di nuove forme di vita, invertebrati e vertebrati, animali e piante che hanno lasciato abbondanti testimonianze fossili del loro passaggio sul nostro pianeta.

Durante questa era compaiono i primi vertebrati, le piante e gli animali conquistano per la prima volta la terraferma e vengono poste le basi per la successiva conquista della terra da parte dei rettili, che nell’era successiva culminerà con la comparsa e l’evoluzione dei dinosauri.

Il Paleozoico viene suddiviso in sei periodi, ognuno caratterizzato da una nuova straordinaria conquista della vita animale e vegetale: Cambriano, Ordoviciano, Siluriano, Devoniano, Carbonifero e Permiano.

Cambriano: la vita riempie il mare

I continenti come li conosciamo oggi non esistevano e tutte le terre emerse erano radunate in quattro masse continentali, distribuite all’incirca in questo modo: l’Europa, il Nord America e l’Asia costituivano continenti a se stanti, mentre Sud America, Africa, Australia, India e Antartide erano riuniti in un unico grande continente.

Su questa insolita Terra il clima era ovunque caldo e uniforme, ma la terraferma non era ancora adatta ad ospitare forme di vita. La vita era quindi relegata nell’acqua, ma cominciava a differenziarsi, anche se per il momento tutti gli animali erano invertebrati.

Il mare pullulava di spugne, meduse, molluschi e primi artropodi, quasi tutti organismi dotati di un guschio che hanno lasciato numerose tracce fossili giunte sino a noi.

Il mondo vegetale era rappresentato dalle alghe azzurre, che producevano l’ossigeno necessario alla vita. Queste alghe furono le prime forme vegetali che iniziarono a utilizzare l’energia del sole per fabbricarsi il cibo: nacque così la fotosintesi.

Gli animali simbolo di questo periodo sono i trilobiti. Erano così tanti e rappresentati da così tante specie che i loro fossili sono abbondantissimi. Quando si sentivano minacciati potevano appallottolarsi su se stessi per difendersi. Non sempre il trucco funzionava visto che molti trilobiti sono morti e si sono fossilizzati proprio in questa posizione di difesa.

Trilobiti

Ordoviciano: compaiono i pesci

Mentre il clima sulla Terra si faceva sempre più caldo, la vita nei mari continuava a evolversi con la comparsa di forme e di specie sempre nuove. È in questo periodo che fanno la loro comparsa anche i primi vertebrati, i pesci, che, però, non assomigliavano affatto ai moderni abitanti del mare. Innanzitutto non presentavano mandibole (e per questo sono anche conosciuti con il nome di agnati) e la loro bocca era costituita da una semplice apertura circolare.

Tutto il corpo, compresa la testa, era rivestito da una spessa e robusta corazza, una vera armatura che doveva servire per difendersi dai predatori. Un simile ingombro, pur con tutte le sue qualità, limitava i movimenti e rendeva certamente faticoso il nuoto, costringendo questi pesci a nutrirsi in prossimità del fondo marino, dove frugavano nel fango alla ricerca di materia organica.

Oltre alla comparsa dei vertebrati, un’altra importante novità caratterizzò il periodo Ordoviciano: per la prima volta le piante si avventurarono fuori dall’acqua, iniziando a produrre ossigeno nell’atmosfera e preparando il terreno per la futura conquista della terraferma da parte degli animali che avverrà nel periodo successivo.

Grazie a questo processo, a poco a poco, in tempi lunghissimi l’ossigeno si accumulò nell’atmosfera finchè nelle parti più alte diede origine all’ozono.

Ricostruzione di piante alle quali appartenevano i fossili risalenti a 374 milioni di anni fa ritrovati in Cina

Siluriano: insetti alla conquista dell’aria

In mare comparvero i primi coralli che, in virtù del clima caldo che all’epoca caratterizzava il nostro pianeta, cominciarono a formareestese barriere coralline. Sono siluriani anche i primi veri predatori dei mari: gli euripteridi, enormi scorpioni di mare che probabilmente davano del filo da torcere ai corazzatissimi pesci agnati.

Ma l’evoluzione degli invertebrati non si fermava qui: sono stati loro, infatti, i primi animali a mettere il naso fuori dall’acqua. Con i primi scorpioni e millepiedi ebbe inizio la colonizzazione della terraferma anche da parte degli animali, dopo che le piante avevano iniziato a produrre ossigeno e a rendere l’aria respirabile.

Teschio fossile di Dunkleosteus, uno dei primi pesci corazzati con le mascelle

Devoniano: nasce il primo anfibio

Le terre emerse cominciavano a spostarsi e a dare origine a nuovi continenti: mentre l’Asia restava isolata, il Nord America e l’Europa si riunivano in un’unica terra e l’India, l’Australia, l’Antartide, l’Africa e il Sud America formavano un enorme continente chiamato Gondwana.

365 milioni di anni fa il clima nelle regioni tropicali era molto secco. I laghi e i fiumi erano ridotti a piccole pozze d’acqua ferma e piena di alghe, separate da distese di fango.

Alcuni pesci d’acqua dolce, i crossopterigi, dotati di pinne carnose molto diverse da quelle degli altri pesci si spostavano sul fontale pieno di vegetazione e da una pozza all’altra usando queste pinne come fossero zampe. Erano anche capaci di respirare aria, poichè erano provvisti di polmoni, oltre che di branchie. Queste creature furono gli antenati dei tetrapodi, i vertebrati terrestri.

Così i vertebrati si avventurarono fuori dall’acqua: Ichyostega, uno strano incrocio tra un pesce e un animale terrestre, è considerato il primo anfibio ad aver conquistato le terre emerse.

Ichthyostega, disegno di NGZver su DeviantArt

I primi anfibi camminavano meglio dei loro antenati e respiravano con i polmoni, ma dovevano avere la pelle sempre umida e deporre le uova nell’acqua, come fanno ancora oggi le rane. Il mondo di allora era proprio adatto agli anfibi, perchè molte regioni presentavano un clima umido e le pianure erano coperte di paludi e di stagni.

Le felci, gli equiseti ed altre piante primitive crescevano altissime fino a 30 metri; formavano foreste molto fitte, dense di umidità, ricchissime di insetti, ragni e millepiedi. Qui gli anfibi avevano cibo a volontà e numerose pozze d’acqua dove deporre le uova. Il loro aspetto ricordava quello delle salamandre, alcuni erano giganteschi, lunghi quasi quanto un coccodrillo dei nostri giorni.

Il Carbonifero: periodo d’oro delle piante

I tre blocchi continentali, originati durante il Devoniano, continuavano ad avvicinarsi tra loro e alla fine del periodo si sarebbero uniti in un unico continente chiamato Pangea, destinato a rimanere unito per diversi milioni di anni.

Intanto il clima si era fatto più freddo e alcune zone della Terra erano coperte dai ghiacci. Verso la fine del periodo il clima era tornato caldo e i continenti si erano coperti di estese foreste tropicali che hanno lasciato enormi depositi di carbone (da cui il nome dato al periodo).

Gli insetti prosperavano e alcuni di loro divennero davvero enormi, come le libellule con ben 70 centimetri di apertura alare. Gli anfibi dominarono fino a 290 milioni di anni fa quando il clima in molte regioni cambiò e ritornò prevalentemente arido. Avanzarono i deserti e le foreste si svilupparono soprattutto lungo i fiumi e vicino ai laghi; gli anfibi furono confinati in queste zone e molte specie scomparvero. Alcuni anfibi si erano evoluti a tal punto da non avere più nisogno di tornare nell’acqua per riprodursi, perchè le loro uova erano protette dal guscio: era nato Hylonomus, il primo rettile.

Permiano: la grande catastrofe

I continenti erano ormai riuniti nella Pangea, ma il clima presentava significative differenze da un capo all’altro della Terra: il nord era caratterizzato da temperature elevate e vaste aree desertiche, mentre il sud era avvolto nella morsa del gelo e le terre emerse erano ricoperte da ghiacciai molto estesi. Nel Permiano fecero la loro comparsa le prime conifere, piante sempreverdi con le foglie trasformate in aghi, come i pini.

Illustrazioni del supercontinente Pangea

235 milioni di anni fa, gli anfibi avevano raggiunto dimensioni di tutto rispetto e si apprestavano a dominare i lmondo. Era, però, in agguato una grave crisi biologica destinata a segnare la fine di un’era. Fu una catastrofe di immense proporzioni che portò all’estinzione di buona parte delle specie animali, scomparvero anche i trilobiti, simbolo di tutto il Paleozoico.

Secondo alcuni studiosi, alla base della fine del Paleozoico potrebbe esserci una pioggia di meteoriti oppure un incremento dell’attività vulcanica in tutto il pianeta. È più probabile, però, che la grande crisi biologica sia stata determinata dallo spostamento delle terre emerse e, di conseguenza, dai mutamenti climatici.