Poco più di 250 milioni di anni fa, durante la fine del Permiano e l'inizio del Triassico, ci fu un vero e proprio boom dei rettili, sia per numero di individui che per diversità di specie, portando a una vertiginosa varietà di caratteristiche, strutture corporee e tratti che contribuirono a insediare saldamente i rettili tra i gruppi di animali di maggior successo che la Terra abbia mai visto.
Per anni gli scienziati hanno attribuito quel successo in gran parte alla fortuna: due dei più grandi eventi di estinzione di massa (circa 261 e 252 milioni di anni fa) nella storia del pianeta spazzarono via gran parte dei loro concorrenti. Ma, dopo aver visto come i corpi degli antichi rettili si sono evoluti in modi evolutivamente vantaggiosi in milioni di anni di cambiamenti climatici, lo studio “Successive climate crises in the deep past drove the early evolution and radiation of reptiles”, pubblicato su Science Advances da un team di ricercatori statunitensi e canadesi ha aggiunto un secondo fattore importante alla storia evolutiva di successo dei rettili: il laboratorio della paleontologa di Harvard Stephanie Pierce ha scoperto che «L'evoluzione morfologica e la diversificazione osservate nei primi rettili sono iniziate anni prima che si verificassero gli eventi di estinzione di massa e sono state guidate dall'aumento delle temperature globali».
Il principale autore dello studio, Tiago Simões, un borsista post-dottorato del laboratorio Pierce e del Museum of Comparative Zoology e del Department of Organismic and Evolutionary Biology dell’università di Harvard, sottolinea che «Stiamo suggerendo che in gioco ci siano stati due fattori principali - non solo questa aperta opportunità ecologica che è sempre stata pensata da diversi scienziati - ma anche qualcosa alla quale nessuno aveva precedentemente pensato, ovvero che il cambiamento climatico abbia effettivamente innescato direttamente la risposta adattativa di rettili per aiutarli a costruire questa vasta gamma di nuovi piani corporei e l'esplosione dei gruppi che vediamo nel Triassico. Fondamentalmente, [l'aumento delle temperature globali] ha innescato tutti questi diversi esperimenti morfologici, alcuni dei quali hanno funzionato abbastanza bene e sono sopravvissuti per milioni di anni fino ad oggi, e altri che sono praticamente svaniti pochi milioni di anni dopo».
Per realizzare lo studio ci sono voluti quasi 8 o anni di raccolta di dati e molte riprese, scansioni TC e viaggi all’estero. Solo Simões ha viaggiato in oltre 20 Paesi e ha studiato i fossili custoditi in 500 diversi musei, acquisendo scansioni e foto di oltre 1.000 fossili di rettili. Quindi, il team di ricercatori ha creato un ampio dataset che è stato analizzato con metodi statistici all'avanguardia per produrre un diagramma dell’albero del tempo evolutivo. Questo ha aiutato gli scienziati a vedere in che modo i primi rettili erano legati tra loro, quando i loro lignaggi hanno avuto origine per la prima volta e quanto velocemente si stavano evolvendo. Poi hanno sovrapposto le loro scoperte ai dati sulle temperature globali di milioni di anni fa. Ne è venuto fuori che «La diversificazione dei piani corporei dei rettili è iniziata circa 30 milioni di anni prima dell'estinzione del Permiano-Triassico, il che rende chiaro che questi cambiamenti non sono stati innescati dall'evento, come si pensava in precedenza. Tuttavia, gli eventi di estinzione li hanno aiutati a metterli in marcia».
Il dataset ha anche mostrato che «L'aumento delle temperature globali, iniziato circa 270 milioni di anni fa e durato almeno fino a 240 milioni di anni fa, è stato seguito da rapidi cambiamenti corporei nella maggior parte dei lignaggi dei rettili. Ad esempio, alcuni degli animali a sangue freddo più grandi si sono evoluti per diventare più piccoli, consentendo loro di raffreddarsi più facilmente; altri si sono evoluti per la vita acquatica. Quest'ultimo gruppo includeva alcuni rettili sfortunati che alla fine si sarebbero estinti, come un gigantesco rettile marino dal collo lungo (come la concezione moderna di un mostro di Loch Ness); una minuscola creatura camaleontica con un teschio e un becco simili a quelli di un uccello; un rettile planante che ricorda un geco con le ali. Comprende anche gli antenati dei rettili che esistono ancora oggi, come tartarughe e coccodrilli».
Invece, i rettili più piccoli, che hanno dato origine alle prime lucertole e al tuatara, hanno fatto un percorso diverso rispetto ai rettili più grandi: «I loro tassi evolutivi sono rallentati e stabilizzati in risposta all'aumento delle temperature – dicono i ricercatori – Riteniamo che questo sia dovuto al fatto che i rettili dal corpo piccolo si erano già adattati meglio alle temperature in rapido aumento».
I ricercatori stanno pianificando di estendere questo lavoro scientifico studiando l'impatto delle catastrofi ambientali sull'evoluzione di organismi con un'abbondante diversità moderna, come i principali gruppi di lucertole e serpenti.
Nello studio pubblicato su Science Advances, i ricercatori descrivono i cambiamenti anatomici avvenuti in molti gruppi di rettili, inclusi gli antenati di coccodrilli e dinosauri, concentrati tra 260 e 230 milioni di anni fa. Secondo l’università di Harvard, «Lo studio fornisce uno sguardo da vicino a come un grande gruppo di organismi si è evoluto a causa del cambiamento climatico, il che è particolarmente pertinente oggi in mezzo all'aumento delle temperature globali. In effetti, il tasso di anidride carbonica rilasciata nell'atmosfera oggi è circa 9 volte quello osservato nel periodo che 252 milioni di anni fa culminò nella più grande estinzione di massa causata dal cambiamento climatico: l'estinzione di massa del Permiano-Triassico».
La Pierce, che insegna biologia organica ed evolutiva ad Harvard ed è curatrice della sezione paleontologia dei vertebrati al Museum of Comparative Zoology, conclude: «I grandi cambiamenti della temperatura globale possono avere impatti drammatici e variabili sulla biodiversità. Qui dimostriamo che l'aumento delle temperature durante il Permiano-Triassico ha portato all'estinzione di molti animali, inclusi molti degli antenati dei mammiferi, ma ha anche innescato l'evoluzione esplosiva di altri, in particolare i rettili che hanno continuato a dominare il periodo Triassico».
