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Prima che le prime radici spuntassero dalla superficie terrestre e colonizzassero i continenti, esistevano già organismi in grado di colonizzare la terraferma: i licheni. Uno studio pubblicato su Science Advances rivela che i licheni antichi hanno tracciato il cammino che le prime foreste della Terra avrebbero seguito nei milioni di anni successivi.
L’analisi del fossile denominato Spongiophyton, risalente a circa 410 milioni di anni fa e scoperto nel Sud del Brasile, è stata condotta da un team guidato dal paleobiologo Bruno Becker-Kerber dell’Università di Harvard. La ricerca ha dimostrato che questo organismo fossile era effettivamente un vero e proprio lichene, ovvero una simbiosi vivente tra un fungo e un’alga, capace di modificare la roccia nuda e di creare le condizioni ambientali necessarie per l’emergenza della vita terrestre.
Grazie alle scansioni ad alta risoluzione effettuate al sincrotrone e alle analisi chimiche dettagliate, i ricercatori hanno identificato tracce inconfutabili di chitina e di biomineralizzazione, caratteristiche tipiche degli attuali licheni viventi.
Indice
I licheni hanno preparato la terra per le piante in un minuto
Uno studio rivela che i licheni antichi hanno aperto la strada alle prime foreste della Terra. Ricerca dell’Università di Harvard mostra che il fossile Spongiophyton, risalente a 410 milioni di anni fa, è un vero lichene: una simbiosi tra fungo e alga. Analisi al sincrotrone e prove chimiche hanno rivelato filamenti fungini, cellule algali e tracce di chitina, confermando la sua natura simbiotica.
Prima dell’avvento delle piante vascolari, i licheni colonizzavano rocce nude, le degradavano e formavano i primi strati di suolo, stabilizzando il paesaggio. Questo lavoro silenzioso ha reso possibile la successiva espansione delle foreste. Ancora oggi, i licheni svolgono un ruolo cruciale in ambienti estremi, contribuendo al ciclo del carbonio e alla formazione del suolo.
Le coperture crittogamiche, di cui fanno parte, rappresentano il 7% della produttività vegetale terrestre. La scoperta ridisegna la storia della vita sulla terraferma: non sono state le piante a iniziare tutto, ma queste piccole partnership invisibili. I licheni non sono semplici ospiti: sono stati i primi ingegneri del pianeta.
I licheni come pionieri della colonizzazione della terraferma
Il pianeta Terra non era sempre abitabile come appare oggi. Prima della diffusione delle piante vascolari di grandi dimensioni, le superfici emerse erano costituite da rocce nude, polverose e instabili, completamente prive di vegetazione.
La colonizzazione iniziale degli ambienti ostili avvenne attraverso comunità biologiche straordinariamente resistenti agli stress ambientali estremi: muschi, alghe microscopiche e soprattutto licheni. Gli organismi pionieri sfruttavano acidi organici prodotti dal loro metabolismo per sgretolare progressivamente la roccia solida, intrappolavano polvere atmosferica e materia organica in decomposizione, e formavano i primissimi strati di suolo, anche se particolarmente sottili e poco sviluppati.
Il fossile Spongiophyton mostra chiaramente filamenti fungini intrecciati insieme a cellule algali fotosintetiche: una struttura biologica identica a quella riscontrabile nei licheni attuali.
Un’analisi paleontologica tridimensionale senza precedenti
Conservato naturalmente come una pellicola mummificata attraverso i processi di fossilizzazione, il reperto ha permesso ai paleontologi un’analisi senza precedenti nella storia della ricerca. Le scansioni effettuate al sincrotrone hanno rivelato la presenza di cristalli di calcite formatisi dall’ossalato di calcio, un minerale comunemente prodotto dai licheni viventi contemporanei.
La composizione chimica complessiva del fossile mostra un’abbondanza significativa di composti azotati e di alchilpiridine, molecole organiche che indicano la presenza di tessuti fungini ricchi di chitina, una firma biochimica distintiva che manca completamente negli organismi algali unicellulari.
Le evidenze scientifiche confermano definitivamente che Spongiophyton non era un’alga solitaria, bensì un’associazione simbiotica biologicamente avanzata tra due organismi distinti.
I licheni come ingegneri del paesaggio geologico e biologico
I licheni sopravvivevano negli ambienti primordiali della Terra, e modificavano attivamente l’ambiente circostante plasmavanolo a loro favore e a favore di altri organismi.
Stabilizzavano il suolo frammentato e polveroso, rallentavano l’erosione dell’acqua e del vento, fissavano nutrienti essenziali nelle rocce sgretolate e creavano microhabitat specializzati per la colonizzazione di altri organismi microscopici. Nel presente biologico contemporaneo, le coperture crittogamiche comprendenti comunità intere di licheni contribuiscono direttamente al 7% della produttività vegetale totale terrestre.
Nel periodo geologico del Devoniano, quando le piante vascolari possedevano ancora strutture rudimentali e poco sviluppate, il ruolo ecologico dei licheni nella preparazione del suolo risultava ancora più decisivo. I licheni prepararono letteralmente il terreno fertile e biologicamente attivo per l’espansione globale delle prime foreste sulla terraferma.
Un’eredità biologica che continua fino ai giorni nostri
Ancora nella contemporaneità geologica attuale, sui deserti aridi, sulle montagne alpine e nelle regioni polari, i licheni rimangono tra i primi organismi a colonizzare le superfici rocciose nude e inospitali.
Continuano a svolgere fedelmente il loro antico ruolo biologico di costruttori silenziosi dell’abitabilità terrestre per altri organismi. I licheni catturano continuamente carbonio dall’atmosfera, regolano i cicli biogeochimici dei nutrienti essenziali e mitigano l’erosione del suolo in ambienti fragili.
La ricerca condotta suggerisce che l’impatto climatico dei licheni a scala planetaria sia stato sottovalutato nella ricerca paleoclimatica. Comprendere approfonditamente questi ecosistemi primordiali antichi aiuta a ricostruire l’evoluzione biologica complessiva del pianeta Terra nel corso dei miliardi di anni, e contemporaneamente fornisce insegnamenti per proteggere gli ecosistemi licheni particolarmente fragili e minacciati nella biosfera attuale.
Lo studio è stato pubblicato su Science Advances ed è basato sull’analisi approfondita del fossile Spongiophyton del periodo Devoniano ritrovato nel Sud del Brasile.
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