Ikaria wariootia, il fossile più antico di animale "bilatero" conosciuto

La scoperta di un fossile di animale molto antico in Australia ha scatenato la stampa (anzi, soprattutto i titolisti…).  In realtà Ikaria wariootia è in questo momento non l’animale più antico (tantomeno la forma di vita più antica, come ho letto…). È il più antico bilatero mai ritrovato, cioè il più antico esempio ora conosciuto di animale a simmetria bilaterale. Quindi, sempre di pietra miliare si parla ma precisiamolo bene di quale….

LA VITA PRIMA DEL CAMBRIANO. L’Ediacarano, l’ultimo periodo dell’era neoproterozoica, copre il lasso di tempo che passa dalla fine del Marinoano, l’ultimo episodio della Terra Palla di Neve (635 milioni di anni fa) e l’inizio del Cambriano e dell'era paleozoica (541 MA). L’ediacarano si chiama così da una località australiana dove sono state trovate per la prima volta delle forme di vita più antiche che sono state appunto denominate “Faune di Ediacara”; successivamente le faune di Ediacara si sono dimostrate comuni nei sedimenti dell'epocai in altre parti del mondo (Africa, Europa settentrionale, Nordamerica e - soprattutto - Cina). Gli Ediacarani sono un bel rompicapo: cosa rappresentino è ancora dibattuto (e non confondiamo i due termini, disgraziatamente uguali di associazione faunistica e di cronologia…): per qualcuno sono animale, per altri un regno diverso, i Vendozoa. È facile che la verità stia nel mezzo, anche perché alcuni esponenti di questa antica fauna sono antenati degli animali oggi viventi o almeno molto vicini a questi (segnatamente Dickinsonia - Bobrovsky et al, 2018). Molti avevano dei sistemi di crescita da noi ritenuti piuttosto bizzarri.

Trichoplax adhaerens, l'unica specie riconosciuta
di placozoi (ma forse ce ne sono diverse)

GLI ANIMALI NON BILATERI. Vorrei richiamare alcuni concetti: la maggior parte di Animalia è rappresentata dai “bilateri”, cioè animali con un corpo a simmetria bilaterale, che inizia con un "davanti" e finisce con un "dietro" (comunemente testa e coda). 

Però ci sono anche i non bilateri; ad esempio animali a simmetria radiale (tipo le meduse, che una volta facevano parte dei celenterati poi non ci ho capito più molto…). Poi ci sono quelli come i poriferi (le spugne) che non hanno forma propria, i cui corpi sono dotati di canali in cui circolano i nutrienti e altri, fra i quali i placozoi, di cui non si sa praticamente nulla o quasi, salvo che sono semplicissimi: in pratica sono degli agglomerati di cellule trasparenti, piatti e lunghi non più di 3 mm; possiedono solo 4 tipi di cellule (contro i circa 200 nostri); però la parte superiore e quella inferiore sono diverse. 

Interessante è il modo di nutrirsi dei placozoi: il cibo si accumula sulla superficie ventrale, che produce enzimi digestivi e poi assorbe il risultato. Una tattica che ci pare strana ma che probabilmente era ben diffusa a quei tempi. Spesso, i placozoi contraggono parte della superficie ventrale in una sacca in cui la digestione può avvenire in modo più efficiente (insomma… ogni tanto si creano uno stomaco).

Quindi i placozoi rappresentano un esempio dei primi animali, forse derivati da ediacariani come Dickinsonia.

I primi animali quindi (e abbastanza ovviamente) non erano bilateri, ma probabilmente assomigliavano ai placozoi. 

Dikinsonia costata - credit: Wikicommons

ANIMALI: NEL CAMBRIANO O PRIMA? Sull’origine di Animalia avevo scritto questo post. La maggior parte dei phyla animali sembra comparire improvvisamente durante la cosiddetta esplosione del Cambriano. Iniziato 541 milioni di anni fa. questo evento  ancora non è del tutto risolto (e per questo viene peridicamente citato in modo balordo dagli antievoluzionisti). Anche se è stato innescato da qualcosa che è successo al passaggio Edicariano – Permiano, non è un evento improvviso ma una fase di evoluzione e differenziazione accelerata di animalia. Una volta si pensava che gli animali fossero appunto comparsi all’inizio del Cambriano, poi fu visto che non era così: a parte gli ediacarani “probabilmente non animali” sicuramente ci sono nell’ediacarano già spugne e animali a simmetria radiale di cui abbiamo resti. 

Un evento importante da questo punto di vista che potrebbe aver agevolato l’origine di Animalia è stato la ripresa della vita dopo le decine di milioni di anni di ghiaccio totale della Terra palla di neve (ne ho parlato qui).

Tracce fossili del tipo Helminthoidichnites

La presenza dei bilateri era stata invece soltanto dedotta, a posteriori, in vari modi:

• i fossili del Cambriano inferiore mostrano morfologie talmente complesse (anzi, piani corporei così differenti) da rendere probabile appunto una loro differenziazione preesistente all’inizio del Cambriano
• gli orologi molecolari (un metodo che confrontando le differenze del DNA fra due o più esseri stima l’età dell’ultimo antenato comune) parrebbero indicare età più antiche di 541 milioni di anni (ma non è che poi siano una scienza esatta) 
• la presenza di Helminthoidichnites: sono tracce fossili orizzontali la cui morfologia dimostra che sono state prodotte da un organismo in grado di muoversi dentro e fuori sottili strati di sabbia e che per una serie di motivi sono state lasciate da un animale bilatero e non da, poniamo, foraminiferi bentonici o quant’altro per alcune caratteristiche

Gli Helminthoidichnites e quindi la comparsa di animali dotati di mobilità rappresenta una delle ipotesi più gettonate sulla fine (o almeno sulle grandi difficoltà) attraversate dalla fauna di Ediacara, formata da forme sessili o comunque incapaci di muoversi in proprio, in difficoltà nei confronti dei nuovi venuti.

Di fatto nel 1997 fu riconosciuto sempre in Australia che un fossile dell’Ediacariano superiore  - Kimberella – fosse un mollusco ancestrale (Fedonkin & Waggoner 1997), il che ha automaticamente comportato la presenza dei primi bilateri in tempi anteriori al Cambriano (anche se siamo nell'ediacariano superiore, abbastanza vicini al limite con il cambriano).

Ricostruzione di Ikaria wariootia che scava
un Helminthoidichnites - da Evans et al (2020)

Ora, sarebbe teoricamente possibile trovare un Helminthoidichnites insieme al suo creatore, se l’animale è morto mentre scavava? Non è una associazione necessaria perché la traccia e l’animale hanno modalità di conservazione diverse, ma alle volte può accadere. Ed è quello che hanno tentato di fare, con successo, Evans et al (2020). Hanno esaminato delle arenarie fini deposte in ambiente di mare poco profondo a Nilpena, 500 km a nord di Adelaide e vicino proprio a Ediacara, dove hanno identificato 108 fossili di un piccolo organismo semplice con differenziazione anteriore / posteriore e laterale, che hanno chiamato Ikaria wariootia, giusto associate agli Helminthoidichnites.

Ikaria si presenta come un fossile fusiforme, lungo tra 2 e 7 millimetri. Le scansioni tridimensionali laser hanno dimostrato una chiara differenziazione fra la parte anteriore e quella posteriore e anche indizi sulla segmentazione del corpo in più parti.

Le dimensioni e la morfologia di Ikaria corrispondono sia a quello che era stato pensato a proposito dell’essere che aveva formato gli Helminthoidichnites, che all’essere più vicino al progenitore di tutti gli animali bilateri.

Quindi Ikaria non è il più antico animale, ma il più antico animale bilatero, conosciuto perché è vissuto prima di Kimberella, i cui fossili nella serie sedimentaria di Nilpena si trovano molto al di sopra.

Bobrovsky et al (2018) Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals Science 361, 1246–1249 

Evans et al 2020 Discovery of the oldest bilaterian from the Ediacaran of South Australia PNAS DOI: 10.1073/pnas.2001045117

Fedonkin & Waggoner 1997 The Late Precambrian fossil Kimberella is a mollusc-like bilaterian organism Nature 388, 868 - 870