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La teoria dell’interruttore della luce
Nel periodo Cambriano, all’incirca 530 milioni di anni fa, il regno animale cambiò faccia. Gli studiosi definiscono questo evento “Esplosione
cambriana”, o Big Bang della vita. Prima che si verificasse gli animali erano tutti invertebrati a corpo molle, simili a vermi, ed erano così da almeno
300 milioni d’anni. Poi, in meno di 5 milioni di anni, un batter d’occhio in scala geologica, quasi tutti i principali gruppi animali oggi presenti sulla
Terra si svilupparono, si dotarono di parti dure, scheletri e corazze, si vestirono di luci e colori. La grande domanda è: perché? che cosa ha innescato
la miccia? La light switch theory, la teoria dell’interruttore della luce, ritiene che responsabile principale di questo evento sia stata l’evoluzione di un
organo molto particolare: l’occhio. Fino ad allora il mondo era praticamente cieco. L’evoluzione di un predatore capace di vedere le sue prede
avrebbe innescato una serie di pressioni selettive capaci in breve tempo di rivoluzionare l’aspetto dei mari (dove allora era confinata la vita) e
mettere le basi per ogni successivo sviluppo.
I fossili di Burgess Shale (le argilliti di Burgess si trovano in una zona delle Montagne Rocciose del Canada) ci dicono che 540 milioni di anni fa un
animale sviluppò occhi che formavano immagini. Il caso volle che fosse un trilobite, lontano parente dei ragni e dei gamberi. Presto avrebbe
sviluppato anche l’abilità di nuotare, zampe e apparato boccale forti e prensili, diventando così un predatore attivo. Il primo predatore attivo sulla
Terra capace di vedere. Per gli animali si accendeva finalmente la luce (prima di questo evento la luce del sole poteva essere percepita da semplici
fotorecettori, ma non poteva essere usata dagli animali per ritrovarsi o riconoscersi). Ebbene, secondo la “teoria dell’interruttore della luce”:
l’arrivo della visione ha scatenato l’esplosione del Cambriano. La reazione delle prede a un simile potentissimo predatore infatti sarebbe stata la più
varia e immediata, pena la sopravvivenza. Si svilupparono corazze, armi di difesa, nuovi comportamenti, colori mimetici e di avvertimento, nuove
strutture, nuovi piani anatomici. Si svilupparono 50 phyla (le grandi famiglie in cui viene suddiviso il mondo animale) e da allora non se ne
svilupparono altre. Oggi ne rimangono 34.
Per rafforzare la “light switch theory”, iniziò così la ricerca di nuovi fossili. Fossili più antichi di quelli di Burgess Shale e che mostrassero già i segni
dell’esplosione cambriana. Finalmente, nel 2012, un gruppo di paleontologi britannici, cinesi e svedesi ha pubblicato una relazione congiunta su
diverse spedizioni effettuate nel Sud-Ovest della Cina, nelle colline e nei laghi della provincia dello Yunnan, la regione in cui sono stati trovati i fossili
di Chengjiang. I fossili di Chengjiang rivaleggiano con quelli di Burgess Shale fin dal rinvenimento del primo esemplare avvenuto nel 1984 per il fatto
che sono altrettanto ben conservati, al punto da rivelare anche le spine più fini, sottili come aghi, di alcuni animali. Ora i lavori degli studiosi
britannici, cinesi e svedesi mostrano che questi reperti reggono il confronto con quelli di Burgess Shale anche per la varietà di forme viventi.
Forniscono infatti un’ulteriore istantanea della vita del Cambriano, datata questa volta 525 milioni di anni fa. Ora sappiamo che l’Esplosione
cambriana è avvenuta appena dopo l’introduzione della visione. Era la prova che cercavamo.
UN INSOLITO ZOO. Quali animali sono rappresentati nei fossili di Chengjiang? Organismi talmente particolari e strani da non poter essere, a volte,
classificati in nessuno dei gruppi di viventi che esistono oggi. Appaiono come le forme di vita più bizzarre che ci si possa immaginare. La Choia è una
spugna, ma sembra un minuscolo cappello tradizionale cinese con aghi che irradiano dai bordi. Alcuni hanno la forma di caschi da ciclista. Ma il più
inconsueto è forse l’Occacaris, che può essere descritto solo come una specie di granchio con un paio d’occhi a goccia, strane antenne a forma di
corna, “mani” antropomorfe e una coda di pesce sporgente dal guscio. Esistono anche esemplari enigmatici, tanto insoliti da rendere impossibile
indovinare a quale gruppo animale potessero appartenere. C’è un fossile che pare semplicemente una palla di spine, un altro fatto come un disco
con attaccata una penna, un mezzo verme e mezzo calamaro e ancora un pennacchio con una lingua di camaleonte. L’Anomalocaris, uno degli
animali più strani, si presenta come una seppia corazzata, con due arti appuntiti, ed è insolito anche per le dimensioni. A differenza della maggior
parte dei suoi vicini, che misuravano soli pochi stentati centimetri, questo animale cresceva fino a oltre un metro. Con i suoi i grandi occhi e la forma
idrodinamica che dà un’idea di velocità era probabilmente uno dei più temibili predatori del Cambriano. C’è invece un animale, il Myllokunmingia
che può essere posizionato senza problemi in un gruppo animale conosciuto e anche molto vicino a noi: i cordati. In effetti è il primo cordato (cioè il
primo animale dotato di spina dorsale), il primo antenato noto dell’uomo. Un suo cugino di 10 milioni di anni più tardi, Pikaia, un fossile di Burgess
Shale, è protagonista del finale del famoso libro di Stephen Jay Gould, La vita meravigliosa. Se questo animale non fosse sopravvissuto al Cambriano
e non avesse dato vita a un nuovo ramo evolutivo oggi non saremmo certamente qui a esaminarne i fossili.
ADAMO? ERA UN TRILOBITE. In quanto prodotto diretto dell’Esplosione cambriana, i fossili di Chengjiang ci dicono esattamente quando questo
evento si è verificato. Adesso sappiamo che l’unico animale con parti dure antecedente il Big Bang della vita è il trilobite, proprio il trilobite dotato
di occhi, i primi occhi della vita. E adesso, forti di una nuova e più accurata datazione, sappiamo che questo trilobite ha preceduto di appena 5
milioni di anni l’esplosione finale del Big Bang della vita. Insomma possiamo dire che l’Esplosione cambriana è durata 5 milioni di anni, il tempo
necessario ai vermi per dotarsi di uno scheletro o di una corazza. Ed ecco che improvvisamente le parti dure che si sono evolute durante quel
lontano Big Bang della vita ci appaiono come semplici adattamenti a un nuovo mondo in cui domina la capacità di scrutare e di vedere l’ambiente.
Alcuni animali svilupparono gusci e spine, probabilmente con colori brillanti per segnalare visivamente la loro nuova corazza. Altri assunsero forme
affusolate e pinne per chiarire ai trilobiti che per catturarli avrebbero dovuto faticare non poco. A partire dal Cambriano il dono della vista ha
cominciato a dominare le leggi della vita. Oggi oltre il 95% di tutti gli animali multicellulari possiede occhi. Camminate in un campo pieno di animali
e ne vedrete pochissimi: la vita si è adattata all’avvistamento. Agli occhi capaci di vederti e riconoscerti e non ai semplici recettori di luce che
esistevano anche prima del Cambriano ma non consentivano di formare un’immagine. La capacità di vedere è alla base delle catene alimentari di
oggi. Se non ci fosse, non esisterebbe alcuna predazione. Fin dall’uscita del libro di Parker "In un batter d’occhio" nessuno ricercatore ha ancora
trovato un argomento ragionevole per confutare la light switch theory. Stephen Jay Gould è stato tra quelli che l’hanno maggiormente appoggiata.
Ci sono però ricercatori che suggeriscono che a far scattare l’interruttore non fu solo la vista, ma anche lo svilupparsi di altri sensi. Oggi viviamo in
un mondo pieno d’adattamenti alla visione, ma gli animali attuali sono anche ben adattati al gusto, all’odorato, all’udito e al tatto. Ma mentre tutti
gli altri sensi sono comparsi un po’ qua e un po’ là nella storia della vita, soltanto la visione ha fatto il suo ingresso in un unico, preciso momento e si
è trovata nella situazione ideale per far scattare un evento esplosivo. Quel momento combaciò proprio con l’inizio del Big Bang evolutivo.