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Facebook e le tane fossili rivelano una nuova forza evolutiva negli oceani

Scienza&Tecnologia

Un nuovo studio dimostra che la vita marina è stata governata per 500 milioni di anni dalle stesse dinamiche che guidano Facebook ed Instagram. Allo studio è stata dedicata la copertina di Geology, che è stata per 12 anni consecutivi la più importante rivista di geologia. 

GENOVA –Negli ultimi 500 milioni di anni, le tane degli animali marini si sono associate secondo le stesse regole che danno forma a Facebook, Instagram, Twitter e altri social network umani. Questa conclusione rivoluzionaria è stata raggiunta in un nuovo studio condotto da un team multidisciplinare di scienziati guidati dal paleontologo Andrea Baucon (Università di Genova) e comprendente Carlos Neto de Carvalho (Naturtejo UNESCO Global Geopark/Istituto D. Luiz, Portogallo), Gabriele Tosadori (Università di Verona) e Alexandre Antonelli (Giardini Botanici di Kew, Regno Unito ed Università di Göteborg, Svezia). Lo studio è stato pubblicato nel numero di giugno della rivista Geology (https://doi.org/10.1130/G48523.1), che per 12 anni di fila è stata la rivista di “geologia” numero 1 secondo il Web of Science. Geology ha dedicato la sua copertina di giugno allo studio di Baucon et al. Lo studio combina tane fossili (icnofossili) provenienti da 45 siti paleontologici e sofisticate simulazioni al computer per spiegare una delle ipotesi più fondamentali della paleontologia: la sconcertante divergenza morfologica tra le tane di mare basso e quelle di mare profondo.

È sin dagli anni ’50 che i paleontologi sono sconcertati da uno schema sorprendente nel registro fossile: le tane di mare profondo sono complesse, quelle di mare poco profondo sono molto più semplici. Non importa quanto lontano i ricercatori abbiano guardato nel passato, non importa in quale continente abbiano cercato, ma hanno sempre trovato questo schema divergente. Questo schema è così persistente che l’industria degli idrocarburi lo utilizza per scoprire nuovi giacimenti petroliferi: la forma delle tane fossili rivela le proprietà dell’ambiente (compresa la profondità) in cui sono state prodotte.

Nonostante la popolarità di questo schema, il suo ‘perché’ è rimasto sconosciuto… fino ad ora. Le tane di acque profonde sono davvero diverse da quelle di acque poco profonde e, se sì, perché? Per rispondere a queste domande, Andrea Baucon ed i suoi coautori hanno utilizzato la matematica di Facebook per rappresentare – in un’unica immagine a ragnatela! – gli ultimi 500 milioni di anni di evoluzione. Nello specifico, i ricercatori hanno pazientemente rappresentato ogni tana fossile come un vertice (nodo) e hanno collegato con una linea (link) quelle tane che si trovano nello stesso sito paleontologico. Il risultato è una rete con più di 600 linee (link)! 

Quando hanno esaminato per la prima volta la “rete di fossili”, Andrea Baucon e colleghi sono rimasti stupiti dalla sua bellezza ed organizzazione intricata. Nella rete fossile, ci sono due gruppi di tane fossili corrispondenti proprio ad ambienti marini profondi e superficiali! La rete fossile trova un parallelo nella rete di Facebook: la prima è costituita da tane fossili collegate da relazioni di co-occorrenza, la seconda è composta da persone collegate da relazioni di amicizia. I due gruppi osservati nella rete fossile sono l’equivalente di due comunità di amici collegati da relazioni strette. Lo studio di Baucon e colleghi ha così dimostrato la divergenza morfologica tra tane di acque profonde ed acque superficiali, cinquant’anni dopo la sua proposta da parte di uno dei più celebri paleontologi al mondo, Adolf Seilacher. Ma perché è così?

Baucon e colleghi sapevano che la risposta era nel modello di connessione. Così come la rete di Facebook emerge dai fenomeni sociali, la rete fossile è stata plasmata da fenomeni biologici. Il modello di connessione della rete fossile si è rivelato essere un ‘piccolo mondo’: la maggior parte dei nodi può essere raggiunta da ogni altro nodo con un piccolo numero di salti. Questo è alla base del fenomeno dei “sei gradi di separazione“, ovvero l’idea che tutte le persone sulla Terra siano a poche strette di mano l’una dall’altra. La struttura ‘piccolo mondo’ della rete fossile deriva da due categorie ecologiche universali, gli specialisti ed i generalisti, che hanno controllato la distribuzione spaziale delle tane negli ultimi 500 milioni di anni. Ciò trova un parallelo nello sviluppo dei social network, in cui la maggior parte degli individui fa amicizia con individui che sono geograficamente vicini (=specialisti ambientali) e pochi che si muovono molto (=generalisti). Due semplici regole spiegano 500 milioni di anni di evoluzione, dicono gli scienziati.

La divergenza tra le tane superficiali e quelle abissali ha implicazioni non solo per la ricerca scientifica ma anche per l’industria energetica, che si basa su tane fossili per identificare i depositi sedimentari con le risorse di energia. Dimostrando la persistente divergenza della forma della tana su scale temporali evolutive, questo lavoro suggerisce che le dinamiche ‘piccolo mondo’ hanno controllato il flusso genico e la variazione naturale nel comportamento ereditabile negli ultimi 500 milioni di anni. Ciò indica che la dinamica del piccolo mondo è stata una forza evolutiva importante, ma finora sconosciuta, negli oceani.

Per 500 milioni di anni le tane di mare profondo sono state diverse da quelle superficiali. Un nuovo studio suggerisce che questo fenomeno è stato guidato dalla stessa dinamica piccolo mondo che regola Facebook ed Instagram.La rete fossile. Ogni vertice rappresenta una tana, ed I collegamenti connettono quelle tane che si trovano nello stesso sito paleontologico. Le tane arancione sono di mare superficiale, le azzurre di mare profondo.

Lo studio

Andrea Baucon, Carlos Neto de Carvalho, Fabrizio Felletti, Gabriele Tosadori, Alexandre Antonelli (2021). Small-world dynamics drove Phanerozoic divergence of burrowing behaviors. Geology 49 (6): 748–752 Https://doi.org/10.1130/G48523.1)

Gli autori

Andrea Baucon è un paleontologo dell’Università di Genova. La sua ricerca affronta il rapporto tra la vita e il substrato (icnologia), sottolineando il ruolo evolutivo ed ecologico degli organismi infaunali. In precedenza, ha lavorato come professore di paleontologia presso l’Università di Trieste e oggi guida un team internazionale di scienziati che studiano gli effetti dei cambiamenti climatici sulle interazioni organismo- substrato (progetto CAMBIACLIMA).

Carlos Neto de Carvalho è un geologo collaboratore dell’Istituto D. Luiz dell’Università di Lisbona e coordinatore scientifico del Naturtejo UNESCO Global Geopark. La sua ricerca si occupa dell’evoluzione del comportamento fossilizzato, concentrandosi in particolare sulla documentazione sedimentaria delle interazioni comportamento-ambiente.

Fabrizio Felletti è professore di geologia e sedimentologia presso l’Università degli Studi di Milano, dove ha conseguito il dottorato di ricerca nel 2001. Dal 2002 è docente presso l’Università degli Studi di Milano. La sua ricerca si concentra sullo studio dei sistemi sedimentari, dall’analisi di facies alla modellazione geostatistica, mirando anche alla caratterizzazione di unità silicoclastiche e carbonatiche sia come serbatoi di idrocarburi che come depositi di acque sotterranee.

Small-world dynamics drove Phanerozoic divergence of burrowing behaviors – Baucon et al

Gabriele Tosadori è un postdoc che attualmente lavora presso l’Università degli Studi di Verona, Dipartimento di Medicina. Il suo principale obiettivo di ricerca comprende la biologia dei sistemi e l’analisi di rete con applicazioni in campi molto diversi, come il sequenziamento dell’RNA di singole cellule, i dati di neuropatologia e le reti fossili.

Alexandre Antonelli è il direttore scientifico presso i Royal Botanic Gardens (Kew). È anche Professore di Biodiversità e Sistematica presso l’Università di Göteborg e Visiting Professor presso l’Università di Oxford. La sua passione è la natura e la sua missione è fermare la perdita di biodiversità. Per affrontare questa grande sfida, studia la distribuzione e l’evoluzione delle specie e sviluppa metodi per accelerare il progresso scientifico. La sua ricerca si concentra sui tropici, dove la biodiversità è alta e le minacce sono più acute.

Redazione Corriere Nazionale


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