L’evoluzione dei pesci: la spina dorsale della vita come la conosciamo

Questo articolo darà uno sguardo a come i pesci si sono sviluppati attraverso tutti i diversi periodi di tempo a partire dal periodo Cambriano (490-540 milioni di anni fa).

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Il primo pesce (periodo Cambriano)

ERA	PERIODO	MILIONI DI ANNI FA
Palaeozoico	Cambriano	490-540

Si ritiene che l’esplosione cambriana rappresenti il più importante evento evolutivo nella storia della vita sulla Terra. Questa “esplosione” ha avuto luogo in milioni di anni, a partire da circa 542 milioni di anni fa.

È così importante per coloro che studiano la paleontologia, e più specificamente la paleoittiologia (lo studio dei pesci preistorici), perché in quel periodo sono apparse tutte le principali piante animali. Il periodo Cambriano ci ha dato i primi fossili, che vengono trovati e studiati ancora oggi.

I primi ‘pesci’ non assomigliano affatto ai pesci che conosciamo oggi. Non avevano ancora mascelle o vertebre. Questi pesci sono conosciuti come Agnatha, cioè pesci senza mascelle, tuttavia avevano ancora la bocca ed erano in grado di mangiare.

Molti erano piccole creature simili a vermi; altri hanno sviluppato piastre ossee di armatura per proteggersi.

È stato nel tardo periodo Cambriano, che pesci senza mascelle simili ad anguille come i Conodonti apparvero insieme ad altri piccoli pesci corazzati conosciuti come Ostracodermi.

I conodonti variavano da 1cm a 40cm di lunghezza, avevano grandi occhi, pinne, muscoli a forma di V e una notocorda (un’asta flessibile, simile alla cartilagine, che attraversa il corpo e fornisce supporto).

Nel corso dei 100 milioni di anni di esistenza degli ostracodermi, ci sono state circa 600 specie. Erano tipicamente lunghi meno di 12 pollici. A differenza dei pesci precedenti, si erano sviluppati per usare le branchie esclusivamente per la respirazione. La maggior parte dei pesci senza mandibola si sono estinti perché non sono riusciti ad adattarsi alle nuove condizioni, ma ce ne sono alcuni che esistono ancora nella famiglia dei Cyclostomata (la rana pescatrice e le lamprede).

Le lamprede ci danno una buona indicazione di come sarebbero stati gli antichi pesci pre-mascella.

L’evoluzione dei vertebrati

Si pensa che i pesci siano i primi vertebrati del pianeta. L’evoluzione della spina dorsale è stata cruciale per i mammiferi, i pesci, gli uccelli, i rettili e gli anfibi.

È stato generalmente accettato che l’evidenza della prima spina dorsale sia avvenuta circa 500 milioni di anni fa, durante il periodo Ordoviciano.

Ma come si è sviluppato esattamente il vertebrato?

Durante il periodo Cambriano, le prime creature simili ai pesci (sebbene decisamente non riconosciute come veri pesci dai paleontologi) sono apparse, circa 530 milioni di anni fa.

Il Pikaia, che assomigliava più a un verme che a un pesce, è forse il primo antenato dei pesci.

Era un roditore primitivo (un animale che possiede una notocorda per almeno un periodo della sua vita) che nuotava come un’anguilla.

Il Pikaia aveva quattro componenti vitali che si sarebbero evoluti in un vero pesce: una testa (una testa evidente, separata dalla coda), una simmetria bilaterale (la stessa forma su entrambi i lati del corpo), muscoli a forma di V e un cavo nervoso che correva lungo il corpo.

Il cordone non era protetto da un osso o da un tubo e quindi il Pikaia era tecnicamente un “cordato”, non un vertebrato – ma pose le basi per i futuri vertebrati.

Alcuni esperti considerano l’Haikouichthys, o il Milokunmingia, come il primo vero pesce; tuttavia questo è contestato a causa della mancanza di una documentazione fossile definitiva.

È possibile che ci siano state altre creature simili a pesci che hanno preceduto questi “primi pesci”, tuttavia non sono stati trovati resti fossili precedenti.

I primi segni di una mandibola (Periodo Ordoviciano)

ERA	PERIODO	MILIONI DI ANNI FA
Paleozoico	Ordoviciano	443-488

Senza dubbio nel periodo Ordoviciano, il vertebrato si era ben formato ed era presente in molti pesci. I pesci si stavano anche diversificando in forma, lunghezza e dimensioni. Tuttavia, i pesci non avevano ancora sviluppato le mascelle.

I pesci non avevano la mascella inferiore. Quindi non potevano consumare grandi prede. Invece, molto probabilmente si sarebbero nutriti succhiando acqua e detriti attraverso la bocca dal fondale marino e rilasciando i rifiuti e l’acqua attraverso le branchie.

Molti pesci senza mascelle avevano anche una seconda caratteristica – hanno piastre corazzate ossee. Esempi di questi pesci sono l’Astraspis e l’Arandaspis. Essenzialmente, sembravano dei girini giganti di 15 centimetri. Non avevano pinne e scarsa mobilità.

Queste specie si sono ulteriormente evolute durante il periodo Siluriano per avere una coda biforcuta che dava loro maggiore manovrabilità. Si diversificarono per tutto il periodo Devoniano, ma alla fine del Permiano erano caduti in estinzione.

È probabile che il primo pesce con le mascelle si sia sviluppato nel tardo Ordoviciano/inizio Siluriano.

La mandibola si è ulteriormente evoluta (periodo Siluriano)

ERA	PERIODO	MILIONI DI ANNI FA
Palaeozoico	Siluriano	416-443

Verso la fine dell’Ordoviciano e durante l’inizio del Siluriano, la Terra ha vissuto una colossale estinzione – la seconda più grande degli eventi estintivi, spazzando via il 70% delle specie.

Prima di questo periodo, tutti i pesci erano senza mascella, i primi segni di una mascella sono stati trovati in questo periodo.

Le mascelle sono registrate per la prima volta nel periodo Siluriano, dove le registrazioni fossili hanno trovato due gruppi di pesci: I Placodermi e gli Acanthodii.

I Placodermi si sono evoluti dagli Ostracodermi e gli Acanthodii erano pesci simili a squali spinosi.

Si pensa che le loro mascelle si siano evolute dagli archi faringei anteriori (archi branchiali). Si pensava anche che le mascelle si fossero sviluppate per aiutare la respirazione piuttosto che per mangiare.

Con il tempo, le mascelle divennero più intricate e complesse.

Anche i pesci cartilaginei (Chondrichthyes) e i pesci ossei (Osteichthyes) si svilupparono nel tardo periodo Siluriano.

L’introduzione dei pesci cartilaginei e ossei portò un’enorme diversificazione nel mare, e pesci di molte forme e dimensioni diverse iniziarono a conquistare le acque.

L’età dei pesci (periodo devoniano)

ERA	PERIODO	MILIONI DI ANNI FA
Paleozoico	Devoniano	358-419

Nel periodo devoniano (noto anche come “età dei pesci”) un’enorme varietà di pesci ha iniziato ad evolversi e svilupparsi.

I placodermi dominavano le acque in questo periodo; tuttavia i condritti (compresi squali e razze) erano più agili e li surclassavano. A causa di ciò, verso la fine di questo periodo, Ostracodermi e Placodermi si estinsero.

Gli Istroitti (pesci con scheletro osseo) si sono evoluti in due gruppi – pesci con pinne a raggiera (Actinopterygii) e specie con pinne a lobo (Sarcopterygii).

Dai pesci con pinne a lobo si sono evoluti i tetrapodi (vertebrati con vere gambe); sono gli antenati dei vertebrati terrestri, compresi noi umani.

I pesci con pinne a raggi hanno continuato ad evolversi e a sviluppare nuove specie e sono oggi i vertebrati più diversi e numerosi del pianeta.

Estinzione di massa dei pesci (periodi Carbonifero e Permiano)

ERA	PERIODO	MILIONI DI ANNI FA
Paleozoico	Permiano	251-299
	Carbonifero	299-359

Il periodo Permiano si è concluso con l’evento estintivo Permiano-Triassico; la più grande estinzione di massa nella storia della Terra. Circa il 96% delle specie marine furono completamente spazzate via.

Il trionfo dei pesci ossei (Era Mesozoica)

ERA	PERIODO	MILIONI DI ANNI FA
Mesozoico	Cretaceo	65-145
	Giurassico	145-199
	Triassico	199-251

Un Megalodon

Questo ci porta all’era attuale, che va da 65 milioni di anni fa a oggi.

Durante questo periodo, il Megalodon è venuto e andato; Il Megalodon era una versione più grande del grande squalo bianco. Le testimonianze fossili mostrano che questo gigante raggiungeva lunghezze di 67 piedi e si nutriva di grandi balene. Modelli 3D del pesce suggeriscono anche che aveva più forza di morso di un T-rex.

Nonostante mostri enormi come questo, e le molte specie di pesci che si sono estinte, ci sono ora circa 32.000 specie di pesci e rappresentano oltre la metà di tutti i vertebrati viventi.

Si sono adattati ad abitare le più svariate acque, da profondità fino a 36.000 piedi nel Challenger Deep, alla foresta amazzonica dove hanno imparato ad adattarsi a condizioni dell’acqua sempre mutevoli.

Sommario

I pesci che conosciamo oggi sono il risultato di migliaia di cambiamenti evolutivi nel corso di milioni di anni.

Iniziando senza vertebrati e senza mandibola, queste incredibili creature si sono modificate e adattate per diventare migliori predatori e sopravvissuti, e creare migliaia di specie di pesci.

Speriamo che questo ti abbia dato una visione iniziale di quanto sia affascinante l’evoluzione dei pesci. Da piccole creature simili a vermi senza mascella o ossa posteriori, alla grande varietà di pesci che oggi vediamo nei nostri oceani, laghi e fiumi.

Data la quantità di estinzioni che hanno avuto luogo, è un miracolo che ci siano così tante specie vive oggi.