The Burgess Shale (Italiano)

Ottobre 29, 2020

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Fossil Evidence

Mineralized Skeletons

The early la registrazione dell’esplosione del Cambriano si basa sui fossili, principalmente l’aspetto di scheletri mineralizzati e tracce fossili complesse. Gli elementi scheletrici tipicamente minuscoli di questo periodo sono chiamati “piccoli fossili di conchiglie”. Questi costituiscono un assortimento molto vario di scleriti, spicole, tubi e conchiglie, suggestivi di diversi tipi di animali. Sfortunatamente, molti dei fossili rimangono poco conosciuti e sono difficili da classificare all’interno di gruppi tassonomici conosciuti.

I primi animali che vivono in tubi. 1, Cloudina, uno dei primi animali con scheletro amineralizzato rinforzato con calcite (tardo neoproterozoico). 2, Aculeochrea, con tubo rinforzato in aragonite (letti di confine precambriano-cambriano). 3, Hyolithellus, un animale che rinforza il suo tubo con fosfato di calcio (primo Cambriano). 4, Olivooides, forse un polipo di scifozoo tecato. 5, Embrione pre-schiusa di Olivooides. Barre della scala = 0,1 mm.

Circa 521 milioni di anni fa, i trilobiti fecero la loro prima apparizione nella documentazione sui fossili del Cambriano. Questi animali corazzati avevano tre parti di conchiglie dorsali: un cefalone (testa), un torace segmentato (corpo) e un pygidium (sezione della coda). I trilobiti alla fine divennero uno dei gruppi più onnipresenti di organismi invertebrati nei mari Paleozoici. Sono sopravvissuti per quasi 300 milioni di anni ei loro fossili possono essere trovati dal Cambriano al Permiano.

Una specie di trilobite primitiva (Cambriano inferiore), Eoredlichia takooensis, proveniente da Emu Bay Shale, Kangaroo Island, Australia. Lunghezza del campione = 6 cm.

Traccia fossili e rivoluzione del substrato cambriano

Anche le tracce fossili diventano considerevolmente più complesse e diversificate nelle rocce del primo Cambriano. Durante il tardo Ediacaran, i metazoi producevano solo semplici tracce orizzontali sulla superficie del fondo marino. A partire dal Cambriano, gli animali hanno iniziato a scavare tunnel verticalmente attraverso i sedimenti e mostrano comportamenti più vari, fornendo prove indirette che i bilateri mobili con tessuti e organi differenziati si erano già evoluti.

Tracce fossili del Cambriano primitivo. Treptichnus pedum dall’arenaria Mickwitzia del Cambriano inferiore, Svezia (Servizio geologico svedese, Uppsala). Barra della scala = 1 cm.

L’ascesa di questi bilateri ha alterato in modo permanente la natura del fondale marino, un evento comunemente denominato Rivoluzione del Substrato Cambriano.

Durante il Precambriano, gli strati superiori di fango, sabbia o limo sul fondo del mare sono rimasti relativamente solidi, grazie a materassini batterici che hanno ricoperto e stabilizzato la superficie. Queste stuoie servivano anche come fonte di cibo primaria per gli organismi ediacarani in grado di pascolare lungo il fondo del mare (vedi Kimberella). Gli animali scavatori del Cambriano sono stati in grado di scavare un tunnel attraverso le stuoie microbiche, agitando il sedimento sottostante e rendendolo più minaccioso. Gli scavatori potrebbero aver iniziato a scavare tunnel per accedere a nuove fonti di cibo (come le carcasse affondate di organismi planctonici sepolti sul fondo del mare) o per sfuggire alla predazione scavando in profondità nel substrato.

Cambiamenti nei tipi di substrato durante la rivoluzione del substrato Cambriano. A sinistra, periodo Precambriano; a destra, periodo Cambriano.

Le tane hanno aperto nuove nicchie ecologiche sotto il fondo del mare, poiché l’acqua e l’ossigeno potevano ora entrare negli strati di sedimenti. Allo stesso tempo, le stuoie batteriche sono state progressivamente distrutte e costrette in habitat più ristretti (cioè in ambienti sfavorevoli per gli animali). Si ritiene che questo cambiamento nel substrato sia in parte responsabile della scomparsa del biota Ediacaran. Anche altri fattori (come un cambiamento nella chimica dell’acqua o un aumento dei predatori) potrebbero aver giocato un ruolo importante nella loro estinzione (vedi sopra).

La rivoluzione ha trasformato il fondale marino un tempo uniforme in un mosaico eterogeneo , aprendo una varietà di nuove nicchie per gli animali, comprese quelle del Burgess Shale, da sfruttare.

Burgess Shale-Type Deposits e Burgess Shale Biota

Morbido eccezionalmente ben conservato -i fossili corporei di età Cambriana furono descritti per la prima volta dal Burgess Shale oltre 100 anni fa. Oggi in tutto il mondo sono state trovate dozzine di depositi di tipo Burgess Shale con assemblaggi comparabili di fossili. Questi depositi si trovano solitamente negli strati rocciosi del Cambriano inferiore e medio, ma possono estendersi fino al primo Ordoviciano.Questi depositi sono caratterizzati da una modalità di conservazione simile chiamata “conservazione di tipo argilloso di Burgess”.

I siti più importanti sono quelli situati intorno alla località originale di Burgess Shale in Canada (la Walcott Quarry nel Parco Nazionale di Yoho, British Columbia), insieme ai Maotianshan Shales della Cina (di cui il Chengjiang nella provincia dello Yunnan è il più famoso).

Altri eventi significativi includono il deposito di Kaili in Cina e siti nella parte occidentale degli Stati Uniti d’America (formazioni Spence Shale e Marjum e Wheeler nello Utah, Formazione Pioche in Nevada), Groenlandia (Sirius Passet) e Australia (Emu Bay Shale).

Depositi Utah

Affioramento generale delle formazioni del Cambriano centrale Marjum e Wheeler , Utah, USA.

Acinocricus cricus, parte di un lobopode della Spence Shale.

Immagini di paesaggi e fossili da diversi depositi di tipo Burgess Shale nello Utah.

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Sirius Passet

Veduta aerea di Sirius Passet, Groenlandia.

Un tipico artropode naraoide del Cambriano inferiore (libro = 20×12 cm).

Fossili dalla località Sirius Passet del Cambriano inferiore in Groenlandia.

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Chengjiang

Maotianshan Hill, Cina, dove furono scoperti i primi fossili di Chengjiang nel Cambriano inferiore, tra cui Naraoia spinosa ( vedi sotto). Il nome Chengjiang deriva da un villaggio vicino nella provincia dello Yunnan.

Fossili provenienti dalla località del Cambriano inferiore Chengjiang in Cina.

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Kaili

Vista presa lungo il sentiero che conduce alla località di Middle Cambrian Kaili, provincia di Guizhou, Cina.

Diversi esemplari del primitivo echinoderma Sinoeocrinus (a sinistra) (dimensione = 12 cm) e un unico esemplare dell’artropode Marrella (a destra) (taglia = 6.4 cm). Questo è l’unico evento di Marrella al di fuori delle località di Burgess Shale nel Parco Nazionale di Yoho.

Emu Bay

A sinistra: vista generale degli scavi della baia di Emu Bay del Cambriano inferiore su Kangaroo Island, Australia (ottobre 2010); a destra, Palaeoscolex, un comune verme fossile del sito (dimensione = 9 cm).

L’artropode nektonic Isoxys (dimensione = 7 cm).

Rispetto ai depositi fossili convenzionali, in cui sono tipicamente conservati solo i resti di parti del corpo più durevoli, i depositi di tipo scisto di Burgess forniscono un quadro molto più completo di una normale comunità marina cambriana. Negli ambienti marini moderni, gli animali con parti del corpo mineralizzate (conchiglie, carapaci, ecc.) Rappresentano solo una componente minore della diversità totale. Questo è anche il caso della maggior parte dei depositi di tipo Burgess Shale dove l’assemblaggio di conchiglie rappresenta solitamente una piccola percentuale di campioni raccolti. Pertanto, senza i resti fossili di organismi dal corpo molle, in particolare dal Burgess Shale, la nostra conoscenza degli ecosistemi del Cambriano sarebbe estremamente limitata.

Le somiglianze tra i vari depositi di tipo Burgess Shale in tutto il mondo suggeriscono che l’ecosistema marino profondo fosse geograficamente uniforme ed evolutivamente conservativo dal Cambriano inferiore almeno fino al Medio Cambriano (cioè, tipi simili di fossili animali vengono recuperati attraverso questo intero intervallo, che copre almeno 15 milioni di anni). Il caratteristico assemblaggio di organismi viene spesso definito biota di tipo Burgess Shale.

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