Tracciando le origini delle spugne

Le Spugne sono alcuni degli animali viventi più antichi sulla Terra. Appartengono al phylum Porifera e sono famose per le loro strutture corporee semplici e la capacità di filtrare l'acqua, assorbendo nutrienti e ossigeno. Le spugne hanno un ruolo importante negli ecosistemi marini. Capire come e quando siano apparse per la prima volta può aiutare gli scienziati a scoprire la storia della vita sulla Terra.

#L'età delle spugne

Studi recenti suggeriscono che le spugne abbiano iniziato a evolversi circa 608 milioni di anni fa, durante il periodo Ediacarano. Questa conclusione deriva dall'analisi di dati molecolari, che includono il materiale genetico di varie specie di spugne, e prove Fossili. In passato si pensava che le spugne fossero più antiche, ma nuove scoperte indicano che sono diventate riconoscibili nei fossili più tardi di quanto si pensasse prima.

#Fossili e biomarcatori

I fossili sono i resti o le tracce conservate di organismi del passato. Le prove fossili per le spugne sono rare, specialmente per periodi molto antichi come il Toniano e il Criogeniano. Alcuni fossili di spugne rivendicati potrebbero in realtà essere mal identificati. Ad esempio, alcuni marcatori chimici (sterani) pensati essere segni di spugne antiche potrebbero provenire invece dalle alghe. Questo solleva domande su quali fossili rappresentino veramente le spugne del passato.

#Il mistero delle prime spugne

Nonostante ricerche approfondite, è ancora difficile individuare le origini esatte delle spugne. I fossili delle ere Toniana e Criogeniana sono stati reclamati come le prime spugne, ma mancano delle caratteristiche strutturali chiave che ci si aspetta in vere spugne. I fossili di spugne più antichi confermati provengono dal tardo periodo Ediacarano, circa 543 milioni di anni fa. C'è una discrepanza di circa 150 milioni di anni tra le stime molecolari e le scoperte fossili, il che indica che la nostra comprensione dell'Evoluzione delle spugne potrebbe dover essere corretta.

#Famiglie di spugne e i loro spicole

Le spugne possono essere divise in quattro linee principali in base ai loro spicole, che sono le piccole strutture di supporto che forniscono forma e protezione. Le prime tre linee producono spicole fatte di acido silicico, mentre la quarta produce spicole di calcite. La conservazione degli spicole calcitici diventa meno probabile col passare del tempo, suggerendo che alcune spugne neoproterozoiche potrebbero aver avuto strutture calcificate. Tuttavia, i fossili di spugne più antichi identificati contengono spicole silicee, indicando un percorso evolutivo diverso per le spugne.

#Il dibattito sull'evoluzione degli spicole

Ci sono quattro idee principali che spiegano perché gli spicole silicei dell'era neoproterozoica non si trovano nel record fossile. La prima idea suggerisce che i metodi attuali per stimare l'età delle spugne potrebbero non essere accurati, significando che le spugne potrebbero essere apparse molto più tardi. La seconda teoria sostiene che le prime spugne potrebbero aver avuto spicole morbide che non si sono conservate bene nel tempo. La terza idea suggerisce condizioni oceaniche sfavorevoli per la conservazione delle strutture mineralizzate. L'ultima teoria è che le prime spugne non avevano affatto spicole, risultando nella loro evoluzione indipendente più tardi.

#Metodi di ricerca

Per investigare l'evoluzione delle spugne e le origini degli spicole, gli scienziati hanno utilizzato una combinazione di analisi filogenetica, che studia le relazioni evolutive tra le specie, e metodi di datazione molecolare. Hanno creato un albero dell'evoluzione delle spugne calibrato nel tempo basato su nuovi ed esistenti dati genetici. Questa analisi mirava a chiarire quando sono apparse per la prima volta le spugne e come si sono sviluppati i loro spicole nel tempo.

#Risultati evolutivi

La ricerca indica che le spugne probabilmente si sono evolute nel primo periodo Ediacarano, con i loro antenati privi di spicole silicei. Gli spicole sembrano essersi sviluppati indipendentemente in diverse linee di spugne. Ad esempio, nella linea Demospongiae, che include i tipi di spugne più diversi, gli spicole silicei hanno iniziato a emergere dopo che la linea si è separata da altri gruppi.

#Comprendere la diversità degli spicole

I risultati fanno anche luce su come gli spicole differissero tra le famiglie di spugne. Mentre gli spicole sono essenziali per la struttura e la protezione delle spugne, la loro emergenza non sembrerebbe aver guidato la diversificazione delle spugne, il che significa che altri fattori probabilmente hanno influenzato come si sono diffuse e evolute.

#Genealogia delle spugne

L'analisi dei dati genetici ha confermato che le spugne appartengono a due gruppi principali: Calcarea e Homoscleromorpha, e Silicea, che combina Demospongiae e Hexactinellida. I risultati hanno anche confermato le relazioni tra vari gruppi di spugne e chiarito dove alcuni gruppi si inseriscono nell'albero genealogico delle spugne.

#L'impatto sulla nostra comprensione

Questa ricerca presenta una cronologia più precisa dell'evoluzione delle spugne, datando le loro origini molto più recentemente rispetto agli studi precedenti. I risultati sfidano l'idea che le prime spugne avessero strutture complesse e suggeriscono che le forme a corpo molle hanno dominato per molto tempo prima che gli spicole apparissero nel record fossile.

#L'importanza degli spicole

Gli spicole silicei sono comuni nelle spugne moderne e servono a vari scopi, inclusi la fornitura di supporto strutturale e protezione. Tuttavia, questo studio indica che gli spicole non hanno influenzato significativamente le fasi iniziali dell'evoluzione delle spugne.

#Il futuro della ricerca sulle spugne

Lo studio apre nuove strade per la ricerca sull'evoluzione delle spugne, in particolare per capire i legami tra la struttura e la funzione delle spugne. Man mano che vengono scoperti nuovi fossili di spugne, forniranno ulteriori approfondimenti per chiarire il mistero delle origini delle spugne e la loro storia evolutiva.

#Conclusione

La ricerca sulle spugne rivela la loro complessa storia evolutiva e sottolinea l'importanza di integrare i dati molecolari con le prove fossili. Man mano che gli scienziati continuano a studiare queste creature affascinanti, ottengono una migliore comprensione della storia antica della vita sulla Terra.