21 agosto 2010

_Neptunidraco ammoniticus_ - Terza parte: L'Antichità del Drago

In quale punto della Formazione del Rosso Ammonitico (e del Tempo Profondo) si colloca Neptunidraco?
Il Tempo (inteso come Tempo Profondo) è una delle dimensioni fondamentali dalla Paleontologia. Non esiste Paleontologia senza una misura del Tempo (Profondo). Un fossile che non può essere datato (collocato in un intervallo di tempo il più possibile preciso e limitato) è un oggetto paleontologico di serie B (o peggio, non ha alcun valore paleontologico).
In Paleontologia, esistono due modi per collocare un fossile nel Tempo Profondo:
  1. Si può determinare l'età Assoluta del fossile, ovvero, a quanti anni nel passato risalga. Questo modo richiede il campionamento di determinati elementi dotati di caratteristiche che variano in modo misurabile con il passare del tempo. I migliori candidati per una datazione assoluta sono alcuni isotopi di elementi chimici, che si trasformano in altri elementi con un preciso tempo (detto, "tempo di dimezzamento"), regolato da precisi fenomeni di fisica nucleare: in breve, misurando le proporzioni di queste sostanze è possibile misurare il tempo trascorso.
  2. Si può determinare l'età Relativa del fossile, ovvero, si può stabilire in quale intervallo stratigrafico della Scala Geocronologica deve essere collocato il fossile.
Ad esempio, la datazione assoluta di Tyrannosaurus rex è di circa 67-65 milioni di anni fa; mentre la sua datazione relativa è la parte superiore del Piano Maastricthiano del Periodo Cretacico dell'Era Mesozoica. In generale, le due datazioni sono correlate, ovvero, la determinazione di una delle due comporta, con buona approssimazione, la determinazione anche dell'altra.
Qual'è la datazione di Neptunidraco ammoniticus?
I quattro lastroni dell'olotipo di Neptunidraco provengono da un blocco di marmo estratto per scopi industriali da una cava di Rosso Ammonitico. Dato che esso non fu estratto da geologi stratigrafi, ma da un'impresa marmista, non esiste alcuna indicazione scientificamente precisa dello strato originario da cui proviene il blocco. L'unica indicazione è che esso proviene dai dintorni di Sant'Ambrogio di Valpolicella, nel Veronese, dove affiorano strati della Formazione del Rosso Ammonitico. Tuttavia, questa Formazione Geologica è relativamente ampia, dato che occupa un'intervallo geocronologico che va dal Bajociano Superiore (nel Giurassico Medio, circa 165 milioni di anni fa), fino al Titoniano Inferiore (nel Giurassico Superiore, circa 142 milioni di anni fa). Gli studi precedenti, attribuivano al fossile un'età medio-giurassica oppure tardo-giurassica (in particolare, Oxfordiana, pari a circa 150-155 milioni di anni fa) ma senza una precisa giustificazione di queste datazioni.
Il nostro obiettivo era quello di stabilire nel modo più accurato possibile l'età del fossile. 
Dato che il marmo come il Rosso Ammonitico non presenta elementi chimici utili per una datazione radiometrica assoluta, abbiamo puntato sulla determinazione della sua età relativa
Come detto prima, purtroppo non esistono dati precisi sulla località originaria del fossile, pertanto, l'unico dato a nostra disposizione era il fossile stesso e le lastre che lo contenevano. Ad un esame accurato, ogni lastra non contiene solamente le ossa di Neptunidraco, ma anche i gusci di numerosi molluschi marini, in particolare, ammoniti e beleminiti, alcuni di dimensioni significative (circa 10-12 cm di diametro). Le ammoniti sono fossili molto utili per la datazione del Giurassico marino, ed in particolare per la Tetide a cui apparteneva il fondale sui cui si fossilizzò l'olotipo di Neptunidraco. Infatti, la datazione relativa si basa sulla presenza di fossili guida, ovvero, specie fossili che ebbero un'ampia distribuzione geografica ma una ristretta distribuzione temporale (alla scala geologica, ovviamente). Questi fossili, se presenti in una lastra, sono quindi degli ottimi marcatori di un particolare intervallo di tempo. Di fatto, l'intera datazione relativa della Formazione del Rosso Ammonitico si basa proprio sulla presenza di particolari fossili guida appartenenti alle ammoniti.
Purtroppo, nonostante la loro abbondanza nelle lastre, nessuna ammonite presente assieme all'olotipo di Neptunidraco è sufficientemente completa per poter essere identificata a livello di genere o specie. Le uniche informazioni riconoscibili (la forma della sutura dei gusci) ci dicono solo che la lastra è del Giurassico (confermando ciò che sapevamo già dal fatto stesso che proviene da cave della Formazione del Rosso Ammonitico).
Sembrava quindi che non ci fosse speranza di datare il fossile con una datazione migliore di "Giurassico Medio-Superiore", ovvero, che non potessimo dire nulla più che era vissuto in un momento imprecisato dentro all'intervallo 165-142 milioni di anni fa. Tale datazione sarebbe stata troppo grossolana per le nostre ambizioni!
Fu così che provammo una strada alternativa.
Dal margine esterno della lastra più grande esposta a Bologna, Federico ha prelavato un piccolo blocco di marmo, non contenente le ossa di Neptunidraco. Il blocchetto è stato sezionato per ottenere delle sezioni sottili di roccia, spesse meno di un millimetro. Queste sezioni sottili sono state analizzate al microscopio, nella speranza che contenessero qualche microfossile utile straigraficamente (come foraminiferi e nannoplancton, utilissimi per la datazione relativa, esattamente come le ammoniti citate prima).  
Ammetto che non mi ero immaginato affatto cosa avremmo osservato al microscopio. Ritenevo che questo marmo fosse, a livello microscopico, un agglomerato di particelle di sedimento, con al più qualche fossile. In realtà, il marmo stesso è formato in buona parte da fossili di organismi microscopici, alcuni originari del fondale stesso (taxa bentonici), altri caduti sul fondo alla loro morte, ma originariamente vissuti galleggiando nell'acqua  sovrastante il fondale (taxa planctonici). Le sezioni sottili mostravano quindi una ricca associazione di microfossili: foraminiferi bentonici e planctonici, e numerosi frammenti di gusci di invertebrati marini come aptici di ammoniti e frammenti di echinodermi crinoidi.
Era possibile stabilire l'età del fossile sulla base dell'associazione dei microfossili osservata?
Federico ha confrontato l'associazione microfossile, ed in particolare la presenza ed assenza di particolari specie utili stratigraficamente, con l'abbondante letteratura sui microfossili del Rosso Ammonitico. Il mix di microfossili presenti (e l'assenza di altri) è compatibile solamente con la parte basale della Formazione, posta tra la fine del Bajociano e l'inizio del Bathoniano, ovvero, tra 165 e 164 milioni di anni fa. Come mi rispose Federico, il margine di errore non può andare oltre i 3 milioni di anni: un intervallo davvero ristretto, per chi studia vertebrati mesozoici!
La mia primissima reazione, quando Federico mi comunicò il risultato della sua analisi stratigrafica, fu di eccitata incredulità. Fino ad allora, l'età più accreditata per il fossile era l'Oxfordiano (inizio del Giurassico Superiore), mentre l'analisi di Federico lo collocava a metà del Giurassico Medio, ovvero, 10 milioni di anni prima!
Questa scoperta aveva implicazioni molto importanti per il valore del fossile italiano nell'evoluzione dei metriorhynchoidi.
Infatti, se osserviamo la distribuzione delle specie di Metriorhynchoidea conosciute, si nota una netta separazione temporale tra le forme basali (in rosso), vissuti nel Aaleniano-Bathoniano ed i veri Metriorhynchidae (in azzurro), vissuti tutti dopo il Bathoniano Medio. L'età di Neptunidraco (fascia verticale verde) era quindi la stessa dei metriorhynchoidi basali e non quella dei metriorhynchidi derivati. Questo implicava due scenari alternativi:
  1. Neptunidraco sarebbe un metriorhynchoide basale e NON una forma derivata, ovvero, non sarebbe un Metriorhynchidae, come ritenuto finora.
  2. Neptunidraco sarebbe ancora un metriorhynchidae, e per la precisione il più antico scoperto finora, vissuto al tempo dei taxa basali.
Ovviamente, solo uno studio filogenetico poteva risolvere questa diatriba. Ma per farlo, era necessario prima di tutto stabilire lo status tassonomico di questo fossile, ovvero, se era una specie nuova, e se era confrontabile con quelle già conosciute, per stabilirne le parentele evolutive.
Di tutto questo, parlerò nel prossimo post su Neptunidraco ammoniticus.

Bibliografia:
Cau, A., Fanti, F. 2010. The oldest known metriorhynchid crocodylian from the Middle Jurassic of North-eastern Italy: Neptunidraco ammoniticus gen. et sp. nov., Gondwana Research. doi:10.1016/j.gr.2010.07.007

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