Paleontologia

PALEO GENERALE

FOSSILE : qualunque resto o traccia di organismi o di attività di organismi vissuti nel

passato.

La fossilizzazione è un evento raro. Nella maggior parte dei casi, gli organismi morti

vengono mangiati, erosi, distrutti, erosi, ecc. Solo il 10% delle specie ha lasciato dei

resti fossili. La possibilità di fossilizzazione dipende da:

-composizione e struttura dell'organismo: perché le parti dure dell’organismo sono più

resistenti. Queste sono formate da una particolare materia organica ( cheratina,

sporopollenina, ecc); le parti che spariscono più difficilmente sono quelle mineralizzate

(ossia le parti scheletriche). Le parti mineralizzate sono fatte da: carbonato di calcio,

fosfati e silice (la trovo in particolari tipi di spugne, oppure diatomee). La struttura è

importante perché se ad esempio ho una conchiglia molto sottile è difficile che

fossilizzi rispetto un’ostrica.

-ambiente di deposizione: i sedimenti erosi vengono trasportati in mare. Le rocce

sedimentarie sono prevalentemente di ambiente marino. È importante l’ambiente di

deposizione perché nei diversi ambienti possono favorire o meno la formazione di

fossili. Quindi la velocità di copertura è molto importante.

-cambiamenti che avvengono dopo la deposizione: le acque possono essere

aggressive, possono sciogliere la conchiglia oppure possono alterare la composizione

dell’acqua. Possono esserci dei cambiamenti dopo la deposizione; in alcuni casi sono

favorevoli. In altri casi lo possono rimpiazzare o cambiare la composizione.

TAFONOMIA

Studio di organismi penetrati in substrati sabbiosi o fangosi da vivi o dopo la morte.

Fattori che favoriscono la fossilizzazione:

1) rapido seppellimento

2) presenza di parti dure

Sostanze che costituiscono gli organismi viventi:

-Materia organica, ovvero idrati di carbonio, grassi e proteine. Composta da parti molli

(organi interni, muscoli ecc) e parti dure (polisaccaridi come la chitina, scleroproteine

come collagene, cheratina, cellulosa, lignina e sporopollenina).

-Sostanze minerali, ovvero carbonato di calcio, silice e fosfato di calcio.

Solo in pochi casi si può risalire alle cause della morte. Ritrovamenti di forti

concentrazioni di fossili su superfici di strato, possono essere ricondotti a una moria di

massa. eutrofizzazione

Spesso la morte è dovuta a condizioni di delle acque:

-aumento dell'apporto di nutrienti in mare

-sviluppo di fioriture algali

-morte delle alghe e deposito sul fondo

-decomposizione delle alghe morte sottrae ossigeno alle acque di fondo (ipossia ed

anossia).

Non sempre però una forte concentrazione di fossili in uno spazio ristretto è indice di

una morte collettiva. Spesso questi accumuli sono dovuti all'opera delle correnti che

trasportano gli scheletri e li concentrano in punti determinati.

PROCESSI BIOSTRATINOMICI

-predazione e necrofagia

-necrolisi: processi di decomposizione iniziano subito dopo la morte degli organismi. I

fattori che controllano il decadimento sono ossigeno, acqua, temperatura e pH. Una

conseguenza della decomposizione della sostanza organica è la disarticolazione.

-macerazione

-bioerosione

-dissoluzione pre-diagenetica: dipende dalla composizione chimico-mineralogica

originaria, dalla microstruttura, dalla porosità, dal rapporto s/v e dal chimismo delle

acque.

-trasporto: può causare logorio meccanico: abrasione e frammentazione. Può causare

anche una deposizione orientata. Quando gli organismi cadono sul fondo tendono a

disporsi con l'asse longitudinale parallelo al substrato. Posso avere una deposizione

orientata: forme allungate si depongono parallele tra loro con un certo orientamento.

Vuol dire che sul fondo c'era una corrente. In alcuni casi posso risalire anche alla

direzione della corrente. Se le conchiglie sono rigonfie e non ci sono correnti si

dispongono in modo indifferente. Se è presente una corrente si depongono con

disposizione unimodale

concavità verso il basso: .

disposizione bimodale

Posso avere una : ho una corente oscillatoria, che va avanti e

indietro, si dispongono con l'asse maggiore del corpo perpendicolare rispetto al moto

oscillatorio della corrente. Sono quindi paralleli alla cresta dell'onda.

SEPPELLIMENTO

E' importante la velocità di sedimentazione e la granulometria dei sedimenti: se siamo

vicino alla costa, posso avere delle ghiaie (2-70 mm) che hanno grande permeabilità e

alto drenaggio. I resti di organismi contenuti in esse non hanno una grande possibilità

di fossilizzare. Anche le sabbie (2-1/16 mm) hanno un alto drenaggio e favoriscono

l'ingresso di acque percolanti spesso acide e ossigenate. Rappresentano una

condizione negativa per la conservazione dei fossili. Tuttavia nei fondali marini

favoriscono lo sviluppo di organismi fossori e in questo caso costituiscono un elemento

positivo. In alcuni ambienti, come le aree deltizie, possono conservare fossili particolari

come le tracce degli organismi. I sedimenti più adatti alla fossilizzazione sono le peliti

(1/16-1/256). Sono i sedimenti più diffusi. Dati gli ambienti in cui si depositano (marini

a bassa energia) e la grana fine, conservano i migliori fossili. La sottrazione dei resti

degli organismi ad agenti distruttivi può avvenire per:

-inglobamento in ambra, bitume o detriti ricchi di sostanze organiche.

-incrostazione biologica o abiologica (travertino: roccia carbonatica che si forma alle

sorgenti di acque idrotermali ricche in carbonato di calcio; quando l'acqua esce si ha

una diminuzione di T e P e si ha deposizione di calcite).

Inglobamento in petrolio greggio: giacimento di bitume di Rancho La Brea, dove

esistevano dei laghetti naturali di petrolio.

Inglobamento in ambra: resina fossile prodotta dal Pinus succinifer nell'area baltica

(Eocene-Oligocene) e in Sicilia (Miocene). Gli organismi che rimangono intrappolati

subiscono un processo di disidratazione che porta alla scomparsa della sostanza

organica. La loro forma esterna rimane ben impressa nella resina ma internamente si

creano spazi vuoti.

FOSSILIZZAZIONE delle parti mineralizzate

-impregnazione: conchiglia impregnata

-ricristallizzazione:composto chimico non cambia la composizione chimica ma solo

l'abito cristallino

-sostituzione

-dissoluzione ed eventuale riempimenti

Una conchiglia con cristalli di calcite che contengono sostanza organica. Viene sepolta,

si deposita del sedimento all'interno delle valve e iniziano i processi di fossilizzazione.

La sostanza organica nello spessore del guscio si decompone e nei vuoti che si

formano, si possono depositare vari elementi (calcite o silicio). RIEMPIMENTO. Il guscio

diventa più pesante e più resistente, più compatto. I fossili non hanno colore poichè i

pigmenti si decompongono insieme alla sostanza organica. Aragonite che con

variazioni di temperatura e pressione diventa calcite: RICRISTALLIZZAZIONE. Si

mantiene la forma della conchiglia in questo caso ma di solito si perdono alcuni

dettagli strutturali del guscio. In altri casi si può avere SOSTITUZIONE e si ha un

cambiamento di composizione (silicizzazione, piritizzazione, fosfatizzazione,

dolomitizzazione). Si può anche avere una sostituzione successiva alla

ricristallizzazione. In alcuni casi si ha la DISSOLUZIONE dei gusci e se la cavità interna

era stata riempita posso avere un modello interno e un'impronta esterna. Questa

cavità può anche essere riempita da sedimenti grossolani a formare lo pseudoguscio.

Formazione di strutture biogeopete : ho una conchiglia che inizialmente ha la

parte interna vuota. Viene sepolta e un po' di sedimento riesce a entrare, per gravità

si deposita lasciando uno spazio vuoto che può essere riempito successivamente da

materiale di precipitazione. Importante per capire se lo strato è dritto o rovescio.

FOSSILIZZAZIONE della sostanza organica

Condizioni per la conservazione

1) permineralizzazione o permeazione cellulare: dei composti chimici si depositano

all'interno delle cellule, questo fa sì che si abbiano delle conservazioni. Avviene

quando si ha la formazione dei noduli carbonatici: sedimento con poco calcio, un

pesce muore, viene sepolto e inizia il processo di decomposizione, si libera ammoniaca

e si crea un ambiente alcalino, aumento del pH che favorisce la precipitazione del

carbonato di calcio, questo richiama gli ioni di calcio in ambiente. Si formano i noduli

intorno ai resti organici e il processo si arresta quando finisce la decomposizione.

Posso avere questo fenomeno anche con la pirite in acque riducenti o con la silice

(acque di circolazione che penetrano nelle cellule).

2) carbonificazione: in ambienti anaerobici le parti molli possono conservarsi come

pellicole carboniose per la fermentazione batterica che porta alla eliminazione per

distillazione di idrogeno e ossigeno.

3) mummificazione: per disidratazione e conseguente riduzione del volume, sono

necessari ambienti chiusi.

4) congelamento o crioconservazione.

SCALA DI SUDDIVISIONE DELLA SCALA GEOLOGICA: (PRIMA DOMANDA DI

ESAME)

Partiamo dal Precambiano e ci fermiano al Mesozoico. Le grosse novità faunistiche si

trovano in questo periodo.

 Bisogna sapere la data di inizio ad esempio del paleozoico.

PRECAMBIANO: parte dalla nascita della terra 4 miliardi di anni fa fino a 540 miliardi di

anni fa.

FANEROZOICO: quando inizio a trovare abbondanti resti fossili.

SUDDIVISIONE AMBIENTI MARINO

-PELAGICO: comprende tutta la massa d’acqua

-BENTONICO: riguarda il substrato.

Ambienti pelagici: suddivisione in ambiente neritico (massa d’acqua che si trova al

di sopra della piattaforma continentale), l’ambiente oceanico (è quello che riguarda il

mare). La scarpata termina a circa 200m. A seconda della profondità, l’oceano si

divide: quello che interessa a noi è quello epipelagico che arriva a circa 200m,

comprende la zona fotica cioè la zona nella quale possono penetrare le radiazioni e

quindi fare fotosintesi. Al di sotto c’è il mesopelagico, seguito da batipelagico,

abissipelagico, e adopelagico.

Se si prende in considerazione l’ambiente bentonico è quella parte della costa che

viene occasionalmente bagnata. Gli organismi necessitano di particolari accorgimenti.

litorale

Nella zona (compresa fra alta e bassa marea) gli organismi necessitano di

essere bagnati e alcune volte di essere asciutti. Anche questi necessitano di

sub-litorale,

emersione e immersione. Poi c’è l’ambiente che è quello compreso fra la

bassa marea e i 200m; ci sono le alghe attaccate sul fondo.

La profondità della zona fotica varia in base la latitudine: nelle zone equatoriali la luce

penetra più facilmente, alle alte latitudini le radiazioni colpiscono più difficilmente.

batiale

Al di sotto della zona sub, c’è la zona (dai 1000 ai 4000m) che corrisponde alla

abissale

scarpata, dove non c’è più fotosintesi; troviamo spugne. Poi c’è la zona che va

adale

da 4000m ai 5000m, qui c’è la differenza di diversità e pressione. Nella zona si

hanno ancora meno taxa, non ci sono più predatori e aumentano gli organismi

necrotici. Con la profondità variano anche le associazioni.

MOBILITA’:

-PLANCTONICI: quelli che vivono nella massa di acqua e non si muovono da soli

preventivamente ma si fanno trasportare da questa. Sono sia vegetali che animali. Si

parla di fitoplancton per i vegetali e zooplancton per gli animali. Devono essere piccoli:

nel caso dei fitoplancton sono unicellulari; negli zooplancton, possono essere

unicellulari o stadi larvali di organismi grandi (oloplancton quando sono lavartici,

mentre meroplancton quando sono larvali in un solo stadio della loro vita). Le meduse

sono pluricellulari, grandi, però sono planctoniche. Sono capaci di movimenti

planctonici e sono trasportate dalle correnti.

-NECTONICI: sono quelli capaci di muoversi liberamente nella massa d’acqua (es.

pesci, natilus)

-BENTONICI: quelli che vivono a contatto con il fondo. Possono vivere sopra al

substrato (EPIFAUNALI) e quelli che vivono all’interno del substrato (INFAUNALI). Gli

epifaunali possono essere mobili (vagili->es. stelle di mare o chiocciole), possono

essere fissati al substrato, es. coralli oppure ostriche, cozze. Possono fissarsi in

maniera diversa. Oppure sedentari che sono organismi che vivono ancorati al

substrato che a volte si muovono con piccoli spostamenti occasionali (es. pect). Gli

infaunali possono essere PERFORATORI (che riescono a perforare delle rocce) o

FOSSATORI (organismi che scambiano la loro tana all’interno di sedimenti).

Poi ci sono EPIPLANCTONICI, sono organismi che vivono attaccati a altri oggetti o

organismi, teoricmente dovrebbero essere sessili ma sfruttano gli altri organismi

galleggianti.

I NECTO-BENTHOS sono quelli che si muovono abilmente ma vivono a contatto con il

fondo sabbioso o scoglio, es. sogliola.

TROFISMO: cioè il modo in cui si nutrono e di cosa. In ambiente marino i produttori

primari sono alghe, in particolare la posidonia. È costituita da alghe e fitoplancton. I

consumatori primari sono ad esempio ricci di mare. I consumatori secondari sono

organismi marini che si nutrono di detriti alimentari che trovano sul substrato

(DEPOSITORI) oppure altri che trattengono particelle all’interno filtrando. I carnivori

sono i consumatori secondari/terziari. Quelli che vivono all’interno del substrato

mangiano sedimento espellendo quello che non serve. I necrofagi si nutrono di

organismi morti e i parassiti sono quelli che si nutrono di tessuti di un altro organismo.

Mesozoico e cenozoico sono dominati da detritivori. Nel paleozoico dominano i

filtratori.

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Grafico variabilità all'interno di una specie: n esemplari e n coste radiali.

Curva bimodale: ammoniti, n. esemplari e rapporto a/b, ottengo 2 picchi. Può indicare

che abbiamo 2 specie diverse che hanno un picco di intervallo, che la variabilità è

all'interno di due popolazioni leggermente diverse tra loro o che siamo in presenza di

dimorfismo sessuale (maschio e femmina diversi tra loro in base a specifici caratteri).

Ammoniti, fila superiore sono più grandi, fila inferiore sono più piccole e hanno una

protuberanza. Questo è il caso di dimorfismo sessuale nell'ambito di questa famiglia di

ammoniti. Per dire ciò è necessario che esemplari grandi e piccoli vengano ritrovati

sempre insieme (stessa località e stesso tempo). Si ritiene che le più grandi siano

femmine ma è quasi impossibile dirlo.

ISTITUZIONE DI UNA NUOVA SPECIE

Cose obbligatorie:

-nomenclatura: latino/latinizzato

-diagnosi: breve

-descrizione: dettagliata

-illustrazioni: disegni, fotografia, raggi X..

-designazione dei tipi: olotipo fondamentale

Cose facoltative:

-misure

-numero di esemplari

-discussione

-distribuzione geografica e stratigrafica

-osservazioni: commenti, confronti con specie simili

Tipi della specie:

-olotipo: l’esemplare scelto dall’autore che rappresenta la specie e che deve essere

conservato presso un museo o un istituto di ricerca per eventuali studi successivi

-paratipi: altri esemplari scelti dall’autore per illustrare la variabilità

-neotipo: designazione di un altro esemplare nel caso in cui il tipo originario sia andato

perso.

E' possibile cambiare il nome del taxon solo se:

-è stato determinato erroneamente

-il nome contravviene alle regole di nomenclatura

Omonimi: sono nomi identici che denotano specie diverse

Sinonimi: sono nomi diversi attribuiti alla stessa specie

Principio della priorità: il nome valido di un taxon è il più antico nome disponibile.

Descrizione: la cosa più difficile da fare, richiede tempo ma aiuta chi legge. E'

necessario conoscere la terminologia giusta (gasteropodi: turricolato, fusiforme,

naticiforme..).

Caratteri omologhi: stessa origine evolutiva

Caratteri analoghi: stessa funzione

Illustrazioni: fotografia efficace ma ci sono troppe informazioni, è necessaria quindi

anche la descrizione.

Per le categorie superiori si usa la cladistica: metodo per ipotizzare relazioni tra

organismi per ricostruire le linee evolutive attraverso caratteri anatomici, fisiologici e

sequenze geniche.

Problemi riscontrabili con i fossili: non so a quale organismi appartenessero. Posso

usare la numenclatura linneiana fino al genere. Paratassonomia: viene applicata per

quei resti fossili dei quali si ignora l'attribuzione biologica.

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EVOLUZIONE

Processo con il quale gli organismi cambiano nel tempo.

Diversità in relazione ai differenti adattamenti.

Adattamento: coesistenza di caratteristiche morfologiche, fisiologiche ed etologiche

che rendono un organismo idoneo alla vita in un particolare ambiente.

Lamark (1774-1829): gli organismi cambiano nel tempo, devono derivare da

progenitore. Il primo che si è reso conto dell'importanza dell'adattamento a diverse

condizioni ambientali. Gli organismi si perfezionavano e ottenevano maggiore

complessità. I caratteri che venivano acquisiti erano ereditari. L'ereditarietà dei

caratteri acquisiti non è vera.

Darwin (1809-1882): osservazioni su adattamenti, diversità e distribuzione geografica.

Durante il suo viaggio, si è accorto che gli organismi si erano adattati agli ambienti e

ha confrantato faune di diversi continenti e di diverse isole: differenze tra isole e

continente, specie che vivevano nello stesso continente potevano essere diverse a

seconda delle condizioni ambientali. Queste differenze erano giustificabili solo con

l'isolamento, c'erano delle barriere che isolavano le specie. Si rese conto anche

dell'importanza delle barriere: geografiche o ambientali. Struzzo americano (Rhea) che

occupa due regioni diverse: questo ha creato due specie diverse. Quanto maggiori

erano le differenze, tanto più antiche dovevano es