Tafonomia e tracce

INTRODUZIONE

tutti i RESTI riconoscibili di organismi vissuti nel passato e le TRACCE

FOSSILI= della loro attività biologica.

dal greco "leggi che regolano il seppellimento", si occupa dello studio dei processi

TAFONOMIA= che contraddistinguono la TRANSIZIONE DEI RESTI ORGANICI dalla biosfera alla

litosfera.

La tafonomia, dunque, analizza tutti gli eventi che si verificano dalla morte dell'organismo fino al ritrovamento dl

- fossile all'interno delle rocce sedimentarie.

Comprende un insieme di processi molto complessi, che agiscono su scale temporali differenti.

- La tafonomia si divide in:

- tutto ciò che avviene PRIMA della morte fino al seppellimento.

BIOSTRATINOMIA= -Processi di scala temporale breve.

-Sono principalmente ESOGENI, ossia avvengono all'esterno

della superficie terrestre.

serie di processi che avvengono DOPO la morte, quindi dal seppellimento

DIAGENESI= dell'organismo fino al suo ritrovamento come fossile.

-Processi di scala temporale molto lunga.

-Sono principalmente ENDOGENI, ossia avvengono all'interno

della superficie terrestre.

Spesso accade che i processi biostratinomici precedano quelli digenetici, a volte però il seppellimento avviene

- poco dopo la morte o è causa della morte stessa, precludendo l'azione degli agenti esogeni e favorendo così la

conservazione.

Gli ambienti più favorevoli alla conservazione sono quelli SUBACQUEI, poiché la sedimentazione è più costante e

- più rapida. Sulla TERRA EMERSA prevale invece l'erosione, i cui prodotti vengono depositati in fiumi laghi, mari e

oceani. Infatti, i fossi presenti in ambienti acquatici sono maggiori

rispetto a quelli che si trovano sulla terra ferma.

Quando un organismo muore, la possibilità che i suoi resti vengano trasformati in un fossile sono molto ridotte:

- dipende dall'interazione di fattori a carattere biologico,

POTENZIALE DI PRESERVAZIONE chimico e fisico.

Si dice che circa il 15% delle specie abbia davvero la possibilità di fossilizzare,

in relazione ala loro struttura anatomica e al loro modo di vita

Durante i vari processi tafonomici, vige una continua perdita di informazioni

(TAPHONOMICAL LOSS): è difficile che la collezione fossile rifletta la comunità da cui si

era formata.

La percentuale degli organismi con parti scheletriche varia da 7-70%.

La percentuale degli organismi con scheletro mineralizzato in una comunità attuale costituisce il 40% in

termini di numero di individui e il 50% in termini di biomassa

ORGANISMO MORTE PROCESSI PROCESSI FOSSILE RITROVAMENTO

VIVENTE BIOSTRATINOMICI DIAGENETICI e ANALISI

TEMPO

studia la storia dei resti degli organismi dal loro seppellimento fino al loro

FOSSILIZZAZIONE ritrovamento come fossili, analizza dunque i processi fisici, chimici e biologici che

modificano tali resti e formano quel "prodotto" che si trova alla fine

Il requisito fondamentale per avere un fossile ottimale è che questo sia sottratto il più velocemente possibile da tutti

- gli agenti biologici, impedendo così che questo venga modificato o distrutto.

In pratica, è di fondamentale importanza che subito dopo la morte l'organismo

venga sepolto il più velocemente possibile.

Gli organismi sono costituiti da: Sono sia mineralizzate (ossa, gusci) che non (lignina, chitina collagene…)

PARTI DURE

- una maggiore probabilità di essere conservate: più accentuata

Hanno

è la mineralizzazione, più la parte ha possibilità di conservarsi più a

lungo.

Esempio: Il guscio degli artropodi e dei trilobiti è più mineralizzato

rispetto a quello delle aragoste e dei granchi, dunque

reggerà di più.

Nei vertebrati gli otoliti hanno i denti più mineralizzati

rispetto ad altre parti scheletriche del loro corpo, dunque si

troveranno più facilmente.

grassi, proteine, tessuti, muscoli e organi.

PARTI MOLLIcarboidrati,

conservano solo in casi eccezionali

Si Per esempio è stato rivenuto il fossile di un dinosauro, denominato

Ciro, che presentava tracce di alcuni organi interni e persino tracce

del suo ultimo pasto. Molto probabilmente è morto a causa di una

tempesta o di un uragano che ha portato il suo corpo ad essere

immediatamente seppellito. (110 milioni di anni).

Le spoglie degli organismi sono formate da sostanze ORGANICHE e MINERALI:

- sostanze si suddividono in IDRATI DI CARBONIO (carbonio, ossigeno e idrogeno)

PARTI NON MINERALIZZATE le

e proteine e grassi.

organiche inorganiche che vanno a costituire le parti dure.

PARTI MINERALIZZATEsostanze

CARBONATO DI CALCIO è il più importante e viene depositato dagli

il

organismi sotto forma di:

Calcite

Aragonite

Vaterite Differiscono per la disposizione geometrica degli atomi.

Silice

Fosfato di calcio

PARTI MOLLICarboidrati

COMPONENTE ORGANICA: Grassi

Proteine

PRTI DUREChitina

Tectina RIASSUMENDO

Cellulosa

Collagene

Cheratina

Conchiolina

PARTI DURE di calcio

COMPONENTE INORGANICA: Carbonato

di calcio

Fosfato

Silice

Adesso andremo ad analizzare i seguenti processi nel dettaglio:

MORTE

PROCESSI BIOSTRATINOMICI

SEPELLIMENTO

PROCESSI DIAGENETICI

MORTE

E' la PRIMA fase.

- Con la morte degli organismi si ha l'inizio della storia dei fossili.

- Può avvenire: fine ciclo di vita (difficile da dimostrare9

a

- AVVELENAMENTO (es. da alghe)

per SOFFOCAMENTO (es. una comunità vive sui fondali e viene seppellita da una frana)

per PREDAZIONE

per PARASSITI

per CAMBIAMENTO DELLE CONDIZIONI AMBIENTALI

per molto favorevoli per gli animali sessili o di limitata locomozione, in quanto

non riescono a spostarsi e cercare delle condizioni ambientali più adatte a

loro.

PROCESSI BIOSTRATINOMICI

E' l'insieme di processi che avvengono PRIMA del seppellimento dell'organismo.

- E' la seconda fase.

- E' tendenzialmente distruttiva.

- Avviene in tempi brevi (ore, giorni, mesi).

- E' principalmente influenzata da agenti esogeni e da organismi viventi

- Energia Predatori

Temperatura Necrofagi

Ossigeno

Acqua

Venti

Comprende: a. DECOMPOSIZIONE DELLA MATERIA ORGANICA

- b. DISARTICOLAZIONE

c. MACERAZIONE Inizia subito dopo la morte ed è la

NECROLISI:

d. PREDAZIONE e BIOCONFEZIONE decomposizione biologica delle parti

non mineralizzate dell'organismo prima

e. COMBUSTIONE

f. BIOEROSIONE e BIOINCROSTAZIONE del seppellimento.

g. DISSOLUZIONE PREDIAGENETICA

h. TRASPORTO

i. PREFOSSILAZIONE

a. DECOMPOSIZIONE DELLA MATERIA ORGANICA

Si ha il deterioramento delle parti molli.

- Avviene molto rapidamente.

- Si ha la riduzione di proteiche in composti semplici, liberando molecole di acqua.

sostanze

- grassi di carbonio

idrati

E' un processo facilitato da elevate

temperature

- neutro

pH di ossigeno

presenza la decomposizione avviene anche in assenza di ossigeno, grazie

all'opera dei batteri anaerobi che utilizzano altri agenti ossidanti

per decomporre la materia organica (avviene più lentamente).

In un ambiente subaereo la possibilità di conservazione delle parti molli viene limitata dall'azione

- di microbi e necrofagi.

Esistono delle condizioni particolari: DISIDRATAZIONEla disidratazione dei tessuti può avvenire per un'evaporazione

- molto rapida favorita da un ambiente secco e caldo o secco e

freddo.

In mancanza di acqua non si ha lo sviluppo di microrganismi responsabili

Mammuthus primigenius della decomposizione: dunque, la decomposizione no avviene e si ha una

40.000 anni conservazione effimera dell'organismo, che continua fino a quando

Siberia queste condizioni climatiche non cambiano

In ambiente subacqueo si ha la decomposizione delle parti molli mentre le parti dure vengono più o meno

- conservate.

b. DISARTICOLAZIONE

= separazione delle parti dello scheletro nei singoli componenti

E' legata alla decomposizione: se i processi di decomposizione si svolgono in modo intenso, la

- disarticolazione viene favorita.

Questo processo è completato da esogeni (correnti, onde…)

agenti

- di organismi (predazione, necrofagi…)

attività

c. PREDAZIONE

L'azione dei predatori accompagna la disarticolazione e il trasporto dei resti.

- Lascia tracce caratteristiche e distinguibili, come ad esempio dei fori.

- Può portare all'indebolimento dell'organismo che a sua volta può portare a

- FRATTURAZIONE

Legata anche a predazione

abrasione

bioerosione

(compattazione)

diagenesi tettonica

deformazione

Talvolta, la predazione va a favorire paradossalmente la preservazione dei resti

- Ci sono degli animali che vanno ad inghiottire a preda, con anche la pelliccia, per

poi vomitare le parti indigeste sotto forma di BOLI GASTRICI

Ci che viene rigurgitato, dunque, si ritrova rivestito di una pellicola organica che va a proteggere

il resto dall'azione della dissoluzione prediagenetica; inoltre il peso del resto aumenta e di

conseguenza aumenta anche la velocità di sedimentazione.

In questa categoria rientrano anche: FECALI (piccole dimensioni)

PALLOTTOLE

(escrementi di grandi dimensioni)

COPROLITI

(materiale presente nell'intestino dell'organismo

COLOLITI no ancora espulso sotto forma di feci)

d. MACERAZIONE

= decomposizioni delle matrici organiche presenti nei biominerali, che formano le

conchiglie e le strutture scheletriche, che va a causare una microdisarticolazione

delle unità strutturali che li costituiscono.

Queste unità, si ritrovano prive di un collante e si vanno a disperdere nell'ambiente circostante: essendo di

- piccole dimensioni risultano essere più facilmente attaccabili da processi di decomposizione e trasporto.

Avviene quando il resto rimane esposto sui fondali marini o si trova nel sedimento superficiale per lunghi

- intervalli di tempo, spesso in concomitanza con processi di dissoluzione prediagenetica.

e. COMBUSTIONE

Molto più frequente di quanto possa sembrare.

- Avviene con gli incendi causati da fulmini o per mano dell'uomo.

- Questi carbonizzano il legno: trasformano le pareti delle cellule in carbonio puro così che non possano

essere intaccate da batteri, facilitandone così la conservazione

Si tratta di un processo limitato a piante e in alcuni casi anche a frutti e fiori

-

f. BIOEROSIONE e BIOINCROSTAZIONE

rimozione di parti dure di organismi per attacco chimico o bio-meccanico,

BIOEROSIONE= ad opera di altri organismi, siano essi microscopici o macroscopici.

Può avvenire per vari motivi: organismi possono cercare di crearsi una struttura abitativa

Alcuni

all'interno di un altro resto

Poriferi

 e batteri

Funghi

endolitiche

Alghe

Briozoi

Vermi

Rientrano anche alcune tracce della predazione (fori).

L'azione della bioerosione va ad indebolire la struttura del resto

processo opposto alla bioerosione, in cui si rafforza lo scheletro del resto grazie a

BIOINCROSTAZIONE= degli organismi che lo vanno a ricoprire.

Può avvenire sia durante la vita che dopo la morte

g. DISSOLUZIONE PREDIAGENETICA

= alterazione o rimozione delle pellicole protettive che ricoprono le parti mineralizzate.

Riguarda le pari minerali.

- Avviene quando il resto non è ancora sepolto.

- In seguito alla decomposizione, la parte organica, che riveste il resto mineralizzato, verrà rimossa e

- dunque inizieranno gli scambi tra biominerali e l'acqua.

La resistenza alla dissoluzione dipende da mineralogica

componente

- e porosità

microstruttura

superficie-volume (più ampia è la superficie e maggiore

rapporto sarà la dissoluzione)

Se le acque sono: SOPRASSATURE rispetto al biominerale il resto scheletrico non subisce modificazioni

- SOTTOSATURE rispetto al biominerale il biominerale subisce processi di dissoluzione

Comincia con una corrosione delle parti più esterne e può concludersi con la sua

più completa dissoluzione, a meno che non vengano ristabilite le condizioni di

Comincia con una corrosione delle parti più esterne e può concludersi con la sua

più completa dissoluzione, a meno che non vengano ristabilite le condizioni di

equilibrio chimico o intervenga un repentino seppellimento al di sotto della così

detta ZONA TAFONOMICAMENTE ATTIVA

= zona del sub strato in cui i resti sono fisicamente bioturbati e sono

anche sottoposti alla diffusione dell'ossigeno derivante dalle acque

soprastanti

Le acque calde (zona fotica) hanno un pH neutro-basico sature dei Carbonato di calcio

- non sono aggressive nei confronti dei

biominerali di carbonato di calco

Le acque fredde (aumentando la profondità) hanno un pH acido aumenta l'aggressività delle acque verso i resti

carbonatici, innescandone la dissoluzione

intervallo di profondità in cui iniziano ad agire i

LISOCLINO= fenomeni di dissoluzione sui resti carbonatici.

Aumentando di profondità si ha inizialmente la dissoluzione dell'ARAGONITE, poi

si ha la dissoluzione della CALCITE e quindi, sul fondo si vanno ad accumulare la

SILICE

h. TRASPORTO

Subito dopo la morte i resti possono essere soggetti al trasporto passivo

- Avviene per opera di vento

- fluviali

correnti

ghiacciai

ondoso

moto marine

correnti in un breve intervallo di tempo (settimane)

1)TRASPORTO A BREVE TERMINEavviene di cefalopodi e vertebrati

caratteristico

nel galleggiamento delle carcasse (per via dei gasi), che si vanno ad

consiste

allontanare dal luogo di morte: durante questo galleggiamento si ha la perdita

di elementi e rimane uno scheletro incompleto

perdita di scaglie

di tutti gli organismi.

2)TRASPORTO A LUNGO TERMINEcaratteristico

un trasporto che perdura nel tempo (mesi/anni)

è essere a lunga distanza o a lungo tempo (ma in spazio ristretto,

può

es. moto ondoso)

una serie di processi che portano al prodotto finale

comporta

• assottigliamento dei resti con perdita della parte

ABRASIONE= superficiale (soprattutto delle ornamentazioni)

può avvenire peril resto viene colpito da granuli

sfregamento

idrodinamica del mezzo stesso

energia

può avvenire peril resto viene colpito da granuli

sfregamento

idrodinamica del mezzo stesso

energia

• =

rottura del resto in parti più o meno piccole, segue l'abrasione.

FRATTURAZIONE

• un trasporto contano DIMENSIONI, PESO e FORMA

SELZIONE MECCANICA

in

si possono distinguere tre differenti gruppi con tre diversi comportamenti

1° vertebre, costole, sterno