Riesplorando il passato della Terra: gli scienziati scoprono nuove e sorprendenti visioni sulla devastante estinzione di massa del Triassico finale.

Scheletro del dinosauro primitivo Coelophysis bauri del tardo Triassico. La riorganizzazione protratta degli ecosistemi terrestri del primo Giurassico coincise con la diversificazione dei dinosauri. Credit: Cortesia del Museo di storia naturale della contea di Los Angeles

Un team di ricerca di USC Dornsife ha fatto importanti scoperte riguardo ai drastici cambiamenti causati dall'aumento dei gas serra e delle temperature, che hanno portato a un evento di estinzione di massa, aprendo la strada all'emergere dei dinosauri giurassici.

Studi sorprendenti sul cataclisma causato da uno degli eventi più devastanti nella storia della Terra sono stati rivelati da un team di ricerca guidato da ricercatori del College di Lettere, Arti e Scienze di USC Dornsife. Le loro scoperte non solo approfondiscono la nostra comprensione dell'estinzione di massa del tardo Triassico, ma forniscono anche lezioni cruciali per affrontare le sfide ambientali odierne.

Circa 200 milioni di anni fa, la Terra ha vissuto il suo quarto grande evento di estinzione di massa. Scatenato da un drammatico aumento dei gas serra a causa dell'attività vulcanica, l'evento ha portato a un rapido riscaldamento globale e a un significativo cambiamento della biosfera del pianeta, mettendo fine al periodo Triassico e aprendo il periodo Giurassico. Molti scienziati credono ora che la Terra sia nel bel mezzo di un'altra estinzione di massa, causata in gran parte da cambiamenti climatici simili.

Gli scienziati della Terra di USC Dornsife hanno adottato un approccio unico per analizzare l'impatto di questo evento di estinzione sugli ecosistemi sia oceanici che terrestri, utilizzando un innovativo metodo di "quadro ecospaziale" che categorizza gli animali non solo per specie. Esso tiene conto dei ruoli ecologici e dei comportamenti, dai predatori volanti o nuotatori ai brucatori erbivori e dagli invertebrati del fondale oceanico agli animali che vivono nel suolo.

Ricostruzione di un ecosistema del tardo Triassico da Ghost Ranch, nel Nuovo Messico. Campioni pubblicati e specie conservate a Ghost Ranch sono state incorporate nel set di dati ecologici globale del team di ricerca. Credit: Viktor O. Leshyk/Museo di storia naturale della contea di Los Angeles

"Volevamo capire non solo chi è sopravvissuto e chi no, ma come i ruoli che diverse specie ricoprivano nell'ecosistema fossero cambiati", ha detto David Bottjer, professore di scienze della Terra, scienze biologiche e studi ambientali di USC Dornsife e autore principale dello studio. "Questo approccio ci aiuta a vedere l'immagine ecologica più ampia e interconnessa".

Lo studio, una collaborazione tra studenti e docenti di USC Dornsife e il Museo di storia naturale della contea di Los Angeles, è stato pubblicato di recente sulla rivista Proceedings of the Royal Society B.

La ricerca ha rivelato una netta differenza nell'impatto sugli ecosistemi marini e terrestri. Mentre entrambi i regni hanno sofferto molto, i risultati suggeriscono che gli ecosistemi terrestri siano stati colpiti più duramente e hanno sperimentato un'instabilità più prolungata.

Nell'oceano, quasi il 71% delle categorie di specie, chiamate generi, è scomparso. Sorprendentemente, nonostante questa enorme perdita, la struttura complessiva degli ecosistemi marini ha mostrato resilienza. Predatori come squali, molluschi noti come ammoniti e filtratori come spugne e brachiopodi, sebbene gravemente colpiti, alla fine si sono ripresi.

Rappresentazione grafica del concetto e dei risultati dello studio. Credit: C. Henrik Woolley/Museo di storia naturale della contea di Los Angeles

Sulla terraferma, la situazione si è dimostrata molto più cupa. Un sorprendente 96% dei generi terrestri è andato in estinzione, ridisegnando drammaticamente il paesaggio della vita sulla Terra. Grandi erbivori come i dinosauri primitivi e vari piccoli predatori hanno sofferto molto, con cambiamenti significativi nelle loro popolazioni e nei loro ruoli all'interno dell'ecosistema.

"Questo contrasto tra terra e mare ci dice molto sulle diverse modalità di risposta degli ecosistemi agli eventi catastrofici", ha dichiarato la co-prima autrice Alison Cribb, che ha conseguito il suo dottorato in scienze geologiche presso USC Dornsife quest'anno ed è ora presso l'Università di Southampton nel Regno Unito. "Allo stesso tempo, solleva importanti questioni sull'interazione tra biodiversità e resilienza ecologica".

Le scoperte dello studio suscitano interesse non solo da un punto di vista storico, ma hanno anche implicazioni significative per le sfide ambientali odierne. "Comprendere le passate estinzioni di massa ci aiuta a prevedere e possibilmente attenuare gli impatti delle crisi ambientali attuali e future", ha detto la co-prima autrice Kiersten Formoso, che sta completando il suo dottorato in paleobiologia dei vertebrati presso USC Dornsife e presto passerà a una posizione presso la Rutgers University.

Le analogie tra il rapido riscaldamento globale del tardo Triassico e i cambiamenti climatici odierni sono particolarmente sorprendenti. "Stiamo osservando pattern simili adesso: un rapido cambiamento climatico, una perdita di biodiversità. Imparare come gli ecosistemi hanno risposto nel passato può informare i nostri sforzi di conservazione odierni", ha concluso Bottjer.

The research also provides a rare window into the world as it existed over 200 million years ago, he added. “It’s like a time machine, giving us a glimpse of life during a period of profound change.”

The study’s ecospace framework, with its focus on functional roles, offers a fresh perspective on ancient life, according to Frank Corsetti, professor of Earth sciences and chair of USC Dornsife’s Department of Earth Sciences. “It’s not just about identifying fossils,” he said. “It’s about piecing together the puzzle of ancient ecosystems and how they functioned.”

As they plan further research, the scientists aim to explore how different species and ecosystems recovered after the extinction, and how these ancient events can parallel current biodiversity loss due to climate change.

Future studies are also planned to examine changes in ecospace dynamics across other periods of profound environmental change in deep time. 

“We’ve just scratched the surface,” said Cribb. “There’s so much more to learn about how life on Earth responds to extreme changes, and this new ecospace framework offers great potential for helping us do that.”

The study was conceived, and much of the work done, during the COVID-19 pandemic, when restrictions on many other types of research were in place, said Bottjer. “This produced unique conditions that fostered and led to the development and completion of this research involving individuals with expertise across a broad variety of paleobiological fields, from microbes to invertebrates to vertebrates, in marine and terrestrial environments, with everyone working together towards one goal,” he said.