Le origini di molti importanti gruppi di organismi che si ritrovano nei reperti fossili sono ancora piuttosto oscure. In questo senso, uno degli esempi più famosi, le piante da fiore, fu considerato “un abominevole mistero” da Darwin. Molti gruppi moderni sembra siano apparsi all’improvviso e i loro predecessori – se ce ne sono – tendono a essere pochi in numero e svaniscono rapidamente dai reperti fossili poco dopo. Al contrario, una volta stabiliti i gruppi, essi tendono a essere dominanti per lunghi periodi di tempo fino a quando non vengono interrotti dalle cosiddette “estinzioni di massa” come quella alla fine del periodo Cretaceo circa 66 milioni di anni fa.

Ora, un gruppo di ricercatori dell’Università di Uppsala e dell’Università di Leeds ha elaborato un nuovo modello matematico di “schemi di diversità” nei reperti fossili che potrebbe offrire una soluzione al “mistero abominevole” di Darwin e rafforzare la nostra comprensione di come hanno origine i gruppi moderni. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Science Advances.

Stiamo parlando di schemi a volte sorprendenti che spesso sembrano contraddetti dai risultati degli “orologi molecolari” che, per stimare quando hanno iniziato a divergere l’uno dall’altro i gruppi di organismi, sfruttano tassi calibrati di cambiamento delle molecole trovate negli organismi viventi stessi.
Per risolvere questo conflitto Graham Budd, dell’Università di Uppsala, e Richard Mann, dell’Università di Leeds, hanno presentato un nuovo modello matematico che basa l’origine dei gruppi moderni su un processo di speciazione ed estinzione “nascita-morte”.

I modelli di nascita-morte mostrano come eventi casuali di estinzione e speciazione danno origine a modelli di diversità su larga scala nel tempo. Budd e Mann hanno mostrato che le forme ancestrali dei gruppi moderni sono in genere piuttosto poche e, una volta che danno origine a un gruppo, ci si può aspettare che si estinguano rapidamente. Il gruppo moderno, al contrario, tende a diversificarsi molto rapidamente e quindi a “inondare” le forme ancestrali. Quindi, piuttosto sorprendentemente, gli organismi viventi catturano una grande percentuale di tutta la diversità che ci sia mai stata.

Le uniche eccezioni a questi schemi sono causate dalle “estinzioni di massa” (ce ne sono state almeno cinque nel corso della Storia) che possono ritardare in modo massiccio l’origine del gruppo moderno e quindi estendere la longevità e la diversità delle forme ancestrali (che fanno parte dei cosiddetti “gruppi staminali”). Per esempio, l’enorme diversità dei dinosauri, che sono considerati provenienti dal gruppo staminale degli uccelli: l’impatto del meteorite alla fine del Cretaceo di 66 milioni di anni fa li uccise quasi tutti, a parte un piccolo gruppo che sopravvisse e prosperò per dare origine alle oltre 10.000 specie di uccelli viventi attuali.