L’evoluzione delle tartarughe: da dove provengono le tartarughe marine?
L’immagine qui sopra è una versione romanzata di Archelon, una tartaruga marina preistorica, animata da Ray Harryhausen nel film 1966 One Million Years BC. Questa Giornata Mondiale dell’evoluzione, diamo un’occhiata alle incredibili origini delle tartarughe marine reali.
La storia di tutte le tartarughe in realtà inizia qui, in Sud Africa – anche se in un mondo molto diverso. Circa 260 milioni di anni fa, sulle rive dell’antico mare di Karoo, tra dune e arbusti di un Gondwana semi-arido, viveva un piccolo rettile chiamato Eunotosaurus africanus.
Questa piccola lucertola aveva una caratteristica unica: le sue costole si curvavano all’indietro ed erano eccezionalmente spesse, formando una cupola corazzata sotto la pelle. Eunotosaurus non lo sapeva, ma doveva diventare l’antenato di tutte le tartarughe, tartarughe marine e terrapins.
I discendenti di Eunotosaurus sono chiamati pantestudine, di cui le tartarughe moderne sono un membro. Ma abbiamo ancora molta strada da fare prima di arrivare a oggi…
Perché la shell si è evoluta?
Circa 40 milioni di anni dopo un altro rettile, chiamato Odontochelys semitestacea (che significa “tartaruga dentata con mezzo guscio”), si era evoluto lungo la costa degli oceani poco profondi in quella che oggi è la Cina.
Odontochelys non era niente come le tartarughe che conosciamo e amiamo oggi. Aveva i denti, non un becco. Aveva artigli, ma non pinne. E soprattutto, non aveva un carapace superiore. Tuttavia, si era evoluto una cosa che è caratteristica delle tartarughe: un plastron – il suo guscio inferiore.
È interessante notare che la corazza inferiore della tartaruga si è evoluta prima del suo carapace superiore, ma ha senso se si pensa al tipo di predatori che avrebbero predato le prime tartarughe – squali e altri predatori di imboscate che colpiscono dal basso.
Inserisci Proganochelys. Questa creatura, chiamata la “tartaruga bestia” camminava nei deserti dell’antico continente della Laurasia, tra la moderna Thailandia e la Germania. Come il suo antenato Odontochelys, aveva le piastre di armatura in plastron inferiore, ma come abitante della terra, aveva bisogno di armature dall’alto – specialmente perché il mondo in cui vagava era ora abitato da dinosauri.
Proganochelys evolse l’armatura superiore per proteggersi da questi dinosauri. Aveva punte ossee del collo, piastre di gambe corazzate e punte corazzate sulla coda che poteva oscillare come una mazza. Ma aveva anche caratteristiche evolute che rimangono ancora nella maggior parte delle tartarughe moderne: un carapace solido e osseo e una bocca sdentata e dal becco.
Questi antenati simili a tartarughe sono chiamati “stem turtles”, il gruppo che divergeva nei gruppi tartaruga, terrapin e tartaruga marina che riconosciamo oggi. Questa evoluzione è stata guidata dalla rottura degli antichi supercontinenti e dall’isolamento degli oceani e delle loro correnti.
Placodonti – le tartarughe che non erano tartarughe
Durante il Triassico, contemporaneamente alla nascita dei primi antenati delle tartarughe, si verificò un “esperimento fallito” di evoluzione. Queste creature sono state chiamate placodonti-e anche se non legati alle tartarughe, svolgono un ruolo nella loro storia.
Il loro percorso evolutivo è simile a quello delle tartarughe. Placodonti iniziato come lucertole marine, come Placodus, che erano simili a iguane marine di oggi. Le loro grandi dimensioni erano sufficienti per prevenire la predazione da parte dei primi squali.
Con l’emergere di altri predatori, i placodonti iniziarono a sviluppare piastre corazzate, ma non fatte di osso come il guscio di una tartaruga. Le specie di placodonti, come Psephoderma, avevano spesse piastre corazzate e cacciavano piccoli molluschi in acque poco profonde. Altri, come Henodus, svilupparono denti che permettevano l’alimentazione del filtro come si vede nelle balene di oggi.
I placodonti non sopravvissero all’evento di estinzione triassico-giurassico circa 200 milioni di anni fa, un periodo di cambiamenti climatici indotti da vulcanismo che portò all’estinzione di metà delle specie del mondo e permise ai dinosauri di diventare l’animale terrestre dominante. L’estinzione dei placodonti aprì la loro nicchia di acque poco profonde e permise alle tartarughe moderne di prosperare.
Le prime tartarughe
Quando l’antico continente di Laurasia si divise, la parte meridionale di ciò che oggi riconosceremmo come gli Stati Uniti era bassa, in gran parte coperta da paludi salmastre e salate. Circa 110 milioni di anni fa, le tartarughe staminali terrestri iniziarono a vivere vite semi-acquatiche, evolvendosi infine in specie di tartarughe d’acqua dolce e salata completamente acquatiche.
La maggior parte di queste tartarughe avrebbe continuato a sviluppare la corazza del loro antenato Proganochelys, semplificandola. Persero l’armatura del collo e della coda, ma la loro armatura di plastron si sviluppò per proteggerli dai predatori marini, coprendo il collo e impedendo loro di ritrarre la testa come una tartaruga.
La loro armatura degli arti era persa, e i loro artigli e arti si sono evoluti nelle pinne che vediamo oggi – dopo tutto, non avevano più bisogno di camminare sulla terra. Il fossile più antico di una specie che i paleontologi concordano è una “tartaruga marina” e non una “tartaruga a stelo” è Desmatochelys padillai, la più antica tartaruga marina conosciuta.
Gli antichi zaini in pelle
Nei mari poco profondi che coprivano gran parte del Nord America 90 milioni di anni fa, un gigante si era evoluto. Questo gigante era chiamato Archelon, e con i suoi 4 metri di lunghezza e 4,9 metri di lunghezza era di gran lunga la più grande specie di tartaruga mai vissuta.
Archelon era un Dermocheloide o una “tartaruga sgusciata”. Aveva una struttura di piastre ossee e forti muscoli del collo-una combinazione che gli avrebbe permesso di essere veloce e abbastanza forte da cacciare calamari giganti.
Gli antenati di Archelon si irradiarono in tutto il mondo e per un certo periodo furono il grande animale dominante dell’oceano. Questi Dermocheloids diversificato, sfruttando le lacune lasciate nel ecosistemi, attraverso l’estinzione del Cretaceo (yup, quello che ha ucciso i dinosauri) e ha cominciato a occupare nicchie in un ambiente che non ci tipicamente associato con le tartarughe di mare oggi – Alienochelys era ampia, frantumazione, piastre, che ha usato per macinare crostacei e calamari (la stessa tecnica di alimentazione utilizzato da molti raggi di oggi), e Ocepechelon, che ha avuto un lungo tubo a forma di mascella che è utilizzato per l’aspirazione di caccia (proprio come un Pizzico di cavalluccio marino).
Poiché i mammiferi marini, come delfini e balene, si sono evoluti circa 20 milioni di anni fa, le tartarughe dermocheloidi dal guscio morbido sono state tutte cacciate o superate fino all’estinzione. Tutti tranne uno-la tartaruga liuto (Dermochelys coriacea). Lo stile di vita unico del leatherback di nutrirsi di meduse, una fonte di cibo molto povera di nutrienti, li ha lasciati fuori dalla competizione evolutiva e li ha aiutati a sopravvivere-i metabolismi veloci dei grandi mammiferi non potevano prosperare solo sulle meduse.
Antichi gusci duri
Mentre gli antichi antenati del leatherback si stavano diversificando, altri gruppi di tartarughe staminali continuarono a perfezionare un guscio corazzato, adattandosi infine a un piano del corpo aerodinamico in cui il piastrone e il carapace erano sia forti che leggeri.
Ctenochelys acris, una specie di 80 milioni di anni fa proveniente dagli Stati Uniti meridionali, è un probabile antenato di tutte le tartarughe marine moderne, a parte il liuto. Possiede caratteristiche delle moderne tartarughe marine e delle tartarughe d’acqua dolce – ad esempio aveva grandi pinne posteriori che sarebbero state utilizzate per la propulsione, qualcosa che le tartarughe marine moderne non hanno.
Le prime “vere” tartarughe marine sgusciate sono emerse circa 40 milioni di anni fa. Queste tartarughe sono chiamate tartarughe cheloniane-che significa semplicemente “tartarughe sgusciate”. Questa armatura ha permesso loro di sopravvivere feroci predatori marini, tra cui squali, lepidosauri e infine mammiferi. Questo talento per la sopravvivenza è il motivo per cui vediamo ancora sei specie cheloniane vive oggi, mentre quasi ogni altro tipo di tartaruga marina si è estinto. Le tartarughe emerse in questo periodo sono molto simili alle specie vive oggi.
Circa 34 milioni di anni fa, la terra subì un evento di cambiamento climatico chiamato Transizione Eocene-Oligocene in cui il mondo passò da molto caldo a abbastanza freddo, con le calotte glaciali che si riformavano. L’antenato delle moderne tartarughe marine verdi (Chelonia mydas) in questo periodo era probabilmente un onnivoro generalista, ma i cambiamenti climatici localizzati influenzavano la sua fonte di cibo, quindi vediamo evolvere tecniche di alimentazione specializzate: tartarughe verdi al pascolo di alghe e tartarughe carnivore a caccia di cetrioli di mare (Natator depressus). Entrambe queste tartarughe sono ancora funzionalmente onnivore, ma il loro comportamento impone la loro dieta.
Le altre quattro tartarughe marine moderne – caretta caretta (Caretta caretta), falchi (Eretmochelys imbricata), olive ridley (Lepidochelys olivacea) e Kemp ridley (Lepidochelys kempii) – sono tutte strettamente correlate, probabilmente derivanti da un antenato comune carnivoro che assomigliava molto alla tartaruga caretta. Come le tartarughe verdi e flatback, le differenze nelle diete e nei metodi di alimentazione utilizzati da queste quattro specie suggeriscono che la speciazione era dovuta a cambiamenti ambientali che hanno influenzato le loro fonti di cibo.
Tutte e quattro queste tartarughe marine sono “tecnicamente” onnivori, anche se in realtà si attengono a diete piuttosto rigide. I loggerheads hanno mascelle e becchi potenti per schiacciare molluschi e molluschi, i falchi sono in grado di vivere quasi interamente di spugne di mare e i ridley olivastri si nutrono di una combinazione di meduse, uova di pesce, echinodermi e gamberetti. Le tartarughe ridley di Kemp possono essere l’unica tartaruga marina veramente onnivora, nutrendosi di molluschi, meduse, pesci e alghe, ma i giovani hanno adattamenti speciali per la caccia ai granchi.
Tartarughe marine moderne
Negli ultimi 3 milioni di anni, la faccia della terra è cambiata. L’elevazione dell’America centrale-precedentemente interamente sommersa sotto il mare, tagliando fuori le popolazioni di tartarughe negli oceani Pacifico e Atlantico-e l’aumento delle correnti fredde al Capo di Buona Speranza e al Tierre Del Fuego (punta più meridionale del Sud America) impediscono a molti di questi animali dipendenti dal calore di arrotondare le punte dei continenti. Questo isolamento degli oceani, anche se non abbastanza lontano in passato da causare speciazione, ha influenzato il pool genetico globale delle tartarughe marine.
Le tartarughe caretta caretta sono state le più colpite – oggi ci sono diverse popolazioni geneticamente distinte di caretta caretta, più notevoli quando si confrontano i caretta del Pacifico e dell’Atlantico – stiamo osservando le prime fasi della speciazione. Anche le tartarughe verdi stanno seguendo una tendenza simile, una che è più visibile a causa dei loro segni di guscio relativamente più diversi. Sebbene le tartarughe verdi siano riconosciute come una specie, una rapida ricerca rivela il dibattito che le circonda e i nomi “Tartaruga Agassizi”, “tartaruga del mare nero” e “Tartaruga verde delle Galápagos” appaiono tutti come sottospecie proposte.
In tempi più recenti, gli esseri umani sono stati la forza trainante significativa nella genetica delle tartarughe marine, grazie alla caccia su larga scala e alla raccolta di uova di tartaruga per il cibo.
Per quasi cento milioni di anni le tartarughe marine e i loro antenati hanno vagato per gli oceani. Sono sopravvissuti all’asteroide che ha spazzato via i dinosauri. Sono sopravvissuti all’evoluzione dei mammiferi. Sono persino sopravvissuti alle ages glaciali. Ma ora, l’umanità li sta rapidamente guidando verso l’estinzione. Facciamo la nostra parte per garantire la protezione delle sette specie di tartarughe marine in via di estinzione.