Esplosione cambriana: come la vita inventò gli animali moderni in 20 milioni di anni

C'è un punto preciso nella storia geologica della Terra in cui la vita, dopo tre miliardi di anni di lentezza assoluta, sembra improvvisamente decidere di accelerare. Le rocce di quel periodo passano dal nulla apparente a contenere trilobiti, predatori giganti, vermi corazzati, antenati di vertebrati. È l'Esplosione cambriana: l'evento più importante della storia degli animali, e per più di un secolo il principale rompicapo della paleontologia.

Quando e quanto è durata

L'esplosione si colloca all'inizio del periodo Cambriano, fra circa 538 e 518 milioni di anni fa. La Commissione Internazionale di Stratigrafia (ICS), l'organismo che fissa i confini delle ere geologiche, datifica l'inizio del Cambriano a 538,8 milioni di anni fa. Il termine "esplosione" è geologico, non quotidiano: vent'anni di milioni sono pochissimi rispetto ai 4,5 miliardi della Terra, ma molti rispetto al ritmo abituale dell'evoluzione.

In quel lasso di tempo - 20 milioni di anni - compaiono nei reperti fossili quasi tutti i grandi phyla animali oggi viventi: artropodi, molluschi, cordati, echinodermi, brachiopodi, anellidi, poriferi. È come se la natura avesse inventato in parallelo tutti i grandi modelli di costruzione del corpo animale.

I due grandi giacimenti che lo dimostrano

Lo sappiamo grazie a una manciata di lagerstätten, depositi fossiliferi straordinari che hanno conservato anche le parti molli. I due principali:

• Chengjiang (Yunnan, Cina), datato a circa 518 milioni di anni: oltre 250 specie animali identificate, inclusi vertebrati ancestrali come Myllokunmingia. Patrimonio UNESCO dal 2012.
• Burgess Shale (Columbia Britannica, Canada), 508 milioni di anni, scoperto nel 1909 dal paleontologo Charles Doolittle Walcott. La pagina del Royal Ontario Museum ha digitalizzato l'intera collezione.

Tra i fossili più celebri: Anomalocaris, predatore di un metro con appendici uncinate; Opabinia, con cinque occhi peduncolati e una proboscide; Hallucigenia, talmente strana che gli studiosi negli anni Settanta la pubblicarono capovolta nelle ricostruzioni.

Perché "esplosione"

Il termine fu reso famoso da Stephen Jay Gould in Wonderful Life (1989), che ipotizzò un "esperimento massimo di disparità anatomica". Lo storico studio di Andrew Knoll e Sean Carroll pubblicato su PNAS nel 2000 ridimensionò l'idea di un evento istantaneo: i fossili molecolari (steroli) e le tracce genetiche suggeriscono che i grandi gruppi animali si fossero differenziati prima, e che il Cambriano sia stato la fase in cui acquisirono parti dure e dimensioni visibili.

Le cause discusse oggi sono molteplici e probabilmente concorrono:

• Aumento dell'ossigeno atmosferico e oceanico: studi di geochimica degli isotopi del molibdeno pubblicati su Nature nel 2019 indicano un salto significativo della disponibilità di O₂ tra 540 e 530 milioni di anni fa.
• Comparsa della predazione: chi ha denti spinge gli altri a costruirsi gusci, e i gusci sono ciò che fossilizza.
• Nuovi geni dello sviluppo: la diversificazione dei geni Hox, che governano la disposizione del corpo.
• Evoluzione coordinata di sedimenti e di nicchie ecologiche, con il "giardinaggio" microbico dei fondali che cede il passo a fondali sottoposti a scavo.

Una scoperta italiana e una cinese del XXI secolo

Negli ultimi anni nuovi giacimenti hanno completato il quadro. Nel 2019 un gruppo cinese ha annunciato la scoperta della biota di Qingjiang, nello Hubei, con oltre 4.000 esemplari spettacolarmente conservati: la pubblicazione su Science ha aggiunto decine di specie sconosciute al catalogo cambriano. Nel 2026 una nuova località fossilifera, Huayuan (sempre in Cina), ha cominciato a restituire fauna successiva all'estinzione del primo Cambriano.

Cosa ne resta oggi

L'eredità dell'esplosione siamo noi. Tutti gli animali con simmetria bilaterale - dagli insetti agli esseri umani - discendono da quei primi sperimentatori cambriani. La Britannica ricorda che, anche se nessun phylum nuovo è apparso dopo, la disparità anatomica massima del regno animale è stata raggiunta proprio in quei venti milioni di anni: una "finestra" di innovazione che la biosfera non ha mai più riaperto.

Quando i geologi del futuro guarderanno gli strati attuali della Terra, vedranno una nuova esplosione - quella dei batteri di plastica, forse, o degli animali addomesticati. Ma la prima, quella che ha dato all'oceano occhi, mascelle e corazze, resta la più importante. E la più rapida.