Un nuovo studio suggerisce che i primi animali sulla Terra potrebbero aver involontariamente rallentato l’aumento della biodiversità. Secondo i ricercatori dell’Università di Cambridge, il modo in cui questi antichi organismi si riproducevano limitava la competizione e manteneva l’evoluzione a un ritmo straordinariamente lento per milioni di anni.
I risultati, pubblicati su Nature Ecology and Evolution , offrono una possibile soluzione a un annoso mistero paleontologico. Sebbene gli animali siano comparsi per la prima volta durante il periodo Ediacarano, la loro diversità è rimasta relativamente limitata per un periodo sorprendentemente lungo, prima che una successiva ondata di innovazione evolutiva espandesse drasticamente la vita sulla Terra.
I primi esperimenti della vita
Dopo miliardi di anni dominati da organismi microscopici, il periodo Ediacarano, che durò da circa 635 a 539 milioni di anni fa, vide la comparsa dei primi animali. Alcune di queste creature, tra cui il Fractofuso , raggiunsero altezze fino a due metri, sebbene la maggior parte fosse molto più piccola.
Questi primi animali erano molto diversi da qualsiasi essere vivente oggi. Molti assomigliavano più alle felci che agli animali moderni e sembrano essere stati privi di bocca, organi e capacità di movimento. Gli scienziati ritengono che assorbissero i nutrienti direttamente dall’acqua di mare circostante.
Come molti altri organismi dell’Ediacarano, sono scomparsi dalla documentazione fossile all’inizio del periodo Cambriano, circa 540 milioni di anni fa. La loro scomparsa ha reso difficile per i ricercatori stabilire se siano imparentati con qualche animale vivente oggi.
Studi precedenti hanno dimostrato che molti di questi organismi si riproducevano asessualmente. Si diffondevano producendo una prole geneticamente identica, collegata da stoloni, o rizomi, in modo molto simile alle moderne piante di fragole. Negli oceani ricchi di nutrienti dell’Ediacarano, questa strategia si rivelò estremamente efficace.
“Durante l’Ediacarano la vita era piuttosto piacevole, quindi il bisogno di sesso era piuttosto limitato”, ha affermato l’autrice principale, la dottoressa Emily Mitchell del Dipartimento di Zoologia di Cambridge. “C’era relativamente poca competizione, quindi non c’era una vera pressione per cambiare nulla.”
Fossili, intelligenza artificiale ed ecosistemi antichi
Per capire perché l’evoluzione sembrasse rallentare durante questo periodo, Mitchell e la coautrice, la professoressa Andrea Manica, hanno studiato i fossili provenienti da Mistaken Point a Terranova, uno dei siti fossiliferi dell’Ediacarano più importanti al mondo.
I ricercatori hanno combinato la scansione laser, l’analisi spaziale e l’intelligenza artificiale per esaminare come queste antiche comunità erano organizzate e come potevano interagire tra loro.
Hanno innanzitutto dimostrato che la riproduzione asessuata tramite spazzini riduceva la competizione tra gli organismi vicini. Il team ha poi creato delle simulazioni al computer per verificare come le prime comunità animali avrebbero potuto svilupparsi con diverse strategie riproduttive.
Sono state eseguite migliaia di simulazioni, durante le quali una semplice rete neurale ha identificato gli scenari che meglio corrispondevano alle evidenze fossili. Utilizzando una tecnica nota come calcolo bayesiano approssimato, i ricercatori sono partiti dai reperti fossili per stimare la diffusione degli organismi e l’intensità della loro competizione per le risorse.
Perché la competizione è importante
I risultati hanno mostrato che la limitata dispersione dovuta alla riproduzione asessuata potrebbe spiegare perché i primi ecosistemi animali contenessero un numero relativamente basso di specie. In seguito, quando gli organismi iniziarono a diffondersi su distanze maggiori e a riprodursi sessualmente, la diversità aumentò drasticamente.
La competizione è stata a lungo uno dei principali motori dell’evoluzione. Tuttavia, lo stile di vita basato sulla corsa di molti organismi dell’Ediacarano ha ridotto la necessità di competere.
“Se siete collegati al vostro vicino tramite questi corridori, allora condividete le sostanze nutritive e non avete bisogno di competere con loro”, ha affermato Manica.
Con la graduale espansione della vita dalle acque più profonde agli ambienti marini meno profondi, le condizioni sono diventate molto più difficili. Maree, tempeste, variazioni di temperatura e disponibilità variabile di nutrienti hanno introdotto nuove pressioni che hanno reso la sopravvivenza meno prevedibile e aumentato la competizione per le risorse.
Stress e aumento della riproduzione sessuale
I ricercatori sostengono che queste condizioni più rigide potrebbero aver favorito una transizione verso la riproduzione sessuale.
“Se improvvisamente ti trovi in un ambiente in cui rischi di essere ucciso un paio di volte all’anno, allora tutto cambia”, ha affermato Mitchell. “Lo stress porta essenzialmente alla riproduzione sessuale e, quando ciò accade, possiamo osservare un enorme aumento delle distanze di dispersione, poiché gli animali tentano di colonizzare nuove aree a causa dell’aumento della competizione.”
Con l’adattamento dei primi animali a nuovi habitat e a nuove strategie riproduttive, la diversificazione delle specie accelerò. Questo periodo segnò una seconda grande ondata evolutiva nell’Ediacarano e contribuì a gettare le basi per l’espansione evolutiva ancora più drammatica del periodo Cambriano, quando gli animali divennero mobili e gli ecosistemi si fecero molto più complessi.
La ricerca è stata finanziata dal Natural Environment Research Council (NERC), parte di UK Research and Innovation (UKRI). Emily Mitchell è Fellow del Newnham College di Cambridge. Andrea Manica è Fellow del Clare College di Cambridge.
Astratto
La comparsa dei più antichi animali conosciuti durante il tardo periodo Ediacarano (circa 574 milioni di anni fa) fu seguita da una fase di lenta diversificazione, fino a una successiva esplosione di rapida diversificazione nota come “seconda ondata” dell’Ediacarano. Le ragioni alla base del ritmo di diversificazione sono ancora poco comprese. In questo studio analizziamo come la modalità riproduttiva abbia influenzato le dinamiche di comunità e, di conseguenza, i cambiamenti macroevolutivi dell’Ediacarano. Dimostriamo che la riproduzione diffusa tramite stoloni (ovvero tramite filamenti che collegano i cloni) ha limitato la competizione intraspecifica, portando a una competizione interspecifica che agisce su scale spaziali più piccole rispetto alla competizione intraspecifica, un fenomeno chiamato eteromiopia. L’eteromiopia consente la coesistenza di competitori subottimali perché la limitazione della dispersione della specie dominante limita l’occupazione dell’habitat ottimale, in modo che i competitori meno competitivi possano comunque esistere all’interno della stessa comunità, operando sotto una pressione selettiva ridotta. Abbiamo esplorato le conseguenze di questa limitazione della dispersione sulla diversità della comunità utilizzando un modello meccanicistico che mostra come il passaggio dalla riproduzione stolonifera a quella sessuale, coinciso con la seconda ondata, possa spiegare l’improvviso aumento della diversità osservato nella documentazione fossile. Concludiamo che la riproduzione asessuata diffusa tramite stoloni ha probabilmente vincolato l’evoluzione animale iniziale, limitando la diversificazione fino all’avvento della riproduzione sessuale diffusa.
Materials provided by University of Cambridge. Note: Content may be edited for style and length.
Emily G. Mitchell, Andrea Manica. The influence of reproductive mode on resource competition and diversity patterns in Ediacaran early animal communities. Nature Ecology, 2026; DOI: 10.1038/s41559-026-03094-2
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