Ipotesi evolutive dei cefalopodi dall'ordoviciano al Quaternario ed all'attuale

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1 SCHEDA N 5 il caso delle ammoniti: origine, sviluppo, estinzione relazione con i cefalopodi attuali Ipotesi evolutive dei cefalopodi dall'ordoviciano al Quaternario ed all'attuale Filogenesi della sottoclasse Bactritoidea Origine di Ammonoidea e Coleoidea Origine ed evoluzione dei Nautiloidea Caratteri della conchiglia di Nautilus pompilius Esame della varietà di forme di ammonoidei caratteristiche della conchiglia, setti camerali, ornamenti, sifone strutture planispirali ed eteromorfe e loro fanzionalità idrodinamica Habitat e modalità di nutrizione Filogenesi in rapporto ai caratteri anatomici e apparato masticatorio Strategie evolutive nei coloidei Ipotesi sulle cause dell'estinzione di ammonoidei materiale campioni fossili di ammoniti e belemniti - nautilus attuale immagini e schemi lilogenetici 1

2 PERCHE' LE AMMONITI? La discussione su cause e meccanismi dell'evoluzione porta a considerare anche il fenomeno dell'estinzione di specie viventi. Tali eventi incuriosiscono e suscitano interesse sulle motivazioni e sugli avvenimenti che li hanno provocati. Lo studio dei fossili è stato un momento significativo e costruttivo della teoria evolutiva: dal confronto tra organismi dello stesso gruppo che al cambiare dell'ambiente di vita si sono modificati si comprende l'importanza della variabilità e si giustificano le variazioni avvenute nel tempo. Ricostruire i percorsi evolutivi che hanno portato agli organismi attualmente viventi suscita grande interesse perchè porta a ricostruire la storia della biosfera. La collezione scientifica della scuola comprende diversi campioni di fossili di ammoniti: cefalopodi dotati di conchiglia estinti alla fine del mesozoico dai quali sono derivati i cefalopodi attualmente viventi: seppie e polpi. Le ammoniti sono fossili facili da osservare e confrontare, i parametri da considerare per capire i cambiamenti. morfologici e strutturali sono di immediata comprensione. L'analisi e la discussione sulla varietà di forme che gli ammonoidei hanno avuto nell'era terziaria, sulle cause della loro estinzione, sull'origine di nuove specie hanno portato ad esaminare anche questioni relative ai comportamenti, al modo di muoversi, all'habitat. Proprio cercando di capire come si siano estinte le ammoniti si sono chiariti i meccanismi che consentono ad una spacie di mantenersi. OSSERVAZIONI 1 - Gli allievi hanno osservato diversi campioni di fossili di ammoniti ed hanno descritto le caratteristiche della conchiglia: tipo di avvolgimento, setti camerali e linea lobale, posizione del sifone, ornamenti 2 - Discussione sul rapporto tra struttura della spiralizzazione e funzionalità idrodinamica 3 - Indagine paleoambiente e modalità di nutrizione 4 - Indagine filogenetica dei bactrinidi 5 - Origine ed evoluzione di Ammonoidea - Coloidea - Nautiloidea 6 - Ipotesi sull'estinzione degli ammonoidei. Oltre all'osservazione diretta di campioni sono state prese in esame immagini ed analizzate ricostruzioni di forme e di ambienti, schemi e documenti su ritrovamenti e reperti di particolare significato biologico ed evolutivo. Materiale specifico di riferimento per lo sviluppo dell'indagine: Le Scienze quaderni - Estinzione e sopravvivenza - a cura di Pietro Omodeo Paleontologia delle Ammoniti - Immagini e grafici - Giulio Pavia L'ATTIVITA' HA DATO MATERIA DI APPROFONDIMENTO E COINVOLTO INDIVIDUALMENTE GLI STUDENTI NELLA LETTURA DIRETTA DEI FATTI DELLA NATURA E DELLA VITA. 2

3 L'estinzione delle ammoniti e le variazioni nella forma della conchiglia conchiglie - planispirali - liscia - ornata - sezione trasversale compressa e avvolgimento stretto della conchiglia riducono riducono l'inerzia e migliorano l'idrodinamica più è ampia la sezione trasversale e più sono larghi gli avvolgimenti meno la conchiglia si adatta al nuoto. Ornamenti spinosi e grossolani potevano avere funzione di difesa per allontanare i predatori eteromorfe - forme svolte - allungate - variamente contorte forme molto ornate ed uncinate queste forme avevano scarsa possibilità di nuotare alcune forme uncitate potevano galleggiare a media profondità ed occupare zone bentoniche riuscendo a sfuggire ai predatori PER MOLTI MILIONI DI ANNI GLI AMMONOIDI SONO STATI CARATTERIZZATI DA FORME A VITA BREVE CHE VENIVANO SOSTITUITE DA FORME MEGLIO ADATTATE. SI SONO POI FORMATI GENERI E SPECIE PIU' DUREVOLI E SI E' RIDOTTA LA DIVERSITA' DURANTE IL PERIODO CRETACICO LA VITA MEDIA DELLE SPECIE DI AMMONITI E' AUMENTATA CON RIDUZIONE DEL LORO NUMERO A SCAPITO DELLA CAPACITA' DI CAMBIARE. QUESTO EVENTO PUO ESSERE CONSIDERATO UNA IPOTETICA CAUSA DELL'ESTINZIONE DELLE AMMONITI PERCHE' LE FORME DELLE CONCHIGLIE HANNO PERSO LA CAPACITA' DI ADATTARSI IDRODINAMICAMENTE ALL'AMBIENTE ALCUNE FORME FOSSILI VISSUTE PER UN TEMPO BREVE OLTRE AL SIGNIFICATO EVOLUTIVO HANNO UN IMPORTANTE VALORE CRONOLOGICO E SONO FOSSILI GUIDA DEL MESOZOICO 3

4 Forme PLANISPIRALI ed ETEROMORFE di AMMONITI 4

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6 CAMPIONE CON AMMONITI 6

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8 (disegni degli studenti) 8

9 CONCHIGLIE PLANISPIRALI ORNAMENTI (disegni degli studenti) 9

10 CONCHIGLIE PLANISPIRALI SIFONE e SETTI del FRAGMOCONO 10

11 CONCHIGLIE PLANISPIRALI LINEA LOBALE La linea lobale è la traccia dell'inserzione dei setti del fragmocono sul guscio esterno. L'andamento non lineare dei setti è messo in evidenza dalla linea lobale che presenta lobi, espansioni, frastagliature. Nel corso dello sviluppo filogenetico delle ammoniti la linea lobale si è modificata ed indica un progressivo passaggio da forme molto semplici ad assai complesse. Dai disegni degli studenti 11

12 AMMONITI DEL GIURASSICO INFERIORE 12

13 AMMONITI GIURASSICO SUPERIORE 13

14 FRAGMOCONO CON LINEA LOBALE AMMONITICA 14