02 t a f o n o m i a composizione chimica 11

TAFONOMIASostanze che compongono gli

organismi e fossilizzazione

Lezioni del corso di Paleontologia con Esercitazioni

A.A. 20108/2011Prof. Federico Masini

Come accennato un organismo è composto di parti molli e parti dure.

PARTI MOLLI Proteine, Carboidrati, Grassi ecc.

PARTI DURE NON MINERALIZZATE Scleroproteine, Carboidrati

PARTI DURE MINERALIZZATE Carbonato di calcioSiliceFosfato

La fossilizzazione dipende in larga misura dalla presenza di parti dure

nell’organismo

Come è ben noto, gran parte del corpo degli organismi è costituito da acqua: in particolare l’acqua contribuisce alla costituzione delle parti molli in proporzioni variabili tra 90 – 98 % a seconda del tessuto e del gruppo sistematico

Le proteine, i grassi, i carboidrati delle parti molli non fossilizzano quasi mai come tali, ma si possono trovare in tracce nei fossili (ad esempio gli acidi nucleici)… salvo le dovute eccezioni

Parti dure non mineralizzate

• Le parti dure non mineralizzate sono composte da proteine e polisaccaridi che resistono maggiormente alla putrefazione e possono, in particolari condizioni, andare incontro a fossilizzazione

• Nel regno animale sono comuni la CHITINA e le SCLEROPROTEINE

• In quello vegetale la CELLULOSA, LIGNINA e SPOROPOLLENINA

Parti dure - Chitina

La CHITINA è un polisaccaride tipico degli artropodi (Trilobiti, Crostacei, Insetti ecc.) Nei Brachiopodi, Crostacei, Celenterati e Briozoi è spesso associata a biomineralizzazioni in Carbonato di calcio (Calcite) o fosfato di Calcio (Apatite).

Parti dure - Scleroproteine

• Un’altra famiglia di proteine di sostegno importante è quella delle scleroproteine, catene di amminoacidi ad alto contenuto di Zolfo, che danno luogo a tessuti fibrosi e resistenti.

• A seconda dei vari gruppi sistematici di animali questo tipo di proteina prende vari nomi, pur essendo fondamentalmente molto simile.

Scleroproteine

COLLAGENE – abbondante nei Cordati e negli Anellidi, si ritrova anche negli Echinodermi, nei Brachiopodi e nei Poriferi. Costituisce la quasi totalità delle parti dure negli Emicordati (Graptoliti, forme paleozoiche completamente estinte)CONCHIOLINA (conchiglie dei Molluschi)CHERATINA (Cordati - unghie, pelo)

Fibre di collagene in una microfotografia al microscopio

elettronico a scansione

Nel Regno Vegetale • CELLULOSA – costituisce le pareti

cellulari delle cellule vegetali• LIGNINA – costituisce le strutture di

sostegno di foglie e tronchi delle piante superiori

• SPOROPOLLENINA – particolarmente resistente è costituisce la parete esterna dei pollini, è presente nei dinoflagellati e negli acritarchi.

La struttura della lignina. La lignina conferisce rigidità e resistenza alle

pareti delle cellule vegetali

R R

Lig

O*

La lignina costituisce la

componente di sostegno dei

tessuti vegetali

Dinoflagellati e pollini hanno pareti di sporopollenina

• Microfotografie di granuli pollini fossili.

• Contrada Fusco, Siracusa. Pleistocene Medio

PARTI DURE MINERALIZZATE

• Le bio-mineralizzazioni più diffuse sono a carico di tre composti chimici:

• Carbonato di Calcio• Silice• Fosfato di Calcio

CARBONATO DI CALCIO - Ca CO3

• calcite (protisti vari: foraminiferi coccolitoforidi, alghe calcaree, poriferi e altri gruppi)

• aragonite – molti gruppi di animali

Un cristallo di calcite

La calcite è meno solubile dell’aragonite, e quindi più favorevole alla fossilizzazioneLa calcite presenta impurità di Magnesio (Mg) in maggiore o minor misura, si parla quindi di Calcite Alto Magnesiaca (HMC) e Basso Magnesiaca (LMC) di cui la prima è meno stabile della seconda.Gli scheletri carbonatici sono i più diffusi sia nel regno animale che vegetale ed anche fra i protisti

Caratteristiche dei carbonati

Nannofossili calcarei

Emiliana Huxlei Quaternario

Foraminiferi

Globigerina eugubina una forma fossile che risale alla fine del Mesozoico

Genere Nonion Pliocene - Attuale

Rosalina globularis, un reperto attuale

Foraminiferi

Pteropodi (gasteropodi planctonici)

Microstruttura della conchiglia dei molluschi

SILICE - SiO2

La biomineralizzazione in silice è molto meno comune di quella carbonaticaScheletri silicei si ritrovano in numerosi Protisti (Diatomee, Silicoflagellati, Radiolari) e nelle spugne.Gli scheletri silicei, con l’eccezione di alcune spugne, sono esili, sottili, di aspetto delicato.

Diatomee

Radiolari

Silicoflagellati

FOSFATO DI CALCIO Ca5(PO4)3OH (Idrossiapatite)

Più stabile dei carbonati, è tipico dei Cordati (fra cui i Vertebrati), Brachiopodi, Conodontofori ed è talvolta presente nel carapace dei Trilobiti

Un cristallo di apatite

Microfotografia ad alto ingrandimento della corona di un dente di mammifero – I cristalliti di

fluoroapatite sono intimamente associati a fibre di collagene che aumentano la resistenza del tessuto

Vertebrati

Brachiopodi