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TAFONOMIASostanze che compongono gli
organismi e fossilizzazione
Lezioni del corso di Paleontologia con Esercitazioni
A.A. 20108/2011Prof. Federico Masini
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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
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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
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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
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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).
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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.
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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)
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Fibre di collagene in una microfotografia al microscopio
elettronico a scansione
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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.
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La struttura della lignina. La lignina conferisce rigidità e resistenza alle
pareti delle cellule vegetali
R R
Lig
O*
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La lignina costituisce la
componente di sostegno dei
tessuti vegetali
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Dinoflagellati e pollini hanno pareti di sporopollenina
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• Microfotografie di granuli pollini fossili.
• Contrada Fusco, Siracusa. Pleistocene Medio
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PARTI DURE MINERALIZZATE
• Le bio-mineralizzazioni più diffuse sono a carico di tre composti chimici:
• Carbonato di Calcio• Silice• Fosfato di Calcio
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CARBONATO DI CALCIO - Ca CO3
• calcite (protisti vari: foraminiferi coccolitoforidi, alghe calcaree, poriferi e altri gruppi)
• aragonite – molti gruppi di animali
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Un cristallo di calcite
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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
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Nannofossili calcarei
Emiliana Huxlei Quaternario
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Foraminiferi
Globigerina eugubina una forma fossile che risale alla fine del Mesozoico
Genere Nonion Pliocene - Attuale
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Rosalina globularis, un reperto attuale
Foraminiferi
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Pteropodi (gasteropodi planctonici)
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Microstruttura della conchiglia dei molluschi
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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.
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Diatomee
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Radiolari
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Silicoflagellati
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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
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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
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Vertebrati
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Brachiopodi