Sulla pista dei fossili: i precursori della paleontologia

Prima di sapere che i fossili sono tracce di stadi remoti nell’evoluzione degli esseri viventi, gli uomini li consideravano resti di giganti mitologici, scherzi della natura o prove del Diluvio universale

A lungo i fossili hanno suscitato tanta curiosità quanto stupore. Cosa pensare, infatti, di conchiglie marine ritrovate sulla cima di una montagna? O di enormi ossa rinvenute sotto terra? Oggi sappiamo che i fossili sono i resti o i calchi naturali di organismi che vissero milioni di anni fa e che, dopo un processo di interramento o infiltrazione, si sono conservati nei sedimenti geologici. Tuttavia, in mancanza delle conoscenze della paleontologia moderna, in passato si elaborarono le teorie più disparate per spiegare la natura e l’origine di questi esseri “pietrificati”. 

Nel 1982 sul monte San Giorgio, nelle Alpi svizzere, venne scoperto il fossile di questo piccolo rettile che visse durante il periodo Triassico, più di duecento milioni di anni fa. Istituto di Paleontologia, Zurigo

Nel 1982 sul monte San Giorgio, nelle Alpi svizzere, venne scoperto il fossile di questo piccolo rettile che visse durante il periodo Triassico, più di duecento milioni di anni fa. Istituto di Paleontologia, Zurigo

Foto: Nathan Benn / Getty Images

   

I riferimenti più antichi si trovano negli scritti di autori greci e romani. Generalmente si tratta di accenni alla presenza di conchiglie e di altri organismi marini sulla terraferma – in alcuni casi di loro impronte o di calchi, in altri della loro presenza pietrificati o conservati all’interno della roccia –, però non mancano i riferimenti alle ossa fossili, il più delle volte di grandi dimensioni. Aristotele propose una spiegazione che ebbe grande successo. Secondo la sua teoria, i fossili si erano formati grazie all’azione di un fluido terrestre che pietrificava tutto quello con cui entrava in contatto, oppure di qualche vis plastica, una forza plasmatrice sconosciuta. 

La tesi aristotelica si mantenne per tutto il Medioevo. Si credeva che certi tipi di fossili avessero avuto origine dai resti di animali acquatici trasformati in pietra a causa delle esalazioni vaporose di una “forza mineralizzante”. Altri autori medievali sostenevano invece che i vegetali fossili potessero essere il prodotto dell’influenza degli astri. Contemporaneamente si diffuse anche un’interpretazione basata sulla Bibbia secondo la quale le conchiglie marine, trovate sulle cime delle montagne, si erano depositate lì dopo il ritiro delle acque del Diluvio universale. Nel Rinascimento cominciò a crescere l’interesse per gli oggetti singolari e curiosi, tra i quali i fossili. Negli edifici religiosi e civili come chiese, monasteri e comuni, venivano esposte ossa fossili di grandi dimensioni, a volte attribuite a giganti oppure a draghi. Gli eruditi, inoltre, li raccoglievano per le camere delle meraviglie, precorritrici dei moderni musei. Nelle camere e nei musei esistevano addirittura istruzioni su come raccogliere e collocare in ordine le collezioni di elementi pietrificati, minerali, animali impagliati, mostruosità... In un libro pubblicato nel 1551 il naturalista tedesco Johann Conrad Gessner realizzò una serie di illustrazioni di fossili, tra i quali rientravano non solo i resti di piante e animali, ma anche quelli di asce di selce, minerali, cristalli e addirittura oggetti archeologici come braccialetti e anelli.

Dalla Bibbia alla scienza

Gli studiosi continuavano a spiegare l’origine dei fossili a partire dalla tradizione greco-romana e a credere che fossero il risultato di movimenti tumultuosi dovuti a esalazioni terrestri, come i terremoti. Si speculò anche su una loro possibile origine dai germi o dai semi che, provenienti dai vapori umidi esalati dal mare, venivano poi sparsi attraverso le piogge e si depositavano a terra formando i fossili. Altri consideravano i fossili come “scherzi della natura”, che riproducevano casualmente forme somiglianti a conchiglie o ad altri esseri viventi. 

Tuttavia dalla fine del XVII e per tutto il XVIII secolo a prevalere fu senza dubbio l’interpretazione derivata dalla Bibbia. Numerosi eruditi cercarono di dimostrare che le irregolarità della crosta terrestre e la presenza di fossili marini lontani dal mare e sulla cima delle montagne – tanto di molluschi quanto di mammiferi giganti – fossero conseguenza del Diluvio universale descritto nella Genesi. All’inizio del XVIII secolo il medico svizzero J. J. Scheuchzer presentò un insieme di fossili come i resti di una vittima umana del Diluvio, anche se in realtà appartenevano a un anfibio fossile. 

«Il nostro immortale naturalista ha ricostruito interi mondi con qualche osso sbianchito» scrisse Balzac su Cuvier, rappresentato in questa pittura a olio di T. Chartran. La Sorbonne, Parigi. 1886-89

«Il nostro immortale naturalista ha ricostruito interi mondi con qualche osso sbianchito» scrisse Balzac su Cuvier, rappresentato in questa pittura a olio di T. Chartran. La Sorbonne, Parigi. 1886-89

Foto: Josse / Scala, Firenze

   

La teoria del Diluvio si basava sul presupposto che Dio avesse creato tutte le specie animali in un periodo di sei giorni e che queste fossero rimaste immutate nel corso del tempo (sebbene si potesse supporre che si fossero salvate grazie all’arca di Noè). Tuttavia questa teoria presentava il problema che numerosi fossili, tanto di molluschi quanto di mammiferi giganti, non potevano essere messi in relazione con specie viventi. Finalmente, durante l’Illuminismo, alcuni scienziati iniziarono a pensare che i fossili corrispondessero a specie estinte. A confermare quest’ipotesi contribuí in modo decisivo la scoperta dello scheletro di un animale preistorico rinvenuto vicino a Buenos Aires e inviato a Madrid nel 1788. Una volta ricostruito, si scoprì che si trattava di una specie di bradipo gigante completamente sconosciuta, che venne chiamata Megatherium americanum. Cuvier, un erudito francese, condusse uno studio anatomico del megaterio e di altri fossili simili comparandoli con specie viventi di elefanti e nel 1796 pubblicò le Mémoires sur les espèces d’éléphants vivants et fossiles. Cuvier sosteneva che nel tempo si erano succeduti grandi cataclismi geologici che avevano sterminato la fauna vivente e che i fossili erano tutto ciò che ne rimaneva. La sua filosofia “catastrofista” era ancora distante dalla teoria dell’evoluzione che sarebbe stata poi sviluppata da Darwin, ma certamente lo studioso francese pose le basi della paleontologia, lo studio scientifico dei fossili. 

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I fossili secondo la scienza moderna

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I fossili secondo la scienza moderna

La formazione dei fossili è un fenomeno naturale, e perché avvenga devono essere soddisfatte determinate condizioni. Prima di tutto alla morte di un organismo la sua decomposizione deve essere ritardata, per esempio depositandosi su un fondale fangoso e venendo seppellito rapidamente da un altro sedimento. Questo permette lo sviluppo del processo di mineralizzazione, una serie di interscambi chimici tra le ossa dell’animale e i sedimenti che lo ricoprono; ciò provoca la sostituzione delle ossa con materiale minerale, anche se viene mantenuta la forma originale. Con il passare del tempo le trasformazioni della superficie terrestre possono erodere la zona dove si era depositato l’animale e l’erosione fa sì che il fossile venga riportato alla luce. Sebbene gli scienziati oggi abbiano localizzato microfossili risalenti a più di tremila milioni di anni fa, questi furono visibili in abbondanza solo durante le Ere paleozoica (541-252 milioni di anni fa), grazie all’apparizione di specie dotate di corazza e scheletri adatti alla fossilizzazione, e mesozoica (252-66 milioni di anni fa), cui appartengono i fossili di dinosauro. 

Nell'immagine, Trilobite trovato nel Grand Canyon del fiume Colorado (Stati Uniti). Questo artopode visse durante il Cambriano, tra i 541 e i 485 milioni di anni fa. 

 

Foto: Spl / Age Fotostock

Ornamenti e amuleti circondati da leggende

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Ornamenti e amuleti circondati da leggende

L’interesse per i fossili risale alle origini stesse dell’umanità. Nelle caverne e nei giacimenti preistorici sono state rinvenute alcune conchiglie fossili perforate che venivano sicuramente utilizzate come orecchini. In altre occasioni i fossili erano incrostati su dei crani o incisi su strumenti come le asce. 

I fossili erano considerati non solo oggetti singolari e attraenti, ma anche elementi dotati di poteri magici. Con il passare del tempo si susseguirono curiose teorie. Per esempio i fossili di ammonite – un mollusco a forma di spirale – presero il nome di “corno di Ammone” per la rassomiglianza con la divinità egizia rappresentata da un ariete; nel Medioevo, invece, questi stessi fossili erano noti come “pietre di serpente”. Successivamente le pietre con forme particolari, specialmente quelle che somigliavano a piante oppure ad animali, presero il nome di “pietre figurate” e attrassero l’interesse di eruditi ma anche di collezionisti.

Nella foto un fossile di ammonite, tipo di mollusco che visse fino alla fine del Cretaceo. Museo civico di Scienze naturali, Bergamo.

 

 

Foto: Dea / Getty Images

Rivive il mito dei giganti

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Rivive il mito dei giganti

Il ritrovamento di enormi ossa in stato fossile – in genere resti di proboscidati (imparentati con gli odierni elefanti) e cetacei (mammiferi marini) – è stato fonte di continue polemiche. Durante l’antichità e il Medioevo era diffusa la credenza che appartenessero ai giganti descritti nella mitologia classica (per esempio i ciclopi) o nella Bibbia. Nel XVI secolo iniziò un dibattito, che si prolungò fino alla fine del XVIII, nel quale si ipotizzò che le ossa potessero appartenere a uomini di elevata statura. Così si evince dai racconti dei navigatori e dei viaggiatori che attraversavano lo stretto di Magellano e che assicuravano di aver visto autentici giganti, i patagoni. Ad esempio, il cronista della spedizione cinquecentesca di Cavendish li descrisse come uomini di grande statura e capaci di correre molto velocemente. I racconti venivano alimentati dai ritrovamenti di enormi ossa pietrificate che le leggende indigene dell’America centrale e del sud attribuivano a un’antica razza di giganti. 

Nella foto una rappresentazione di un ciclope in un’incisione del 1572

 

Foto: Bridgeman / Aci

Le misteriose  lingue di pietra

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Le misteriose lingue di pietra

Fin dall’antichità troviamo riferimenti a un tipo di fossile relativamente comune nelle zone mediterranee. Plinio credeva che si trattasse di glossopetrae, lingue pietrificate cadute dal cielo durante un’eclisse. In seguito si pensò fossero denti di serpente o di drago. 

Nel XVII secolo il danese Niels Stensen, medico personale del Granduca di Toscana Ferdinando II de’ Medici, elaborò una teoria diversa sulle glossopetrae. Nel 1666 Stensen realizzò la dissezione anatomica della testa di un grande squalo bianco catturato da poco e si rese conto che i denti dell’esemplare coincidevano nella loro morfologia con le pietrificazioni chiamate appunto glossopetrae. Questa scoperta gli permise di proporre un’ipotesi più ampia riguardo la natura organica dei fossili. 

Niels Stensen sostenne anche che l’età dei fossili era da mettere in relazione con lo strato di terra nel quale venivano rinvenuti, e per questa ragione viene considerato da molti come il padre della moderna stratigrafia. 

Nella foto un'incisione fu realizzata da Niels Stensen nel 1666 quando dissezionò la testa di uno squalo bianco pescato nel Mediterraneo.

 

Foto: Science Photo Library / Age Fotostock

Le false pietre di Würzburg

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Le false pietre di Würzburg

Nel 1725 accadde uno degli episodi più drammatici nella storia della conoscenza dei fossili. Johann Beringer, professore di Storia naturale e decano della Facoltà di Medicina di Würzburg, in Germania, fu vittima di uno dei primi casi di frode scientifica di cui abbiamo notizia. Seguendo l’usanza del periodo, Beringer si dedicava a fare escursioni per raccogliere campioni naturali utili alle sue ricerche, tra le quali i fossili. Alcuni colleghi, con l’intenzione di screditarlo, fecero costruire dei falsi fossili con del comune fango per poi seppellirli nei posti in cui Beringer andava abitualmente a raccogliere i suoi esemplari. Meravigliato per la scoperta, Beringer redasse nel 1726 un’opera completa di una trentina di illustrazioni dei supposti fossili rinvenuti. Alcuni appartenevano ad animali, tanto invertebrati quanto vertebrati, mentre altri rappresentavano oggetti celesti e addirittura lettere ebraiche, il che portò Beringer a ipotizzare una loro origine divina. 

Quando si scoprì la verità, lo scandalo fu talmente grande che sia Beringer sia i falsari vennero screditati. 

Sopra, due dei falsi esemplari utilizzati per ingannare Beringer: una pianta e due rane fossili.

 

Foto: Natural History Museum, London / Bridgeman / Aci

Un fossile umano dell'epoca del diluvio

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Un fossile umano dell'epoca del diluvio

Un fossile che sembrava rappresentare una pietrificazione umana suscitò un acceso dibattito sull’origine dell’umanità prima del Diluvio. L’esemplare, scoperto nel 1725, consisteva in un blocco di pietra contenente quello che sembrava essere una parte di un cranio e sette vertebre. Il medico svizzero Johann Jacob Scheuchzer sosteneva che appartenessero a un uomo annegato durante il Diluvio universale e per questo lo battezzò Homo diluvii testis, ovvero “uomo testimone del Diluvio”. Secondo Scheuchzer si trattava di ossa umane, simili per proporzioni a quelle di un individuo della sua stessa altezza. Dopo la morte di Scheuchzer, intorno all’esemplare nacque una curiosa controversia: si trattava di un essere umano oppure di un pesce siluro? Qualche anno più tardi, nel 1811, l’esemplare sarebbe stato identificato correttamente da Georges Cuvier come quello di una salamandra gigante vissuta nel Miocene superiore (circa 11-5 milioni di anni fa). 

Nell'immagine, Homo diluvii testis. L’incisione rappresenta una salamandra gigante (Andrias scheuchzeri) di Scheuchzer. Libro della pietrificazione. Schmidt. 1855. 

 

Foto: Alamy / Aci

Bolca, il giacimento più famoso

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Bolca, il giacimento più famoso

Secondo molti studiosi, l’Italia possiede alcuni tra i più importanti giacimenti fossiliferi al mondo. Tra questi, i reperti di Bolca (VR). Si tratta di fossili, per lo più pesci – ma anche crostacei e molluschi, insetti, un coccodrillo, resti di meduse o piante– risalenti all’Eocene medio (circa 50 milioni di anni fa). La bellezza dei reperti e la loro ottima conservazione attirarono l’attenzione degli studiosi fin dal XVI secolo. Il primo a parlarne fu probabilmente il medico senese Andrea Mattioli in una pubblicazione del 1550, mentre il farmacista veronese Francesco Calzolari possedeva, già intorno al 1571, alcuni fossili nella sua collezione. Tra gli altri studiosi legati al sito, a cavallo tra il XVIII e il XIX secolo il veronese Giovanni Battista Gazzola vantava, nel suo palazzo, una collezione di 1200 esemplari, poi prelevati da Napoleone e portati a Parigi. Il mantovano Giovanni Serafino Volta, invece, realizzò nel 1789 un catalogo dei pesci fossili. Importante anche il contributo del marchese Maffei, della famiglia Rigoni, e soprattutto della famiglia Cerato, che studia i fossili da oltre due secoli. 

Sopra, fossile di pesce angelo.

 

Foto: AgeFotostock

I fossili e la sperimentazione

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I fossili e la sperimentazione

Nella seconda metà del XVIII secolo gli studiosi elaborarono spiegazioni scientifiche sulla formazioni dei fossili. Tra il 1755 e il 1788 G.W. Knorr, mercante d’arte e incisore, ed E. I. Walch, filologo e naturalista, pubblicarono un’opera in diversi volumi, molto popolare all’epoca per le magnifiche illustrazioni dei fossili che conteneva. Knorr e Walch credevano che, nel corso dei secoli, la terra fosse passata attraverso diverse catastrofi geologiche e che i resti degli organismi morti nei cataclismi avessero dato origine ai fossili. 

I due autori analizzarono anche il processo di pietrificazione attraverso la sperimentazione chimica. In questo modo poterono osservare che i resti ossei fossili subivano gli stessi effetti delle ossa naturali quando erano esposti all’azione del fuoco, che li riduceva in cenere e li convertiva in carbone. Se i fossili venivano sottoposti a distillazione emettevano uno “spirito volatile di ammoniaca” dal quale si estraevano sali alcalini che ricordavano l’urina: ciò dimostrava la loro natura organica.

Ritratto dell'incisore e studioso di fossili Georg Wolfgang Knorr. Realizzato da Johann Adam Schweickart nel 1761

Foto: Akg / Album

Cuvier e la fauna estinta

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Cuvier e la fauna estinta

Nel 1788 venne rinvenuto vicino a Buenos Aires lo scheletro quasi integro di un animale di grandi dimensioni completamente sconosciuto. I resti ossei vennero imballati in casse e spediti al gabinetto di Storia naturale di Madrid (all’epoca il territorio argentino apparteneva alla corona spagnola). Lì l’esemplare venne montato e furono realizzate cinque incisioni con i disegni e le descrizioni delle ossa. Una copia di queste incisioni arrivò a Parigi, all’Istituto di Francia, dove poterono essere analizzate da Georges Cuvier, in quel momento il principale specialista di anatomia comparata e paleontologia dei vertebrati. Cuvier realizzò un esame anatomico basandosi sulle incisioni e comparò l’esemplare americano con i resti fossili di proboscidati e con denti e ossa di specie viventi di elefanti. In questo modo nel 1796 determinò che le ossa conservate a Madrid appartenevano a un mammifero del superordine Xenarthra (come l’armadillo, il bradipo o il formichiere), però di un genere estinto, che chiamò Megatherium americanum. Così, grazie ai fossili, venne ricostruito per la prima volta un animale estinto. 

Sopra, rappresentazione di un megaterio, dove si può apprezzare la somiglianza dei suoi artigli con quelli del bradipo attuale. Incisione a colori.

 

Foto: Science Photo Library / Age Fotostock

Sulla pista dei fossili: i precursori della paleontologia

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