Quelle maledette scimmie della savana: la nuova grande provincia ignea

Da "The Proud Holobionts" Giovedì 2 febbraio 2023

In un post precedente, ho descritto come le scimmie della savana si sono evolute e come hanno cambiato l'ecosistema terrestre nel processo. Qui diamo uno sguardo al futuro. Le scimmie potrebbero davvero fare molti danni.

Le gigantesche eruzioni vulcaniche chiamate "Grandi Province Ignee" o LIP ("Large Igneous Provinces") tendono a verificarsi sul nostro pianeta a  intervalli dell'ordine di decine o centinaia di milioni di anni. Sono eventi giganteschi che provocano la fusione della superficie di interi continenti. I risultati sono devastanti: ovviamente, tutto ciò che è organico sulla traiettoria della massa lavica in crescita viene distrutto e sterilizzato, ma l'effetto planetario dell'eruzione è ancora più distruttivo. Si ritiene che le LIP riscaldino i giacimenti di carbone a temperature sufficientemente elevate fargli prendere fuoco. Questi enormi incendi assorbono ossigeno dall'atmosfera, trasformandolo in CO2. Il risultato è un intenso riscaldamento globale, accompagnato da anossia. Nel caso del più grande di questi eventi, l'estinzione della fine del Permiano di circa 250 milioni di anni fa, l'intera biosfera rischiò seriamente di essere sterilizzata. Fortunatamente, il sistema si è ripreso e siamo ancora qui, ma è ci siamo andati vicini.

Si ritiene che le LIP siano il risultato di movimenti interni del nucleo terrestre. Per qualche ragione, giganteschi pennacchi di lava tendono a svilupparsi nel mantello terrestre e a spostarsi verso la superficie. È lo stesso meccanismo che genera i vulcani, solo su scala molto più ampia. Da quello che sappiamo, le LIP sono imprevedibili, sebbene possano essere correlati a un "effetto di copertura" generato dalla danza dei continenti sulla superficie terrestre. Quando i continenti sono raggruppati insieme, tendono a riscaldare il mantello sottostante, e questa potrebbe essere l'origine del pennacchio che crea la LIP.

Naturalmente, se una LIP dovesse aver luogo oggigiorno, i risultati sarebbero alquanto catastrofici, forse più catastrofici di quanto la fantasia dei cineasti di Hollywood possa immaginare. Nei loro film, ci hanno tirato addosso tutti i tipi di disastri possibili, dagli tsunami a interi asteroidi. Ma immaginare che l'intero continente nordamericano diventi un bacino di lava incandescente, beh, è ​​davvero catastrofico!

Fortunatamente, i LIP sono processi geologici lenti e anche se ci sarà un altro di questi eventi nel nostro futuro, non accadrà nella scala temporale delle vite umane. Ma ciò non significa che gli umani, quelle noiose scimmie della savana, non possano fare del loro meglio per creare qualcosa di simile. E, sì, sono impegnati nella straordinaria impresa di creare un equivalente di una LIP bruciando enormi quantità di carbonio organico ("fossile") che si era sedimentato sottoterra in decine o centinaia di milioni di anni di attività biologica. 

È notevole quanto sia stata rapida la LIP delle scimmie. Le LIP geologiche coprono in genere milioni di anni. La LIP delle scimmie ha attraversato il suo ciclo in poche centinaia di anni: la vediamo svilupparsi proprio ora. Finirà quando la concentrazione di carbonio fossile immagazzinato nella crosta diventerà troppo bassa per autosostenere la combustione con l'ossigeno atmosferico. Proprio come tutti gli incendi, il grande incendio del carbonio fossile finirà quando finirà il carburante, probabilmente tra meno di un secolo. Anche in così poco tempo, è probabile che la concentrazione di CO2 raggiunga, e forse superi, livelli visti nel passato solo prima dell'Eocene, circa 50 milioni di anni fa. Non è impossibile che possa raggiungere più di 1000 parti per milione e anche di più. Oltre quattro volte i valori della concentrazione di prima che le scimmie mettessero mano ai loro fuochi alimentati da carbonio fossile. 

C'è sempre la possibilità che una così alta concentrazione di carbonio nell'atmosfera spinga la Terra oltre il limite della stabilità e uccida Gaia surriscaldando il pianeta. Ma non è uno scenario molto interessante: moriamo tutti e basta. Quindi, esaminiamo la possibilità che la biosfera sopravviva al grande impulso di carbonio generato dalle scimmie della savana. Che cosa accadrà?

Le stesse scimmie saranno probabilmente le prime vittime dell'impulso di CO2 che hanno generato. Senza i combustibili fossili su cui fanno affidamento, il loro numero diminuirà molto rapidamente. Dall'incredibile numero di 8 miliardi di individui, che hanno recentemente raggiunto, torneranno ai livelli tipici dei loro primi antenati della savana: forse solo poche decine di migliaia. Molto probabilmente, si estingueranno. In ogni caso, difficilmente riusciranno a mantenere la loro abitudine di abbattere intere foreste. Senza scimmie impegnate nel business del taglio e con alte concentrazioni di CO2, le foreste sono avvantaggiate rispetto alle savane, ed è probabile che ricolonizzino la terra, e vedremo di nuovo un pianeta lussureggiante e boscoso (le scimmie arboree probabilmente sopravvivranno e prospereranno). Tuttavia, le savane non scompariranno. 

Su tempi molto lunghi, il grande ciclo di riscaldamento e raffreddamento terrestre potrà ricominciare dopo la fine della grande LIP delle scimmie, proprio come è successo per le LIP geologiche "naturali". Tra qualche milione di anni, la Terra potrebbe assistere a un nuovo ciclo di raffreddamento che porterà di nuovo a una serie di ere glaciali simili a quelle del Pleistocene. A quel punto, potrebbero evolversi nuove scimmie della savana. Potrebbero riprendere la loro abitudine di sterminare la megafauna, bruciare foreste e costruire utensili in pietra. Ma non avranno la stessa abbondanza di combustibili fossili che le scimmie chiamate " Homo sapiens " avevano trovato quando emersero nelle savane. Quindi, il loro impatto sull'ecosistema sarà minore. 

E poi cosa? In tempi molto lunghi, il destino della Terra è determinato dal lento aumento dell'irradiazione solare che, a lungo andare,  eliminerà tutto l'ossigeno dall'atmosfera e sterilizzerà la biosfera , forse tra meno di un miliardo di anni. Nel frattempo, potremmo assistere a più cicli di riscaldamento e raffreddamento prima che l'ecosistema terrestre collassi. A quel punto, non ci saranno più foreste, né animali, e potrà persistere solo la vita unicellulare. Deve essere così. Gaia, povera signora, sta facendo il possibile per mantenere in vita la biosfera, ma non è onnipotente. E nemmeno immortale. 

Tuttavia, il futuro è sempre pieno di sorprese e non bisogna mai sottovalutare quanto sia intelligente e intraprendente Gaia. Pensate a come ha reagito alla carenza di CO2 delle ultime decine di milioni di anni. Ha inventato non solo uno, ma due nuovi meccanismi di fotosintesi progettati per funzionare a basse concentrazioni di CO2: il meccanismo detto "C4" tipico delle erbe e un altro chiamato metabolismo dell'acido crassulaceo (CAM) . Per non parlare di come la simbiosi fungo-pianta nella rizosfera si sia evoluta con nuovi stratagemmi e nuovi meccanismi. Non ci possiamo immaginare cosa possa inventare la vecchia signora nel suo garage insieme ai suoi Elfi scienziati (quelli che lavorano anche part-time per Babbo Natale). 

Ora, cosa succede se Gaia inventa qualcosa di ancora più radicale in termini di fotosintesi? Una possibilità sarebbe che gli alberi adottassero il meccanismo C4 e creassero nuove foreste che sarebbero più resistenti alle basse concentrazioni di CO2. Ma possiamo pensare a innovazioni ancora più radicali. Per esempio di un percorso di fissazione dell'energia solare che non funzioni solo con meno CO2, ma che non richiede nemmeno CO2. Sembra quasi miracoloso ma, sorprendentemente, quel percorso esiste . Ed è stato sviluppato esattamente da quelle scimmie della savana che hanno armeggiato con - e parzialmente rovinato - l'ecosfera. 

Il nuovo percorso fotosintetico non usa nemmeno molecole di carbonio ma usa solo silicio solido (le scimmie la chiamano "energia fotovoltaica"). Immagazzina l'energia solare sotto forma di elettroni eccitati che possono essere conservati a lungo sotto forma di metalli ridotti o altre specie chimiche. Le creature che utilizzano questo meccanismo non hanno bisogno di anidride carbonica nell'atmosfera, non hanno bisogno di acqua e possono cavarsela anche senza ossigeno. Ciò che le nuove creature possono fare è difficile da immaginare per noi (anche se  possiamo provarci ). 

In ogni caso, Gaia è una donna tosta, e potrebbe sopravvivere molto più a lungo di quanto possiamo immaginare, anche con un sole abbastanza caldo da ridurre in cenere la biosfera. Le foreste sono le creature di Gaia, e lei è benevola e misericordiosa (non sempre, però), quindi potrebbe tenerle con sé per molto, molto tempo. (e, chissà, potrebbe anche risparmiare le scimmie della savana dalla sua ira!). 

Potremmo essere scimmie della savana, ma rimaniamo intimoriti dalla maestosità delle foreste. L'immagine di una foresta fantastica dal film di Hayao Miyazaki, "Mononoke no Hime", risuona molto con noi.

Gaia in movimento: l'ascesa delle scimmie della savana

 Da "The Proud Holobionts"

Non esistono scimmie boreali. O forse, ne esiste solo una, ma non è non esattamente una scimmia!

I primati sono creature arboree che si sono evolute nell'ambiente caldo delle foreste dell'Eocene. Usavano i rami degli alberi come rifugio e potevano adattarsi a vari tipi di cibo. Ma, dal punto di vista di questi antichi primati, la riduzione dell'area occupata dalle foreste tropicali iniziata con la " Grande Coupure," circa 30 milioni di anni fa, fu un disastro. Non erano attrezzati per vivere nelle savane: erano lenti a terra: un facile pranzo per i predatori dell'epoca. Inoltre, i primati non colonizzarono mai le foreste settentrionali della taiga eurasiatica. Molto probabilmente non perché non potessero vivere in ambienti freddi (alcune scimmie di montagna moderne possono farlo), ma perché non potevano attraversare la steppa che separava le foreste tropicali da quelle settentrionali. Se per caso ci hanno provato, i carnivori della steppa hanno fatto in modo che non ci riuscissero.  

Alla fine, le scimmie furono costrette a trasferirsi nella savana. Durante il Pleistocene, circa 4 milioni di anni fa, apparvero in Africa gli Australopitechi, (fonte immagine ). Possiamo chiamarle le prime "scimmie della savana". Parallelamente, forse un po' più tardi, si è evoluto in Africa anche un altro tipo di scimmia che viveva nella savana, il babbuino. All'inizio, australopitechi e babbuini probabilmente praticavano tecniche di vita simili, ma col tempo si svilupparono in specie molto diverse. I babbuini esistono ancora oggi: sono una specie robusta e adattabile che, tuttavia, non ha mai sviluppato le caratteristiche speciali degli australopitechi che li hanno trasformati in esseri umani. Le prime creature che classifichiamo come appartenenti al genere Homo, l' homo habilis, sono apparse circa 2,8 milioni di anni fa. Erano abitanti della savana. 

Questo ramo di scimmie della savana ha vinto il gioco della sopravvivenza attraverso una serie di innovazioni evolutive. Hanno aumentato le loro dimensioni corporee per una migliore difesa, hanno sviluppato una posizione eretta per avere un campo visivo più esteso, hanno potenziato il loro metabolismo eliminando i peli del corpo e usando la sudorazione profusa per rinfrescarsi, hanno sviluppato linguaggi complessi per creare gruppi sociali per la difesa dai predatori, e hanno imparato a realizzare strumenti di pietra adattabili a diverse situazioni. Infine, hanno sviluppato uno strumento che nessun animale sulla Terra aveva mai imparato prima: il fuoco. Nel giro di poche centinaia di migliaia di anni, si sono diffuse in tutto il mondo dalla loro base iniziale in una piccola area dell'Africa centrale. Le scimmie della savana, ora chiamate "Homo sapiens," furono uno straordinario successo evolutivo. Le conseguenze sull'ecosistema sono state enormi.

Innanzitutto, le scimmie della savana hanno sterminato la maggior parte della megafauna, i grandi erbivori che popolavano le steppe e le savane. Gli unici grandi mammiferi sopravvissuti all'assalto furono quelli che vivevano in Africa, forse perché si sono evoluti insieme agli australopitechi e hanno sviluppato specifiche tecniche di difesa. Ad esempio, le grandi orecchie dell'elefante africano sono un sistema di raffreddamento destinato a rendere gli elefanti in grado di far fronte all'incredibile resistenza dei cacciatori umani. Ma in Eurasia, Nord America e Australia, l'arrivo dei nuovi arrivati ​​è stato così rapido e inaspettato che la maggior parte dei grandi animali è stata spazzata via. 

Eliminando i megaerbivori, le scimmie avevano, teoricamente, dato una mano ai concorrenti dell'erba, delle foreste, che ora avrebbero avuto più facilità a invadere i prati senza vedere calpestati i loro germogli. Ma anche le scimmie della savana avevano assunto il ruolo di megaerbivori. Hanno usato gli incendi con grande efficienza per disboscare le foreste per fare spazio alla selvaggina che cacciavano. In seguito, con lo sviluppo della metallurgia, le scimmie riuscirono ad abbattere intere foreste per fare spazio alla coltivazione delle specie erbacee che nel frattempo avevano addomesticato: grano, riso, mais, giura e molte altre. 

Ma le scimmie della savana non erano necessariamente nemiche delle foreste. Parallelamente all'agricoltura, gestivano anche intere foreste come fonti di cibo. La storia delle foreste di castagno del Nord America è oggi quasi dimenticata ma, circa un secolo fa, le foreste della regione erano in gran parte  formate da alberi di castagno  piantati dai nativi americani come fonte di cibo ( fonte immagine). All'inizio del XX secolo, il castagneto fu devastato dalla "peronospora del castagno", una malattia fungina originaria della Cina. Si dice che siano stati distrutti circa 3-4 miliardi di castagni e, ora, il castagneto non esiste più. Il castagneto americano non è l'unico esempio di foresta gestita, o addirittura creata, dall'uomo. Anche la foresta pluviale amazzonica, a volte considerata un esempio di foresta "naturale", mostra segni di essere stata gestita in passato dai nativi amazzonici come fonte di cibo e altri prodotti. 

L'azione delle scimmie della savana è sempre stata massiccia e, nella maggior parte dei casi, si è conclusa con un disastro. Anche gli oceani non erano al sicuro dalle scimmie: riuscirono quasi a sterminare le balene, trasformando vaste aree degli oceani in deserti. A terra, intere foreste furono rase al suolo. Ne seguì la desertificazione, provocata da "mega siccità" quando il ciclo delle piogge non era più controllato dalle foreste. Anche quando le scimmie risparmiavano una foresta, spesso la trasformavano in una monocoltura, soggetta ad essere distrutta dai parassiti, come dimostra il caso dei castagneti americani. Eppure, in un certo senso, le scimmie stavano facendo un favore alle foreste. Nonostante le enormi perdite causate da seghe e accette, non sono mai riusciti a  sterminare completamente una specie di albero , anche se oggigiorno alcune sono in grave pericolo di estinzione. 

L'azione più importante delle scimmie in tempi recenti è la loro abitudine di bruciare specie di carbonio sedimentate che erano state rimosse dall'ecosfera molto tempo prima. Le scimmie chiamano queste specie di carbonio "combustibili fossili." Hanno trovato una vero tesoro sepolto usando l'energia immagazzinata in questo antico carbonio senza la necessità di passare attraverso il lento e laborioso processo di fotosintesi. Così facendo, hanno innalzato la concentrazione di CO2 nell'atmosfera a livelli che non si vedevano da decine di milioni di anni prima. Questo carbonio è cibo gradito per gli alberi, che ora si stanno riprendendo dalla loro precedente situazione difficile durante il Pleistocene, quando la concentrazione di CO2 era talmente bassa da mettere a rischio il meccanismo fotosintetico detto "C3", quello usato dagli alberi. In questo modo, le foreste stanno riconquistando alcune delle terre che avevano perso a causa dell'invasione dell'erba. Nel nord dell'Eurasia, la taiga si sta espandendo e sta gradualmente eliminando la vecchia steppa dei mammut. Stiamo vedendo la tendenza a un ritorno del verde nel deserto del Sahara. 

Il problema, però, è che l'aumento della concentrazione di biossido di carbonio sta portando la terra a una nuova situazione di equilibrio di temperature molto elevate che non si vedeva dal lontano Eocene. E' una Terra diversa quella che le scimmie della savana stanno creando, e lo stanno facendo senza rendersene conto. E senza nemmeno rendersi conto che loro stesse potrebbero non sopravvivere alla trasformazione. 

Quello che le scimmie della savana hanno potuto fare è stata probabilmente una sorpresa per la stessa Gaia, che ora deve  essere lì a grattarsi la testa, chiedendosi cosa sia successo alla sua amata Terra. E cosa succederà ora con l'aumento delle temperature che sembra essere inarrestabile? Ci sono diverse possibilità, inclusa un'estinzione catastrofica della maggior parte dei vertebrati, o forse di tutti. O, forse, una nuova esplosione evolutiva potrebbe sostituirli con forme di vita completamente nuove. Quello che possiamo dire è che l'evoluzione ha "messo il turbo" in questa fase dell'esistenza del pianeta Terra. I cambiamenti saranno molti e molto rapidi. Non necessariamente piacevoli per le specie esistenti ma, come sempre, Gaia ne sa più di noi.