The oldest spiral Nogrobs (Polychaeta, Serpulidae) from the Pliensbachian/Toarcian boundary (Oujda Mountains, eastern Morocco)

Nel profondo dell'oceano, sui fondali fangosi e morbidi dove poche creature riescono a trovare un appoggio, un gruppo specializzato di vermi marini ha sviluppato un modo unico per sopravvivere. Questi sono i serpulidi, vermi che vivono in tubi, i quali costruiscono case dure e calcificate attorno ai loro corpi molli. Mentre la maggior parte di questi vermi incolla i propri tubi saldamente alle rocce o alle conchiglie, alcune rare linee evolutive hanno sviluppato una strategia diversa: vivono non attaccati, derivando o riposando sul sedimento soffice. Per fare questo, spesso adottano una forma a spirale. Questa spirale agisce come una racchetta da neve, distribuendo il peso del verme in modo che non affondi nel fango. Gli scienziati chiamano questo specifico ciclo vitale un "programma di conteggio morfogenetico", un termine elaborato per indicare una sequenza prevedibile di crescita: il verme inizia attaccandosi a un piccolo oggetto, cresce in una spirale stretta, si libera dal suo ancoraggio e poi giace piatto sul fondale marino, talvolta facendo crescere un breve tubo simile a un camino alla fine per raggiungere l'acqua sovrastante.

Per decenni, il record fossile di questi vermi a spirale è stato un enigma. I più antichi esempi conosciuti erano ritenuti molto più giovani, e il percorso evolutivo che connette gli antenati attaccati ai discendenti liberi era poco chiaro. Inoltre, la struttura interna delle loro conchiglie — la disposizione microscopica dei cristalli che compongono i loro tubi — era stata raramente studiata in queste antiche forme a spirale. Senza questa evidenza microscopica, era difficile stabilire se conchiglie simili appartenessero alla stessa famiglia o fossero solo somiglianze accidentali. Comprendere quando e come questi vermi abbiano imparato per la prima volta a vivere sul fondale marino morbido aiuta gli scienziati a ricostruire la storia della vita marina e di come le creature si adattino agli ambienti mutevoli nel corso di milioni di anni.

Un team di ricercatori ha ora riportato indietro significativamente la cronologia di questa storia evolutiva. Nelle aspre montagne dell'Oujda, nell'est del Marocco, hanno scoperto i fossili più antichi conosciuti di un verme serulide a spirale, risalenti al confine tra gli stadi Pliensbacheano e Toarciano del Giurassico Inferiore. I fossili sono stati rinvenuti in strati di marna e marne calcarea, rocce che un tempo erano fango morbido su un fondale marino poco profondo al margine dell'antico oceano Tetide. Il team, guidato da Manfred Jäger e che include collaboratori da istituzioni di tutta Europa e del Marocco, ha identificato una nuova specie, che hanno chiamato Nogrobs (Tetralysis) zekkarensis. Questa scoperta è significativa non solo per la sua età, ma perché conferma che la capacità di vivere non attaccati sul sedimento morbido si è evoluta molto prima di quanto precedentemente pensato, apparendo quasi simultaneamente con i primi membri non a spirale dello stesso genere.

I ricercatori hanno raccolto quasi cento tubi di questo nuovo verme da due strati rocciosi specifici. Esaminandoli al microscopio e scattando fotografie ad alta risoluzione, hanno osservato una forma distintiva: una spirale stretta e avvolgente che solitamente ha tre giri e mezzo. I tubi sono marcati da quattro creste arrotondate che corrono lungo la loro lunghezza, conferendo loro una sezione trasversale piuttosto quadrata o trapezoidale. Interessante il fatto che i vermi mostrassero una forte preferenza per l'avvolgimento in direzione sinistra, con circa tre quarti dei campioni che spiraleggiavano in quel modo. La maggior parte dei fossili seguiva il pattern di crescita previsto: un primo tubo iniziale, dritto, che si attaccava a un oggetto solido (come un frammento di conchiglia), seguito dalla spirale stretta che si liberava per giacere sul fondo morbido. Tuttavia, circa il 18 percento dei campioni era diverso: rimanevano attaccati a un oggetto solido, come una piccola conchiglia bivalve, per tutta la loro vita. Ciò suggerisce che, sebbene la specie avesse padroneggiato l'arte di vivere sul fango morbido, alcuni individui rimanevano legati al precedente stile di vita attaccato, rappresentando forse uno stadio di transizione nella loro evoluzione.

Per comprendere la biologia di questi antichi vermi, il team ha guardato all'interno dei tubi. Hanno lucidato i fossili e li hanno incisi con un acido debole per rivelarne la struttura microscopica. Hanno scoperto che le pareti dei tubi erano composte da due strati distinti. Lo strato esterno consisteva in cristalli sferici alti, mentre lo strato interno era composto da cristalli prismatici orientati in modo irregolare. Questa specifica combinazione di strutture microscopiche non era mai stata vista prima nel genere Nogrobs, che era precedentemente ritenuto dotato di pareti più semplici a singolo strato. La presenza di questa complessa struttura a due strati in una specie così antica suggerisce che la separazione evolutiva tra i diversi tipi di questi vermi sia avvenuta molto presto nella loro storia.

La scoperta ha anche stimolato una rivalutazione più ampia di come questi vermi vengano classificati. I ricercatori hanno esaminato l'intera famiglia dei serulidi fossili e hanno proposto un nuovo sistema che divide il genere Nogrobs in sei sottogruppi basati sulla loro forma, sulla presenza di crescita a spirale e sulla loro struttura microscopica. Hanno ripreso un vecchio nome, Tetralysis, per il gruppo di vermi obbligatoriamente a spirale, ovvero che formano sempre una stretta spirale. Hanno inoltre introdotto un nuovo genere, Annuloserpula, per un diverso gruppo di vermi del Giurassico Inferiore caratterizzati da numerosi rilievi simili ad anelli lungo i loro tubi. Inoltre, hanno corretto un errore di nomenclatura per una specie nota dell'Inghilterra, rinominandola Nogrobs (Tetraditrupa) folkestonensis per evitare confusione con una diversa specie che condivideva lo stesso nome.

Forse il risultato più sorprendente fu la coesistenza di due forme molto diverse di questi vermi nello stesso tempo e luogo. Negli stessi strati rocciosi marocchini, il team ha trovato la nuova specie a spirale insieme a una specie non a spirale di un sottogruppo differente. Ciò indica che i percorsi evolutivi che hanno portato ai vermi attaccati, non a spirale, e ai vermi liberi, a spirale, si erano già divergenti entro il Giurassico Inferiore. Il fatto che i vermi a spirale fossero già così specializzati, dotati di strutture interne complesse e di un programma di crescita specifico, suggerisce che i loro antenati fossero in evoluzione da ancora più tempo, probabilmente nel Triassico Superiore o nel Giurassico Inferiore, un periodo per il quale sono stati trovati pochi fossili di queste creature.

Lo studio ha anche gettato luce sulla comunità di vita che circondava questi vermi. I fossili marocchini sono stati trovati insieme ad ammoniti, belemniti e varie conchiglie, dipingendo l'immagine di un ricco ecosistema marino poco profondo. Alcuni tubi di verme erano incrostati da piccole strutture brune e tubolari. I ricercatori non sono riusciti a identificare con certezza i proprietari di questi piccoli tubi, ma hanno notato che potrebbero essere versioni giovanili dello stesso verme, o forse una specie diversa, sconosciuta, di verme che vive sulle conchiglie dei più grandi. Questa interazione evidenzia la complessa rete della vita che esisteva sull'antico fondale marino, dove le creature competevano per lo spazio e le risorse anche sul fango molle e instabile.

Combinando descrizioni dettagliate della forma del verme con il primo sguardo alla sua struttura microscopica della conchiglia, questa ricerca fornisce un quadro più chiaro di come la vita marina si sia adattata al fondale marino morbido milioni di anni fa. Conferma che la strategia "a racchetta da neve" di vivere non attaccati sul sedimento morbido è un'innovazione antica, che è apparsa nel record fossile molto prima di quanto precedentemente documentato. La scoperta di questi vermi in Marocco non aggiunge solo una nuova specie all'elenco; riscrive la cronologia della loro evoluzione, mostrando che la transizione da una vita fissa e attaccata a un'esistenza libera e non attaccata è stata un processo complesso che si è dispiegato in un vasto arco di tempo geologico.