La differenziazione delle flore paleozoiche nei supercontinenti di Laurasia e Gondwana
di Francesco Lamendola - 25/08/2010
Il Carbonifero e il Permiano sono i due ultimi periodi dell’Era Paleozoica; il primo inizia 360 milioni di anni fa e il secondo 300 milioni di anni fa, giungendo fino alle soglie dell’Era Mesozoica, col Triassico, circa 250 milioni di anni or sono.
A quel tempo, la distribuzione delle terre e dei mari era molto diversa da quella attuale e, per conseguenza, erano diversi anche i climi e le rispettive flore e faune.
Esisteva un unico supercontinente, il Pangea, che però andava differenziandosi, a causa dei movimenti tettonici delle diverse zolle di cui risultava costituito, in due supercontinenti “minori” (si fa per dire): la Laurasia a Nord e il Gondwana a Sud.
La Laurasia comprendeva l’odierna America Settentrionale, l’Europa e tutta l’Asia a nord dell’Himalaya; il Gondwana era formato dall’America Meridionale, dall’Africa con il blocco della Penisola arabica (il Mar Rosso non esisteva affatto) e col Madagascar, dal subcontinente indiano, dall’Antartide e dall’Australia con le tre appendici della Nuova Guinea, della Tasmania e della Nuova Zelanda.
Tutte queste terre erano fra loro strettamente unite, come l’esame degli strati geologici ha mostrato, in particolare in corrispondenza delle due opposte sponde dell’Oceano Atlantico, ciò che ha confermato la geniale intuizione del geologo tedesco Alfred Wegener sulla deriva dei continenti, formulata sin dal 1912 ma poi pressoché dimenticata, fino a quando la sua validità non si è definitivamente imposta grazie alla scoperta delle forze geologiche che provocano lo spostamento delle placche continentali e la continua modificazione della struttura dei fondali oceanici (la cosiddetta “tettonica a zolle”, affermatasi definitivamente solo negli anni Sessanta del Novecento; cfr. il nostro articolo «Il mistero degli oceani perduti fra deriva dei continenti ed espansione dei fondi marni», sul sito di Arianna Editrice il 20/11/2008).
Altre conferme sono venute dal confronto tra le flore e le faune fossili, poiché si è notata una perfetta corrispondenza fra piante ed animali di questi antichi blocchi continentali, in circostanze tali da escludere che essi abbiano potuto diffondersi spontaneamente, se gli oceani Atlantico e Indiano fossero già esistiti, così come li conosciamo oggi.
Fra Laurasia e Gondwana esisteva peraltro un collegamento di terre emerse, poiché l’America Settentrionale era ancora saldata con quella Meridionale e, ad Est, con l’Africa nordoccidentale; più a oriente l’Asia era separata dal Nordafrica da un mare poco profondo e assai allungato nel senso della latitudine, che gli studiosi hanno chiamato Tetide e che corrispondeva, a un dipresso, ad un vasto Mediterraneo, molto più esteso dell’attuale in direzione est.
A loro volta, gli studiosi di fitogeografia (o geografia delle piante) hanno distinto quattro diverse regioni floristiche nell’antico Pangea, che nel Paleozoico superiore erano ancora ben differenziate e che poi, nel corso del Permiano e soprattutto del Mesozoico, si sono gradualmente mescolate, distribuendosi in maniera maggiormente uniforme; e ciò a dispetto del fatto che il movimento di scorrimento delle placche avesse “creato” gli Oceani Atlantico e Indiano, riducendo - in compenso - la superficie del Pacifico, che pure è rimasto di gran lunga il più vasto di tutti, coi suoi 180 milioni di kmq. di superficie attuale).
Due delle suddette regioni floristiche corrispondevano in maniera quasi esatta alla massa principale dei due supercontinenti: la flora Euroamericana alla Laurasia, esclusa la sua estremità occidentale ma, in compenso, compresa la parte nordoccidentale dell’Africa (odierno Maghreb) e quella nordorientale del Sudamerica (odierni Venezuela e Guyana); e la flora di Gondwana corrispondeva al grande continente australe, con la notevole eccezione di parte della Nuova Guinea, che pure era unita all’Australia (e, come si è già detto, di alcuni lembi del Nordafrica e del versante caraibico del Sudamerica).
Vi erano poi due regioni floristiche minori: quella di Angara nell’Asia settentrionale (Siberia centro-orientale, Mongolia, Turkestan orientale) e quella di Cataysia nella parte più orientale dell’Asia (regione dell’Amur, Manciuria, Corea, Arcipelago giapponese, Cina, parte dell’Indocina e alcune isole dell’Insulindia).
Una particolarità della flora di Cataysia è che essa non era confinata all’estremità orientale della Laurasia, ma era diffusa anche nelle regioni più occidentali di essa, vale a dire l’odierna costa nordamericana dalla Penisola di California alla Columbia Britannica), per poi scendere a sud e coabitare con quella di Gondwana. Bisogna cioè ammettere che le piante della costa occidentale del Nord America si fossero notevolmente differenziate da quelle del resto della Laurasia, ma fossero giunte dalla Siberia orientale, dalla Cina e dal Giappone; il che si può spiegare solo ammettendo che Hokkaido, Sakhalin, le Ryukyu e le Aleutine abbiano fatto da “ponte” per la migrazione di alberi e piante attraverso la parte più settentrionale del Pacifico (ma non lo Stretto di Behring, come verrebbe istintivamente da pensare, dato che nella Kamciatka e nella Penisola dei Ciukci era diffusa invece la flora di Angara).
Per quanto riguarda la distribuzione dei climi, durante il Carbonifero l’Equatore passava attraverso la Laurasia e, pertanto, la flora Euroamericana e quella di Cataysia erano entrambe di tipo tropicale o subtropicale, come quelle che oggi si estendono dall’Amazzonia all’Africa centrale, all’Asia monsonica), ma caratterizzate dalla prevalenza delle Felci arboree e delle Conifere, oltre a Licopodi, Equiseti e Gingkoali: tutte specie più primitive delle odierne piante con fiori.
La flora di Angara era invece di tipo temperato-freddo; la sua specie più caratteristica era «Callopteris».
La flora di Gondwana, infine, è conosciuta anche come flora a «Glossopteris», dal nome di una sorta di Felce arborea alta da 6 a 30 metri (e a torto ritenuta, un tempo, di portamento cespuglioso), appartenente alle Pteridospermatofite, oggi totalmente estinte. Si ha motivo di ritenere che si trattasse di una flora alquanto meno differenziata di quella che caratterizzava la Laurasia e che fosse il risultato di un clima più rigido e più secco delle terre settentrionali, ma non eccessivamente freddo, proprio di estese pianure temperate o caldo-umide (perfino l’Antartide godeva di un clima prevalentemente temperato e, in parte, sub-tropicale, dato che non era la sede del Polo Sud geografico, ma giaceva alle medie latitudini).
Scrivono Elena Bedini e Walter Landini nel volume miscellaneo «La Terra racconta» (pubblicato a cura dell’Amministrazione comunale di La Spezia in occasione della Mostra Paleontologica promossa dalla Regione Liguria e da altri Enti, fra i quali l’Accademia Lunigianese «G. Capellini», 1987, pp. 52-55):
«Durante il Carbonifero ed il successivo Permiano i climi erano più distinti, determinando una netta differenziazione delle flore continentali che assunsero una distribuzione praticamente cosmopolita.
Da un punto di vista fitogeografico si riconoscono quattro distinti insiemi floristici: Flora Euroamericana, Flora di Angara, Flora di Cataysia e Flora di Gondwana. I primi tre erano diffusi nell’emisfero boreale, il quarto nell’emisfero australe. La Flora di Gondwana è nota anche come Flora a “Glossopteris” dal nome delle piante più rappresentative. La contemporanea presenza di queste entità vegetali in Sud America, Africa centro-meridionale e Asia, depone a favore dell’ipotesi che durante il Paleozoico superiore queste aree fossero unite a formare un unico continente (Gondwana). Da un punto di vista climatico, questa flora aveva un significato temperato-freddo, in relazione alla estesa glaciazione carbonifera, che aveva interessato parte dell’emisfero australe.
Nell’emisfero boreale, la Flora Euroamericana, come suggerisce il nome, presentava una larga diffusione. Era caratterizzata dalla presenza di Conifere e Pteridosperme (felci vascolari) e rivestiva un significato tropicale-subtropicale come la flora della Cataysia (dalla regione del Cathay), diffusa in Cina, nell’Asia sud-orientale e in una piccola area del Nordamerica, scendendo anche a Sud, dove coesisteva con quella di Gondwana. La flora di Angara infine, caratterizzata dalla grande diffusione di “Callopteris”, era localizzata soprattutto in Siberia ed assumeva un significato temperato-freddo. Questa differenziazione floristica sui mantenne, con qualche variazione, fino al Trias quando, verso la fine del periodo, si andò incontro ad una grande semplificazione, con il ritorno di una flora uniforme.
Durante il Carbonifero l’equatore attraversava le regioni euroamericane e lungo tutta questa fascia si era sviluppata una grande foresta equatoriale che si estendeva praticamente, senza soluzione di continuità, dal Messico, agli Stati Uniti, all’Europa centrale e all’Asia. La grande estensione areale di questa foresta e la sua lunga durata nel tempo (molti milioni di anni) permisero la formazione di ingenti depositi di carbone fossile (da cui il nome di Carbonifero dato al periodo), come testimoniano gli imponenti giacimenti ritrovati in queste aree, in gran parte sfruttati a scopi industriali. Nel bacino della Ruhr in Germania, ad esempio, gli strati di carbon fossile hanno uno spessore di circa cento metri.
Le foreste erano composte in prevalenza da Pteridofite (Sigillarie, Lepidodendri, “Calamithes”), da Pteridosperme, con struttura fogliare vicina a quella delle Felci che possedevano macrosporofilli e microsporofilli simili ai fiori, ma erano prive di strobili, da Gimnosperme, che avevano differenziato gli organi della riproduzione, in forma di strobili, anticipando le moderne Conifere.
Oltre la zona equatoriale si estendevano aree semidesertiche (temperate o fredde), con scarsa vegetazione costituita prevalentemente da Muschi pionieri.
Il profondo cambiamento climatico rispetto al Devoniano e la stessa diffusione della foresta umida equatoriale, permise nel corso del Carbonifero, la grande radiazione degli Anfibi. L’abbondanza del cibo, costituito in prevalenza da Insetti, e la grande disponibilità territoriale sono state alla base della loro rapida evoluzione, che ha portato alla differenziazione anche di forme gigantesche.»
In effetti, si è visto che la diffusione delle quattro flore del Carbonifero e del Permiano, benché oggi adeguatamente documentata dai ritrovamenti fossili, presenta più d’un interrogativo stuzzicante, a ricordarci che la paleobotanica è una scienza tuttora ricca di zone misteriose le quali, su di una ipotetica carta geografica, dovrebbero essere designate - come perenne invito all’umiltà - con la dicitura “Terra necdum cognita”.
Primo interrogativo: come mai la flora terrestre era più differenziata quando le terre emerse erano assai più ravvicinate le une alle altre, e molti continenti che oggi sono separati da vasti oceani erano saldati fra loro, mentre è divenuta più uniforme via via che le placche continentali andavano alla deriva e le distanze fra loro andavano crescendo?
Secondo interrogativo: come mai i Monti Urali, tra le montagne più antiche del mondo, formatisi nel tardo Carbonifero, sono stati sufficienti a mantenere differenziata la flora di Angara da quella Euroamericana, e il Mare della Tetide da quella del Gondwana (l’Himalaya non esisteva ancora); mentre le vastità del Pacifico non hanno impedito la diffusione della flora di Cataysia dall’Asia orientale al Nordamerica occidentale?
Correlato a questo interrogativo, eccone un terzo, questo però di natura geologica: siamo poi certi che la Cina facesse parte della Laurasia e non del Gondwana, almeno per un certo tempo? Se fosse stata parte del Gondwana, questo potrebbe spiegare le differenze della flora di Cataysia da quelle di Angara ed Euroamericana.
Ha scritto Edwin H. Colbert in «Animali e continenti alla deriva» (titolo originale: «Wandering Lands and Animals», 1973; traduzione italiana di Marco papi, Milano, Mondadori, 1978, pp. 112-113):
«Considerando il peso delle prove che indicano la vasta estensione laterale della Tetide, molti studiosi hanno ritenuto che questo mare costituisse un’immensa barriera d’acqua tra Laurasia e Gondwana. Nonostante lo spessore dei sedimenti che costituiscono la geosinclinale della Tetide, e l’abbondanza dei fossili marini contenuti in tali sedimenti, sissitono0 però validi motivi per ritenere che la Tetide non fosse proprio amplissima in direzione Nord-Sud, o che almeno essa fosse attraversata da ponti d terraferma in alcune fasi della sua storia. Secondo una recente ricostruzione, la Tetide era in realtà un lunghissimo golfo tra la costa nord-orientale del Gondwana e quella orientale del Laurasia, un golfo chiuso alla sua estremità occidentale dalla convergenza della Spagna con l’Africa settentrionale […]. Se davvero la Cina faceva parte del Gondwana, la Tetide era forse una distesa d’acqua stretta e circoscritta, oppure addirittura si chiudeva all’estremità orientale del Laurasia. Insomma è possibile che Gondwana e Laurasia siano stati uniti nelle estreme regioni orientali e forse una di queste configurazioni si è mantenuta fino al tardo Paleozoico. In seguito, per lo smembramento delle antiche masse di terra e per la deriva dei continenti, si verificò la separazione dell’Africa dall’Europa meridionale e, nel Cretaceo, la Tetide assunse l’aspetto di un oceano aperto il quale partiva dalla regione caraibica per raggiungere, decorrendo all’incirca lungo il ventesimo parallelo Nord, l’estremità orientale dell’Asia. Esistono testimonianze fossili che rendono plausibile questa ipotesi.»
Gli enigmi delle antiche flore terrestri si intrecciano inestricabilmente con le congetture circa la dislocazione reciproca delle terre e dei mari verso la fine dell’Era Primaria e il principio di quella Secondaria.
È un campo di studi estremamente affascinante, ancora in parte inesplorato, cui sta portando nuova luce la scienza recentissima della paleopalinologia, che studia i pollini, le spore e le cisti algali allo stato fossile.
Vi sarebbe una ricca messe di scoperte da fare, se gli studiosi del settore, invece di accumulare ricerche su cose già note da tempo, avessero l’ardire di avventurarsi su di un terreno ancora quasi vergine, che potrebbe riservare non poche sorprese e, forse, modificare il quadro complessivo della geologia e della paleontologia, che pensiamo di conoscere ormai così bene.