Mag 30, 2016
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paleontologia interattiva

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Una nuova banca dati: quella che colleziona i dati sulla storia della vita

Daremo un’occhiata insieme alla Banca dati di reperti fossili. Questa banca dati è accessibile in vari modi, uno dei quali è la finestra di navigazione che vi consente di localizzare i siti dei ritrovamenti sulla mappa del globo terrestre e di selezionare anche la tipologia dei ritrovamenti, nonché di visualizzare l’aspetto della superficie terrestre all’epoca in cui pensiamo gli organismi trovati nei reperti fossero in vita. Ma andiamo per gradi e facciamo una cosa per volta insieme.

  1. iniziamo a fare pratica con le modalità di visualizzazione:

la schermata iniziale apparirà come l’immagine qui sotto

paleoBioDB_screenshot1

facendo doppio clic su un periodo o un’era geologica la mappa tematica rimane invariata ma la scala dei tempi geologici cambia e viene visualizzato in dettagli il periodo che ho scelto. Ad esempio se io clicco due volte sulla barra “Jurassic”, la schermata apparirà come qui sotto

paleoBioDB_screenshot2

possiamo spostarci liberamente nella scala dei tempi con il doppio click per esplorare il dettaglio di ogni era e il quadro generale di riferimento.

Cliccando invece una sola volta sulla barra che rappresenta un certo intervallo di tempo, sulla mappa tematica del globo verranno visualizzati i soli siti contenenti ritrovamenti datati nell’epoca prescelta. Se ad esempio clicco una sola volta sulla barra “Jurassic” la mappa apparirà come l’immagine qui sotto, con i soli ritrovamenti di epoca giurassica. La barra delle ere geologiche sottostante mantiene l’aspetto che aveva prima del mio singolo click. A lato della mappa (in basso a sinistra) appare un box che dice che ho applicato un filtro ai dati, e il filtro in questo caso è “Jurassic”. Impareremo ad utilizzare sempre più filtri e li vedremo elencati in questo box. Da questo box stesso, cliccando sulla x potremo anche eliminarli.

paleoBioDB_screenshot3

paleoBioDB_screenshot5

La barra sulla destra mostra la percentuale di organismi appartenenti a ciascun grande gruppo tassonomico fra quelli selezionati (la selezione che avete fatto è per periodo e per area geografiche in base a quanto avete zummato). Cliccando sul simbolo di ciascun gruppo è possibile espandere la visualizzazione dei dati vedendo le percentuali di presenza di gruppi più specifici all’interno del taxon selezionato. Clicckare per credere!

barraASLa barra in alto a sinistra ci consente di modificare le modalità di visualizzazione dei dati che abbiamo selezionato.I simboli + e – ci consentono di ingrandire e rimpicciolire (zoom in e zoom out). Provate ad ingrandire e spostarvi sulla mappa. Provate anche, una volta ingrandito a passare il cursore sopra ai puntini che rappresentano i siti di ritrovamento e clickate sopra uno di questi. Si aprirà un utilissima finestra di dialogo che vi fornisce i dettagli e le referenze di cosa è stato trovato nel sito. L’immagine che segue è un esempio di quello che potreste trovare.

paleoBioDB_screenshot4

Ora torniamo alla mappa e facciamo zoom out. La disposizione delle terre emerse che vedete è quella attuale e non necessariamente corrisponde alla disposizione delle placche di crosta terrestre al momento in cui gli organismi ritrovati vivevano. Per avere una idea più chiara di dove si trovassero, cliccate sul simbolo bottone1 e la carta del globo mostrerà l’aspetto della superficie relativo all’epoca a cui ci stiamo interessando. Ovviamente, se scegliamo un intervallo di tempo molto grande, nel quale la superficie terrestre avrà cambiato più volte aspetto, questa funzione non restituirà nessun risultato perché non saprebbe quale carta mostrare. Per tornare alla visualizzazione tradizionale basta clicckare di nuovo sul simbolo bottone1 per deselezionarlo.

Il bottone successivo è la coccinella bottone2che vi consente di selezionare su quali organismi volete ritrovare informazioni utilizzando il loro nome tassonomico. Facciamo una prova e cerchiamo i felini (famiglia Felidae) in una qualsiasi era geologica di vostro interesse. Vedrete apparire i soli puntini relativi ai ritrovamenti di felini, se ce ne sono. Spostatevi pure nella scala dei tempi per scoprire quali sono le più antiche testimonianze fossili che abbiamo della presenza dei felini. Magari fate anche zoom in e guardate quali sono i primi felini di cui abbiamo traccia in Italia. (Provate a vedere chi c’era a Verona nel quaternario.. !) Se volete andate anche in un ulteriore dettaglio e cercate la prima testimonianza fossile della presenza di gatti da compagnia (Felis silvestris). Per gli appassionati di cani il nome del genere è “Canis” e il nome della specie è “Canis lupus”.

L’ultimo bottone della barra bottone4 mi consente di salvare i dati che ho selezionato in vario modo, di fatto posso esportare una porzione di banca dati, che posso aprire con un foglio di calcolo come excel di microsoft e analizzare applicando varie elaborazioni statistiche come quelle che abbiamo visto la volta scorsa analizzando i profili tassonomici delle comunità batteriche.

Chi c’era sulla terra insieme ai dinosauri?

Iniziamo parlando della classificazione dei dinosauri, con l’aiuto della pagina wikipedia in lingua inglese: https://en.wikipedia.org/wiki/Dinosaur_classification 

Ora potete cercare i dinosauri e una volta stabilito in che periodo siano vissuti, cercare di capire quali altre specie fossero presenti negli stessi luoghi. Questo articolo uscito sul numero di “Le Scienze” di agosto 2016 ci illumina sulla questione.

Qualche informazione interessante sui dinosauri la possiamo reperire in inglese su questo articolo molto semplice riguardo alla storia dei dinosauri. L’articolo ha anche molti link a fine pagina per chi avesse voglia di approfondire. “Le scienze” ha parlato dell’estinsione dei dinosauri nel numero di febbraio 2016.

Una piccola curiosità:

Come descriviamo in modo ordinato la vita sulla terra

La classificazione in domini e regni:

Screen Shot 2016-05-30 at 11.38.38

I principali gruppi tassonomici dal più generale al più specifico:

Dominio, Regno, Phylum, Classe, Ordine, Famiglia, Genere, Specie.

Vi ricordate Taxonomy della banca dati NCBI?

Che criterio utilizziamo per classificare gli organismi nei vari ordini tassonomici? Utilizziamo criteri di similarità e di parentela in accordo con la teoria dell’evoluzione per selezione naturale. La similarità e la parentela vengono attribuite osservando la forma degli organismi e anche le loro molecole, la loro ecologia e diffusione geografica.

Si sono estinti solo i dinosauri?

Come avete visto in molti siti di scavo in giro per il mondo sono state trovate tracce della presenza di vita nel passato. Il lavoro interessante però non è solo quello di ritrovare, ricostruire e datare i reperti, ma è soprattutto quello di mettere insieme tutti i dati e ricostruire una storia. Per questa storia non guarderemo l’intera scala delle ere geologiche ma ci concentreremo su un solo periodo: l’eone Fanerozoico.

Iniziamo localizzando questo periodo nella scala geologica generale e cerchiamo punti di riferimento a noi noti.

da Wikimedia Commons

da Wikimedia Commons

Dopo aver azzerato le impostazioni del navigatore, utilizziamo il bottone bottone2per selezionare la classe “Edrioasteroidea”

Dopo averla selezionata iniziate ad esplorare la presenza di questa classe di organismi in ciascuno dei periodi che costituiscono l’eone Fanerozoico (dal Cambriano al Quaternario).

Aprite questo file Grafico_sopravvivenza e scrivete in ciascuna riga in basso il nome del gruppo tassonomico che avete studiato e mettete una barra colorata nella colonna corrispondente a indicare tutti i periodi in cui il taxon è presente nelle testimonianze fossili. Il risultato dovrebbe apparire come quello rappresentato qui sotto:

Screen Shot 2016-05-29 at 23.30.56

(mentre reperite le informazioni per compilare questo grafico non perdete l’occasione di curiosare quali famiglie o specie sono presenti e dove per ciascuno dei taxon che prendete in considerazione)

Terminato questo compito ripetete l’operazione per ciascuno dei gruppi tassonomici riportati qui di seguito e completate così il grafico. Per i gruppi tassonomici che risultano presenti nel Cambriano, controllate se fossero presenti anche prima o se siano apparsi per la prima volta nel Cambriano e appuntatevelo come nota dopo lo schema. Vi consiglio di lavorare in gruppi di due-tre persone.

  1. Class Edrioasteroidea
  2. Order Articulata
  3. Subclass Ammonoidea
  4. Subclass Rugosa
  5. Subclass Tabulata
  6. Subclass Blastoidea
  7. Class Rostroconchia
  8. Class Gastropoda
  9. Class Stenolaemata
  10. Class Trilobita
  11. Order Scleractinia
  12. Class Crinoidea
  13. Class Echinoidea
  14. Class Bivalvia
  15. Subclass Nautiloidea
  16. Genus Stromatopora
  17. Order Eurypterida
  18. Class Graptolithina
  19. Class Conodonta
  20. Class Insecta

Una volta che il grafico sarà completo contate per ciascun periodo quanti taxon sono presenti e riportatelo in questo foglio excel diversity_curve_excel_sheet_0.85971400.v2. In pratica dovrete scrivere nel foglio 2 (o sheet2) accanto a ciascun periodo il numero di specie che avete trovato. Terminato il lavoro nel foglio 1 vi apparirà una curva dell’andamento della biodiversità nel periodo considerato.

Dati alla mano, quelli della prima tabella e quelli del grafico conclusivo, provate ora a rispondere alle seguenti domande. Scrivete le risposte in un foglio di testo come questo e poi inviare il risultato del lavoro individuale o di gruppo all’insegnante incollando il testo in questo modulo di contatto

Secondo te, se avessimo utilizzato specie invece che classi in il nostro grafico di sopravvivenza sarebbe stato simile o diverso? e se diverso, in che modo sarebbe cambiato e perché?

Above is Sepkoski’s Curve, indicating major marine fauna diversity through the Cambrian to Tertiary. The colours indicate the numbers of families belonging to the Cambrian, Palaeozoic and Mesozoic ( or modern). The numbers indicate the ‘big five’ extinction events: Ordovician-Silurian, Late Devonian, Permian-Triassic, Triassic-Jurassic and Cretaceous-Palaeogene (the dino killer). These will be discussed in more details in a subsequent post.

Questo grafico è stato fatto dallo scienziato Sepkoski utilizzando un livello di dettagli maggiore del nostro, riporta la biodiversità marina dal Cambriano al Terziario. I color indicano le specie caratteristiche del Cambriano (rosso) Paleozoico (blu) e Mesozoico (verde); i numeri indicano i 5 eventi di estinzione del periodo, quello avvenuto tra Permiano e Triassico è molto importante e lo abbiamo visto anche noi nei nostri dati! L’evento di estinziona di massa n 5, quello fra Cretaceo (K) e Paleogene (non è indicato eplicitamente nella mappa ma è il primo periodo del terziario T)  è quello che ha spazzato via i Dinosauri.

Possiamo de-estinguere gli organismi?

Cosa ci raccontano i fossili sulla storia della vita

La teoria della Snowball Earth e l’esplosione del Cambriano raccontata soprattutto dai fossili di Burgessi segreti dei trilobiti e i più spaventosi predatori dell’epoca.

Questa attività è in parte ispirata al materiale didattico progettato e reso disponibile dalla Dottoressa Kate Bulinskie dell’Università di Bellarmine accessibile a questo link

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Giovani · IIS Scalcerle · Ragazzi

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