Darwin lo chiamava “un mistero abominevole”. Non riusciva proprio a spiegare come mai i fiori fossero comparsi così all’improvviso nel registro fossile, come se fossero spuntati dal nulla per dominare il pianeta. Bene, forse aveva ragione a essere perplesso: l’origine dei fiori è ancora più antica di quanto immaginasse.
Quattro granuli di polline grandi appena 0,02 millimetri, trovati nei sedimenti costieri del Portogallo, hanno appena retrodatato l’origine dei fiori a 123 milioni di anni fa. Due milioni di anni prima di quanto pensassimo. La natura, evidentemente, ha sempre qualche sorpresa in serbo per chi è troppo sicuro delle sue certezze.
Quando tutto iniziò nel Cretaceo
La storia inizia nei laboratori dell’Università di Hannover e dell’Università di Bonn, dove i ricercatori hanno analizzato sedimenti marini del Bacino Lusitanico portoghese. Julia Gravendyck e il suo team stavano cercando tracce di vita antica quando si sono imbattuti in qualcosa che avrebbe fatto sobbalzare dalla sedia qualsiasi paleobotanico: polline fossile di 123 milioni di anni fa.
Immaginate la scena: migliaia di anni fa, questi granuli sono caduti in un fiume, sono stati trascinati a valle e infine hanno raggiunto il mare, dove si sono depositati nei sedimenti. Lì sono rimasti, perfettamente conservati, come piccole capsule del tempo che ci raccontano della prima origine dei fiori sulla Terra.
Il professor Ulrich Heimhofer dell’Università Leibniz di Hannover spiega che “l’emergere delle piante da fiore ha alterato considerevolmente la diversità biologica”. Ma esattamente dove e quando questo sviluppo abbia avuto inizio è stato proprio l’enigma che Darwin già definiva un “mistero abominevole”.
La particolarità di questi granuli non sta solo nella loro età, ma nella loro struttura. Ognuno presenta tre piccoli solchi sulla parete esterna, caratteristica distintiva del polline tricolpato, utilizzato da oltre il 70% delle angiosperme attuali. È come trovare l’impronta digitale delle prime piante da fiore mai esistite.
La tecnologia che svela i segreti dell’origine dei fiori
Per trovare questi granuli microscopici, i ricercatori hanno dovuto ricorrere a tecnologie all’avanguardia. Come la maggior parte dei mammiferi, questi pollini fluorescono sotto la luce giusta. Quando un microscopio confocale a scansione laser ha illuminato alcuni sedimenti, quattro granuli minuscoli si sono accesi come piccole stelle in campioni raccolti a 27 chilometri di distanza l’uno dall’altro.
Ma come si fa a essere sicuri dell’età? Qui entra in gioco una tecnica di datazione particolarmente precisa: l’analisi degli isotopi di stronzio delle conchiglie sepolte nello stesso strato. Le conchiglie di carbonato di calcio portano con sé una registrazione chimica dell’acqua marina in cui si sono formate. Confrontando i loro livelli isotopici con i dati di riferimento globali, gli scienziati sono riusciti a datare il sedimento con alta precisione.
Prima di questa scoperta, il granulo di polline più antico era stato trovato sull’Isola di Wight nel 1990 e stimato a 120,4 milioni di anni. Oltre a essere ancora più piccolo dei granuli portoghesi, quel granulo assomigliava molto alle nuove scoperte. È come se avessimo trovato i parenti di una famiglia molto, molto antica.
L’origine dei fiori e il dominio del pianeta
Le angiosperme oggi rappresentano circa l’80% di tutte le piante verdi viventi conosciute. Sono così vicine all’universalità che a volte sembrano sinonimo di piante per i non botanici. Le conifere mantengono il loro dominio nelle foreste dell’estremo nord e forniscono gli alberi più alti del pianeta, ma per il resto le piante non da fiore sono rappresentate dagli umili muschi e dalle felci che sopravvivono letteralmente nell’ombra delle piante da fiore.
Eppure per quasi tre quarti del tempo da quando le piante si sono stabilite sulla terraferma, non c’erano piante da fiore. Lo sviluppo del polline, e con esso una gamma vastamente ampliata di opzioni per conquistare nuovi territori, ha cambiato tutto. Tuttavia, anche un’innovazione importante come questa richiede tempo per diffondersi, quindi sono passati milioni di anni prima che le angiosperme fossero abbastanza diffuse da essere evidenti nel registro fossile.
Come abbiamo sottolineato analizzando l’impatto del cambiamento climatico, il polline è una struttura incredibilmente resistente e versatile. La sua parete è costituita da sporopollenina, un polimero estremamente resistente e stabile che protegge i granuli durante il loro viaggio dagli stami al pistillo.
Le eudicotiledoni e l’origine dei fiori
Le piante responsabili di questi granuli antichissimi erano eudicotiledoni, angiosperme con due foglie seminali quando germinano. Questo dettaglio è tutt’altro che banale: le eudicotiledoni includono molte piante moderne come rose, girasoli e querce. Fino ad ora si credeva ampiamente che questo importante gruppo di piante da fiore fosse apparso circa 121 milioni di anni fa. Ma questa nuova scoperta spinge quella timeline indietro di due milioni di anni.
La scoperta in Portogallo era nelle medie latitudini durante il primo Cretaceo, proprio come oggi. Questo mette in discussione l’ipotesi che le angiosperme siano apparse per la prima volta ai tropici, anche se gli autori affermano che questo “rimane plausibile”. È possibile che l’origine dei fiori abbia avuto luogo contemporaneamente in diverse regioni del mondo, o che i primi fiori si siano diffusi più rapidamente di quanto immaginassimo.
Il mistero si infittisce quando consideriamo che non sappiamo ancora molto su che tipo di pianta abbia dato il via a questa innovazione che ha cambiato il mondo, anche se certamente hanno iniziato in piccolo. La ricostruzione del primo fiore ancestrale suggerisce che fosse bisessuale, con parti femminili e maschili, e con petali multipli disposti in cerchi concentrici.
Il futuro della ricerca sull’origine dei fiori
Che questo sia stato il luogo di nascita delle angiosperme, o se si sono originate ancora prima da qualche altra parte, non può ancora essere determinato. Ma la scoperta dimostra che i primi fiori avevano bisogno di alcuni aggiornamenti per raggiungere il loro eventuale dominio.
La ragione per cui Darwin considerava il mistero così abominevole è che i fiori sembravano passare “da zero a cento” in un tempo davvero troppo breve nel registro fossile. Tuttavia, quei pochi strati di roccia che separavano l’assenza dei fiori dal loro dominio rappresentavano milioni di anni, qualcosa che Darwin non poteva sapere all’epoca.
L’evoluzione delle angiosperme è stata caratterizzata da una trasformazione nella capillarità delle foglie che ha migliorato la loro efficacia fotosintetica. La loro rapida diversificazione indusse Darwin a ipotizzare che si fossero evolute su un’isola o un continente ancora da scoprire. Una teoria che, alla luce delle nuove scoperte, potrebbe non essere così lontana dalla realtà.
Le implicazioni moderne dell’origine dei fiori
Oggi le angiosperme dominano la superficie terrestre e la vegetazione in più ambienti di qualsiasi altro gruppo di piante. Di conseguenza, sono la più importante fonte finale di cibo per uccelli e mammiferi, compresi gli esseri umani. Inoltre, le piante da fiore sono il gruppo economicamente più importante di piante verdi, servendo come fonte di prodotti farmaceutici, prodotti di fibra, legname e piante ornamentali.
La capacità delle angiosperme di stabilire sinergie con gli insetti e altri animali, nei processi di impollinazione e di disseminazione, è una delle ragioni del loro successo evolutivo. Piante e animali sono stati protagonisti di un fenomeno di coevoluzione che ha consentito loro di raggiungere gli attuali livelli di elevata biodiversità.
Interessante notare come il polline continui a essere protagonista dell’innovazione moderna: ricercatori di Singapore hanno sviluppato una carta a base di polline di girasole che può essere cancellata e riutilizzata più volte, dimostrando come questa antica struttura biologica continui a ispirare soluzioni tecnologiche contemporanee.
L’eredità di una scoperta microscopica
La ricerca, pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences, rappresenta un perfetto esempio di come la scienza proceda spesso attraverso scoperte apparentemente minuscole che rivelano verità enormi. Quattro granuli di polline, ognuno più piccolo della larghezza di un capello umano, hanno riscritto la timeline dell’origine dei fiori sulla Terra.
Il professor Heimhofer conclude che l’emergere delle piante da fiore ha alterato considerevolmente la diversità biologica. Ma ora sappiamo che questo processo è iniziato almeno 2 milioni di anni prima di quanto pensassimo. È una lezione di umiltà per tutti noi: la natura ha sempre qualche sorpresa nascosta, anche nei più piccoli dettagli.
Ogni volta che ammirate un fiore, ricordatevi che state guardando il risultato di un’innovazione evolutiva che ha avuto origine 123 milioni di anni fa. Un’innovazione così riuscita che oggi è difficile immaginare il mondo senza di essa. E tutto è iniziato con granuli di polline così piccoli da essere quasi invisibili, ma abbastanza potenti da cambiare per sempre il volto del nostro pianeta.
La prossima volta che starnutite per il polline, ricordatevi: state reagendo a una delle invenzioni più antiche e di maggior successo della natura. Darwin avrebbe sicuramente apprezzato l’ironia.
