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Tesi etd-09032019-012342


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
BELLUZZO, ALICE
URN
etd-09032019-012342
Title
Gli elasmobranchi del Miocene inferiore della Formazione Chilcatay di Zamaca (Ica, Peru): analisi sistematica e paleoecologica. Prima segnalazione di una nursery di squalo mako (Isurus oxyrinchus) nel record fossile
Struttura
SCIENZE DELLA TERRA
Corso di studi
SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE
Supervisors
relatore Prof. Bianucci, Giovanni
correlatore Prof. Landini, Walter
controrelatore Dott. Collareta, Alberto
Parole chiave
  • paleonursery
  • paleoecology
  • paleoecologia
  • ittiodontoliti
  • squalo mako
  • Isurus oxyrinchus
  • Elasmobranchi
  • Formazione Chilcatay di Zamaca
  • Miocene inferiore
  • Perù
  • Elasmobranchii
  • teeth
Data inizio appello
20/09/2019;
Consultabilità
Secretata d'ufficio
Data di rilascio
20/09/2089
Riassunto analitico
Riassunto
Il Bacino orientale di Pisco (Perù), rappresentativo di un bacino di avanarco ed espressione del contesto tettonico andino, è stato sede di una sedimentazione discontinua dall'Eocene fino al Pliocene. La sedimentazione si è definitivamente arrestata con l'uplift e l'esumazione a seguito probabilmente della subduzione obliqua della dorsale asismica di Nazca al di sotto del margine orientale continentale peruviano. Gli studi condotti da trent'anni a questa parte nel deserto costiero di Ica all'interno del bacino sedimentario orientale di Pisco, hanno evidenziato la presenza di uno straordinario giacimento fossilifero a cielo aperto caratterizzato da una preservazione e una concentrazione di resti di vertebrati marini eccezionale (Fossil-Lagerstätte). Durante le campagne di ricerca condotte nella valle del fiume Ica dal 2015 al 2018 e successivamente nel 2019 nell’ambito del campo geo-paleontologico ICA-LAB, sono state collezionate diverse migliaia di denti di squalo.
In particolare, 1047 denti provengono da quattro livelli fossiliferi ricchi in ittiodonti della Formazione Chilcatay del Miocene inferiore affiorante a Zamaca. L’obiettivo di questa tesi è stato lo studio della comunità fossile di squali dell’area di Zamaca attraverso questo materiale raccolto, ai fini di una ricostruzione paleoecologica e paleoambientale con particolare riferimento alla struttura ontogenetica della comunità stessa. Il 66% dei denti collezionati appartengono alla specie ancora vivente Isurus oxyrinchus (squalo mako). Il numero elevato di denti appartenenti a questa specie nella collezione ha permesso uno studio accurato dell’ontogenesi mediante analisi statistiche morfologico-comparative.Da questo studio è emerso che il 77% dei denti di I. oxyrinchus risultano piccoli e compatibili con quelli di individui giovani quando paragonati agli attuali, facendo supporre l’uso del Bacino orientale di Pisco come nursery secondaria, cioè un’area dove i giovani individui di squalo mako accorrevano in densità elevate, risiedendo per settimane, mesi o anni fino al raggiungimento della maturità sessuale. Si tratterebbe della prima segnalazione di nursery fossile attribuita a I. oxyrinchus, un dato significativo tenuto conto che nel record paleontologico il riconoscimento di questa tipologia ecologica è molto rara poiché risulta difficile applicare i criteri attualistici di nursery in presenza di soli denti isolati. L’esame dell’intera associazione a ittiodontoliti di Zamaca suggerisce l’utilizzo del Bacino orientale di Pisco come nursery anche da parte di altri squali, come il Negaprion brevirostris,il Carcharhinus brachyurus e il †Cosmopolitodus hastalis. Dallo studio dell’intera associazione a ittidontoliti di Zamaca è emersa anche la presenza di squali transienti (ad esempio †Carcharocles chubutensis e individui adulti di †Cosmopolitodus hastalis e di Isurus oxyrinchus) e pelagici (Alopias cf. vulpinus) che suggeriscono scambi tra un bacino semi protetto con la zona pelagica. Questa ipotesi è supportata da una recente ricostruzione paleogeografica dell’area in esame in cui si ipotizza la presenza di una catena di isole del basamento cristallino che avrebbe parzialmente isolato dal mare aperto il bacino di deposizione della Formazione Chilcatay. Mediante l’analisi paleoecologica e i dati paleobiogeografici forniti dalla letteratura è stato quindi possibile ricostruire il paleoambiente del Miocene inferiore di Zamaca come un’area costiera marina poco profonda, influenzata da acque salmastre e di mare aperto e dominata da una comunità di piccoli squali mesopredatori che potevano sfruttare l’area a scopo riproduttivo e per reclutamento di giovani.

Abstract
The East Pisco Basin (Peru), the onshore part of a forearc basin formed as a consequence of the Andean convergence, was the site of discontinuous sedimentary deposition between the Eocene and the Pliocene. Starting from the late Pliocene the subduction of the aseismic Nazca Ridge beneath the South American plate has caused the uplift and the subaerial exposure of the East Pisco Basin resulting in the interruption of the sedimentation. Several studies in the Ica desert area of the East Pisco Basin led to the discovery of an outstanding paleontological content (Fossil-Lagerstätte) in terms of abundance and excellent state of preservation of fossil marine vertebrates. From 2015 to 2018 during research surveys in the Ica Valley, and in 2019 thanks to the ICA-LAB field work project, thousands of shark teeth were collected: In particular, 1047 shark teeth have been collected from four shark tooth-bearing beds in the Chilcatay Formation exposed in the area of Zamaca. The goal of this thesis project is the paleoeclogical and the paleoenvironmental reconstruction of the fossil shark community of Zamaca, focusing on their ontogenetic structure, through the analysis of these collected samples. Sixty-six per cent of the collected specimens belong to the extant species Isurus oxyrinchus (i.e. shortfin mako). Such a high number of teeth belonging to only one species allowed to define the ontogenetic structure of this shark through statistic as well as morphological-comparative analysis.
Seventy-seven per cent of the teeth referred to I. oxyrinchus are small and compatible with those of extant juveniles, suggesting the use of the East Pisco Basin as a secondary nursery ground for the shortfin mako. The secondary nurseries are discrete areas in which juvenile sharks occur at higher densities to spend weeks, months, years before reaching the sexual maturity. The examined I. oxyrinchus assemblage could represent the first record of a paleonursery for the shortfin mako, considering that the identification in the fossil record of these ecological structure are rare, because the problems to analyse isolated teeth and to apply actualistic ecological criteria in these contexts.
The associated oryctocoenosis also suggests the use of the Zamaca area as a nursery ground for other sharks, such as Negaprion brevirostris, Carcharhinus brachyurus and †Cosmopolitodus hastalis.
Moreover, the presence of transient (e.g. †Carcharocles chubutensis, and adult species of †Cosmopolitodus hastalis and I. oxyrinchus) and pelagic fish (Alopias cf. vulpinus) could indicate connections between the semi-protected basin of Zamaca with the near open sea. This hypothesis is supported by a recent paleoenvironment reconstruction suggesting that, during the deposition of the Chilcatay Formation, the East Pisco Basin was a semi-enclosed embayment protected to the west by a chain of crystalline basement islands. Therefore, through the paleoecological analysis and the published palegeographical data, it was possible to reconstruct the early Miocene paleoenvironment of Zamaca as a shallow-marine coastal area influenced by brackish and open-sea waters and dominated by a community of small mesopredator sharks that exploited this marine area as a reproduction and recruitment ground.
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