The decapod community from the Early Pliocene (Zanclean) of “La Serra” quarry (San Miniato, Pisa, Toscana, central Italy): sedimentology, systematics, and palaeoenvironmental implications

We report an unusual and rich decapod crustacean assemblage from the early Pliocene (Zanclean), recently collected during the excavations of the “La Serra” quarry, located in La Serra, near San Miniato, Pisa (Toscana, central Italy). The studied specimens have been assigned, as follows: Axius sp., Callianassa chalmasii Brocchi, 1883, and Calliaxina cf. C. punica ( de Saint Laurent and Manning, 1982) (infraorder Axiidea de Saint Laurent, 1979); Gebiacantha tuscia Garassino, Pasini, De Angeli and Charbonnier sp. nov. (infraorder Gebiidea de Saint Laurent, 1979); Pagurus alatus Fabricius, 1775, and Pagurus sp. (infraorder Anomura MacLeay, 1838); Dromia neogenica Müller, 1978, Dromia sp., Medorippe cf. M. ampla Garassino, De Angeli, Gallo and Pasini, 2004, Ilia nucleus ( Linnaeus, 1758), Ristoria pliocaenica (Ristori, 1891), Pisa armata ( Latreille, 1803), Macropodia sp., Maja squinado (Herbst, 1788), Derilambrus angulifrons ( Latreille, 1825), Atelecyclus undecimdentatus (Herbst, 1783), Liocarcinus sp., Thalamita italica Garassino, Pasini, De Angeli and Charbonnier sp. nov., Pilumnus cf. P. hirtellus (Linnaeus, 1761), Eriphia cocchii Ristori, 1886, Goneplax rhomboides ( Linnaeus, 1758), Goneplax sacci Crema, 1895, (infraorder Brachyura Linnaeus, 1758). Moreover, two specimens have been assigned to callianassideans sensu lato and 13 specimens to indeterminate axiideans. Calliaxina Ngoc-Ho, 2003, Gebiacantha Ngoc-Ho, 1989, Ristoria Garassino, Pasini, De Angeli and Charbonnier gen. nov., and Macropodia Leach, 1814, are reported for the first time in the fossil record and the extant Pagurus alatus, Ilia nucleus, Pisa armata, Derilambrus angulifrons, and Pilumnus cf. P. hirtellus, are reported in the fossil record from the Pliocene. Everywhere “La Serra” quarry bio-community is very important, representing one of the richest and most diversified crustacean faunas from the Pliocene reported to date in the Mediterranean basin and worldwide, increasing notably the knowledge on the decapod populations and distribution during the early Pliocene. This community is indicative of a palaeoenvironment of shallow sublittoral water, with sandy-muddy and alternate hard shell bottom, partially covered or in proximity of seagrass, similar to the extant Mediterranean Posidonia beds, mainly inhabited by fossorial and benthonic decapods.

RésuméNous décrivons un riche et exceptionnel assemblage de crustacés décapodes du Pliocène inférieur (Zancléen), récemment récolté durant les travaux de creusement de la carrière « La Serra » localisée à La Serra, près de San Miniato, Pise (Toscane, Italie centrale). Les spécimens étudiés ont été identifiés de la façon suivante : Axius sp., Callianassa chalmasii Brocchi, 1883, et Calliaxina cf. C. punica ( de Saint Laurent et Manning, 1982) (infra-ordre Axiidea de Saint Laurent, 1979) ; Gebiacantha tuscia Garassino, Pasini, De Angeli et Charbonnier sp. nov. (infra-ordre Gebiidea de Saint Laurent, 1979) ; Pagurus alatus Fabricius, 1775, et Pagurus sp. (infra-ordre Anomura MacLeay, 1838) ; Dromia neogenica Müller, 1978, Dromia sp., Medorippe cf. M. ampla Garassino, De Angeli, Gallo et Pasini, 2004, Ilia nucleus ( Linnaeus, 1758), Ristoria pliocaenica (Ristori, 1891), Pisa armata ( Latreille, 1803), Macropodia sp., Maja squinado (Herbst, 1788), Derilambrus angulifrons ( Latreille, 1825), Atelecyclus undecimdentatus (Herbst, 1783), Liocarcinus sp., Thalamita italica Garassino, Pasini, De Angeli et Charbonnier sp. nov., Pilumnus cf. P. hirtellus (Linnaeus, 1761), Eriphia cocchii Ristori, 1886, Goneplax rhomboides ( Linnaeus, 1758), Goneplax sacci Crema, 1895, (infra-ordre Brachyura Linnaeus, 1758). De plus, deux spécimens ont été attribués à des callinassidés sensu lato et 13 spécimens à des axiidés indéterminés. Calliaxina Ngoc-Ho, 2003, Gebiacantha Ngoc-Ho, 1989, Ristoria Garassino, Pasini, De Angeli et Charbonnier gen. nov., et Macropodia Leach, 1814, sont signalés pour la première fois dans le registre fossile et les actuels Pagurus alatus, Ilia nucleus, Pisa armata, Derilambrus angulifrons, et Pilumnus cf. P. hirtellus sont signalés dans le registre fossile dès le Pliocène. La communauté de la carrière « La Serra » constitue un ensemble très important représentant l’une des faunes de crustacés les plus riches et les plus diversifiées du Pliocène du Bassin méditerranéen et même du monde. Elle augmente considérablement la connaissance des populations de décapodes et leur distribution au cours du Pliocène inférieur. Cette communauté est l’indicateur d’un paléoenvironnement sublittoral peu profond, avec un fond sablo-boueux alternant avec des coquilles dures, partiellement couvert d’un herbier ou très proche d’un herbier. Ce paléoenvironnement est très comparable aux prairies à Posidonia de la Méditerranée actuelle qui sont principalement habitées par des décapodes benthiques et fouisseurs.

Riassunto estesoLa comunità di decapodi del Pliocene inferiore (Zancleano) della cava “La Serra” (San Miniato, Pisa, Toscana, Italia centrale): sedimentologia, sistematica e implicazioni paleo-ambientali. Viene descritta una inusuale e ricca fauna a crostacei decapodi del Pliocene inferiore (Zancleano), recentemente raccolta durante i lavori di scavo industriale della cava “La Serra”, posta in località La Serra presso San Miniato, Pisa (Toscana, Italia centrale). I campioni studiati provengono da un livello di argille sabbiose di spessore limitato (0.50–0.70 m) esposto su un fronte di circa 50 m lungo la parte sommitale della cava, frammisti a una ricca malacofauna. Le analisi sedimentologiche e lo studio delle macro-microfaune hanno permesso di interpretare la complessa successione stratigrafica trasgressiva, e di ricostruire un modello articolato dell’antico ambiente costiero. In particolare le osservazioni micro-paleontologiche hanno consentito una datazione dei livelli fossiliferi al Pliocene inferiore (Zancleano). I resti dei decapodi sono generalmente conservati come modelli all’interno di concrezioni subnodulari indurite in veri noduli di piccole dimensioni o, più raramente, inglobati nel sedimento. La fauna è indicativa di un ambiente marino sublitorale poco profondo in presenza di fondali sabbioso-fangosi, con aree composte da substrato più solido derivato in prevalenza da accumuli di gusci frammentari di molluschi e, probabilmente, ricoperti da praterie algari simili alle attuali praterie a Posidonia, abitato in prevalenza da decapodi fossatori e bentonici. I decapodi studiati sono stati assegnati a: Axius sp., Callianassa chalmasii Brocchi, 1883 e Calliaxina cf. C. punica ( de Saint Laurent & Manning, 1982) (infraordine Axiidea de Saint Laurent, 1979); Gebiacantha tuscia Garassino, Pasini, De Angeli & Charbonnier sp. nov. (infraordine Gebiidea de Saint Laurent, 1979); Pagurus alatus Fabricius, 1775 e Pagurus sp. (infraordine Anomura MacLeay, 1838); Dromia neogenica Müller, 1978, Dromia sp., Medorippe cf. M. ampla Garassino, De Angeli, Gallo & Pasini, 2004, Ilia nucleus ( Linnaeus, 1758), Ristoria pliocaenica (Ristori, 1891), Pisa armata ( Latreille, 1803), Macropodia sp., Maja squinado (Herbst, 1788), Derilambrus angulifrons ( Latreille, 1825), Atelecyclus undecimdentatus (Herbst, 1783), Liocarcinus sp., Thalamita italica Garassino, Pasini, De Angeli & Charbonnier sp. nov., Pilumnus cf. P. hirtellus (Linnaeus, 1761), Eriphia cocchii Ristori, 1886, Goneplax rhomboides ( Linnaeus, 1758) e Goneplax sacci Crema, 1895 (infraordine Brachyura Linnaeus, 1758). Due esemplari sono stati attribuiti a callianassidi sensu lato e tredici a axiidi indeterminati. Prima dello studio carcinologico de “La Serra”, i crostacei decapodi della Toscana erano rappresentati da 14 famiglie, comprendenti 24 generi con 22 specie. Lo studio della ricca associazione a crostacei decapodi de “La Serra” ha permesso di incrementare le conoscenze finora acquisiste. Allo stato attuale si conoscono infatti 16 famiglie che comprendono 19 generi con 22 specie. I dati raccolti da questo studio indicano che più dell’80% dei generi e circa il 75% delle specie precedentemente conosciute nel Pliocene della Toscana sono presenti per la prima volta nello stesso paleoambiente de “La Serra”, rappresentando la più abbondante e diversificata fauna carcinologica del Pliocene inferiore dell’area mediterranea. La grande quantità e la perfetta conservazione degli esemplari raccolti ha inoltre permesso d’individuare e di descrivere il nuovo genere Ristoria Garassino, Pasini, De Angeli & Charbonnier gen. nov. e al tempo stesso di discutere e chiarire la posizione sistematica di Ilia pliocaenica Ristori, 1891. Lo studio della fauna carcinologica de “La Serra” ha inoltre permesso di stabilire che Calliaxina Ngoc-Ho, 2003, Gebiacantha Ngoc-Ho, 1989, Ristoria Garassino, Pasini, De Angeli & Charbonnier gen. nov., e Macropodia Leach, 1814 sono segnalati per la prima volta nel record fossile mentre Pagurus alatus, Ilia nucleus, Pisa armata, Derilambrus angulifrons e Pilumnus cf. P. hirtellus sono riportati per la prima volta nel record fossile del Pliocene inferiore. Due specie, già note nel Miocene, Dromia neogenica e Medorippe cf. M. ampla, e tre specie, precedentemente segnalate nel Pleistocene, I. nucleus, P. armata e D. angulifrons, sono aggiunte al record fossile del Pliocene del bacino Mediterraneo. Axius sp., Calliaxina cf. C. punica, P. alatus, D. neogenica, I. nucleus, P. armata, D. angulifrons, Atelecyclus undecimdentatus (Herbst, 1783) e Pilumnus cf. P. hirtellus, sono segnalate per la prima volta nel Pliocene Italiano. Inoltre Axius sp., Calliaxina cf. C. punica, P. alatus, D. neogenica, I. nucleus, P. armata, Maja squinado (Herbst, 1788), D. angulifrons, A. undecimdentatus e Pilumnus cf. P. hirtellus sono segnalate per la prima volta nel Pliocene della Toscana. In conclusione, il particolare ambiente e l’eccezionale bio-diversità della fauna rinvenuta a “La Serra” è estremamente importante in quanto rappresenta una delle più ricche e differenziate associazioni di decapodi sinora note nel Pliocene del bacino Mediterraneo e del mondo, incrementando notevolmente le conoscenze sulle popolazioni e la loro distribuzione durante il Pliocene inferiore.