Descubren
una supercordillera de 8.000 kilómetros que pudo haber propiciado la evolución
de la vida en la Tierra hace unos 2.000 millones de años
La cadena montañosa alcanzó una altura comparable
con la de los Himalaya, con cimas promedio de 8.000 metros sobre el nivel del
mar, y se extendió a lo largo del supercontinente Columbia.
La aparición de la recién
descubierta supercordillera Nuna, que se extendió por cerca de 8.000
kilómetros a lo largo de un supercontinente entero, podría haber sido,
junto con la emergencia de la cadena montañosa Trasngondwana, determinante para
la evolución de la vida primitiva en la Tierra hace más de 1.800 millones de
años, de acuerdo a un reciente estudio conducido por científicos de la
Universidad Nacional de Australia.
Según detallan los
expertos, la aparición de las enormes cordilleras coincide con dos de los
periodos más importantes en la historia de la evolución. La primera de ellas,
la supercordillera Nuna, emergió durante la formación del supercontinente
Columbia, hace entre 2.000 y 1.800 millones de años, periodo en el que aparecieron los
eucariontes, organismos celulares complejos que dieron lugar a las plantas y
los animales.
La explosión cámbrica
Hace aproximadamente 530 millones de
años, irrumpió una gran variedad de animales en la escena evolutiva en un
suceso conocido como la explosión del Cámbrico. En quizá tan sólo 10 millones
de años, los animales marinos desarrollaron la mayor parte de los planes
corporales básicos que observamos en los grupos actuales. Entre los organismos
que se conservan en fósiles de esta época hay parientes de los crustáceos y las
estrellas de mar, esponjas, moluscos, gusanos, cordados y algas, como vemos en
el ejemplo de estos taxones de Burgess Shale.
En
el Precámbrico hubo una gran divergencia. Precámbrico diagrama clado después
Wang et al. (1999).
¿Una «explosión»?
El término «explosión» puede ser algo inadecuado, ya que la vida del
Cámbrico no evolucionó en un abrir y cerrar de ojos sino que estuvo precedida
por muchos millones de años de evolución y muchos de los filos animales en
realidad divergieron durante el Precámbrico.
Los animales del Cámbrico no aparecieron por arte de magia; se han
encontrado fósiles de animales anteriores al Cámbrico. Hace más o menos 575
millones de años, un extraño grupo de animales conocido como la fauna de
Ediacara habitó los océanos y, aunque no sabemos mucho sobre estos animales,
puede que hubiera en el grupo antepasados de los linajes que identificamos a
partir de la explosión cámbrica.
Fauna de Ediacara
Se trata de un conjunto de organismos que representan a todas las
especies que habitaron la Tierra durante un periodo geológico conocido como
Ediacara. Este periodo tuvo lugar hace unos 600 millones de años. Se piensa que
esta fauna puede estar asociada a un aumento que hubo por aquel entonces en los
niveles globales de oxígeno presente en la atmósfera.
Los
científicos piensan que la fauna de Ediacara tuvo su origen en el aumento de
oxígeno atmosférico que se produjo hace 600 millones de años. Este hecho
favoreció el desarrollo de diversos metazoarios primitivos que tenían
características en común: cuerpo con una textura muy
blanda y diversas formas. Esta fauna se ha descubierto en el
yacimiento paleontológico que se encuentra en las montañas de Ediacara,
Australia.
Los
registros fósiles que se tienen de esta fauna están conservados en varias
regiones del mundo. Esta fauna es representativas de un desarrollo importante
en los organismos multicelulares antes de la explosión del cámbrico. Es una de
las primeras formas de vida que necesitó de oxígeno en la atmósfera para que se
pudiera desarrollar. Además, los científicos piensan que es precursora de los
organismos que poseen esqueleto.
A
pesar de que la Tierra llevaba formada 4550 millones de años, no fue hasta el Proterozoico que existió una atmósfera o una
transición hacia una atmósfera con un alto contenido en oxígeno.
Anteriormente sólo existían organismos metanógenos, dado que la concentración
de metano en la atmósfera era muy alta y estos organismos se habían adaptado a
condiciones anaeróbicas.
La
última etapa de la era Neoproterozoica es la que se conoce como periodo
Ediacárico. En el inicio de este periodo geológico es cuando comenzaron a
desarrollarse los organismos multicelulares de mayor antigüedad. Estos
organismos aún siguen existiendo hoy día y son los más primitivos que
conocemos. Se trata de las primeras esponjas y anémonas. Este periodo geológico comenzó hace 635 millones de años y terminó
hace 542 millones de años.
No hay fósiles anteriores a la fauna de Ediacara
Una de las explicaciones que se le puede dar al hecho de
que no existen fósiles de ninguna fauna presentes antes de este periodo
geológico, es que los seres vivos anteriores no tenían colágeno. El colágeno es
una proteína fibrosa que ayuda a fortalecer el cuerpo del animal y permite que
se conserve a lo largo del tiempo.
Este compuesto orgánico solo se produce cuando el nivel de oxígeno en
la atmósfera es mayor al 3%. De ahí a que el colágeno no se formara antes en una atmósfera
anaerobia.
Hay algunas teorías sobre la semejanza que tiene la fauna
de Ediacara y las formas de fauna actuales. Una hipótesis plantea que la
mayoría de estos animales son los antecesores directos de las especies que
conocemos hoy día. Por otro lado, hay otra especulación que afirma que la fauna
de Ediacara tiene una evolución completamente diferente y aislada. Esto hace
que no tenga nada de conexión con los seres vivos que conocemos en la
actualidad. Esta
es la razón por la que se le ha clasificado en otro Filo diferente conocido
como el filo extinto Vendozoa.
Si se hacen evaluaciones de los fósiles encontrados,
podemos ver que algunas especies de la fauna de Ediacara son parecidas a las
que vivieron en el Cámbrico. Este hecho hace que, de alguna forma, puedan estar
relacionados con los organismos actuales. Uno de los ejemplos más usados es el
de Kimbelerra cuadrata. Se trata de una especie que vivió en el periodo
Ediacárico y que tiene una gran semejanza con los moluscos actuales.
Y es que, aunque hay algunos planteamientos que parecen
totalmente contradictorios, la existencia de la fauna de Ediacara puede ser la
explicación de la evolución de muchísimas de las especies modernas que tenemos
en la actualidad.
Características principales
Los
fósiles que se han encontrado en los yacimientos paleontológicos se formaron
hasta cubrirse de lodo el lecho marino y por arena fina. Es así como se crearon
ciertas depresiones en los cuerpos que están subyacentes en las arenas. Al
tener un porcentaje alto de agua, se ha ido disminuyendo de grosor, dándole a
los fósiles un aspecto más aplanado y redondeado.
Se
piensa que estos animales vivían cerca de los sedimentos que se encuentran en
la plataforma continental de poca profundidad. Esto hizo que pudieran habitar
también en las profundidades de los márgenes continentales que hubo en esta
época.
De los registros fósiles de Ediacara se han derivado organismos
que tenían un cuerpo blando. Se piensa que es así, dado que hay
formas de discos formados por estructuras concéntricas de crucería. También se
pueden observar radiales internos o por una combinación de ambos.
Otro
de los aspectos de los fósiles es que se encontraron algunos con masas
irregulares y amorfas que pudieron pertenecer a estructuras más primitivas de
los esporófitos.
Extinción de la fauna de Ediacara
Se
habla de que esta fauna se extinguió completamente al final del Precámbrico. La
causa fue, probablemente, debido al fuerte pastoreo que
hubo por parte estos animales primitivos y las variaciones que tuvo el nivel
del mar. El sobre pastoreo provocó la extinción de numerosas plantas
que servían de sustento para los animales.
No
obstante, pese a la antigua creencia, se sabe tras nuevos estudios más
recientes que algunas especies de Ediacara han vivido durante el periodo
Cámbrico.
Algunas
de las razones por la que se llegaron a extinguir todas las especies son:
- Glaciaciones: Son periodos intensos
de frío que crean barreras para que los organismos se puedan expandir y
desarrollar.
- Predación: Todos los organismos
en el periodo Cámbrico eran depredadores de los microbios. Si esta
depredación comenzó durante el declive de la fauna de Ediacara,
probablemente es la causa principal de la extinción de gran parte de las
especies.
- Cambios ambientales. Los grandes cambios
geológicos, biológicos y climáticos que tuvieron lugar a finales del
Precámbrico e inicio del Cámbrico hicieron que muchas de las especies no
pudiesen adaptarse a las nuevas condiciones ambientales.
Por su parte,
Ziyi Zhu, coautora de la investigación, explica que la emergencia de la segunda
de estas formaciones geológicas en Gondwana, la supermontaña Transgondwana,
hace entre 650 y 500 millones de años, "coincide con la aparición de los
primeros grandes animales hace 575 millones de años" así como "con la explosión cámbrica 45 millones
de años después, cuando la mayoría de los grupos animales aparecieron en el
registro fósil". ´
En los restos erosionados de dos antiguas "supercordilleras"
podría haber pistas sobre cómo la muerte de estas pudo haber guiado la
evolución en nuevas y sorprendentes direcciones.
Vista
desde el espacio del Himalaya, la meseta tibetana y la llanura indogangética.
Gigantescas
antiguas cadenas montañosas, tan altas como el Himalaya y que se extendían
hasta 8.000 kilómetros por supercontinentes enteros, desempeñaron un papel
crucial en la evolución de la vida primitiva en la Tierra, según un nuevo estudio
publicado en la revista Earth and Planetary Science Letters.
En concreto,
la formación y destrucción de dos gigantescas cordilleras pudo haber impulsado
dos de los mayores momentos de auge evolutivo en la historia de nuestro
planeta: la primera aparición de células complejas hace unos 2.000 millones de
años y la explosión cámbrica de la vida marina hace 541 millones de años.
"No hay
nada parecido a estas dos supermontañas en la actualidad", dijo en un
comunicado Ziyi
Zhu, el autor principal del estudio y estudiante de postdoctorado de la
Universidad Nacional de Australia (ANU) en Canberra. "No se trata solo de
su altura: si uno se imagina los 2.400 km de largo del Himalaya repetidos tres
o cuatro veces, se hace una idea de la escala", agregó.
Los
investigadores utilizaron raros restos minerales que solo se encuentra en las
raíces de las altas montañas dejados por la presión de las supermontañas para
construir líneas temporales detalladas de dos de las mayores cordilleras
nacidas de las colisiones entre placas continentales.
La supercordillera Nuna y Transgondwana
Los
investigadores llamaron al primer ejemplo la supermontaña Nuna –por primera vez
detectada–, que atravesaba el anterior supercontinente de Nuna (también
conocido como Columbia) con un recorrido unos 8.000 kilómetros. "Coincide
con la probable aparición de los eucariotas, organismos que posteriormente
dieron lugar a las plantas y los animales" dijo Zhu.
El segundo ya
era conocido por los geólogos: la supermontaña Transgondwana, también de 8.000
kilómetros, la cual proyectó una vez su sombra sobre el gran supercontinente
meridional de Gondwana.
Según los
científicos, Transgondwana coincide con la aparición de los primeros animales
grandes hace 575 millones de años y la explosión cámbrica 45 millones de años
después, cuando la mayoría de los grupos animales aparecieron en el registro
fósil.
Cordilleras
que rivalizan con el Himalaya (foto) en altura solían extenderse miles y miles
de kilómetros a través de las costuras de los supercontinentes en fusión, hace
miles de millones de años.
Liberación de minerales
y oxígeno atrapado desencadena el estallido de biodiversidad
De acuerdo con
el estudio, después de que las supermontañas gondwánicas erosionaran, la
liberación de minerales nutrientes al mar –acelerando la producción de energía
y sobrealimentando la evolución– y oxígeno atrapado pudo haber contribuido a
desencadenar el estallido de biodiversidad conocido como la explosión del
Cámbrico.
"La
atmósfera de la Tierra primitiva casi no contenía oxígeno. Se cree que los
niveles de oxígeno atmosférico aumentaron en una serie de pasos, dos de los
cuales coinciden con las supermontañas", dijo Zhu.
"El
aumento del oxígeno atmosférico asociado a la erosión de la supermontaña
Transgondwana es el mayor de la historia de la Tierra y fue un requisito
esencial para la aparición de los animales", añadió.
Por su parte,
el profesor Jochen Brocks, coautor del estudio, se mostró asombrado de ver que
el registro de la construcción de montañas a través del tiempo es muy claro.
"Muestra estos dos enormes picos: uno está vinculado a la aparición de los
animales y el otro a la aparición de grandes células complejas", aseguró.
El 'Boring Billion'
Otra prueba
que ayudaría a consolidar la nueva hipótesis, según los investigadores, es la
ausencia de pruebas de que se hayan formado otras supermontañas en ningún
momento entre estos dos acontecimientos.
"El
intervalo de tiempo entre hace 1.800 y 800 millones de años se conoce como el
'Boring Billion', porque el avance de la evolución fue escaso o nulo",
dijo Ian Campbell, coautor del estudio.
"La
ralentización de la evolución se atribuye a la ausencia de supermontañas
durante ese periodo, lo que redujo el suministro de nutrientes a los océanos.
Este estudio nos da marcadores, para que podamos entender mejor la evolución de
la vida temprana y compleja", añadió.
La aparición de los sistemas montañosos, sugieren los
científicos, pudo haber aumentado sustancialmente los bajos niveles de oxígeno
de la atmósfera primitiva. Asimismo, la erosión de estos pudo haber liberado en
los océanos elementos esenciales para la vida, como el fósforo o el hierro,
"sobrealimentando los ciclos biológicos e impulsando la evolución hacia
una mayor complejidad".
"No hay nada parecido a estas dos
supermontañas en la actualidad. Si uno se imagina los 2.400 kilómetros de largo
del Himalaya repetidos tres o cuatro veces, se hace una idea de la
escala", apuntó Ziyi.
Durante el estudio, los académicos
lograron determinar el origen de las supercordilleras al analizar muestras de
circón con bajo contenido en lutecio, un mineral considerado como una tierra
rara que solo se encuentra en las bases de altas montañas, donde se forman bajo
una intensa presión a lo largo de millones de años.
"El
registro de la formación de montañas a lo largo del tiempo[…] muestra estos dos
enormes picos: uno está vinculado a la aparición de los animales y el otro a la
aparición de grandes células complejas", comentó Jochen Brocks, coautor de
la investigación, publicada en
línea recientemente en Earth and Planetary Science Letters.
https://evolution.berkeley.edu/la-explosion-cambrica/
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