Estabilidad térmica en el océano profundo propició la vida compleja

Temperaturas más estables de las profundidades del océano permitieron a las formas de vida en crecimiento hacer el mejor uso de los limitados suministros de oxígeno.

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Durante miles de millones de años, toda la vida en la Tierra fue microscópica, compuesta principalmente de células individuales. Entonces, de repente, hace unos 570 millones de años, los organismos complejos, que incluían animales con cuerpos blandos y esponjosos de hasta un metro de largo, cobraron vida; y durante 15 millones de años, la vida de este tamaño y complejidad solo existió en aguas profundas.

Un nuevo estudio de la Universidad de Stanford, publicado en 'Proceedings of the Royal Society B', pretende explicar por qué aparecieron estos organismos cuándo y dónde lo hicieron: en las profundidades del océano, donde la luz y los alimentos son escasos, en un momento en que el oxígeno en la atmósfera terrestre era particularmente escaso.

Todo esto es importante en parte porque comprender los orígenes de estas criaturas marinas del periodo Ediacara permite descubrir los vínculos faltantes en la evolución de la vida, e incluso nuestra propia especie. "No se puede tener una vida inteligente sin una vida compleja", explica Tom Boag, autor principal del artículo y doctor en Ciencias Geológicas en la Escuela de la Tierra, Energía y Ciencias Ambientales de Stanford ('Stanford Earth').

La nueva investigación se presenta como parte de un pequeño pero creciente esfuerzo por aplicar el conocimiento de la fisiología animal para comprender el registro fósil en el contexto de un entorno cambiante. La información podría arrojar luz sobre los tipos de organismos que podrán sobrevivir en diferentes entornos en el futuro.

Anteriormente, los científicos habían teorizado que los animales tienen una temperatura óptima a la que pueden prosperar con la menor cantidad de oxígeno. Según la teoría, los requerimientos de oxígeno son más altos a temperaturas más frías o más cálidas que un medio feliz. Para probar esa teoría en un animal que recuerda a aquellos que florecen en las profundidades oceánicas de Ediacaran, Boag midió las necesidades de oxígeno de las anémonas marinas, cuyos cuerpos gelatinosos y su capacidad para respirar a través de la piel imitan de cerca la biología de los fósiles recolectados en los océanos del Ediacara.

"Supusimos que su capacidad para tolerar el bajo nivel de oxígeno empeoraría a medida que aumentaban las temperaturas. Eso se había observado en animales más complejos como peces, langostas y cangrejos", dice Boag. Los científicos no estaban seguros de si las temperaturas más frías también afectarían a la tolerancia de los animales. Pero, de hecho, las anémonas necesitaban más oxígeno cuando las temperaturas en un tanque experimental se desviaban fuera de su zona de confort.

ESTABILIDAD DE LA TEMPERATURA OCEÁNICA ANTE LA FALTA DE OXÍGENO   

Juntos, estos factores hicieron que Boag y sus colegas sospecharan que, al igual que las anémonas, la vida de Ediacaran también requeriría temperaturas estables para hacer el uso más eficiente de los limitados suministros de oxígeno del océano. Habría sido más difícil para los animales de Ediacaran utilizar el poco oxígeno presente en las aguas frías y profundas de los océanos que en las aguas poco profundas más cálidas porque el gas se difunde en los tejidos más lentamente en las aguas más frías del mar. Los animales en el frío tienen que gastar una gran parte de su energía solo para mover el agua de mar oxigenada a través de sus cuerpos.

Pero ante la carencia de oxígeno utilizable, el profundo océano ediacarano lo compensaba con estabilidad. En las aguas poco profundas, el paso del sol y las estaciones pueden generar oscilaciones salvajes en la temperatura, hasta 10 grados Celsius (50 grados F) en el océano moderno, en comparación con variaciones estacionales de menos de 1 grado Celsius a profundidades inferiores a un kilómetro (0,62 millas). "Las temperaturas cambian mucho más rápidamente de forma diaria y anual en aguas poco profundas", explica el autor principal del artículo, Erik Sperling, profesor asistente de Ciencias Geológicas.   

En un mundo con bajos niveles de oxígeno, los animales que no pueden regular la temperatura de su propio cuerpo no podrían haber resistido en un entorno que regularmente oscilaba fuera de su temperatura favorable. El equipo de Stanford, en colaboración con colegas de la Universidad de Yale (Estados Unidos), propone que la necesidad de un refugio frente a ese cambio puede haber determinado dónde podrían evolucionar los animales más grandes.

"El único lugar donde las temperaturas eran consistentes era en las profundidades del océano --afirma Sperling--. En un mundo de oxígeno limitado, la nueva vida en evolución tenía que ser lo más eficiente posible y eso solo podía lograrse en las profundidades relativamente estables. Es por eso que los animales aparecieron allí".

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