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| Una pareja de lagartijas carpetanas en la Sierra de Guadarrama en Madrid. - JOSÉ MARTÍN, MNCN - Archivo |
El estudio de las extinciones masivas inducidas por el
cambio climático en el pasado geológico profundo permite a los investigadores
explorar el impacto de las crisis ambientales en la evolución de los
organismos. Estos cambios climáticos provocaron dos de las mayores extinciones
masivas de la historia de la vida al final del Pérmico, la primera hace 261
millones de años y la otra hace 252 millones, esta última eliminando el 86% de
todas las especies animales del mundo.
Las extinciones del final del Pérmico son importantes no
sólo por su magnitud, sino también porque marcan el inicio de una nueva era en
la historia del planeta, cuando los reptiles se convirtieron en el grupo
dominante de animales vertebrados que vivían en la tierra.
Tras la extinción del Pérmico, en el Periodo Triásico (hace
252-200 millones de años), los reptiles evolucionaron a gran velocidad, creando
una explosión de diversidad de reptiles. Esta expansión fue clave para la
construcción de los ecosistemas modernos y de muchos ecosistemas extintos. La
mayoría de los paleontólogos creían que estos rápidos ritmos de evolución y
diversificación se debían a la extinción de competidores que permitían a los
reptiles hacerse con nuevos hábitats y recursos alimenticios que varios grupos
de sinápsidos habían dominado antes de su extinción.
Pero el nuevo estudio los investigadores ha comprobado que
la rápida evolución y radiación de los reptiles comenzó mucho antes, antes del
final del Pérmico. "Descubrimos que estos periodos de rápida evolución de
los reptiles estaban íntimamente relacionados con el aumento de las
temperaturas. Algunos grupos cambiaron muy rápido y otros menos, pero casi
todos los reptiles evolucionaron mucho más rápido de lo que lo habían hecho
antes", afirma el autor principal, el becario postdoctoral Tiago R Simões.
-Los estudios anteriores sobre el impacto de estos cambios a menudo han dejado
de lado a los vertebrados terrestres debido a la escasa disponibilidad de
datos, centrándose sobre todo en la respuesta de los animales marinos".
En este estudio, Simões y la autora principal, la profesora
Stephanie E. Pierce, ambas de Harvard, trabajaron junto a sus colaboradores, el
profesor Michael Caldwell, de la Universidad de Alberta (Canadá) y el doctor
Christian Kammerer, del Museo de Ciencias Naturales de Carolina del Norte, para
examinar a los primeros amniotas, que representan a los precursores de todos
los mamíferos, reptiles y aves modernos, así como a sus parientes más cercanos
extinguidos, en la fase inicial de su evolución. En ese momento, los primeros
grupos de reptiles y ancestros de los mamíferos se separaban unos de otros y
evolucionaban por sus propios caminos evolutivos.
"Los reptiles representan un sistema terrestre ideal y
raro para estudiar esta cuestión, ya que tienen un registro fósil relativamente
bueno y sobrevivieron a una serie de crisis climáticas, incluidas las que
condujeron a la mayor extinción de la historia de la vida compleja, la
extinción masiva del Pérmico-Triásico", explica Simões.
Los reptiles eran relativamente escasos durante el Pérmico
en comparación con los ancestros mamíferos. Sin embargo, las cosas dieron un
giro importante durante el Triásico, cuando los reptiles experimentaron una
explosión masiva en el número de especies y la variedad morfológica. Esto
condujo a la aparición de la mayoría de los principales grupos de reptiles
vivos (cocodrilos, lagartos, tortugas) y de varios grupos que ahora están
totalmente extinguidos.
Los investigadores crearon un conjunto de datos basado en
una amplia recopilación de datos de primera mano de más de 1.000 especímenes
fósiles de 125 especies de reptiles, sinápsidos y sus parientes más cercanos
durante aproximadamente 140 millones de años antes y después de la extinción del
Pérmico-Triásico. A continuación, analizaron los datos para detectar cuándo se
originaron estas especies por primera vez y a qué velocidad evolucionaban
utilizando técnicas analíticas de última generación, como el análisis evolutivo
bayesiano, que también se utiliza para comprender la evolución de virus como el
SARS-COVID 19. A continuación, combinaron el nuevo conjunto de datos con datos
sobre la temperatura global que abarcan varios millones de años en el registro
geológico para ofrecer una amplia visión de la principal respuesta adaptativa
de los animales a los cambios climáticos.
"Nuestros resultados revelan que los periodos de
cambios climáticos rápidos y de calentamiento global están asociados a tasas
excepcionalmente altas de cambio anatómico en la mayoría de los grupos de
reptiles, ya que se adaptaron a las nuevas condiciones ambientales --subraya
Pierce--, y este proceso comenzó mucho antes de la extinción del
Pérmico-Triásico, desde hace al menos 270 millones de años, lo que indica que
la diversificación de los planes corporales de los reptiles no se desencadenó
con el evento de extinción P-T, como se pensaba anteriormente, sino que de
hecho comenzó decenas de millones de años antes".
"Un linaje de reptiles, los lepidosaurios, que dieron
lugar a los primeros lagartos y tuataras, viró en la dirección opuesta a la
mayoría de los grupos de reptiles y pasó por una fase de tasas de cambio muy
lentas en su anatomía general --apunta Simões--. Esencialmente, sus planes
corporales fueron limitados por la selección natural, en lugar de ir por libre
y cambiar radicalmente como la mayoría de los otros reptiles en ese
momento". Los investigadores sugieren que esto se debe a la preadaptación
de su tamaño corporal para afrontar mejor las altas temperaturas.
"La fisiología de los organismos depende realmente de
su tamaño corporal --explica Simões--, los reptiles de cuerpo pequeño pueden
intercambiar mejor el calor con el entorno que les rodea". Los primeros
lagartos y tuataras eran mucho más pequeños que otros grupos de reptiles, no
tan diferentes de sus parientes modernos, y por ello estaban mejor adaptados
para hacer frente a los cambios drásticos de temperatura. Los ancestros mucho
más grandes de los cocodrilos, las tortugas y los dinosaurios no podían perder calor
con tanta facilidad y tenían que cambiar rápidamente su cuerpo para adaptarse a
las nuevas condiciones ambientales".
También trazaron un mapa de cómo cambió el tamaño del cuerpo
en las distintas regiones geográficas durante este periodo de tiempo. Revelaron
que las presiones climáticas sobre el tamaño corporal eran tan altas que había
un tamaño corporal máximo para que los reptiles sobrevivieran en las regiones
tropicales durante los períodos letalmente calurosos de esta época.
Los reptiles de gran tamaño tomaron básicamente dos rutas
para hacer frente a estos cambios climáticos --apunta Pierce--, o bien
emigraron más cerca de las regiones templadas o invadieron el mundo acuático
donde no tenían que preocuparse por el sobrecalentamiento porque el agua puede
absorber el calor y mantener su temperatura mucho mejor que el aire."
"Esta fuerte asociación entre el aumento de las
temperaturas en el pasado geológico y una respuesta biológica por parte de
grupos de reptiles dramáticamente diferentes sugiere que el cambio climático
fue un factor clave para explicar el origen y la explosión de nuevos planes
corporales de reptiles durante el último Pérmico y el Triásico", concluye
Simões.
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