¿Qué aire respiraban los dinosaurios? Lo sabemos por sus dientes

Reconstruyen el aire que respiraron los dinosaurios usando un análisis de esmalte dental que revela niveles de CO2 y erupciones volcánicas de hace más de 100 millones de años.

Los dientes no solo sirven para morder. En paleontología, su esmalte fosilizado actúa como cápsula del tiempo, conservando átomos de oxígeno que permiten reconstruir la atmósfera mesozoica con una precisión sorprendente. Durante el Mesozoico (una era geológica que abarca los periodos Triásico, Jurásico y Cretácico) la Tierra experimentó cambios climáticos y biológicos extremos, y la atmósfera de la Tierra cambió con ellos.

Un conjunto de dientes fosilizados de dinosaurios del Cretácico y el Jurásico ha ofrecido a los científicos una ventana sin precedentes hacia el clima de esta Tierra prehistórica. Un equipo liderado por la geoquímica Dingsu Feng, de la Universidad Georg August de Göttingen en Alemania, ha logrado reconstruir el aire que respiraban los dinosaurios utilizando un análisis de isótopos de oxígeno contenidos en el esmalte dental fosilizado. La clave del estudio fue detectar las proporciones de oxígeno-17, un isótopo raro que puede delatar niveles antiguos de dióxido de carbono en la atmósfera.

Un diente fosilizado de T. rex procedente de la formación Hell Creek, que ahora
se encuentra en el Museo Real Tyrrell de Canadá. (Thomas Tütken)

Los resultados sugieren que los dientes de dinosaurio son una herramienta poderosa no solo para estudiar el mundo en el que vivían estas criaturas, sino también para identificar eventos geológicos extremos, como erupciones volcánicas masivas. “Nuestros hallazgos abren una nueva vía de investigación para reconstruir un vínculo directo entre los vertebrados terrestres y la atmósfera que respiraban”, explicó el paleontólogo y geoquímico Thomas Tütken, del Instituto de Geociencias de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia.

Aunque hayan pasado más de 150 millones de años, las trazas isotópicas de las moléculas de oxígeno que respiraron los dinosaurios siguen presentes en el esmalte de sus dientes fosilizados. Según Tütken, estas huellas pueden decirnos mucho sobre la composición de la atmósfera y la producción global de biomasa fotosintética en épocas remotas.

Isótopos de oxígeno atrapados en los dientes de dinosaurio

El estudio parte de una base muy sencilla pero poderosa: todo lo que los organismos consumen (alimentos, agua, aire) deja una marca química en sus cuerpos, y esto se conserva especialmente bien en tejidos duros como huesos y dientes. Esta regla aplica a todos los vertebrados, incluyendo los dinosaurios. Los isótopos, como el oxígeno-17, pueden ser influenciados por procesos atmosféricos que disminuyen su presencia en el oxígeno gaseoso que respiramos.

Tütken detalla que los vertebrados incorporan una fracción de este oxígeno anómalo a su organismo a través del metabolismo oxidativo. Una parte de esta anomalía isotópica termina formando parte del esmalte dental durante la biomineralización, y puede sobrevivir millones de años, lo que permite deducir la concentración de CO₂ en la atmósfera de aquel entonces.

El equipo ya había demostrado que los ratios de isótopos de oxígeno en el esmalte dental de animales modernos representan con precisión los niveles atmosféricos de CO₂ actuales. El paso siguiente fue aplicar esta técnica a fósiles milenarios. Y qué mejores candidatos que los dinosaurios, cuyos dientes suelen estar bien conservados y permiten detectar anomalías isotópicas con gran precisión.

Utilizando muestras de esmalte en polvo obtenidas de dientes conservados en museos europeos, originalmente recolectadas para otros estudios sobre dieta, los investigadores encontraron que las concentraciones de CO₂ durante el Mesozoico eran notablemente altas. Por ejemplo, en el Jurásico tardío, los niveles eran de unos 1.200 partes por millón, mientras que en el Cretácico tardío eran de alrededor de 750 ppm. Actualmente, nuestra atmósfera contiene aproximadamente 430 ppm (y aumentando).

Estas elevadas concentraciones mesozoicas de CO₂ coinciden con lo que se sabe de una intensa actividad volcánica durante ese tiempo. Dos dientes en particular —uno de un Tyrannosaurus rex y otro de un Kaatedocus, un tipo de saurópodo— mostraron anomalías de oxígeno especialmente marcadas. Esto podría indicar picos puntuales en las emisiones volcánicas de CO₂ durante la vida de esos animales. Según Tütken, estas fluctuaciones podrían deberse a gigantescas erupciones conocidas como eventos de basaltos de inundación.

“Estas anomalías reflejan posiblemente picos atmosféricos de niveles altos de CO₂ relacionados con emisiones volcánicas durante grandes erupciones. Nuestro estudio proporciona nuevos datos sobre la composición de la atmósfera mesozoica e indica que los niveles de CO₂ fluctuaron hasta un 160 % en escalas de tiempo geológicas cortas”, concluyó.

Ahora que la técnica ha demostrado ser viable, el equipo planea aplicarla a dientes de la llamada Gran Mortandad, la extinción masiva ocurrida hace 252 millones de años al final del Pérmico. Este evento, que eliminó a la mayoría de las especies terrestres y marinas, también se ha vinculado a una prolongada actividad volcánica. Al reconstruir el CO₂ atmosférico de ese periodo, los investigadores esperan entender mejor cómo ese desastre climático afectó a la vida en la Tierra.

El estudio no solo representa una hazaña científica notable, sino que también ofrece una herramienta nueva para comprender cómo los cambios atmosféricos extremos pueden alterar profundamente la biosfera, una lección que cobra relevancia en un mundo moderno cada vez más afectado por las emisiones de carbono.

REFERENCIA

Mesozoic atmospheric CO2 concentrations reconstructed from dinosaur tooth enamel

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