Fluctuaciones extremas en los niveles de oxígeno en la
atmósfera se correspondieron con oleadas evolutivas y extinciones en la
biodiversidad animal durante la Explosión Cámbrica.
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ANDREY ZHURAVLEV, LOMONOSOV MOSCOW STATE UNIVERSIT
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Este fue un periodo crucial de rápida evolución en animales
complejos que comenzó hace aproximadamente 540 millones de años. El
desencadenante de esta fase fundamental en la historia temprana de la vida
animal es un tema de debate biológico en curso.
Un nuevo estudio del UCL (University College London) y la
Universidad de Leeds, publicado en 'Nature Geoscience' por científicos de Reino
Unido, China y Rusia, apoya firmemente la teoría de que el contenido de oxígeno
en la atmósfera era un importante factor de control en la evolución animal.
Así, los autores mostraron que durante la explosión cámbrica hubo una
correlación significativa entre los aumentos en los niveles de oxígeno y las
explosiones en la evolución animal y la biodiversidad, así como los eventos de
extinción durante los periodos de bajo nivel de oxígeno.
El doctor Tianchen He, autor principal del estudio e
investigador postdoctoral en la Universidad de Leeds, comenzó esta
investigación mientras estaba en la UCL. "Las complejas criaturas que surgieron
durante la explosión cámbrica fueron los precursores de muchos de los animales
modernos que vemos hoy. Pero debido a que no hay un registro directo de oxígeno
atmosférico durante este periodo de tiempo, ha sido difícil determinar qué
factores podrían haber impulsado este punto crucial en la evolución”, explica.
Y detalla: "Al analizar los isótopos de carbono y
azufre que se encuentran en las rocas antiguas, podemos rastrear las
variaciones de oxígeno en la atmósfera de la Tierra y en los océanos poco
profundos durante la Explosión Cámbrica. Cuando se comparan con los animales
fosilizados, podemos ver claramente que las radiaciones evolutivas siguen un
patrón de 'éxito y fracaso' en tándem con los niveles de oxígeno. Esto sugiere
fuertemente que el oxígeno jugó un papel vital en el surgimiento de la vida
animal temprana”.
El coautor del estudio, el profesor Graham Shields, de 'UCL
Earth Sciences', apunta: "Este es el primer estudio que muestra claramente
que nuestros primeros antepasados animales experimentaron una serie de
radiaciones evolutivas y cuellos de botella causados por cambios extremos en
los niveles de oxígeno en la atmósfera. El resultado fue una verdadera
explosión de nuevas formas de animales durante más de 13 millones de años del
Cámbrico. En ese tiempo, la Tierra pasó de estar poblada por organismos
simples, unicelulares e a albergar la maravillosa variedad de formas vida
intrincada y enérgica que vemos hoy".
El equipo analizó los isótopos de carbono y azufre de las
muestras de carbonato marino recolectadas en secciones a lo largo de los ríos
Aldan y Lena en Siberia. Durante el tiempo de la explosión del Cámbrico, esta
área habría sido un mar poco profundo y el hogar para la mayoría de la vida
animal en la Tierra.
Los estratos del Cámbrico inferior en Siberia están
compuestos de piedra caliza continua con ricos registros de fósiles y
restricciones de edad fiables, que proporcionan muestras adecuadas para los
análisis geoquímicos. Las firmas de isótopos en las rocas se relacionan con la
producción global de oxígeno, lo que permite al equipo determinar los niveles
de oxígeno presentes en el océano y la atmósfera poco profundos durante el
Periodo Cámbrico.
LA PLATAFORMA SIBERIANA, UNA VENTA A ECOSISTEMAS MARINOS
TEMPRANOS
El coautor del estudio, el doctor Benjamin Mills, de la
Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente en Leeds, apunta: "La Plataforma
Siberiana nos brinda una ventana única hacia los ecosistemas marinos tempranos.
Esta área contiene más de la mitad de toda la diversidad fosilizada conocida
actualmente de la explosión del Cámbrico".
"Combinar nuestras mediciones de isótopos con un modelo
matemático nos permite rastrear los pulsos de carbono y azufre que ingresan a
los sedimentos en esta cuna evolutiva crítica. Nuestro modelo utiliza esta
información para estimar el balance global de producción y destrucción de
oxígeno, lo que nos da una nueva perspectiva de cómo el oxígeno dio forma a la
vida que tenemos hoy en el planeta".
El coautor del estudio, Maoyan Zhu, del Instituto de
Geología y Paleontología Nanjing de la Academia China de Ciencias, apunta:
"Comprender qué desencadenó la explosión del Cámbrico requiere un estudio
multidisciplinario". Añade que costó mucho tiempo obtener los resultados
del estudio. "Ya obtuvimos muestras de Siberia en 2008. Es difícil acceder
a las secciones en Siberia. Nos llevó tiempo organizar la expedición y recoger
las muestras allí. Sin el apoyo de colegas rusos, no podríamos hacer el
proyecto”.
El coautor del estudio Andrey Yu Zhuravlev, de la
Universidad Estatal de Moscú Lomonosov dice: "Este ha sido un estudio
conjunto increíblemente exitoso y emocionante. La cuestión del desencadenante
de la explosión cámbrica ha desconcertado a los científicos durante años.
Ahora, los resultados nos dan evidencia convincente para vincular la aparición
rápida de los animales, así como la extinción en masa durante el Cámbrico
temprano con el oxígeno".
