Nueva luz sobre la evolución de los animales. Un estudio dirigido por la Universidad de Oxford nos ha acercado un paso más a la resolución de un misterio que ha intrigado a los naturalistas desde Charles Darwin: ¿cuándo aparecieron los animales por primera vez en la historia de la Tierra?
Los animales aparecen por primera vez en el registro fósil hace unos 574 millones de años. Su llegada es similar a una ‘explosión’ repentina en las rocas del período Cámbrico (hace 539 millones de años a 485 millones de años). Y parece contrarrestar el ritmo típicamente gradual del cambio evolutivo.
Muchos científicos (incluido el propio Darwin) creen que los primeros animales evolucionaron mucho antes del período Cámbrico. Pero hasta ahora no han sido capaces de explicar por qué no aparecen en el registro fósil.
El método del ‘reloj molecular’, por ejemplo, sugiere que los animales evolucionaron por primera vez hace 800 millones de años. Durante la primera parte de la era Neoproterozoica, hace de 1000 millones de años a 539 millones de años.
Este enfoque contabiliza las tasas a las que los genes acumulan mutaciones. Con ellas, los científicos determinan el momento en que dos o más especies vivas compartieron por última vez un ancestro común. Pero, aunque las rocas del Neoproterozoico temprano contienen microorganismos fósiles, como bacterias y protistas, no se han encontrado fósiles de animales.
¿Dónde están los animales?
Esto planteó un dilema para los paleontólogos: ¿sobreestima el método del reloj molecular el punto en el que los animales evolucionaron por primera vez? ¿O hubo animales presentes durante el Neoproterozoico temprano, pero demasiado blandos y frágiles para ser preservados?
Para investigar esto, un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Ross Anderson, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, tomó la iniciativa. Y llevó a cabo la evaluación más exhaustiva hasta la fecha de las condiciones de conservación que se esperaría encontrarse en los primeros fósiles de animales.
*Los ‘animales’ se pueden definir como organismos eucariotas multicelulares en el reino biológico Animalia. Con pocas excepciones se alimentan de materia orgánica, respiran oxígeno, se reproducen sexualmente, tienen órganos sensoriales especializados y un sistema nervioso. Y son capaces de responder rápidamente a los estímulos.
Los primeros animales presumiblemente carecían de conchas o esqueletos a base de minerales. Y habrían requerido condiciones excepcionales para fosilizarse. Pero ciertos depósitos de lutitas del Cámbrico demuestran una conservación excepcional, incluso de tejidos animales blandos y frágiles.
El Dr. Ross Anderson comento qué. Razonamos que si estas condiciones, conocidas como conservación Burgess Shale-Type (BST), también ocurrieron en rocas neoproterozoicas, entonces la falta de fósiles sugeriría una ausencia real de animales en ese momento. Nueva luz sobre la evolución de los animales.
Buscando y rebuscando
Para investigar esto, el equipo de investigación utilizó una variedad de técnicas analíticas en muestras de depósitos de lutita del Cámbrico de casi 20 sitios. Ello les permitió comparar aquellos que albergan fósiles BST que presentan solo restos minerales (como los trilobites).
Estos métodos incluyeron la espectroscopia de rayos X de dispersión de energía. Y la difracción de rayos X realizada en los Departamentos de Ciencias de la Tierra y Materiales de la Universidad de Oxford. Además de la espectroscopia infrarroja hecha en Diamond Light Source, el sincrotrón nacional del Reino Unido.
El análisis encontró que los fósiles con una conservación excepcional de tipo BST estaban particularmente enriquecidos en una arcilla antibacteriana llamada berthierine. Las muestras con una composición de al menos un 20 % de berthierina produjeron fósiles de BST en alrededor del 90 % de los casos.
El mapeo mineral a microescala de los fósiles de BST reveló que otra arcilla antibacteriana, llamada caolinita, parecía unirse directamente a los tejidos en descomposición en una etapa temprana. Formando un halo protector durante la fosilización. Nueva luz sobre la evolución de los animales.
Arcillas clave
«La presencia de estas arcillas fue el principal predictor de si las rocas albergarían fósiles BST», añadió el Dr. Anderson. «Esto sugiere que las partículas de arcilla actúan como una barrera antibacteriana que evita que las bacterias y otros microorganismos descompongan los materiales orgánicos».
Luego, los investigadores aplicaron estas técnicas para analizar muestras de numerosos depósitos de lutitas del Neoproterozoico ricas en fósiles. El análisis reveló que la mayoría no tenía las composiciones necesarias para la conservación de BST.
Sin embargo, tres depósitos en Nunavut (Canadá), Siberia (Rusia) y Svalbard (Noruega) tenían composiciones casi idénticas a las rocas BST del período Cámbrico. Pero, ninguna de las muestras de estos tres depósitos contenía fósiles de animales, aunque las condiciones probablemente eran favorables para su conservación.
El Dr. Anderson agregó: «Las similitudes en la distribución de arcillas con fósiles en estas raras muestras neoproterozoicas tempranas y con depósitos cámbricos excepcionales sugieren que, en ambos casos, las arcillas estaban adheridas a tejidos en descomposición. Y que las condiciones propicias para la preservación de BST estaban disponibles en ambos períodos».
Esto proporciona la primera «evidencia de ausencia» y apoya la opinión de que los animales no habían evolucionado a principios de la era Neoproterozoica, contrariamente a algunas estimaciones del ‘reloj molecular.’ Nueva luz sobre la evolución de los animales.
Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford / Mighty Fossils
Casi 800 millones de años atrás
Según los investigadores, el estudio sugiere una edad máxima posible para el origen de los animales de alrededor de 789 millones de años: la edad estimada más joven de la formación Svalbard. El grupo ahora tiene la intención de buscar depósitos neoproterozoicos progresivamente más jóvenes con condiciones para la preservación de BST.
Esto confirmará la edad de las rocas en las que faltan animales en el registro fósil porque realmente estaban ausentes. Y no porque las condiciones no permitieran fosilizarlos. También tienen la intención de realizar experimentos de laboratorio para investigar los mecanismos que sustentan las interacciones arcilla-orgánica en la conservación de BST.
El Dr. Anderson agregó: «El mapeo de las composiciones de estas rocas a microescala nos permite comprender la naturaleza del registro fósil excepcional de una manera que nunca antes habíamos podido hacer».
En última instancia, esto podría ayudar a determinar cómo el registro fósil puede estar sesgado hacia la preservación de ciertas especies y tejidos. Alterando nuestra percepción de la biodiversidad a lo largo de diferentes eras geológicas”.
Referencia: resultados publicados en la revista Trends in Ecology & Evolution.
