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La explosión de Avalon

miércoles 22 de octubre de 2014, 11:53h
Por José Gabriel Segarra
Durante la llamada explosión del Cámbrico, hace 500 millones de años, aparecieron prácticamente todos los planes corporales que posteriormente han poblado la Tierra. Un grupo de científicos acaba de afirmar que previamente hubo otra explosión de características semejantes.
Luego Dios dijo: ‘Que produzca el agua toda clase de animales y que haya también toda clase de aves que vuelen sobre la tierra.’ Y así fue. Dios creó los grandes monstruos del mar y todos los animales que el agua produce y que viven en ella, y todas las aves.” (Gen., 1: 20-21).


En estas palabras pensaba con profunda emoción el geólogo Adam Sedgwick (1785-1873), catedrático de Geología desde 1818 por la Universidad de Cambridge, cuando empezó a explorar los antiguos estratos galeses. Allí mismo tenía, delante de sus propios ojos, la prueba palpable del acto de creación de la vida animal durante el quinto día, tal y como narra el libro del Génesis. Y es que, si bien a partir de un estrato concreto encontraba abundantes fósiles de insectos, en las capas inferiores y más antiguas no había el menor rastro de vida.


Hoy día, casi dos siglos después, sabemos que el registro fósil de la vida pluricelular aparece bruscamente en la transición entre el periodo Precámbrico y Cámbrico, datado en el intervalo de 542 a 520 millones de años. Es la llamada “explosión del Cámbrico”, un misterioso evento durante el que surgieron la mayor parte de los planes estructurales de los seres vivos actuales.


Un evento desconcertante

Para aquellos geólogos menos dados a mezclar la ciencia con la religión, esta súbita irrupción de la vida animal resultaba desconcertante. La explosión del Cámbrico fue una constante preocupación para Darwin, quien consideraba que la aparición de planes corporales y especies debía ser gradual y no explosiva. En su fuero interno confiaba en que la ausencia de fósiles en el Precámbrico no fuera sino consecuencia de las lagunas del registro fósil, una laguna que el tiempo se encargaría de rellenar.


Con el paso de los años, y ante la manifiesta ausencia de fósiles del Precámbrico, los darwinistas más recalcitrantes aventuraron otra hipótesis. Tal vez, apuntaban, las formas pluricelulares habían ido apareciendo de forma gradual durante el Precámbrico, tal y como sostenía Darwin, pero los animales no se habían fosilizado porque eran todos de cuerpo blando. La supuesta explosión del Cámbrico no sería, desde este punto de vista, sino la consecuencia de la aparición en aquella época de estructuras duras, como el exoesqueleto de quitina de los artrópodos o las placas calcáreas de los equinodermos, estructuras que permitieron la fosilización de estos animales.


En cualquier caso, la fosilización de organismos de cuerpo blando es difícil, pero no imposible. Para estos investigadores parecía cuestión de tiempo el que, antes o después, aparecieran tales restos. Y los fósiles aparecieron. El descubrimiento de señales de vida a finales del Precámbrico, hace entre 575 y 542 millones de años, primero en la localidad australiana de Ediacara y después en todo el mundo, parecía dar la razón a este planteamiento. Para la corriente ortodoxa, las formas de vida de Ediacara, algunas de hasta un metro de longitud, serían precursores evolutivos de la fauna actual. Al fin y al cabo, aquellos imprecisos rastros bien podían ser los tatarabuelos de nuestras medusas, corales blandos y gusanos.


Nuevo enfoque para la fauna más antigua

Algunos paleontólogos, sin embargo, discrepaban. Hace un cuarto de siglo, Dolf Seilacher, profesor de geología en Tubinga (Alemania), mostró un amplio elenco de pruebas para demostrar que no hay ninguna relación entre la arquitectura de la fauna de Ediacara y la actual. En otras palabras, los rastros fósiles del Precámbrico correspondían realmente a un experimento fallido de la evolución.


Una nueva vuelta de tuerca ha sido publicada muy recientemente por los paleontólogos Shuhai Xiao, Michal Kowalewski (ambos profesores en el Virginia Tech), junto a sus colaboradores Bing Shen y Lin Dong. Xiao y su grupo se preguntaban si la fauna de Ediacara habría surgido también de manera brusca, en la línea de la explosión del Cámbrico, o de forma paulatina, más en consonancia con la opinión de Darwin. Para ello describieron 50 características morfológicas fundamentales y estudiaron su distribución sobre 200 especies de la fauna de Ediacara. Esta fauna, además, se repartió en tres fases, durante un periodo total de 33 millones de años, bautizadas con el nombre de la zona en la que fueron encontrados los fósiles característicos de cada fase: Avalon, Mar Blanco y Nama, ordenadas de la más antigua a la más reciente.


Para llevar a cabo su estudio, los autores han empleado métodos cuantitativos que se habían usado antes para analizar los cambios en la morfología animal, aunque nunca se habían aplicado sobre la fauna de Ediacara. “El método convierte diferentes morfologías en datos numéricos. Esta estrategia nos permite describir, más objetiva y consistentemente, enigmáticas formas de vida fósil que se han preservado mayoritariamente como impresiones bidimensionales, y de las que no se conoce bien su función, ecología o fisiología”, aclara Kowalewski.


Han cuantificado asimismo la diversidad, no en función del número de especies, sino del número de planes corporales. “Nosotros pensamos en diversidad en términos de especies individuales”, dice Kowalewski. “Pero las especies pueden ser muy similares unas a otras. Por ejemplo, entre 50 especies de moscas no encontraremos diferencias sustanciales entre ellas, todas presentan el mismo plan corporal. Por otra parte, un conjunto que incluya una mosca, una lombriz y una rana representa una variación morfológica mucho mayor. Por lo tanto, se puede pensar en biodiversidad no solamente en términos de cuántas especies diferentes hay, sino además en términos de cuántos planes corporales distintos están representados. Nuestro resultado combina ambas aproximaciones”. Este conjunto de planes corporales recibe el rimbombante nombre de “morfoespacio”.


La no menos desconcertante explosión de Avalon

Como hemos visto, la fase de Avalon es la más temprana y, aunque cuenta con pocas especies, el análisis estadístico demostró que en ella aparecen todos los planes morfológicos típicos de Ediacara. Esto sugiere que también la fauna de Ediacara apareció súbitamente, durante lo que los autores llaman la “explosión de Avalon”, y que el morfoespacio de Avalon era muy semejante al de las otras dos etapas. Durante las siguientes fases, la fauna se diversificó para generar un mayor número de especies, aunque no hubo aumento de planes corporales. “El patrón de evolución explosivo preocupaba a Charles Darwin, porque él suponía que la evolución es un proceso lento y constante”, afirma Xiao. “La percepción de Darwin se puede representar como un cono invertido, con el rango morfológico en expansión, pero el registro fósil de la explosión del Cámbrico y el posterior se representa mejor por un cilindro, con la radiación morfológica en la base y limitación morfológica después.”
Redundando en la misma idea, Dong puntualiza: “En otras palabras, la gran mayoría de los tipos de organismos de Ediacara aparecen a principios de su historia, durante la explosión de Avalon. Subsecuentemente, los organismos de Ediacara se diversificaron en la época de Mar Blanco y después declinaron en la época de Nama. Pero, a pesar de esta notable oscilación en el número de especies, el rango morfológico de los organismos de Avalon nunca se excedió durante la subsiguiente historia de Ediacara.”

Los autores concluyen que la vida de Ediacara sufrió una explosión similar a la explosión del Cámbrico: “El rápido incremento del morfoespacio al principio de la evolución de Ediacara reproduce los patrones de la explosión cámbrica: una rápida evolución de los planes corporales seguida por una diversificación taxonómica dentro de los límites de morfoespacio predefinido. (…) La explosión de Avalon representa un experimento independiente y fallido, con un patrón evolutivo similar al de la explosión del Cámbrico.”

Las consecuencias de este trabajo son perturbadoras. Por alguna razón, la vida pluricelular tiene la extraña manía de aparecer de forma súbita, con las diferentes líneas morfológicas ya definidas. El resto de la evolución sólo consiste en añadir pequeños retoques aquí o allá. No en balde, el profesor Steven M. Stanley afirmaba que el origen de los metazoos “es considerado por muchos como el primer problema no resuelto de la paleontología.”



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Bibliografía


Shen, B. y otros autores (2008). The Avalon explosion: evolution of Ediacara morphospace. Science, 4: 81-84.


Respuestas de los lectores al reto del mes de enero

El pasado mes de enero planteábamos la cuestión del altruismo en los chimpancés. Actualmente no se considera un comportamiento de origen cultural, humano, sino que tiene raíces biológicas que se hunden mucho más atrás en el tiempo.


Pagola Carte (PAGOLAXPC@telefonica.net), de San Sebastián, apunta que “quizá estemos abordando el problema del altruismo desde una perspectiva muy reduccionista y antropocéntrica. Bien podría ser el altruismo un comportamiento que vaya incluido en un paquete mucho más amplio de rasgos y sea ese conjunto el que resulte seleccionado en la evolución de algunos mamíferos sociales. Hablar de altruismo desde un punto de vista genético sería absurdo; salvando las distancias, sería como hablar de la capacidad humana de contar buenos chistes. ¿Existen genes para ello? Evidentemente no, pero todos conocemos familias en las que parece que se hereda tal capacidad. Al margen de un componente aprendido en el ambiente familiar, es muy probable que en esa familia se esté heredando un paquete de rasgos que atañen a la capacidad verbal, por ejemplo. Pasando al tiempo evolutivo, será la selección natural la que actúe a escala de población, extendiendo o no ese conjunto de rasgos según resulten más o menos adaptativos. El altruismo o los buenos chistes podrían perpetuarse independientemente de sus consecuencias directas, nos gusten o no estas últimas.”
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