NeoFronteras

Unos paleontólogos mantienen que dos explosiones evolutivas moldearon la historia primitiva de la vida multicelular, en lugar de sólo una como hasta ahora se creía. El nuevo evento, previo a la explosión del Cámbrico, es denominado la «Explosión de Ávalon».

Fósil de Fractofusus andersoni encontrado en la formación Mistaken Point, Terranova (Canadá). Es una especie Ediacara de hace 565 millones de años. Foto: Virginia Tech.

Sabemos desde hace tiempo que la inmensa mayoría de los principales grupos de animales complejos aparecieron en el registro fósil durante la explosión del Cámbrico. Esto se corresponde a un suceso consistente en un súbito evento evolutivo que ocurrió hace 542 millones de años y en el que fueron creados los «planos maestros» de toda la vida compleja conocida, incluyendo a nosotros los humanos. Desde entonces no se ha vuelto a dar un suceso así sobre la Tierra.
Ahora, paleontólogos de Virginia Tech, usando métodos analíticos muy rigurosos, han identificado otro evento similar que ocurrió 33 millones de años antes, y que produjo formas de vida macroscópicas animales no relacionadas con aquellas que surgieron durante la explosión del Cámbrico. Esto sugiere que hubo más de una explosión evolutiva que diera lugar a un mundo de seres complejos (durante miles de millones de años sólo hubo sobre la Tierra seres unicelulares o colonias de estos seres simples). Al nuevo evento lo llaman la «Explosión de Ávalon».
La explosión del Cámbrico fue muy rápida desde el punto de vista geológico, ésta está comprendida en el periodo de tiempo que va entre hace 542 y 520 millones de años. Aunque no había tantas especies como en los océanos modernos, todos o casi todos los grupos animales estaban representados en los mares cámbricos.
Según Shuhai Xiao, profesor en Virgia tech y uno de los autores del trabajo, esta explosión era una preocupación para Darwin, quien sostenía que la evolución siempre se daba de manera paulatina y nunca a saltos. Según Xiao, Darwin podría haber representado la expansión morfológica animal como un cono invertido, pero según el registro fósil esta expansión se representa mejor con un cilindro con una radiación morfológica en la base (la misma explosión) y limitaciones morfológicas posteriores.
Darwin consideró que debería de haber habido un largo periodo de evolución de vida animal antes de la explosión del Cámbrico que no hubiese dejado pocas huellas en el registro fósil. Pero los paleontólogos nunca han encontrado pruebas en este sentido.
Recientemente los científicos creen que la evolución no tiene por qué darse de manera pausada o lenta y que puede haber también saltos. En la Tierra primitiva había ecosistemas por crear, nichos ecológicos por llenar y un gran espacio que colonizar. Además, en esa época los mecanismos genéticos de los primeros seres pluricelulares no debían de estar tan perfeccionados como ahora y serían más susceptibles a cometer errores y a tolerar los mismos. Los «monstruos» serían frecuentes y tendrían posibilidad de sobrevivir al no tener mucha competencia. Por tanto, en aquellos tiempos, los eventos de evolución rápida deberían de haber caracterizado la evolución de muchos grupos de organismos. También se hipotetiza sobre un aumento de la temperatura y del oxígeno atmosférico justo durante la explosión, y que podrían haber alimentado esta evolución rápida.

Reconstrucción (hecha con ciertas dosis de imaginación) de cómo pudo ser la fauna de Ediacara. En esa época la tierra firme no estaba colonizada. Foto: Fuente desconocida.

Para comprobar si otras ramas de la vida evolucionaron de manera explosiva Xiao, junto a Michal Kowalewski (también profesor en Virginia Tech), Bing Shen y Lin Dong han analizado los fósiles más antiguos conocidos (y descubiertos hace tiempo) de organismos pluricelulares que habitaron los océanos hace entre 575 y 542 millones de años, es decir, antes de la explosión del Cámbrico.
Esta fauna de Ediacara* no tiene una relación de antepasado-descendiente con los organismos que surgieron durante la explosión del Cámbrico y se extinguieron antes de la misma. Además estos grupos de organismos parecen ser bastante distintos de los animales cámbricos.
¿Cómo evolucionaron estos organismos de Ediacara? ¿Aparecieron también de manera explosiva o la explosión del Cámbrico fue realmente única?
Estos investigadores identificaron 50 características y estudiaron la distribución de estas características sobre 200 especies de Ediacara. Estas especies cubrían además tres fases o etapas evolutivas de la completa historia de Ediacara a lo largo de 33 millones de años.
Estas tres etapas evolutivas están representadas por los conjuntos Ávalon, Mar Blanco y Nama, nombres que reciben de las localizaciones donde fueron encontrados los fósiles representativos de cada fase.
La etapa Ávalon, que es la más temprana, está representada por unas pocas especies. Sin embargo, y sorprendentemente, estas formas de vida Ediacara más primitiva ya ocupaban toda la gama morfológica de planes corporales que se realizaron a lo largo de toda la historia de la fauna de Ediacara. Es decir, la mayoría de los tipos de seres de Ediacara aparecieron muy pronto al principio, y de manera súbita, durante la explosión de Ávalon. Luego los organismos se diversificaron durante la fase Mar Blanco y después declinaron durante la etapa Nama. Pero, a pesar del crecimiento y decrecimiento del número de especies, la gama morfológica de los organismos de Ávalon nunca fue sobrepasada posteriormente durante toda la historia de los organismos Ediacara.
En el estudio se han utilizado métodos cuantitativos de análisis que ya habían sido usados anteriormente sobre morfología animal, pero que nunca se habían aplicado a los organismos de Ediacara.
Muchas veces, cuando se piensa en diversidad, se hace en términos de especies individuales, pero las especies pueden ser muy similares unas a otras. Por ejemplo, entre 50 especies de moscas no encontraremos diferencias sustanciales entre ellas. Pero 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. Los autores del trabajo combinaron ambas aproximaciones.
El sistema empleado descansa en la conversión de las diferentes morfologías a datos numéricos, estrategia que les permitió describir de una manera objetiva y consistente formas de vida fósil enigmáticas, que normalmente están representadas por impresiones bidimensionales, y de las cuales no se sabe en general su función, ecología o fisiología.

Diversidad frente a Morfoespacio. A la izquierda el número de géneros (línea negra) y cómo son de diferentes unos de otros (línea gris). A la derecha ocupación del morfoespacio de los tres episodios Ediacara. Aunque hay menos géneros en Ávalon que en las etapas posteriores, los fósiles de Ávalon ocupan la gama completa del morfoespacio Ediacara, indicando un patrón explosivo similar a la explosión del Cámbrico. Foto: Virginia Tech.

Los científicos no conocen bien qué fuerzas evolutivas hubo detrás de esta rápida explosión de Ávalon y de por qué la gama morfológica no se expandió, encogió o desplazó durante las fases posteriores.
En todo caso la evolución de las formas de vida complejas más primitivas conocidas se dio en un fenómeno de evolución explosiva anterior a la explosión del Cámbrico. Por tanto en el periodo de tiempo comprendido entre hace 575 y 520 millones de años hubo dos episodios abruptos de expansión morfológica, del primero no quedó nada y del segundo procedemos nosotros.

* El nombre proviene de unas colinas en Australia en donde se encontró por primera vez (1946) fauna pluricelular precámbrica. Ediacara fue aceptado oficialmente como periodo geológico en 2004 por la Unión Internacional de Ciencias Geológicas.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa en Virginia Tech.
Resumen en Science.
Web de Xiao.
Web de Kowalewski.