NeoFronteras

El primer metazoo (por ahora)

Área: Paleontología — martes, 10 de febrero de 2009

Las esponjas deberían de haber surgido y evolucionado en el Criogénico, mucho antes de la aparición de los seres ediacarenses o de los seres del Cámbrico.

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Foto: Love lab, UCR.

Vamos a viajar en una máquina del tiempo imaginaria, pero primero, una rápida ubicación en el tiempo geológico por el que vamos a viajar. Sólo existe un superón: el Precámbrico, que consta de tres eones, siendo el último (y más cercano en el tiempo) el Proterozoico, que a su vez se divide en tres eras, la última de las cuales se llama Neoproterozoico y que consta a su vez de los periodos Tónico, Criogénico y Ediacárico o Edicarense. Justo después está el periodo Cámbrico, ya dentro de la era Paleozoica y del eón Fanerozoico.
El periodo Criogénico comienza hace 850 Ma y termina hace unos 630 Ma (Mega-años o millones de años) al comenzar el Edicarense, que su vez termina al comenzar el Cámbrico, hace unos 542 Ma.
En el lado más antiguo de este lapso temporal que estamos analizando, en el Criogénico, se dio el evento de “bola nieve” durante el cual la mayor parte de este planeta, si no todo, estaba cubierto por el hielo. En el otro extremo se sitúa la explosión del Cámbrico, una radiación de vida compleja que dio lugar a la mayor parte de los grupos animales, y que tuvo lugar hace entre 542 Ma y 520 Ma, y sobre la cual algunos autores sostienen incluso que duró solamente unos 5 millones de años: una orgía de creatividad evolutiva.

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En el Criogénico y por debajo de él (atrás en el tiempo) se suponía que sólo había vida microbiana que se extiende durante miles de millones de años. Pero en el Ediacarense parece ocurrir algo mágico: surgen los primeros metazoos, es decir, animales pluricelulares. Se cree que las criaturas simples de Ediacara representarían a un grupo extinto de animales que tenían sólo dos capas celulares (endodermo y ectodermo) separadas por una sustancia gelatinosa. Los animales diplobásticos son criaturas comunes en los mares actuales y están representados por las medusas, corales y anémonas. Estos animales, hoy en día, muestran simetría radial y carecen de órganos internos.
Las criaturas del Ediacarense eran seres pasivos que estaban sobre el fondo del mar y que se extinguieron hace unos 542 Ma, no dejando descendientes posteriores reconocibles, pero al desaparecer legaron nichos libres a los animales complejos que surgieron en la explosión del Cámbrico posterior. Es en esta explosión cuando surgieron por primera vez casi todos los representantes de los animales actuales, debido quizás (entre otras cosas) al aumento del nivel de oxígeno, que permitió una mejor respiración y un metabolismo más rápido.
La aparición de la depredación durante la explosión del Cámbrico fue clave en la competitividad entre las especies y en la creación de exoesqueletos y conchas resistentes. Surgieron armas de todo tipo, sistemas nerviosos rápidos que permitieron vertiginosos movimientos y ojos que localizaban presas y vigilaran a los depredadores, así como antenas, patas, pinzas, dientes, garras… El Universo empezó a verse y sentirse a sí mismo. El mundo desde entonces no volvió a ser el mismo; el feliz y aburrido jardín de Ediacara fue borrado por siempre y para siempre de la faz de este planeta y un nuevo orden mundial, más competitivo, se alzó sobre la Tierra. Nosotros somos fruto de ese nuevo orden, descendientes directos de nuestro más remoto antepasado de esa época: Pikaia. Pero nosotros, una de las pocas especies con curiosidad, queremos saber más, saber qué había antes de Pikaia o de los seres ediacarenses.
Ya Darwin se preguntaba sobre la mágica explosión del Cámbrico y sobre su inusitada brusquedad. Por desgracia él nunca llegó a conocer la fauna de Ediacara, hubiera dado mucho por saber algo más, seguro. Ahora estamos al corriente de más cosas, tenemos más datos, más resultados que a la mayor parte de la población le trae, lamentablemente, sin cuidado. Pero no importa, porque siempre hay gente diferente que quiere saber.
Algunos expertos ya se plantean una “explosión ediacarense”, otros hablan de cadenas tróficas deducidas a partir de fósiles mordisqueados por sus depredadores. Mientras tanto vamos rellenando con más piezas ese inmenso puzzle que es la historia biológica del planeta. No es fácil, el registro fósil es incompleto, la tectónica y la erosión lo van destruyendo y los animales de cuerpo blando no suelen dejar restos fósiles.
Si queremos ver más allá, si queremos retroceder más en el tiempo para saber el origen del primer metazoo, de nuestro tatarabuelo más remoto, debemos de ajustar más “nuestra máquina del tiempo”. El viaje es lento, se necesita mucho esfuerzo, análisis y de muchas horas encerrados en el laboratorio. Se necesitan días excavando y recogiendo muestras en los más despiadados desiertos o en los más gélidos parajes.
El último resultado permite a nuestra máquina del tiempo traspasar la barrera del periodo Criogénico y hundirnos en un abismo temporal. Corre el año 635.000.000 antes de Cristo, es cuando la superficie de la Tierra, aunque ya en su estadio final, todavía está inmersa en una gran glaciación. El mundo, en ese tiempo pretérito, parece un planeta extraño, ajeno, extraterrestre. Allí, bajo una superficie en su mayor parte cubierta de hielo, en un océano que lucha por sobrevivir a la muerte por frío, la vida ha logrado ya organizarse en seres pluricelulares. Quizás fue una de las pocas maneras de sobrevivir, de prosperar. Puede que sólo la cooperación entre distintas células, para así formar una entidad mayor y tener más oportunidades frente la presión ambiental, fuera la única respuesta posible. Ese ser es sólo una humilde y simple esponja, pero con todo el potencial de crear un dinosaurio, una ballena o un ser humano en un futuro aún muy lejano. No es extraño que los restos recientemente encontrados pertenezcan a las esponjas, pues se les supone uno de los seres más primitivos, situados muy cerca de la base del árbol filogenético de la vida.

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Rocas sedimentarias en Oman. Foto: David Fik.

Las pruebas las han encontrado en rocas sedimentarias en Oman. No hay formas reconocibles, pues las esponjas tienen cuerpos blandos que prácticamente no fosilizan. Se trata solamente de una marca química, una huella de su existencia: esteroides. La edad de las rocas indica que las esponjas que dejaron esos restos químicos estaban ya en este planeta unos 100 millones de años antes de que se diera la explosión del Cámbrico. La presencia de estos esteroides se extiende por los estratos durante decenas de millones de años, durante el Ediacarense y antes de este mismo periodo. Las esponjas, por tanto, deberían de haber surgido y evolucionado en el Criogénico, mucho antes de la aparición de los seres ediacarenses. La evolución tuvo que ser, por tanto, más suave de lo pensado.
Este descubrimiento sitúa el origen de los metazoos en una época anterior a la que se creía y podría ayudar a los expertos a reconstruir el ecosistema de esa época y a explicar cómo evolucionó la vida animal. Según este hallazgo ya había vida compleja decenas de millones de años antes del final de la “bola de nieve” y por tanto este gélido episodio no debió de cubrir completamente el planeta con hielo. Quizás hubo pequeñas regiones o refugios donde había agua líquida superficial y la vida podía sobrevivir y florecer.
Las esponjas viven en el lecho marino a poca profundidad y se extienden con el tiempo a aguas más profundas. Esto implica que hace 630 Ma ya había oxígeno disuelto en el mar en cantidad suficiente, al menos en las aguas superficiales.
Según Gordon Love, del MIT, los impactos climáticos de los episodios de glaciación del Neoproterozoico provocaron una gran reorganización de los ecosistemas marinos que quizás alteraron irreversiblemente la química oceánica. Esto allanaría el camino para que los animales se alimentaran en el lecho marino (en lugar de flotando cerca de la superficie). Love especula que los animales pluricelulares surgirían en algún momento entre hace 750 Ma y 635 Ma.
Los esteroides encontrados en las rocas de Omán son compuestos esenciales en las membranas de las esponjas actuales, y les proporcionan soporte estructural y, por otro lado, no están presentes en seres unicelulares. En concreto, la molécula encontrada se denominada 24-IPC y es producida únicamente por los Demospongiae, una clase que incluye a las esponjas modernas, la mayor del filo Porífera.
Las esponjas son seres inmóviles que viven del filtrado del agua. Las hay pequeñas y también de gran tamaño, suficientes como para meter el brazo dentro. Todo aquel que haya buceado con botella en ciertos mares puede atestiguar lo impresionantes que pueden llegar a ser.
Las rocas sedimentarias analizadas pertenecen a una región conocida como la que contiene las rocas de la época mejor conservadas. Los investigadores lograron establecer una estratigrafía robusta y una muy buena ubicación temporal. La clave del datado de las rocas fue el análisis isotópico del uranio y del plomo presentes en las capas estratigráficas que contenían ceniza volcánica. Además, todos los análisis se hicieron con el estado del arte en técnicas de laboratorio. El estudio completo necesitó de cuatro años de investigación.
Los investigadores implicados planean ahora buscar estos esteroides animales en rocas aún más antiguas, de entre hace 850 Ma y 635 Ma. Si los encuentran podremos viajar más atrás en el tiempo, a un mundo frío, oscuro y absolutamente remoto. Seguro que nunca sabremos todo lo que pasó, seguro que quedarán preguntas sin contestar. No importa, lo más importante es el viaje.

Fuentes y referencias:
Nota en UCR.
Nota del MIT.
Nota de prensa en la NSF.
Artículo original (resumen).
El origen del sistema nervioso encontrado en las esponjas.
Más sobre esponjas en Neofronteras.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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7 Comentarios

  1. Alejandro Sánchez:

    Este tipo de artículos de difusión hacen de la ciencia una aventura apasionante, felicito a los redactores y traductores del mismo.
    Ojalá realmente tengamos la máquina del tiempo, pero no importa, seguro que con más investigaciones podremos reconstruir los mundos perdidos del pasado.

  2. tomás:

    Es encomiable el artículo. Sólo una puntualización sobra: 635.000.000 años “antes de Cristo”. Y una inexactitud: no creo que la secuoya pueda incluirse entre los descendientes de las esponjas.
    Perdón por ser tan incordiante, porque, por todo lo demás, que es lo importante, está claro que el artículo es completísimo, bien argumentado y didáctico, que es como a mí me gustan.
    Perdón otra vez y mi felicitación por el acierto.

  3. NeoFronteras:

    Estimados Alejandro y Tomás:
    Gracias por las buenas críticas. Como la noticia había sido ya cubierta por los medios “normales” se le intentó dar otro aire. Agrada saber que ha gustado. Hay más noticias ya preparadas para esta semana sobre estos temas, aunque un poco más técnicas.
    En cuanto a la secoya, sí, era un error, esto de dejarse llevar por la literatura tiene sus problemas. Ya está corregido.
    Lo de hacer referencia al año antes de cristo es por dramatismo y para no repetir una vez más “hace…”. Obviamente 2000 años arriba y abajo en esta escala temporal es lo de menos.

  4. lluís:

    Tienen razón los anteriores comentaristas. Un muy buen trabajo el que Neo ha hecho aquí (as usual). Con orgullo digo que me siento una de esas personas diferentes “que siempre quiere saber”. Lo que me cuesta entender es lo contrario, por qué hay tanta gente a la que le importa un rábano intentar hallar respuestas a las grandes preguntas por el único camino en el que no caben los embustes y sin embargo se tragan alegremente todas las majaderías que les cuentan cartomantes, astrólogos, videntes, sanadores y demás fauna. Las respuestas a las preguntas básicas que todos en mayor o menor grado nos hacemos no están en la influencia de los planetas sobre las personas, o en lo que digan los posos del café, o una bola de cristal, o unas cartas pintarrajeadas. Las respuestas las tienen el átomo y la célula.

  5. tomás:

    Mi buen amigo lluís, si me permites,
    te lo diré rimando unos endecas:
    Y el potencial de acción, que no lo olvides,
    nos permite pensar y te lo dejas.

  6. lluís:

    Gracias por tus “endecas”, tomás. Personalmente encuentro tan difícil la mecánica cuántica como la alta poesía. Si te refieres a la conciencia, Penrose tiene la idea de que en la actividad cerebral habría efectos cuánticos. Así que ese potencial al que te refieres, estaría también relacionado con las partículas subátomicas. Esto, que yo sepa, no lo ha demostrado; por tanto nos encontraríamos ante un experimento mental de los que tanto gustaban a Einstein.

  7. tomás:

    Lluís, por favor, ese cuarteto nada tiene de alta poesía. Soy muy aficionado a ella, pero eso es poco más que un ripio. Yo envidio lo enterado que estás en mecánica cuántica, que a mí me da vértigo. Por decirlo de algún modo, soy del plan antiguo, lo que no me excusa. No creo que Penrose esté en lo cierto, pero si tienes algo a favor de sus tesis lo intentaré comprender con mucho gusto.
    El potencial de acción a que me refiero, estoy seguro lo conoces y es sólo iónico de Na+, K+, Cl- y proteínas de carga negativa.
    Si me arguyes que lo muy pequeño ha de tener efectos necesariamente en lo macro, me será difícil seguirte, aunque lo intentaré si no me elevas mucho el nivel. He de admitir que me asombra y convence la tesis referida a que la gravedad es capaz de modificar el cono de sucesos. Pero ¿por qué no la fuerza electromagnética y la interacción débil y la fuerte en las partículas susceptibles de su influencia? Salvo que se me provoque, mi ignorancia me obliga a adoptar “la espera en el juicio”.
    Un afectuoso saludo

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