NeoFronteras

Fluidodinámica y seres edicarenses

Área: Paleontología — Sábado, 20 de Mayo de 2017

La aplicación de técnicas computacionales de fluidodinámica revela que la vida ediacarense fue más activa de lo que imaginábamos.

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De vez en cuando llega alguna noticia acerca de algún tema favorito de este sitio web. Unos de esos temas es el de la fauna de Ediácara.

Australia es un sitio muy interesante para zoólogos y botánicos, pues allí todavía pueden estudiar una fauna y flora únicos al haber estado esta isla continente desconectada del resto del planeta. Sólo Madagascar es equivalente en este aspecto de evolución separada y ejemplo de contingencia que nos proporciona otro “planeta” con su vida propia. La Antártida podría haber llegado a ser algo similar, pero la deriva continental la llevó a una región gélida que acabó con casi toda la vida compleja que portaba y cubrió con hielo gran parte de superficie ocultado rocas y fósiles a los paletontólogos.

Pero Australia es también un sitio fantástico para los geólogos y paleontólogos. En esos desiertos australianos se conservan rocas muy antiguas que contienen zircones que nos hablan de la primera corteza de este planeta, pero también fósiles de estromatolitos y de otros seres que vivieron en el pasado remoto.

En la región australiana de Ediácara se encontraron los fósiles precámbricos correspondientes a los seres complejos más antiguos conocidos. Después se hallaron fósiles similares de la misma época en otros sitios del mundo, pero la vida de aquel entonces fue denominada como fauna de Ediácara y al periodo geológico correspondiente se le llamó Edicarense o Ediacárico.

Desde entonces esta fauna de Ediácara ha sido motivo de controversia entre los expertos porque es complicada de interpretar. Estos seres que vivieron desde hace 635 a hace 540 millones de años dejaron escasos restos fósiles debido a que no tenían capacidad de generan partes duras, como huesos o conchas. Pero estos escasos fósiles no se parecen en nada a toda la fauna que vino después. Parece que fue una especie de experimento fallido, una rama que se exploró, pero que fue cortada. Parece que la explosión del Cámbrico provendría de otros seres situados más en la base y que sería una ramificación distinta.

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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.

La interpretación tradicional habla del “jardín” de Ediácara, de unos seres pasivos y simples sujetos al fondo de un mar somero. Según esta idea, se trataría de un mundo plácido y lento en donde casi no habría movimientos voluntarios ni depredación. A lo más, habría seres similares a las medusas flotando lentamente en las aguas y dejándose llevar por estas. Los seres ediacarenses vivirían de microorganismos, del plancton, de detritus del fondo o de algas simbióticas. Pero una vez que apareció la depredación, estos seres serían barridos de la existencia al ser presas fáciles y entonces habrían desaparecido para siempre.

Ahora, un estudio interdisciplinar ha puesto en duda este modelo. Según este nuevo estudio, algunos de los seres edicarenses serían más dinámicos de lo que se pensaba. Se basa en el análisis de la anatomía de Parvancorina, un pequeño ser que se caracteriza por tener una serie de bultos sobre su cuerpo que recuerdan la forma de un ancla.

Los paleontólogos son expertos en vidas pasadas, pero no suelen serlo en hidrodinámica, por lo que la nueva idea ha tardado en ser descubierta. Al parecer, la forma de este ser le permitía una orientación adecuada frente a las corrientes de agua que le rodeasen. Básicamente le permitía orientar su cuerpo para encarar las corrientes de agua, propiedad denominada rheotaxis.

Simon Darroch (Vanderbilt University) y sus colaboradores se pusieron a estudiar el efecto que las corrientes de agua tendría sobre el cuerpo de este ser en función del ángulo incidente. Descubrieron que la resistencia al arrastre disminuía mucho cuando la corriente de agua iba en dirección de la “cabeza” a la “cola” del organismo, pero era mucho mayor si esta le daba de lado. Esto significa que Parvancorina se beneficiaría de poder ajustar su posición fácilmente para encararse hacia las fuertes corrientes que caracterizaban el ambiente de los mares someros de la época.

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El análisis lo realizaron con una herramienta computacional usada en ingeniería: CFD (Computational Fluid Dynamics). Esta herramienta permite modelar computacionalmente los efectos fluidodinámicos que una forma específica posee al moverse en el seno del agua o el aire o el efecto de este tipo de fluidos al incidir sobre una forma concreta.

La CFD se ha usado para analizar diseños y optimizar el rendimiento de una gran variedad de estructuras y máquinas que van de los reactores nucleares a aviones, pero sólo desde hace unos pocos años se ha empezado a aplicar sobre el registro fósil. Según los autores de este estudio, tiene el potencial de transformar nuestra comprensión sobre cómo se movían y se alimentaban los seres del pasado.

Estos autores creen además que Parvancorina se alimentaba de comida en suspensión mientras flotaba dentro del agua. Su forma permitía que, bien orientado, las corrientes de agua concentraran estas partículas orgánicas de las que se alimentaba en ciertas partes de su cuerpo para hacer así la alimentación más fácil.

Otro estudio independiente también señala que en los grupos de fósiles de este organismos, los individuos normalmente se encuentra orientados en la misma dirección y que esto no sería algo pasivo, sino que representaría una respuesta bajo rheotaxis que aparecería en algún momento de la vida de este ser.

No es la primera vez que se aplica CFD al estudio de fósiles ediacarenses. Este mismo equipo de investigadores hizo lo mismo con Tribrachidium heraldicum en 2015. Este otro organismo tiene forma de disco y se caracteriza por tres abultamientos en forma de espiral sobre su cuerpo. En ese caso llegaron a la conclusión de que se trataba de una animal en suspensión que se alimentaba de las partículas de materia orgánica que pudiera haber en el agua. Sería el caso más antiguo conocido con este estilo de vida.

“Decidimos dejar de figurarnos cómo encajaban estas especies en el árbol de la vida para pasar a determinar cómo las fuerzas evolutivas modelaron su forma. Queríamos comprender cómo sus raras arquitecturas afectaban a cómo comían, se reproducían o movían. Como vivían en una ambiente de mar somero, las fuertes corrientes debían de haber jugado un importante papel en su evolución. Así que la dinámica de fluidos computacional era la herramienta perfecta para resolver esta cuestión ”, dice Darroch.

“Estamos recreando virtualmente océanos antiguos y poblándolos de representaciones digitales de organismos extintos hace mucho tiempo que han desafiado nuestra comprensión desde hace más de 50 años. Este tipo de trabajo no habría sido posible hace una década y creo que representa la dirección que la Paleontología está tomando”, dice Marc Laflamme (University of Toronto).

Si se tiene en cuenta este trabajo, el hecho de que se afirme que algunas especies edicarenses podrían moverse sugiere que hay que replantearse la idea que teníamos de la vida de esa época y que hasta ahora estaría equivocada. Según sugiere Darroch, posiblemente habría mucho más movimiento del que imaginábamos.

Aunque reconstruir esa vida remota, lo que pasó antes y qué sucedió después es una tarea difícil. Al fin y al cabo, no estamos seguros de la continuidad del registro fósil y, posiblemente, existieron seres de los que nunca tendremos noticias. Sólo podemos aspirar a un modelo que encaje con los datos que disponemos en un momento dado.

En todo caso es bonito dejarse arrastrar por la corriente de la imaginación y sumergirse en esos mares someros en los que la vida empezó a ser interesante.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5543

Fuentes y referencias:
Artículo original
Ediacarense en NeoFronteras.
Imágenes: Matteo De Stefano/MUSE/Wikimedia Commons y Simon Darroch / Vanderbilt.

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

  1. lluís:

    Sí, siempre es bonito dejarse arrastrar por la corriente de la imaginación. En su novela “Nube Negra”,el físico o astrofísico Fred Hoyle, el que inventó la expresión “Big Bang” (gran pedo) para hacer chanza de ese principio del tiempo, puesto que él pensó que no existió tal “principio” (Steady State), pero que también fue puntero en lo referente a la ” nucleogénesis”, creó una enorme nube de gas interestelar viva y con inteligencia que amenazaba seriamente a la Tierra. Hay también por ahí otra novela de ciencia-ficción del científico Robert Forward, “Huevo del dragón” que habla de una formas de vida microscópicas que viven en la superficie de una estrella de neutrones.

    Y es muy posible que haya habido seres de los que nunca tendremos noticia. Pero, siempre hay un pero, actualmente se está utilizando mucho los algoritmos genéticos capaces de evolucionar y volver atrás, un proceso de ingeniería inversa. Siguiendo la corriente de la imaginación, igual sucede que damos con seres de esos de los que nunca sabremos nada. O nos los inventamos. Que esto de los algoritmos genéticos tiene su puntito de peligro. Igual evolucionan sin control y nos barren de la faz de la Tierra. Al fin y al cabo otra forma de evolución.

  2. apalankator:

    Me imagino que habrá vida extraterrestre con estas formas que parece como si fueran el mínimo común denominador de forma funcional, y a partir de este estadio irán divergiendo para adaptarse a las particulares diferencias de gravedad, concentración de O2, etc.

  3. Dr. Thriller:

    El problema no es la naturaleza, somos nosotros. No nos resulta fácil vencer nuestros prejuicios e inercias mentales. Con certeza, incluso en temas ya muy trillados se nos pasan detalles por alto. De ahí la sorpresa al pasar muchas cosas por el rastrillo del ordenador, cosa notablemente curiosa porque a fin de cuentas sólo es un algoritmo montado en un bulldozer, así que podríamos haberlo hecho sin el ordenador.

    Respecto a todo lo que puede ser, pues abarca una cantidad cuasi infinita de escenarios. No es posible imaginar todo lo que habría podido ser o hubiera podido ser, más difícil aún es saber cuáles de esos escenarios sucedieron realmente. Me temo que ni el propio universo guarda registro.

    Las palabras a veces son más oscuras de lo que parece. En realidad, la mecánica cuántica es determinista, en el sentido de que dice claramente lo que puede ser y lo que no puede ser. Lo que no puede ser, no es y no será jamás. Y lo que puede ser… pues la ruleta de la fortuna. Podrá o no podrá y esto será enteramente estocástico. Claro, esto no es el concepto “clásico” de determinismo. Tampoco coincide con el concepto de “estocástico” que tienen algunos.

    Ciñéndonos al artículo, pues esto en mi opinión sí hubiera podido ser imaginado y planteado, el problema es que nuestra gestión de RRHH es muy deficiente, incluso en el campo científico.

  4. Tomás:

    Pues, querido amigo Dr., como ya conoces mis limitaciones -por aquella inolvidable bronca (para mí), que tan bien recuerdo-: “Tomás, la MQ ha venido para quedarse…”, (o algo así), me gustaría someter a tu mejor juicio mi “principio de unicidad”, como yo le llamo, pensado con motivo de aquello. Propongo: El estado del universo es único en un momento dado -ya aclararía esto puesto que, para mí, el tiempo es sólo una percepción mental de la entropía, aunque muy útil, (como lo es el kg para la masa aunque no exista una definición satisfactoria)-. Digo que es único o lo parece, en el entorno próximo en el sentido que tú describes, o sea, estocástico, es decir, que puede ser o no, descartado ya el que, con seguridad, no puede ser. Pero ha de proceder de un estado que sí ha sido con absoluta seguridad no estocática, sino totalmente determinada. Y así sucesivamente hacia el pasado. Es decir, que si bien no podemos hablar de un determinismo laplaciano y predictivo hacia el futuro, sí podemos hacerlo hacia el pretérito.

    Pues nada; solo eso, esperando tu solvente crítica.

  5. Tomás:

    … que no llega para mi desilusión e impaciencia.

  6. Dr. Thriller:

    Ay, se me había pasado, mis más humildes y reverenciadas disculpas. Me fijo en el número de comentarios para ver si hay alguno nuevo y se ve que me patinó la neurona. As usual.

    Yo no hago broncas, debe ser que soy, digamos, exhuberante al expresarme, lo cual es muy poco académico y menos aún conciso y claro, pero cada uno como es, que para eso la Santa Evolución nos echó a pasear, para que en vez de adaptarnos aprendiendo hagamos de Don Sostenella y No Enmendalla (Enmerdalla puede, Enmendalla jamás). Pero broncas no, para cuatro días que estamos aquí, no. Las broncas sólo para cosas de vida o muerte, enfrentarse a Aliens y cosas así.

    Dicho todo lo cual, todo lo que muy bien dices me los pone de corbata a la hora de mojarme. Lo cierto es que, como todo el mundo, intento buscar asideros, los hay más o menos firmes, y los hay muy peliagudos, pero es que todo lo demás son aguas profundas no cartografiadas. Estar agarrado a un asidero está bien, es buena cosa, puede ser uno muy contundente pontificando sobre asideros (suponiendo que lo sean, como ya digo), además da una cierta tranquilidad emocional, pero más allá pues, o sea, digamos que, por consiguiente…

    Vamos pues a dejar la grácil y fluctuante boya.

    No sé si el estado del universo es único en un momento dado porque no me atrevo a tener conclusiones de cómo se “comunican” las partes del universo entre ellas (cómo se propagan las interacciones). No sólo debe haber partes totalmente inconexas sin más “memoria” que el ruído de fondo del pasado, sino que las delimitaciones entre regiones por fuerza han de ser borrosas y muy lejanas de cualquier concepto de tipo “analógico” que tengamos. El principio holográfico me parece una garrulada (otro crecepelo, los AN en mi opinión están haciendo muchísimo daño), pero esto es una opinión gratuita mía, absoluta y totalmente gratuita.

    No creo que el pasado esté determinado en nuestro concepto mental de ser una “película” grabada que fosiliza, es decir, la secuencia de interacciones físicas en mi opinión se “borroriza” con el paso del tiempo, haciendo que varios pasados sean posibles siempre y cuando no se den de obleas con el presente actual, es decir, utilizando la SciFi, que siempre es muy plástica, hay un pasado donde tú o yo cuando teníamos cinco años comimos un día una chocolatina o no comimos esa chocolatina, sería Schrödingeriano, y eso crea toda una avalancha de situaciones borrosas, todas válidas y auténticas mientras no supongan una anulación del estado presente. Es como el futuro, sólo que algo (mucho) más sujeto, y no sé hasta qué punto porque nuestra mente está más preparada para verlo. Cierto que si tú te acuerdas de algo (un recuerdo llamémosle de base “real”), ese algo tuvo que haber sucedido, pero creo que se me entiende que hay una inmensa cantidad de procesos que es irrelevante cómo hayan acontecido. Por infinidad de razones.

    Yo creo que el universo no tiene memoria, por así decir. Sólo entramados.

    Podríamos recurrir a la socorrida partícula subatómica, o sacar a pasear los conos de futuro y pasado, pero esto son interpretaciones, no ecuaciones matemáticas, y para eso desbarrar con literatura no queda excesivamente más lejos.

    Y por supuesto, cuanto más tiempo pasa, más borroso se vuelve el pasado.

  7. Dr. Thriller:

    Por cierto, me olvidaba (con la verborragia que tengo no es de extrañar), yo también creo que el tiempo no es una propiedad fundamental, pero no me atrevo a decir si es una propiedad emergente de propiedades más simples interaccionando o una parte de algo más complejo que es lo que percibimos de eso más complejo. O ninguna de ambas cosas.

    A mí estas cosas me dan bastante mareo, porque el solipsismo tiene mucho peligro y se te cuela enseguida, no en plenitud claro, pero siempre como la duda de si lo que percibimos en el sentido de “conscienciarlo” (no percibir en el sentido sensorial), al pasarlo a esa condición sufra unos sesgos irreparables. Pienso que no es así, porque soy de la cofradía de los que creen que somos la consciencia del propio Universo, pero esto, ay, también es gratuito.

    Por ahora.

  8. Dr. Thriller:

    Como decía Francisco Sánchez (el de Tui), quod nihil scitur. “Es innato al hombre querer saber”. Eso parece un buen asidero.

  9. Tomás:

    Vale, vale. Aturullado quedo en indecente -(por fastidiar a dicente) que no puede decir, quiero idem- criterio. Yo, que soy más parco, aún no me retiro.
    Porque, si el tiempo es tiempo clásico, no precisa informar de su estado a otro lejano espacio y, si es estructura de entropía, tampoco. O así me parece. Es lo que es y ya está. Por tanto prescindimos del observador, así que ni R ni MC: solo un presupuesto posible. Quizá solo filosofía, sin posibilidad alguna de comprobación.
    Mi “principio” posibilitaría, predecir un futuro, en el caso de un Big Crunch como el imaginado por Sthephen Hawking, con los recién nacidos emergiendo de sus tumbas y una muerte placentera: polvo espermático-ovular.

  10. Tomás:

    … que no es el “polvo de estrellas” de Carl Sagan ni el “polvo eres y en polvo te convertirás” de Jesucristo, sino en el buen sentido de la palabra.

    A propósito del buen sentido de la palabra -espera el abuelo Cebolleta no haberlo contado antes, pues su memoria flaquea con el paso del tiempo o la distribución de la entropía, según sus sospechas- cierta vez acudí con un compañero -que no amigo- a un bailongo de los que proliferaban en el Madrid de los 60; diría que se llamaba Consulado. El caso es que había una pequeña barra y allí, dos chicas. Nos dirigimos a ellas y él -no recuerdo su nombre ni quién era- pregunta:
    -¿Qué, bailamos?
    -No, dice una, antipática y rotunda.
    Dirigiéndose a la otra le espeta:
    -Tu amiga es un poco “p”, ¿no?
    Yo quedé helado y ellas asombradas y superofendidas. Pero sin mediar tiempo para reacción alguna, él continúa:
    -… en el buen sentido de la palabra, claro.
    -Ah, bueno -contestan ellas casi al unísono, dándose por satisfechas.

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