Mostrando entradas con la etiqueta Isótopos estables. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Isótopos estables. Mostrar todas las entradas

lunes, 4 de abril de 2016

¿Una nueva herramienta para la Paleontología?

ARTÍCULO: Maggie Cusack (2016) Biomineral electron backscatter difraction for Paleontology. (Paleontology, Vol.59, Part 2, 2016, pp.171-179).

Una de las preguntas más comunes a la hora de estudiar un fósil cualquiera es; ¿Cuál pudo ser el mineral original que ahora constituye dicho fósil?, es decir, en cierto modo, cuando estudiamos un fósil nos preguntamos cómo sería la concha que arrastraba un cierto Bivalvo o Gasterópodo, cómo sería la estructura mineral de dicha concha, etc.
Pues bien, hoy en día existen técnicas bastante comunes basadas en la difracción de electrones de retrodispersión (también llamadas EBSD) que consisten en lanzar un haz de electrones contra una lámina pulida de un cierto material rígido, y analizar el espectro de electrones difractados y así poder reconocer dicho material. Sin embargo esta técnica es empleada para el estudio de ciertos materiales metálicos, pero hace relativamente poco tiempo, también se ha expandido al área del estudio paleontológico con el fin de investigar los minerales de origen orgánico (principalmente calcita) y aportando información sobre la estructura mineral de los fósiles, y así comprender el control biológico de la producción mineral, el proceso de formación y el ambiente en el que se formó.
Esta técnica es tan completa, que incluso para aquellos fósiles que no presenten equivalente actuales, (se extinguieron y en la actualidad no hay ningún individuo vivo semejante a él) nos va a proporcionar información de los mecanismos funcionales, como por ejemplo sobre la visión de los Trilobites. Es por todos estos motivos, y por todos estos usos a los que el EBSD puede ser aplicado, por lo que se está convirtiendo en una valiosa herramienta de la Paleontología.
Fig.1. Aparato empleado en difracción de electrones retrodispersivos.

Lo primero que hay que destacar es, que los sistemas vivos producen estructuras minerales con múltiples funciones como la protección de los  tejidos más blandos, la formación de cámaras embrionarias, para la locomoción, entre otras muchas funciones. Y que por tanto, estas estructuras de mayor dureza se van a conservar más que los tejidos blandos y por lo tanto van a ser más comunes en el registro fósil, y es por esto por lo que esta técnica se va a centrar en su estudio.
Sin embargo, no es esta la única técnica que se emplea para estudiar biominerales, sino que existe una amplia gama que nos van a proporcionar informaciones diferentes:
  • Difracción de rayos X ; para la identificación de biominerales.
  • Estudio de isótopos estables de 18O; para calcular la temperatura del agua en el momento en el que habitaba el organismo.
  • Tomografía de rayos X; para reconocer estructuras en tres dimensiones de los biominerales.
La formación de estos biominerales presenta un control biológico, como hemos dicho anteriormente, es decir, la mineralización inducida biológicamente requiere la nucleación por una capa orgánica cargada de polisacáridos, de manera semejante a como se produce la formación de los estromatolitos por precipitación de carbonato cálcico inducido por las cianobacterias.
De este modo, las diferencias que existen entre los biominerales y sus homólogos no orgánicos van a estar bien establecidas, pues gracias a la asociación a los minerales de compuestos orgánicos, y la alineación cristalográfica controlada, va a permitir que los biominerales sean más ligeros y resistentes a la propagación de grietas que sus homólogos inorgánicos.
Esta técnica de difracción de electrones de retrodispersión (EBSD) ha sido aplicada para el estudio de Braquiópodos, Moluscos, Corales, Equinodermos, mandíbulas de Artrópodos, ojos de Trilobites, etc

En el caso de los Braquiópodos; se pudo llegar a hacer una separación de la concha entre las fibras minerales internas (o secundarias) que se forman en equilibrio isotópico con las aguas y la temperatura del mar, y que se puede deducir por el registro de 18O de la calcita, y las fibras minerales externas (o primarias) que al estar mucho más expuestas a la luz, nos proporciona una temperatura errónea (más alta) del mar primitivo.
También, otro descubrimiento mediante esta técnica que se realizó estudiando los Braquiópodos, fue que el género de los Trimelleridos que tenían una mala conservación de la estructura mineral en comparación con otros Braquiópodos, por lo que se sugirió que el mineral original había sido aragonito, pero que éste a través del tiempo geológico tiende a  disolverse, y posteriormente reprecipitar en calcita, y es por este motivo por el que se había producido una mala conservación.

Fig.2. Imágenes de difracción de electrones de retrodispersión de las fibras cristalinas internas de Terebratulina retusa, que es un Braquiópodo Trimellerido. En una de las cuales se puede observar numerosos colores, que cada uno de ellos representa a un cristal, que todos están más o menos orientados según el eje C.

En el caso de los Moluscos; debido a su gran abundancia en el registro fósil, estas técnicas se han centrado mucho en su estudio, y uno de los logros que se ha conseguido es entender estructuralmente los rellenos de aberturas y grietas que pueden producirse en las conchas de estos animales y tener una perspectiva sobre estos mecanismos de reparación natural.


Por último, otro caso a destacar, es el estudio de la visión de los Trilobites, lo cual a resultado más complicado ya que estos animales del Paleozoico no presentan equivalente moderno. Pero sin embargo, tu seguro te preguntarás el porqué estudiar tejidos blandos, como son los ojos, si en teoría no habrían permanecido en el registro fósil. Pues bien, resulta que los ojos de los Trolobites estaban formados en parte por calcita, y que estos biocristales de calcita estaba dispuestos de forma concéntrica en torno a un eje formando una lente biconvexa, y de forma compuesta, como en el caso de insectos actuales como las moscas o las libélulas.

Fig.3. Disposición radial concéntrica de los biocristales de calcita en el ojo de un Trilobites, dando lugar a la lente biconvexa. Cada color representa un mineral.

Para concluir, hay que recalcar que mediante esta técnica, la Paleontología va a poder investigar más a fondo los fósiles y restos esqueléticos, y hacer más descubrimientos como los anteriores que nos permitan entender mejor la producción orgánica de minerales y su funcionabilidad.

REFERENCIAS:

CUSACK, M. and CHUNG, P. 2014. Crystallographic orientation of cuttlebone shield determined by electron backscatter diffraction. JOM, 66, 139–142.
DIMASI, E. and GOWER, L. B. (eds) 2014. Biomineralization sourcebook. CRC Press, 432 pp.
GOETZ, A., GRIESSHABER, E., SCHMAHL, W. W. and LUETER, C. 2007. Crystal orientation selection during growth of brachiopod shell calcite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 71, A335.MACINTYRE, I. G., PRUFERT-BEBOUT, L. and REID, R. P. 2000. The role of endolithic cyanobacteria in the formation of lithified laminae in Bahamian stromatolites. Sedimentology, 47, 915–921.
MANN, S. 2001. Biomineralization: principles and concepts in bioinorganic materials chemistry. Oxford University Press, 205 pp.
PARKINSON, D., CURRY, G. B., CUSACK, M. and FALLICK, A. E. 2005. Shell structure, patterns and trends of oxygen and carbon stable isotopes in modern brachiopod shells. Chemical Geology, 219, 193–235.
SCHMAHL, W. W., GRIESSHABER, E., NEUSER, R., LENZE, A. and BRAND, U. 2004a. Morphology and texture of the fibrous calcite in terebratulide brachiopode shells. Geochimica et Cosmochimica Acta, 68, A202.
SCHWARZER, R. A., FIELD, D. P., ADAMS, B. L., KUMAR, M. and SCHWARTZ, A. J. 2009. Present state of electron backscatter diffraction in prospective developments. 1–20. In SCHWARTZ, A. J., KUMAR, M., ADAMS, B. L. and FIELD, D. P. (eds). Electron backscatter diffraction in materials science. Springer.
TORNEY, C., LEE, M. R. and OWEN, A. W. 2014. Microstructure and growth of the lenses of schizochroal trilobite eyes. Palaeontology, 57, 783–799.


viernes, 12 de junio de 2015

Paleontología: Una ciencia viva

INTRODUCCIÓN:

Si se preguntara a cualquier ciudadano en cualquier población sobre la Paleontología, no es raro que en sus respuestas aparezcan las palabras fósil, o dinosaurio. Y si hablara de un paleontologo, la imagen que describirían no variaría mucho de una persona tendida en un yacimiento de algún lugar 
remoto del planeta con una brocha  y un buril en la mano rascando en una roca lo que parece ser un hueso mineralizado. 

A muy poca gente se le ocurriría pensar en la Paleontología como una ciencia viva. Alrededor de esta ciencia se ha desarrollado una creencia muy generalizada de que su campo de estudio es limitado e independiente del de otras disciplinas.

Igualmente, habría muy pocas personas que se imaginen a un paleontólogo leyendo artículos científicos de otras disciplinas de la ciencia con el fin de intentar explicar detalles de su propio trabajo.

La imbricación o interrelación de las distintas ramas de la ciencia entre sí, da lugar al enriquecimiento de las hipótesis y teorías que cada disciplina desarrolla al variar los puntos de enfoque de cada uno de los integrantes de los diferentes proyectos. Todo ello ante una misma situación problema.

Aquí se valorarán sintéticamente los distintos aspectos de los que se alimenta la Paleontología explicados en detalle en las entradas anteriores:



  • El Vesubio: Una puerta a las extinciones del Cretácico
  • ¿Cuentos chinos? Persiguiendo una leyenda
  • El fin del imperio de los reptiles
  • El salto de la paleontología al universo



  • Para ello, es clave el desarrollo de cada uno de los casos expuestos a lo largo de esta primavera, especialmente en aquellos en que, a priori, parece no existir relación. En ellos las distintas disciplinas han dado en unos casos respuestas concretas y precisas a preguntas paleontológicas, y en otros, pistas de calado suficiente como para establecer hipótesis de trabajo que han llevado al final a encontrar o al menos estar más cerca de las respuestas definitivas.



    DESARROLLO:


    Empezando por lo que a cualquier oído puede resultarle lógico, cabe resaltar la relación íntima entre las distintas ramas de la Geología y la Paleontología. De entre todas ellas, cada una de gran extensión y útil en su correspondiente campo de estudio, se puede destacar la utilidad de algunas por encima de otras por su interés paleontológico. Este es el caso de la Geoquímica, la cual ha proporcionado herramientas y conocimientos esenciales.

    Viñeta 1

    La extinción de los dinosaurios ha sido una de las grandes preguntas de la paleontología. Y aunque quedan numerosas cuestiones por resolver, no ha sido hasta la cooperación de la geoquímica y la Paleontología que se ha podido datar con relativa exactitud su extinción por medio del método de isótopos estables. Los motivos que se valoran como justificación a este suceso comprenden hipótesis sobre erupciones volcánicas de dimensiones cataclísmicas que podrían recibir su explicación por expertos vulcanólogos.

    Y en términos de Vulcanología, entre otras, se puede mencionar otro caso de cooperación. En principio, la determinación de la causa de la postura opistotónica encontrada en Sinosauropteryx podría resultar problemática de determinar. A rasgos prácticos, ante una posición de muerte inusual se pueden llegar a barajar diferentes hipótesis. Los investigadores mantuvieron en su momento un largo debate con respecto a este tema; en si se trataba de una posición póstuma o del resultado de un enterramiento en un flujo de derrubios (Georgi & Krause, 2010) Los conocimientos geológicos y paleontológicos, a priori, podrían establecer la hipótesis más probable, pero tendrían problemas a la hora de aceptar una de ellas por encima de la otra.

    El desarrollo de las técnicas de Medicina forense aplicadas a los restos humanos calcinados en las faldas del Vesubio han posibilitado poner fin a este dilema. De este modo, los investigadores han podido seguir la línea de investigación adecuada, y comparar dos casos análogos como son Sinosauropteryx y las víctimas del Vesubio, permitiendo nuevos avances en los conocimientos científicos que quién sabe si podría desencadenar otros por sí mismos.

    Pero es posible encontrar ejemplos hasta fuera de la ciencia. Las tradiciones orales transmitidas de generación en generación desde la antigüedad, que aún persisten en al menos cinco regiones con registros de huellas paleontológicas (Xing et al, 2011), han sido el motivo de estudio de disciplinas como la Sociología, la Arqueología o la Antropología, mucho antes de que la Paleontología supiera de su existencia.
    Viñeta 2

    La cultura Yi, en China, fue objeto del estudio de profesionales antropólogos e interesados en una de las culturas más antiguas del mundo. El conocimiento popular y la transmisión de los conocimientos sirvieron de guía a los paleontólogos, hasta descrubrir que el folklore chino había mantenido mitificados numerosos icnofósiles.

    El resultado son diferentes familias de saurópodos, en hasta dos ubicaciones distintas; en la provincia de Zhaojue y Yiefang. Huellas de lo que se cree que han sido el paso de Brontopodus y Titanosaurus, dos ejemplos de cómo numerosas especies podrían ser grandes desconocidas si esto no sucediera.

    Por último, es posible mencionar el papel de la Paleontología en la Astrobiología y la Ecología. El estudio de vida en Marte se centra en el estudio de ecosistemas análogos en la Tierra. Por medio de la Ecología se ha estudiado la posibilidad de que existieran organismos vivos en condiciones extremas como las de el planeta rojo.

    En más detalle, las hipótesis existentes se basan principalmente en el estudio ecosistemas de condiciones hipersalinas, como los existentes en el desierto de Atacama; o el de ecosistemas de condiciones ácidas, presentes en España, en Río Tinto. De la misma forma, se intenta dar explicación a cómo se preservan los restos fósiles en condiciones tan inhóspitas y desgastantes.


    CONCLUSIONES:

    Llegado este punto, no es difícil comprender la interdisciplinariedad que ronda a la Paleontología. En este post se han desarrollado las ayudas prestadas por la Geología, la Geoquímica, la Medicina forense, la Sociología, la Arqueología, la Antropología, la Astrobiología y la Ecología.

    Por encima de estas, queda una última mención. Si los conocimientos en cada rama del conocimiento fueran objetos tangibles, la Tecnología sería la mano que permitiría adquirirlos. El avance de la ciencia va ligado a los avances tecnológicos, que permiten el acceso a nuevas muestras, nuevos lugares, y en última instancia nuevos objetos de estudio.

    Así, la Paleontología es una ciencia viva. No sólo guarda conocimiento propio, sino que tiene la labor de servir de bisagra entre una inmensa variedad de disciplinas, en pos del avance de la humanidad y de sus conocimientos. Estas interrelaciones han posibilitado infinidad de descubrimientos que, de otra forma, podrían no haber sido posibles.

    Algunos lo llaman casualidad; en ciencia lo llamamos cooperación.


    REFERENCIAS:

    • Brusatte, S. L.; Butler, R. J.; Barrett, P. M.; Carrano, M. T.; Evans, D. C.; Lloyd, G. T.; Mannion, P. D.; Norell, M. A.; Peppe, D. J.; Upchurch, P. & Williamson, T. E. (2015). The extinction of the dinosaurs. Biological Reviews 90(2), 628-642.
    • Fernández Remolar, D.C. & Knoll, A.H. 2011. En la Tierra como en el Cielo: el Río Tinto como análogo terrestre de Marte. 84 págs. Fundamental, 17, Fundación Conjunto Paleontológico de Teruel-Dinópolis. Teruel.
    • Georgi, J.A; Krause, D.W. (2010) Postcranial axial skeleton of Simosuchus clarki (Crocodyliformes: Notosuchia) from the Late Cretaceous of Madagascar. Journal of Vertebrate Paleontology 30(1):99-121.
    • Lingham-Soliar T (2015) Three stages of post mortem opisthotonus uniquely captured in the dinosaur Sinosauropteryx. Journal of Ornithology 156(1):257-262.
    • Xing, L. D., Mayor, A., Chen, Y., Harris, J. D., y Burns, M. E. 2011a. The folklore of dinosaur trackways in China: Impact on paleontology. Ichnos, 18(4):213–220.
    • Xing, L. D.; Lockley, MG; Yang, G; Mayor, A; Klein, H; Persons, WS; Chen, Y; Peng, GZ; Ye, Y; Ebi, JF 2015 Tracking a Legend: An Early Cretaceous Sauropod Trackway from Zhaojue County, Sichuan Province, Southwestern China, Ichnos, 22(1):22-28.

    jueves, 14 de mayo de 2015

    Próxima estación: Parque Cretácico, un ecosistema mesozoico.

    Introducción


    Nuestra querida Península Ibérica es verdaderamente una zona excepcional en cuanto a yacimientos paleontológicos se refiere, pues cuenta con numerosos ejemplos que en su conjunto aportan información de todas las etapas del Fanerozoico, por lo que la investigación y la búsqueda de nuevos yacimientos es constante. Sin embargo, hoy vamos a centrarnos en un caso especial, siguiendo como guía el artículo: Ortega et al. The biota of the Upper Cretaceous site of Lo Hueco (Cuenca, Spain). Journal of Iberian Geology 41 (1) 2015:83-99.

    El yacimiento paleontológico de Lo Hueco (Figura 1) se encuentra en el Municipio de Fuentes  (Cuenca) y es peculiar debido a que se descubrió de casualidad, cuando la construcción de la red ferroviaria Madrid-Levante cortó en 2007 una colina de lutitas margosas, arrojando luz sobre todo lo que allí se encontraba.

    Así, en el mes de Julio comenzaron la evaluación y las excavaciones, determinando que el yacimiento comprendía 10 hectáreas de extensión, en las cuales se extrajeron más de 10000 restos fósiles integrados en 25 toneladas de roca, constituyendo la mayor colección de restos de vertebrados del Cretácico Superior en Europa.

    Figura 1. Situación geográfica y contexto geológico del yacimiento.

    miércoles, 8 de abril de 2015

    Cada bicho a su nicho. Las variaciones de la dieta vegana del Pleistoceno.



    Preámbulo


    Para entender mejor esta entrada, comencemos con un poco de ecología básica. El nicho ecológico se define, básicamente, como el rol que desempeña una especie determinada dentro del ecosistema al que pertenece. De esta forma, que dos especies que cohabitan en un mismo lugar ocupen nichos ecológicos distintos es que lo evita la competencia entre ellos, minimizando así las amenazas a su supervivencia. 

    Ahora bien, determinar el nicho ecológico de una especie actual es relativamente fácil pero, ¿Cómo podríamos hacerlo para una especie extinta, de la cual sólo tenemos restos fósiles?
    Para eso estamos hoy aquí, para contestar a esta pregunta, basándonos en los estudios descritos en el siguiente artículo: Lucas de Melo França, Lidiane de Asevedo, Mário André Trindade Dantas, Adriana Bocchiglieri, Leonardo dos Santos Avilla, Renato Pereira Lopes, Jorge Luíz Lopes da Silva. 2015. Review of feeding ecology data of Late Pleistocene mammalian herbivores from South America and discussions on niche differentiation.


    Figura 1. Reconstrucción de un ecosistema del Pleistoceno.

    Introducción


    Y podréis preguntar ¿Pero nadie ha hecho ya un estudio de ese tipo? Pues sí, generalmente mediante análisis ecomorfológicos, que equiparan las características morfológicas de especies actuales con las de las especies extintas (MacFadden and Shockey, 1997) Sin embargo, nuestro estudio analiza las tendencias de los últimos años (Asevedo et al., 2012; Marcolino et al., 2012) que basan sus estudios en el análisis de la composición isotópica de los restos del animal (o de cualquier otro factor que influya en la alimentación, como bacterias bucales o coprolitos) lo que permite además conocer detalles sobre la temperatura y la humedad del hábitat del animal o los tipos de vegetación que se podían encontrar en el mismo (Kohn & Law, 2006) 

    Más concretamente, este estudio se centró en determinar el tipo de planta sobre el que basaban su alimentación 13 especies distintas de megamamíferos del Pleistoceno Tardío, según los valores de δ13C que se observasen en los restos, que vienen determinados a su vez por los valores δ13C(VPDB) (Valores sobre el estandar) de las plantas que les servían de alimento, y que dependen fundamentalmente del mecanismo fotosintético que utilicen (Koch, 2007)

    La mayoría de las plantas del planeta dependen del ciclo Calvin-Benson (C3) y presentan un rango de valores δ13C(VPDB) de entre -22y -30‰ (con una media de -27‰) mientras que las plantas que usan el mecanismo Hatch-Slack (C4, siendo plantas tropicales) presentan valores entre -10‰ y -14% (-12) Por último, aquellas plantas con un metabolismo CAM presentan unos valores intermedios entre los dos tipos anteriores.

    Siguiendo los criterios de otros estudios (Domingo et al., 2012; Sánchez et al., 2004; MacFadden et al., 2005) al analizar los restos de mamíferos herbívoros, los valores inferiores a -10 denotan una dieta formada exclusivamente por plantas C3 (típico de ramoneadores) mientras que aquellos superiores a -1 se atribuyen a consumidores de plantas C4 (pastadores) y los valores intermedios a animales con dieta mixta (tanto plantas C3 como C4)

    Estudio y Métodos


    Para el estudio se analizaron los datos obtenidos mediante distintos métodos en otros artículos anteriores, aunque sólo se usaron aquellos datos obtenidos por análisis isotópicos de hidroxiapatito y colágeno procedentes de esmalte, dentina o huesos (el resto se agrupó para comparar resultados)


    Figura 2. Mapa con las 4 regiones del estudio.
    Los análisis realizados en hueso o dentina se llevaron a cabo tras pretratar químicamente las muestras y eliminar el posible efecto de la diagénesis (contaminación con carbonatos secundarios) y así poder compararlos con los análisis de colágeno.

    Todos los datos recogidos se plasmaron sobre una reconstrucción de la vegetación sudamericana durante la última gran glaciación, y se observó que se podían agrupar en 4 ecorregiones, compuestas por bosque seco, sabana y praderas (FIGURA 2: Ecuador y Perú; la Cuenca Amazónica, Zona Intertropical Brasileña y una vasta extensión que incluye el sur de Brasil, Uruguay y el norte de Argentina)

    A continuación, se usó información paleobotánica y patrones geográficos para confirmar el tipo de hábitat inferido por los restos estudiados, con el fin de poder aportar una evaluación más sistemática de los patrones ecológicos.


    Resultados y Discusión


    Ecorregión 1. Perú y Ecuador


    En esta ecorregión sólo se dispone de información isotópica de 2 especies en la zona costera: Equus (MacFAdden et al., 1999) y Notiomastodon (Sánchez et al., 2004) aunque también se tienen datos de Cuvieronius (Sánchez et al., 2004) pero se obtuvieron a 2778 m de altura, no siendo típicos de la región.
    Los datos indicaban que los dos taxones ocupaban distintos nichos, ya que Equus únicamente pastaba hierbas C4 (δ13C = -0.80‰ a 2.10) y Notiomastodon tenía una dieta mixta de plantas C3 y hierbas C4 (predominando las segundas; δ13C = 5.97a 0.78)

    También se deducía que el hábitat que ocupaban era abierto y presentaba hierbas y arbustos, siendo la zona probablemente similar a cómo es actualmente.

    Ecorregión 2. Cuenca amazónica.


    Esta región contenía datos de hidroxiapatito procedentes de Perú y del norte de Bolivia que aportaban información sobre Notiomastodon (δ13C = 9.2) y Toxodon (δ13C = 15.4a 10.7‰) (Figura 3) Los datos sugieren que ambos se alimentaban exclusiva o principalmente de plantas C3, lo que concuerda con la predominancia de bosques cerrados y frondosos, aunque hay discrepancias sobre el tipo de bosque, surgidas a partir de estudios palinológicos.

    Anhuf et al. (2006) concluyeron que las características de aquel bosque eran distintas a las de hoy en día, habiendo sufrido cambios en su composición y distribución durante la última glaciación (formándose un pasillo de bosque seco entre el húmedo) Tomando esto como cierto, los megamamíferos de esta región habrían ocupado dicho pasillo, donde la diversidad de plantas C3, sumada a la proporción de plantas C4 que consumía Notiomastodon, habría favorecido la diferenciación de los nichos de ambas especies, aún tratándose de dos especímenes ramoneadores.

    Ecorregión 3. Región Intertropical Brasileña (ZIB)


    Dantas et al. (2013a) trataron datos para Notiomastodon, Eremotherium y Toxodon en esta región, y la subdivideron en 3 sub-regiones (A, latitudes 9-14°S; B, latitud 9°S y C, latitud 6°S)

    En la sub-región C, se obtuvieron datos sobre Eremotherium (δ13C = 0.50‰ y 5.22) Notiomastodon (δ13C = 0.44) y Toxodon (δ13C = 1.32‰) que indican que todos ellos tenían dietas basadas en hierbas C4, siendo todos pastadores.

    Pereira et al. (2013) presentó datos sobre otra especie que habitaba la región: el perezoso Valgipes, que se alimentaban exclusivamente de plantas C3 (δ13C = 10.17‰) presentando una dieta basada probablemente en hojas, brotes, raíces y frutas, de manera similar a Scelidotherium (Bargo, 2001)

    En la sub-región B únicamente había datos de Notiomastodon (δ13C = 1.86a 1.47) Toxodon (δ13C = 4.10a 1.51) y Eremotherium (δ13C = 6.65% a 0.30) que mostraban que Notiomastodon era un pastador, mientras que Eremotherium y Toxodon tenían una dieta mixta en esta región.

    Por último, en la sub-región A se pudieron tomar datos de 5 especies distintas: Eremotherium (δ13C =18.20) Notiomastodon (δ13C = 8.20a 5.00) Toxodon [δ13C =13.24y 12.60‰ (colágeno) y δ13C = 7.70a 5.50 (Hidroxiapatito)] Paleolama (Obtenido a partir de coprolitos) y Equus (δ13C =1.40to 3.7‰) Estos datos apuntaban a Equus como ramoneador, a Eremotherium y Paleolama como pastadores y a Notiomastodon y Toxodon como especies con alimentación mixta, aunque con preferencias por las plantas C3.

    En esta zona se puede ver una clara transición, en la cual el hábitat se hace cada vez más húmedo y frondoso, con mayor representación de las plantas C3 hacia la Sub-región A (con el aumento de la latitud) en contrapunto con el claro dominio de hierbas C4 en la sub-región C, similar a la actual Caatinga. La diferenciación de nichos en cada una de estas sub-regiones sería posible gracias a la inmensa variedad de cada tipo de plantas en su sub-región correspondiente (C4 en la C y C3 en la A) 

    Figura 3. Valores del análisis de cada especie según la latitud.

    Ecorregión 4. Sur de Brasil, Uruguay y Norte de Argentina.


    Esta ecorregión presentaba el grupo de datos más grande para Toxodon, Equus, Hippidion y Notiomastodon. También hay datos para Glyptodon, Sclerocalyptus, Neosclerocalyptus, Scelidotherium, Scelidodon, Macauchenia y Paleolama.
     
    En esta zona, los pastadores estaban representados por Equus (δ13C = 11.1a 0.80) y Toxodon (δ13C = 12.20a 1.50) aunque la dieta de Equus pasaba gradualmente a mixta entre 26 y 39°S. Notiomastodon (δ13C = 14.8 a 1.00) presentaba una dieta mixta y la de Hippidion (δ13C = -12.20a 8.10‰) era exclusivamente de plantas C3 (ramoneador)

    Las dietas de Scelidodon (δ13C = 8.7) y Selidotherium (δ13C = 6.0‰) a 32°S incluían tanto plantas C3 como hierbas C4. En el caso de Neosclerocalyptus, su dieta a 37°S (δ13C = 5.3‰) era también mixta, mientras que la de Sclerocalyptus se basaba en plantas C3 (δ13C = 10.5‰)

    Para Glyptodon, la dieta varía con la latitud desde una mezcla entre plantas C3 y C4 con predominancia de C3 a 32°S (δ13C = 8.8) a una dieta exclusiva de plantas C3 a 37°S (δ13C = 10.0‰) 

    Por último, los datos de Macrauchenia en latitudes altas (δ13C = 9.5a 5.7‰) indica también una dieta mixta, mientras que para Paleolama, la única representación de los camélidos, los valores por encima de 38°S (δ13C = 8.5‰) indican la consumición de plantas C3 en espacios abiertos.

    En resumen, ninguna de las especies de esta región era exclusivamente ramoneadora, únicamente había representación de pastadores (Equus y Toxodon) y especies de dieta mixta.

    Conclusiones


    Aunque es cierto que análisis paleobotánicos exhaustivos o los estudios sobre la morfología craneal y dental de los restos fósiles facilitan mucho la labor de establecer qué tipo de ecosistemas poblaban la Tierra hace millones de años, con estos estudios (y dada la concordancia con teorías basadas en paleobotánica y palinología) queda en evidencia la utilidad de los análisis isotópicos como método para analizar la dieta que tenía la especie a estudiar.

    Esto es de gran ayuda a la hora de trabajar en aquellas situaciones en las que los únicos restos disponibles son escasos (un diente, un hueso, etc) o incluso únicamente se encuentran rastros de su existencia (coprolitos) Personalmente, me parece fascinante cómo una pequeña muestra de un animal ya extinguido puede proporcionarnos tanta información, no sólo sobre su modo de vida ni de su hábitat, sino de sus relaciones con el resto de la biocenosis del lugar.

    De este modo, si en nuestra anterior entrada hablábamos de la Paleontología como herramienta para poder estimar los niveles de los océanos en el pasado, hoy hemos dado un paso más. Nuestro estudio ha colonizado los medios terrestres, permitiéndonos resolver una nueva porción del rompecabezas que forman los tiempos pasados de nuestro planeta.

    Ahora, ya sólo nos queda una última pregunta… ¿Cuál será nuestro siguiente paso? 



    Para descargar las tablas suplementarias con todos los valores de los estudios: Artículo.

    Para otros estudios sobre análisis isotópicos en la Paleontología: Datación de restos herbívoros.

    ¡EL PLEISTOCENO SE DESPIDE DE TODOS VOSOTROS!


    Bibliografía:

    • Anhuf, D., Ledru, M.P., Behling, H., Da Cruz, F.W., Cordeiro, R.C., Van der Hammen, T., Karmann, I., Marengo, J.A., De Oliveira, P.E., Pessenda, L., Siffedine, A., Albuquerque, A.L., Dias, P.L.D., 2006. Paleo-environmental change in Amazonian and African rainforest during the LGM. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 239, 510–527. 
    • Asevedo, L., Winck, G.R., Mothé, D., Avilla, L.S., 2012. Ancient diet of the Pleistocene gomphothere Notiomastodon platensis (Mammalia, Proboscidea, Gomphotheriidae) fromlowlandmid latitudes of South America: stereomicrowear and tooth calculus analyses combined. Quat. Int. 255, 42–52.
    • Bargo, M.S., 2001. The ground sloth Megatherium americanum: Skull shape, bite forces, and diet. Acta Palaeontol. Pol. 46 (2), 173–192. 
    • Dantas, M.A.T., Dutra, R.P., Cherkinsky, A., Fortier, D.C., Kamino, L.H.Y., Cozzuol, M.A., Ribeiro, A.S., Silva, F.V., 2013a. Paleoecology and radiocarbon dating of the Pleistocene megafauna of the Brazilian Intertropical Region. Quat. Res. 79 (2013), 61–65.
    • Domingo, L., Prado, J.L., Alberdi, M.T., 2012. The effect of paleoecology and paleobiogeography on stable isotopes of Quaternary mammals from South America. Quat. Sci. Rev. 55 (2012), 103–113. 
    • Kohn, M.J., Law, J.M., 2006. Stable isotope chemistry of fossil bone as a new paleoclimate indicator. Geochim. Cosmochim. Acta 70, 931–946.
    • Koch, P.L., 2007. Isotopic study of the biology of modern and fossil vertebrates. Stable Isotopes in Ecology and Environmental Science. 2, pp. 99–154.
    • MacFadden, B.J., 2005. Diet and habitat of toxodont megaherbivores (Mammalia, Notoungulata) from the late Quaternary of South and Central America. Quat. Res. 64 (1), 113–124. 
    • MacFadden, B.J., Cerling, T.E., Harris, J.M., Prado, J.L., 1999. Ancient latitudinal gradients of C3/C4 grasses interpreted from stable isotopes of New World Pleistocene horse (Equus) teeth. Glob. Ecol. Biogeogr. 8, 137–149. 
    • MacFadden, B.J., Shockey, B.J., 1997. Ancient feeding ecology and niche differentiation of Pleistocene mammalian herbivores from Tarija, Bolivia: morphological and isotopicevidence. Paleobiology 23 (1), 77–100.
    • Marcolino, C.P., Isaias, R.M.S., Cozzuol, M.A., Cartelle, C., Dantas, M.A.T., 2012. Diet of Palaeolama major (Camelidae) of Bahia, Brazil, inferred from coprolites. Quat. Int. 278, 81–86.
    • Pereira, I.C.S., Dantas, M.A.T., Ferreira, R.L., 2013. Record of the giant sloth Valgipes bucklandi (Lund, 1839) (Tardigrada, Scelidotheriinae) in Rio Grande do Norte state, Brazil, with notes on taphonomy and paleoecology. J. S. Am. Earth Sci. 43 (2013), 42–45. 
    • Sánchez, B., Prado, J.L., Alberdi, M.T., 2004. Feeding ecology, dispersal, and extinction of South American Pleistocene gomphotheres (Gomphotheriidae, Proboscidea). Paleobiology 30, 146–161.