Mamíferos, aves y arácnidos.

¡Parece que llegamos al final de nuestro paso por este blog!

He centrado el hilo conductor de mis tres entradas de este blog en nuevas especies descubiertas este último año que han resultado importantes para poder comprender como han ido evolucionando las especies hasta nuestros días, sobre todo en sus individuos más basales. Por ello, cada una de las entradas estaba enfocada en una clase de animal distinto:

Blog 1 - ¿Mamíferos en el Jurásico medio?

Aunque los dinosaurios sean los reyes del Mesozoico, hay que destacar las dos importantes diversificaciones de mamíferos (una en el Jurásico y otra en el Cretácico). En esta entrada hablo del estudio de una pequeña mandíbula de uno de los mamíferos más basales el cual ha ayudado a obtener más información sobre las primeras diversificaciones de la clase de los mamíferos y el origen de estos.

Blog 2 - ¡De plumas va la cosa!

¿Dinosaurios con plumas? ¿Aves? Temas bastante estudiados actualmente y de los que se siguen obteniendo datos. La especie de la que hablo en esta entrada, Chongmingia zhengi (Wang, et. al., 2016), es otro eslabón al que han clasificado como posiblemente el segundo más antiguo después del famoso Archaeopterix (Archaeopterix lithographica (Meyer, 1861)). Con lo cual este da información de estos primeros pajarillos basales.

Blog 3 - ¡Arañas!

En esta tercera entrada hablo de Idmonarachne brasieri (Garwood et al., 2016) un arácnido del Carbonífero que no llega a ser considerado aun una araña, pero ya posee alguna característica de estas, con lo cual ha dado bastante información de la evolución de estos arácnidos.

Como veis cada blog de una clase de animal distinto (mamíferos, aves y artrópodos), pero todas las clases animales son importantes para reconstruir la historia de la vida, una tarea paleontológica que considero de gran importancia y quizá por ello los tres artículos sobre los que he escrito despertaron mi interés lo suficiente como para escribir sobre ellos.

¡Esto es todo!

Referencias:

-Hermann von Meyer (1861) Archaeopteryx litographica und Pterodactylus von Solenhofen. N. Jhb. Mineralogie, Geognosie, Geologie und Petrefakten-Kunde : V + 678 - 679

-Min Wang, Xiaoli Wang, Yan Wang & Zhonghe Zhou. (2016) A new basal bird from China with implications for morphological diversity in early birds. Scientific Reports.

-Russell J. Garwood, Jason A. Dunlop, Paul A. Selden, Alan R. T. Spencer, Robert C. Atwood, Nghia T. Vo & Michael Drakopoulos (2016) Almost a spider: a 305-million-year-old fossil arachnid and spider origins.  Proceedings of the Royal Society B (volumen 283, publicación 1827).

Invitados indeseables

Los artrópodos han ocupado, como ya hemos visto anteriormente, casi todos los nichos de la Tierra, desde el suelo hasta el cielo, e incluso llegando a nuestras propias casas. Pero, ¿desde cuando convivimos con ellos? 

Arthropods of the great indoors: characterizing diversity

inside urban and suburban homes

Matthew A. Bertone​, Misha Leong, Keith M. Bayless, Tara L.F. Malow, Robert R. Dunn, Michelle D. Trautwein (2016). PeerJ 1582

Asociación humano-artrópodo

Fig. 1. La vida en las cuevas

Desde que los humanos existimos, siempre hemos convivido con otros organismos como animales domésticos y microorganismos (Martin et al, 2015). Sin embargo, el grupo más abundante que nos acompaña es el de los artrópodos. Uno de nuestros primeros hogares fueron las cuevas, sitios oscuros y húmedos, perfectos para la vida de numerosos artrópodos. Este hecho supone el origen de esta "unión" entre humanos y artrópodos (Araújo et al, 2009). Muchos de estos organismos se alimentaban de la sangre, por lo que resultaban perjudiciales para nuestros antepasados.

Adaptación

Conforme los humanos iban evolucionando y cambiando sus costumbres, los artrópodos se iban adaptando a ellos. Entre estos cambios destacan la construcción de viviendas, la domesticación de animales, la agricultura y la capacidad de almacenar alimento, lo que atrajo a nuevas especies debido a que las nuevas condiciones de los humanos proporcionaban refugio y alimento (Nielsen et al, 2000).

A medida que las viviendas iban evolucionando, las especies iban cambiando: un ejemplo de esto es que los escarabajos estercoleros han sido sustituidos por moscas.

Otro hecho, como la creación de transporte para el comercio, permitió la expansión de nuevas de nuevas especies a nivel global, tal es el caso de la mosca y de la cucaracha (Legner & McCoy, 1966).

Artrópodos en la actualidad

Actualmente, la diversidad de artrópodos con las que convivimos se basa principalmente en moscas, arañas, escarabajos y hormigas, según se muestra en el siguiente gráfico: 

Fig. 2. Diversidad de artrópodos de los hogares actuales

• Los más abundantes son los dípteros, con un 23%. Se tratan de moscas y mosquitos.

• Los siguientes son los arácnidos (19%), principalmente arañas y un bajo porcentaje de escorpiones, garrapatas y ácaros.

• Los coleópteros ocupan la tercera posición con un 16%. Son comúnmente conocidos como escarabajos.

• Los himenópteros contienen un 15% de esta diversidad. Están representados por hormigas, abejas y avispas.

•  El 27% restante se divide en varios órdenes, como blatoideos (cucarachas) o hemípteros (chinches), entre otros.

Muchos de estos animales resultan perjudiciales para el ser humano, debido a que son portadores de enfermedades (cucarachas) o pueden llegar a ocasionar daños en la estructura (termitas) (Robinson, 2005) y en los cultivos.

Muchas veces se ha intentado erradicar a estos individuos mediante el uso de pesticidas. Esta solución suele ser temporal debido a que algunos han llegado a desarrollar una resistencia a los pesticidas. Esto, ligado a su gran capacidad reproductiva y ,sobre todo, adaptativas, hace de los artrópodos unos inquilinos indeseables. 

Referencias

• Araújo A., Jansen A.M., Reinhard K. & Ferreira L.F. (2009). Paleoparasitology of Chagas disease: a review. Memórias do Instituto Oswaldo Cruz 104:9-16

• Legner E.F. & McCoy C.W. (1966). The housefly, Musca domestica Linnaeus, as an exotic species in the Western Hemisphere incites biological control studies. The Canadian Entomologist 98(03):243-248

• Martin L.J., Adams R.I., Bateman A., Bik H.M., Hawks J., Hird S.M., Hughes D.,   Kembel S.W. & Kinney K. (2015). Evolution of the indoor biome. Trends in Ecology & Evolution 30:223-232
• Nielsen B.O., Mahler V. & Rasmussen P. (2000). An arthropod assemblage and the ecological conditions in a byre at the Neolithic settlement of Weier, Switzerland.Journal of Archaeological Science 27:209-218

• Robinson W.H. (2005). Urban insects and arachnids: a handbook of urban entomology.Cambridge: Cambridge University Press.

 

Un bosque un tanto encantador, sin gnomos a su alrededor

Con rumbo NE y un adiós nos despedimos de Madrid y viajamos al distrito alemán del este de Chemnitz, Chemnitz-Hilbersdorf con el objetivo de adentrarnos en el bosque petrificado de Chemnitz. Pero no es un bosque cualquiera, es un bosque que quedó fosilizado por el sucesivo depósito de cenizas y flujos volcánicos que ocurrieron a finales del Sakmariense, Pérmico –haciendo cuentas y aunque cueste de imaginar, aproximadamente 290 millones de años–. Apenas se conservan bosques tan antiguos como éste en la actualidad.

Figura 1. Bosque petrificado de Chemnitz expuesto
en el centro cultural Kulturkaufhaus Tietz.

Artículo: Ludwig Luthardt, Ronny Rößler & Joerg W. Schneider (2016). Palaeoclimatic and site-specific conditions in the early Permian fossil forest of Chemnitz—Sedimentological, geochemical and palaeobotanical evidence. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018215005775)

SU HISTORIA EN TIEMPOS ANTRÓPICOS

Este bosque no es un descubrimiento de ahora, ya se conocía en el siglo XVIII debido a las actividades de explotación de minerales preciosos. Sin embargo, no fue hasta el siglo XIX cuando hubo un interés creciente en la paleobotánica (Barthel, 1976; Cotta, 1832; Rößler, 2000, 2006; Sterzel, 1904).

Entre 2008 y 2011 se realizaron campañas de excavación en Chemnitz-Hilbersdorf por el Museo Natural de Chemnitz, tiempo suficiente para obtener una visión más amplia del tanatocenosis local, la reconstrucción del hábitat y el descubrimiento de 53 árboles petrificados fijados aún al sustrato original, junto con una gran diversidad de ramas y tallos. En un único horizonte del suelo se encontraron hojas y moldes junto con once restos de artrópodos, reptiles y anfibios (Dunlop & Rößler, 2013; Feng et al., 2014; Rößler et al., 2012b).

Al mismo tiempo en 2009  se inició otra campaña de excavación en Chemnitz-Sonnenberg, distrito que comparte frontera con el de Chemnitz-Hilbersdorf (Rößler & Merbitz, 2009). Los investigadores Ludwig Luthardt, Ronny Rößler, Joerg W. Schneider pretenden proseguir durante los próximos años, con la excavación, con el fin de conocer el ecosistema del bosque petrificado, en cuanto a la diversidad de plantas y animales, su distribución espacial, las variaciones de las características ambientales en un área más amplia y las diferencias tafonómicas en correlación con las distancias al volcán.

UN AMOR INTERCONTINENTAL

Cojamos el coche DeLorean DMC-12 del científico Doc para retroceder unos 300 millones de años. Nos encontramos a finales del Carbonífero donde las diversas masas de tierra continentales estaban bastante juntas a medida que el supercontinente Pangea empezaba a tomar forma. 

Figura 2. Representación del contexto paleogeográfico 
de finales del Carbonífero.

A finales del Pérmico Gondwana y Siberia quedan soldadas a Laurasia (formada por los continentes Laurentia y Báltica), formando Pangea. El nivel del mar desciende por lo que la masa continental queda emergida. Se comunica el Pacífico con el antiguo Mediterráneo o Thethys, dando lugar al océano Panthalasa. Las aguas de este océano circulaban más libremente que en la actualidad, lo que daba como resultado temperaturas del agua más similares.

Figura 3. Representación del contexto paleogeográfico del Pérmico
 y localización del Mar de Zechstein.

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LA GEOLOGÍA DE CHEMNITZ

Figura 4. Características geológicas
de la zona de estudio.

El bosque petrificado se ubica en el este de la Cuenca Pérmica temprana de Chemnitz. La cuenca está fortificada al norte por un Macizo de granulitas y al sur por los Montes Metalíferos –en alemán Erzgebirge –. La cuenca está rellena de estratos rojos continentales intercalados con piroclastos del Pérmico temprano (del Asseliense al Artinskiense) y de la mitad al final del Pérmico (del Capitaniense al Wuchiapingiense). Sobre éstos aparecen depósitos marinos y evaporitas de las transgresiones del Mar de Zechstein, así como depósitos del Triásico Inferior (Legler & Schneider, 2008; Schneider et al., 2012).

¿QUÉ PEQUEÑAS Y GRANDES SORPRESAS SE ENCONTRARON?

Figura 6. Ubicación aproximada de la caldera Zeisigwald en el NE de Chemnitz compuesta por el material piroclástico expulsado por el volcán Zeisigwald. El número dos indica el sitio de la excavación Hilbersdorf, mientras que el cinco el de Sonnenberg.

YACIMIENTO DE HILBERSDORF

La excavación abarca una superficie de 24 por 18 m hasta una profundidad de 6 m. Se encuentra a 500 m de la estructura llamada caldera. Se encontraron los siguientes fósiles:

• Sistemas de raíces de helechos con semillas medullosan (35%), cordaitaleans (30%), helechos arborescentes psaroniaceous (22%) y calamitaleans (13%). También se encontraron 53 tallos de árboles, de los cuales el 30% permanece sin identificar. Los 37 tallos identificados se encuentran de pie, en posición de crecimiento. (Rößler et al., 2012b).

Figura 7. Sistemas de raíces de la vegetación forestal hygrophilous. La arenisca de grano medio da el color rojo a la superficie del terreno. El color negro de los restos radiculares lo da el manganeso y los óxidos de hierro. (Escala: 20 mm).

Figura 8. Raíz silicificada de una
Medullosa stellata. (Escala: 0,1 m).

Figura 9. Madera muerta cordaitalean. 

(Escala: 0,2 m).

• Pequeños fragmentos de huesos fosilizados de tamaños inferiores a 10 mm y conservados en fluorapatito . Debido a su pequeño tamaño, la identificación para designar la especie de vertebrado resulta una misión imposible, a excepción de una clavícula de anfibio y una mandíbula con dientes diminutos pertenecientes a un reptil.

Figura 10. Fragmento de hueso conservado en fluorapatito con relictos de tejido esponjoso. 

(Escala: 0,5 mm).

• Artrópodos (Arthropleura, diplópodos), arácnidos uropygid y un arácnido trigonotárbido, aún no identificado (Dunlop & Rößler, 2013 y Rößler et al., 2012b).

Figura 11. Arácnido trigonotárbido. (Escala: 2 mm).

• Dos escorpiones completos y varios fragmentos, producto del proceso de la ecdisis, enterrados en sus madrigueras oríginales, a pocos centímetros por debajo de la superficie del paleosuelo. Estos hallazgos representan los primeros fósiles del cuerpo del escorpión completamente conservados desde el Pérmico.

Figura 12. Uno de los dos escorpiones encontrados en su madriguera. 

La zona de color rojiza señala el contorno de la madriguera. 

(Escala: 10 mm).

• Grandes gasteropodos terrestres encontrados a 0,4 m por debajo de la superficie del paleosuelo. Pertenecen al género Dendropupa (Rößler et al., 2012b) y paracen estar relacionados con D. walchiarum Fisher del Pérmico Inferior de Francia. También pueden ser comparados con el D. Zareczenyi Panow del Pérmico Inferior de Polonia (Stworzewicz et al., 2009) y D. Vestusta del Pensilvaniense Inferior de Nueva Escocia, Canadá (Falcon-Lang et al., 2004). Los gasterópodos se conservan normalmente como moldes de óxidos de manganeso o hierro, y raramente como conchas silicificadas. Se han encontrado en zonas próximas a las raíces y troncos de madera muerta, lo que parece indicar que pudieron establecer un tipo de interacción con estas partes de los árboles para alimentarse de microartrópodos, algas, hongos o bacterias.

Figura 13. (E) Gasterópodos silicificados (Barra de escala: 2 mm). 

(F) Masa de gasterópodos en un fragmento de madera muerta, 

conservado como moldes rellenos con óxidos de hierro.

(Escala: 20 mm ).

• Dejando lo mejor para el final, os presento uno de los más famosos fósiles, el más grande calamite documentado en el mundo hasta la fecha, Arthropitys bistriata, con una longitud de 15 m. (Feng et al., 2012 y Rößler et al., 2012a).

YACIMIENTO DE SONNENBERG
Se ubica a 1,5 km de la excavación de Hilbersdorf y a 2 km SO del centro de erupción estimado. Solamente se han encontrado restos muy fragmentados de brotes de hojas (aún no identificados) y un tronco petrificado con un diámetro de 0,60 m. Este tronco se encontró en posición horizontal enterrado en dirección NE-SW (Rößler & Merbitz, 2009) en un estrato de depósitos de flujos piroclásticos (L3) que parece correlacionarse con la unidad S3 en Hilbersdorf (Eulenberger et al., 1995).

Figura 14. (C) Sección litológica de la excavación Sonnenberg. 

(D) Sección litológica de la excavación Hilbersdorf.

LOS ANILLOS DE LA VIDA DE UN CALAMITE

   Se estudiaron las variaciones de densidad del tejido de dos especies de calamites: Arthropitys bistriata (Fig. 15) y Arthropitys sterzelii (Fig. 16). El primero pertenece a la excavación de Hilbersdorf, mientras que el segundo se encontró en una zona próxima a ella.

   Ambas muestras presentan anillos similares a los anillos falsos, que son aquellos que presentan zonas radiales difusas de células ligeramente pequeñas y de paredes gruesas (Creber & Chaloner, 1984).

         Figura 15. A. bistriata (A) Las variaciones de densidad del tejido viene representado por el cambio de colores: la repentina disminución de tamaño y la deformación de las celulas, seguida de una fase de recuperación con un crecimiento celular normal. (Escala: 50 mm). (B) Los intervalos entre los anillos son más anchos e irregulares en la zona central, mientras que en las partes más distales presentan intervalos más estrechos y más regulares. b- variaciones en la densidad del tejido irregular, c- el anillo se asocia a una lesión grave de la parte externa del tronco, d- tejido de callo en crecimiento a ambos lados de la cicatriz asociado con fisuras resultantes de una lesión externa, e- fisuras causadas por la contracción de la madera,  f- variaciones en la densidad del tejido regular interrumpida en su parte inferior por fisuras. 

Figura 16. A. sterzelii. Se observa una disminución del engrosamiento de la pared celular. 

(Escala: 50 mm). 

    Las variaciones de densidad de los tejidos pueden  ser el resultado de una serie de posibles eventos como heladas, sequías severas, defoliación, incendios, rayos, caída de cenizas volcánicas o inundaciones (Byers et al., 2014, Creber & Chaloner, 1984 y Schweingruber & col., 2011). Sin embargo, las inundaciones fueron descartadas de acuerdo con el registro fósil, lo mismo ocurrió con los incendios forestales, puesto que no se encontró carbón en el paleosuelo y, así sucesivamente con el resto de eventos, quedando dos posibles: las sequías severas y la caída de cenizas volcánicas. La primera porque la presencia de anillos falsos es frecuente en zonas tropicales y subtropicales, así como en las regiones áridas del desierto (Chapman, 1994, Creber & Chaloner, 1984 y Schweingruber et al., 2008), mientras que la segunda podría ser el presagio de la gran erupción del volcán Zeisigwald.

    Aún resulta difícil conocer si la causa de las variaciones de densidad de los tejidos de ambas especies se debe al mismo evento. Investigaciones futuras serán capaces de reconocer los acontecimientos climáticos de corta duración y su correlación con el modelo paleoclimático a partir de las variaciones de densidad del tejido (Roscher & Schneider, 2006).

      CONTEXTO PALEOCLIMÁTICO Y AMBIENTAL

   La información del paleosuelo del bosque de Chemnitz indica un hábitat húmedo, pero no puede ser designada de alta humedad porque las plantas leñosas registran oscilaciones sensibles al clima. La aparición de escorpiones conservados en sus madrigueras originales refuerza la idea de condiciones adecuadas para la vida en cuanto a la humedad del suelo, la aireación y los minerales disponibles en el sustrato.

    Sin embargo, el comportamiento de madriguera de gasterópodos terrestres nunca ha sido documentado en el registro fósil del Paleozoico. Podría interpretarse como una estrategia de supervivencia con el fin de evitar la desecación durante los períodos de sequía.

   

   Los  organismos  encontrados en  Chemnitz  (gasterópodos  terrestres, arácnidos, diversos vertebrados y artrópodos) reflejan un ecosistema relativamente joven con una pirámide trófica bien desarrollada.

    
CITAS BIBLIOGRÁFICAS

• Barthel, M., 1976. Die Rotliegendflora Sachsens. Abhandlungen des Staatlichen Museums für Mineralogie und Geologie zu Dresden 24 (190 pp., Dresden).
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