Navegando a contracorriente

Las ballenas son grandes mamíferos que poseen un largo cráneo (pueden llegar a medir hasta un tercio de la longitud total de su cuerpo), miden entre 5 a 25 metros de longitud y presentan una cola que les facilita subir a la superficie para que puedan respirar. Pertenecen al orden Cetacea.

En el artículo de Henry W., Louis L., Andrew L., Michael J., Fredrick K., Dale A., Manfred R., Matthew C. “A 17-My-old whale constrains onset of uplift and climate change in east Africa”, se encontró un fósil de ballena picuda (Ziphiidae) que podría explicar el levantamiento de la meseta del este de África, concretamente en la región de Turkana (Kenia).

                                          Ejemplo de ballena picuda (ziphiidae)

Fue encontrado en Loperot en el este de Turkana y descrito en 1975 por James Mead. Éste detalla la anatomía del fósil, su longitud era de unos 7m y explicó que se trataba de una ballena de alta mar que se quedó atrapado después de nadar por el río ya que esta ballena fue encontrada a 740 kilómetros hacia el interior del continente y a una altura de 620 m, se trata de una muestra de hace 17 Ma y se dice que de esta especie podría derivar las ballenas Straptoothed modernas. La ballena viajó desde el Océano Índico hasta el interior a lo largo de un sistema de drenaje en el Cretácico. 

La muestra se perdió y fue encontrada en la Universidad de Harvard en 2011 donde le enviaron al Museo Nacional de Kenia. La zona en la que fue encontrado el fósil corresponde al Cenozoico tardío de la Meseta del África Oriental. 

La muestra se compone de los maxilares y premaxilares (con una longitud de 82cm y la anchura de 55cm) rotos del cráneo. Se hace un análisis filogenético de la muestra que nos dice que es similar a tres géneros modernos, sobre todo Mesoplodon.

Se investigó si podría pertenecer a alguna especie de los delfines por su gran parecido pero la ballena de Kenia posee caracteres de otras de su especie o similares como la pérdida evolutiva de los dientes (caracteres que no se encuentran en ningún clado de delfines de río) y su longitud total es hasta tres veces mayor que la de los delfines.

Resultados y discusión

Anza Graben es una zona situada al norte y noreste de Kenia, constituye una longitud de 300 km y se encuentra recubierto, una parte de el, por areniscas y conglomerados. Estos materiales están asociados al fósil encontrado.

(A) Topografía de África donde nos indica la zona de la que vamos hablar. (B) Nos muestra la elevación > 1000m (línea blanca) y la edad de las rocas que superponen el fósil de ballena picuda y elflujo de lava de Yatta. (C) Indica el mapa geológico de la cuenca Lokichar Oligoceno-Mioceno.

El tamaño de la ballena indica que el río por el que entro era de bajo gradiente y de un tamaño considerable, éste pudo haber entrado por error en el río durante la migración a lo largo de la costa este de África y posteriormente fue incapaz de seguir su curso. Por lo tanto, el fósil refleja los patrones de drenaje del Mioceno y ayuda a limitar temporalmente la elevación de la meseta.

El paleoambiente en el Mioceno temprano, donde quedo atrapada la ballena, se caracterizó por las condiciones fluviales de poca pendiente en un ambiente húmedo, con vegetación densa. El sistema fluvial debe haber tenido suficiente descarga y conectividad con el océano abierto para proporcionar una vía sin restricciones para la migración de la ballena aguas arriba.

Indica la evolución topográfica y el drenaje en Kenia durante el Mioceno. (A) Se observa el levantamiento de la meseta aproximadamente hasta los 1000m. (B) Muestra el ascenso hasta los 1400m. La red fluvial importante continua.

La ballena comenzó su viaje desde Lamu y ascendió aguas arriba inundando partes de la zona que hoy en día se ha encontrado varios fósiles, incluido el de la ballena, eso nos indica que la meseta del África Oriental tiene que haber sido levantada un mínimo de 590 m durante los últimos 17 Ma.

El levantamiento de la meseta que comienza hace 17 y 13,5 Ma se correlaciona con un cambio en el paisaje, es decir, de césped a pastizales arbolados y la expansión del bioma sabana que se inició en el Mioceno medio. Aunque la edad de la ballena Turkana es anterior a la aridez que acompaña gran vegetación y cambios faunísticos durante el Mioceno y Plioceno de África, como el origen de los homínidos, su presencia indica la duración de ambientes húmedos.


Materiales y métodos

El fósil fue escaneado con un escáner de superficie NextEngine láser 3D. Se escanea tres partes: la parte posterior derecha, la izquierda posterior y las porciones del pico del cráneo conservado. Los conjuntos de datos y parámetro detallados de escaneo están archivados aquí.

También se realizó un análisis filogenético en el que la muestra estaba entre cinco subfamilias Hyperoodontinae, Indopacetus, Mesoplodon, Africanacetus y Ihlengesi. La filogenia revela muy poco sobre el individuo.



Referencias

1. Mead JG (1975) A fossil beaked whale (Cetacea: Ziphiidae) from the Miocene of Kenya. J Paleontol 45(4):745–751.
2. Bosworth W, Morley CK (1994) Structural and stratigraphic evolution of the Anza rift Kenya. Tectonophysics 236(1-4):93–115
3. Wichura H, Bousquet R, Oberhänsli R (2010) Emplacement of the mid-Miocene Yatta lava flow, Kenya: Implications for modelling long channelled lava flows. J Volcanol Geotherm Res 198(3-4):325–338.

Navegando entre cocolitóforos

En esta nueva entrada del blog, vamos a seguir navegando por el mundo marino de la mano de nuestros humildes, y ya familiares, “cocolitóforos”. He de reconocer, que no tenía ni la menor idea de que existieran, hasta que empecé a indagar y los descubrí en los artículos de Micropaleontología Marina.

Pero en esta ocasión, os contaré que nuestros amigos los "cocolitóforos" pueden hacer más cosas, aparte de sobrevivir a extinciones masivas, como os conté en la entrada anterior. En este caso, vamos a comprobar cómo a partir de acumulaciones de estos "cocolitóforos", que cómo ya sabéis son nanofósiles calcáreos y que sólo se pueden ver con un microscópico electrónico, se puede reconstruir la paleocenografía...¡NO OS PARECE FASCINANTE!    Como si de si de una novela de misterio se tratase podremos saber cómo era este increíble mar del Cenozoico. Así que os invito a viajar conmigo al pasado marino y dedicarle un ratito para aprender sobre estos alucinantes y desconocidos personajes.

Para ello me basaré en el artículo de Ryo Imai, Meutia Farida, Tokiyuki Sato, Yasufumi Iryu "Evidence for eutrophication in the northwestern Pacific and eastern Indian oceans during the Miocene to Pleistocene based on the nannofossil accumulation rate, Discoaster abundance, and coccolith size distribution of Reticulofenestra". Marine Micropaleontology 116 (2015) 15-27.

Introducción

Los protagonistas de este artículo son nuestros amigos los cocolitóforos, que son un tipo de de nanofósil calcáreo, y que en nuestro caso son los géneros Discoaster y Reticulofenestra. Ya sabemos quienes son, necesitamos, además, saber en dónde se ha realizado el estudio. Pues bien, para tal fin, se realizaron dos perforaciones, una en el Océano Pacífico Occidental y otra en el Océano Índico Oriental de donde se pudieron extraer acumulaciones de sedimentos, donde se encontraban estos organismos, que datan desde el Mioceno hasta el Pleistoceno. La conclusión final y más interesante del estudio es que se produjo una eutrofización de las aguas.

Teniendo esta información presente, los numerosos científicos marinos que investigan en estos temas, descubrieron que dependiendo de la tasa de acumulación de los cocolitóforos, se producían dos situaciones diferentes:

• ·        La abundancia de Discoaster y la presencia de grandes Reticulofenestra oligofrófico (Bukry, 1973)
• ·         Una disminución de Discoaster y reducción del tamaño de Reticulofenestra daba una termoclina más superficial, y por lo tanto, unas condiciones eutróficas.

Las dos situaciones no se producían a la vez, sino que el cambio de una a otra se debía a la abundancia y tamaño de nuestros compañeros. A lo largo del Mioceno al Pleistoceno cambian las condiciones del agua, lo que condicionará, no sólo la cantidad de nutrientes que puede haber en ellas sino también su temperatura media, afectando a los otros organismos que habiten en estas aguas.

Protagonistas

Pero vamos a conocer un poco más a nuestros protagonistas. En primer lugar, voy a hablar de Discoaster. Es un género extinto de nanoplancton con forma de estrella. La característica que le hace importante en esta entrada es su abundancia. Durante el Mioceno fue muy abundante pero a lo largo del tiempo fue disminuyendo lo que llevó, en el Pleistoceno, a ser poco abundante y propio de aguas eutróficas (Aubry, 1992). Pasando, por tanto, de unas aguas oligotróficas a eutróficas.

Figura 1. Muestras obtenidas en las acumulaciones en el Océano Pacífico oriental de Reticulofenestra (16b) y Discoaster (21).

Por otra parte, Reticulofenestra, destaca por la importancia de su tamaño (Young,J.R, 1990 y 1994). Durante el Mioceno los organismos de este género eran "muy grandes" (teniendo en cuenta que son nanofósiles) permitiendo unas condiciones oligotróficas. A medida que nos adentramos en el Pleistoceno, su tamaño se redujo, lo que determinó al igual que Discoaster una eutrofización de las aguas.

Muestras y método de estudio

Las muestras fueron recogidas en dos zonas diferentes, una en el Océano Pacífico Occidental y otra en el Océano Índico Oriental. En ambos lugares se hicieron dos perforaciones en los que se recogieron numerosas acumulaciones de sedimentos con edades del Mioceno al Pleistoceno y en las que se encuentran estos organismos.

Figura 2. Mapa de la situación de las dos perforaciones: Hole 1210 A (Océano Pacífico Occidental) y Hole 762 B (Océano Pacífico Oriental).

Una vez obtenidas estas muestras se pasa a hacer un estudio detallado de los "modelitos" de los organismos, es decir, de sus ensamblajes. A partir de los cuales se analizan para poder describir la relación entre Discoaster y Reticulofenestra, reconstruir cambios en el desarrollo de la termoclina y la nutriclina de estas edades y poder aclarar las diferencias de la paleocenografía de la mayor parte del Cenozoico.

Análisis

Teniendo en cuenta las tres observaciones anteriores se realizan numerosos gráficos para poder deducir el por qué de la eutrofización de las aguas. Pero yo he elegido el más claro para que os enteréis mejor de la historia.

Si nos fijamos en el agujero 726 B, situado en el Océano Índico Oriental, hay dos divisiones muy claras: En primer lugar, una que data de 14 a 8,8 M.a, es decir, que abarca hasta la mitad el Mioceno superior, y donde las condiciones que se daban en el agua eran claramente oligotróficas debido a la morfología de cocolitóforos. Pero a partir de este punto las aguas pasaron a ser eutróficas (aproximadamente 8,8 M.a. 

Figura 3. Esquema representativo del cambio de las condiciones del agua a lo largo del Mioceno y el Pleistoceno, que nos indica a la conclusión final.

Sin embargo, en el agujero 1210 A, que pertenece a la perforación realizada en el Océano Pacífico, la eutrofización tardó más en llegar. Únicamente se conoce que desde hace 5,5, M.a está vigente, durando las condiciones de aguas oligotróficas de 13,6 a 7,9 M.a. Pero a diferencia de la otra zona de muestra, pudo haber una zona de transición donde se produjese un cambio de los cocolitófaros para poder tener las condiciones adecuadas, que duró desde los 7,9 M.a hasta los 5,5 M.a cuando empezó la eutrofización de las aguas.

¿Qué es lo que produjo la eutrofización?

En ambos casos, se comprueba la evolución de las condiciones de las aguas, pasando de condiciones oligotróficas a unas condiciones eutróficas, determinado por los dos géneros que venimos viendo a lo largo de esta entrada. Evolución que no se produce a la vez en ambas perforaciones, si no poco a poco a lo largo del Mioceno hasta llegar al Pleistoceno según muestran las pruebas.

Pero, lo más interesante de todo esto es lo que produjo el cambio en las condiciones de las agua de estos dos lugares ¿Por que cambiaron de tamaño nuestros amigos? Aquí es donde entra la Geología. Unos eventos climáticos y tectónicos, fueron los culpables de cambiar las morfologías de nuestros dos protagonistas, y por lo tanto, de producir el cambio de condiciones en el agua para que estos dos nanofósiles calcáreos tuviesen que cambiar de tamaño y fueran menos abundantes.

Por lo tanto, y para finalizar la entrada, la eutrofización de las aguas no está simplemente determinada por estos organismos tan minúsculos, sino también por los eventos tanto climáticos como tectónicos pueden favorecer a estos cambios en las condiciones del agua según afirmas Zhisheng en 2001 y Zheng et al, 2004.

Bibliografía 

• Aubry, M.-P., 1992. Late Paleogene calcareous nannoplankton evolution: a tale of climatic deterioration. In: Prothero, D.R., Berggren, W.A. (Eds.), Eocene–Oligocene climatic and biotic evolution. Princeton Univ. Press, NJ, pp. 272–309.
• Bukry, D., 1973. Coccolith and silicoflagellate stratigraphy, Tasman Sea and Southwestern Pacific Ocean, Deep Sea Drilling Project Leg 21. In: Burns, R.E., Andrew, J.E., et al. (Eds.), Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project 21. U.S. Government Printing Office, Washington, pp. 885–893.
• Young, J.R., 1990. Size variation of Neogene Reticulofenestra coccoliths from Indian Ocean DSDP Cores. J. Micropalaeontol. 9, 71–86
• Young, J.R., 1994. Functions of coccolith. In: Winter, A., Siesser, W. (Eds.), Coccolithophores Cambridge Univ. Press, New York, pp. 63–83.
• Zheng, H., Powell, C.M., Rea, D.K., Wang, J.,Wang, P., 2004. Late Miocene and mid-Pliocene enhancement of the East Asian monsoon as viewed from the land and sea. Glob. Planet. Chang. 41, 147–155.
• Zhisheng, A., Kutzbach, J.E., Prell, W., Porter, S., 2001. Evolution of Asian monsoons and phased uplift of the Himalaya–Tibetan plateau since Late Miocene times. Nature 411, 62–66