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domingo, 21 de febrero de 2021

¿Son los trilobites realmente marinos?

 ¿Son los trilobites realmente marinos?

La posible colonización de los trilobites en aguas no marinas



Los Trilobites, probablemente el fósil más reconocible y famoso (después del temido y característico Tyrannosaurus rex), fue uno de los artrópodos con mayor biodiversidad durante el Paleozoico, existiendo casi un total de 4000 especies distintas. Surgieron en el Cámbrico, y fue tras la segunda gran extinción (La del ORDOVÍCIDO-SILÚRICO, en la que se extinguió el 85% de las especies de la fauna) donde realmente alcanzaron su clímax en cuanto a diversidad y número en especies. Un aspecto muy relevante de los mismos, es que debido a su efímera presencia (en términos geológicos) por su rápida diversificación y extinción, su gran conservación fósil y su sencilla identificación, los trilobites son uno de los icnofósiles (Pistas fósiles) de mayor importancia para la datación en geología.

Siempre se ha vislumbrado al trilobite como un animal puramente marino, llegando a ser incluso un icono del mar, coleteando por las bastas aguas del Ordovícico. Pero más que recientes datos publicados en la “The Royal Society” de Londres, pertenecientes al estudio efectuado por M Gabriela Mángano, Luis A Buatois, Beatriz G Waisfeld, Diego F Muñoz, N Emilio Vaccari, Ricardo A Astini, sugieren otras posibilidades para este clásico y archiconocido animal.

 

El agua salobre se caracteriza por ser un tipo de agua la cual no es tan salina como la propia agua marina, ni tan poco salada como el agua dulce, sino que se encuentra en un punto intermedio entre ambos. Esta es típica de estuarios (punto donde desemboca un amplio rio en el mar). Cabe destacar que también existen mares con agua salobre como el mar báltico o el mar negro. Por lo que un grupo de investigadores barajaron la posibilidad de que debido a cambios en la marea en estos estuarios y por ende, cambio en la salinidad de estas aguas salobres, los trilobites pudieron habitar en ellas, viviendo en condiciones no marinas completas. 
Para ello los investigadores comprobaron el registro de rastros y fósiles de trilobites en 4 valles estuarinos diferentes (Furongian Tilcara Member, Furongian Pico de Halcón Member, la Formación Cardonal Tremadocian tardía temprana y Formación Dapingian-Darriwilian Alto del Cóndor).

Un aspecto importante fue el hecho de que los hábitats totalmente marinos presentan una alta diversidad en registros de fauna, a diferencia de los valles estuarinos, lo cuales presentan una muy escasa diversidad en registros de fauna (rara vez se encuentras registros de bivalvos y trilobites). Por lo que haciendo uso de este hecho, se pudo obtener información refinada de las restricciones bioestratigrafícas sobre la edad de los intervalos de estos valles.

El estudio de cada uno de estos valles se realizó en 3 zonas: estuarino interior, estuarino medio y estuarino exterior. Cada uno de estos segmentos se diferencia del resto por una concentración salina característica, ya que existe un gradiente de salinidad longitudinal (fluvio-estuarino interiorà estuarino medioà estuarino exterior [De menor a mayor salinidad]). 

Normalmente esto valles con la bajada del nivel del mar sufren un fenómeno geológico denominado como "valley incision" (corte del valle), en el que los valles son “cortados”, es decir, se forma una especie de "ranura" hueca en el valle. Estas "ranuras" después de formarse, son rellenadas por medio de sedimentos. Pero después por medio de transgresiones marinas (evento por el que el mar ocupa un terreno continental, desplazándose la línea costera tierra adentro. Pueden producirse por elevaciones del nivel del mar, hundimientos de costas etc) el valle vuelve a llenarse, y los sedimentos que se habían acumulado en estas "ranuras" se asientan y se comprimen dando a lugar a la formación de unos patrones que después pueden ser detectados y clasificados.
Como resultado de estas observaciones, se comprueba que hay un cambio vertical, a largo plazo, en la salinidad en cada ciclo de relleno del valle, sugiriendo una tendencia a condiciones más marinas (saladas) a medida que avanzamos hacia la cima del valle.


En los 4 valles estudiados, el registro de trilobites está ausente en estos rellenos de valles, unicamente se encontraron madrigueras producidas por gusanos en las zonas estuarino interior-exterior. A excepción de “Furongian Pico de Halcón Member”, donde no se encontraron directamente fósiles de trilobites en la zona esturiano interior, pero en la zona media sí que se registraron unas madrigeras raras, parecidas a la que hacen los gusanos, e icnofosiles Diplichnites (rastros realizados por artrópodos marinos y continentales durante su desplazamiento por sustrato arenoso). En otras palabras, huellas de sus patitas.

Este último hecho sumado a que se ha registrado actividad de trilobites en el estuario exterior, en forma de abundantes rastros fósiles, da a entender que estos trilobites como mínimo, fueron capaces de desplazarse a zonas de menor salinidad, como el estuario medio y exterior, y que pudieron sobrevivir en dichas condiciones. Teniendo en cuenta, que a pesar de que en el estuario exterior se alcanzan niveles de salinidad muy semejantes a los marinos, esta zona debe haber sufrido cambios de salinidad en épocas en las que el flujo de agua dulce es mayor. Esto último se ve reforzado por la existencia de grietas de sinéresis (estructura sedimentaria desarrollada por la contracción del sedimento), que se pueden producir por contracciones de la arcilla a modo de consecuencia de cambios de salinidad en el líquido que rodea al depósito.

Por último, el estudio de investigación sugiere como resolución, que puede que estos trilobites llevaran a cabo la “Amphidromy”, que es un tipo de diadromía (migración de peces de agua dulce a salado o viceversa), proceso en el que el organismo en estadio joven se reproduce en agua dulce, tras eso las larvas recién nacidas migran al mar, crecen un poco en el mar, y cuando llegan a su etapa joven vuelven al agua dulce donde se alimentan y se reproducen, repitiéndose el ciclo.


 

Bibliografía:

2021Were all trilobites fully marine? Trilobite expansion into brackish water during the early PalaeozoicProc. R. Soc. B.28820202263.

domingo, 6 de marzo de 2016

LA DIVERSIFICACIÓN DE LOS INSECTOS

Fig 1.Rhyniognatha hirsti Tillyard, 1928
"m" señala la posición de las mandíbulas
Con más de un millón de especies, los insectos representan más de la mitad de los organismos vivos conocidos (Foottit & Adler, 2009). El primer fósil de insecto data del Devónico inferior, hace unos 400 millones de años, y se trata de Rhyniognatha hirsti Tillyard, 1928. Durante este tiempo, los insectos han sobrevivido a los periodos de 
extinción masiva y se han adaptado a las nuevas condiciones (Labandeira & Sepkoski, 1993). Su fauna ocupa casi todos los nichos gracias a su gran diversidad y a su gran capacidad adaptativa (Grimaldi & Engel, 2005), pero, ¿de dónde viene tanta diversidad?

Fabien L. Condamine ,Mathew E. Clapham & Gael J. Kergoat (2016).Scientific Reports 6, Article number: 19208 

Puntos claves en la historia de los insectos

Fig. 2. Evolución de los insectos
La evolución de los insectos (figura 2) está marcada, por a) cinco periodos de extinción masiva, b) eventos bióticos, tales como la llegada de gimnospermas y angiospermas, así como la aparición de los principales clados que perduran hasta la actualidad, el desarrollo de la capacidad de volar y cambios en la radiación, c) cambios en la temperatura y en el nivel del mar, y d) eventos geológicos asociados a movimientos tectónicos, como vulcanismo, o a impactos de meteoritos.
Como hablábamos en el apartado b, los principales clados son holometábolos, es decir, cuentan con una metamorfosis completa (de la capacidad del vuelo y de la radiación hablaremos en otro momento, no seáis impacientes). Estos clados son los siguientes:

  • Hymenoptera: aparecieron en el Triásico. Comprende a las hormigas, avispas, abejas y abejorros.
  • Coleoptera: los primeros coleópteros datan del Pérmico. Son comúnmente conocidos como escarabajos.
  • Lepidoptera: surgieron durante el Cretácico superior. Son vulgarmente conocidos como mariposas.
  • Diptera: este orden apareció en el Triásico medio e incluye a las moscas, mosquitos y tábanos, entre otros.

Filogenia vs Registro fósil

Filogenia

Estudios macroevolutivos a nivel filogenético revelan que se han producido grandes cambios evolutivos siguiendo unos modelos evolutivos dinámicos (rápidos).
Se han propuesto múltiples hipótesis para tratar de explicar la dinámica de la diversificación de los insectos. Dentro de estas hipótesis (Labandeira & Sepkoski, 1993) , tenemos que la diversificación de los insectos resulta de:

  1. Alta resistencia a las extinciones
  2. Desarrollo de estructuras, como exoesqueletos, que les permitieron adaptarse a los nuevos nichos
  3. Aparición de nichos que favorecieron el desarrollo de determinados clados. 
El principal problema de la filogenética es que solo estudia grupos específicos y en determinadas franjas temporales (Moreau et al, 2006). Entre los acontecimientos más importantes se encuentran los siguientes: 
  • Los insectos aparecieron poco después de que las plantas colonizaran el medio terrestre.
  • La aparición de angiospermas generó una gran diversidad de los insectos voladores (Labandeira & Currano, 2013).
  • Aparición de los principales clados anteriormente nombrados.
  • No asocia en su totalidad la diversificación de insectos a los grandes eventos de extinción masiva, sino a eventos menores. Así, se diferencian dos tipos de periodos: 
  1. Cuatro periodos de diversificación: 1) Pérmico; 2) Jurásico inferior; 3) Cretácico inferior y       4) Eoceno-Oligoceno (Liu et al, 2009).
  2. Tres periodos de reducción de diversificación: 1) Triásico superior, asociado con la                   extinción permo-triásica; 2) Jurásico medio y 3) Cretácico superior-Paleoceno, asociado al         límite K-T (Renne et al, 2013). 

Registro fósil

Fig.3. Diversificación de insectos basada en el registro fósil 
Por otro lado, tenemos los estudios de la diversificación de insectos basados en el registro fósil (Fig.3.), los cuales concluyen que se produjo una diversificación importante (línea azul, primer gárafico) durante el Carbonífero y durante los periodos de extinción (a nivel de familias, gráfico 2) siendo estas últimos menores. A partir del Triásico, la  diversificación ha sido casi constante. También se aprecia una disminución importante de diversidad durante el Pérmico y el incio del Triásico (línea roja). En resumen, los registros fósiles apoyan que la diversificación ha sido constante en los últimos 220 millones de años, no debido a que haya habido poca diversidad, más bien a que han desaparecido y han aparecido un número equivalente de especies que se ha mantenido constante hasta la actualidad.

Una posible reconciliación
Aunque son dos puntos de vista distintos (velocidad frente a constancia), podrían llegar a complementarse, pues hay algo que es cierto, y es que los insectos han sobrevivido a eventos de extinción masiva y han conseguido adaptarse rápidamente a las nuevas condiciones y han mantenido estas estructuras constantes a lo largo del tiempo e incluso han llegado hasta nuestros días. Que no os extrañe que tras una catástrofe sobrevivan las cucarachas y otros insectos, pues ¿qué más da una catástrofe más?




Referencias 


  •  &  Insect biodiversity: Science and Society (Blackwell Publishing Ltd., 2009).
  • Grimaldi, D. & Engel, M. S. Evolution of the insects (Cambridge University Press, 2005).
  • Labandeira, C. C. & Insect diversity in the fossil record. Science 261, 310–315 (1993).
  •  &  The fossil record of plant-insect dynamics. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 41, 287–311 (2013).
  •  et al. Global cooling during the Eocene-Oligocene climate transition. Science 323, 1187–1190 (2009).
  • Moreau, C. S., , , .Science 312, 101–104 (2006).
  • Renne P. R. et al. Time scales of critical events around the Cretaceous-Paleogene boundary. Science 339, 684–687 (2013).