Los mamíferos más antiguos de la Antártida

En esta entrada nos referiremos al artículo de Javier Gelfo, Thomas Mörs, Malena Llorente, Guillermo López y Marcelo Reguero. “The oldest mammals from Antartica, early Eocene of the La Meseta formation, Seymour Island”, ya que se encuentran nuevos fósiles de mamíferos de principios del Eoceno de la Isla de Seymour. 

Estas dos muestras encontradas presentan una amplia distribución en el Eoceno de América del Sur y la Antártida. Este evento supone la desaparición del puente que conectaba la Antártida Occidental y el sur de Sudamérica desde el Cretácico tardío hasta principios del Paleógeno.

Introducción

La Antártida es el único continente con una total falta de mamíferos terrestres, sus mares y costas están habitadas por un pequeño número de mamíferos adaptados a las condiciones polares. Pero en el pasado geológico, principios del Paleógeno, las condiciones climáticas y paleogeográficas sur (durante la última ruptura de Gondwana) eran muy diferentes.

El registro de fósiles encontrados se sitúa en la parte Occidental de la Antártica, en la Isla Seymour a la que denominaron formación La Meseta donde una campaña organizada por la Dirección Nacional del Antártico en colaboración la SWEDARP (Secretaría Sueca Polar de Investigación) encontró, entre ellos, un diente roto aislado y una falange intermedia de un mamífero terrestre en los niveles más bajos de la formación. 

Procedencia geográfica y estratigráfica de los restos descritos.

Métodos y materiales

El único material que se ha utilizado para fotografíar las falange y el diente es cloruro de amonio (para blanquearlos). Las mediciones se realizaron con un calibre digital (Schwyz) en mm.

Noroeste de la Isla Seymour, indica la formación.

Geografía y geología

El diente y la falange se encuentran en el Alomiembro del Acantilado II de la formación La Meseta (compuesto de arenas y limos con capas de conchas y bivalvos) entre niveles de Cucullaea y braquiópodos, datados en 55,3 Ma lo que representa una fracción del Eoceno temprano.

Paleontología

Describiremos los dos especímenes y discutiremos las implicaciones de su presencia geográfica y temporal, además de asignar a ambos mamíferos a una especie.

Clase: Mammalia

Familia Sparnotheriodontidae

Género: Notiolofos

Especie tipo: Notiolofos cf. N. arquinotiensis

Notiolofos cf. N. arquimotiensis (la barra de escala

 representa 10 mm)

Se trata de un fragmento de un braquiodonte molar inferior derecho, posiblemente M1 o M2. El diente tiene como dimensiones 18,44 mm de largo (mesiodistal) y 15,32 mm de ancho (labiolingual).

En cuanto al diente, está representado por un borde de dentina débil limitada por un borde de esmalte labial. El margen de la dentina coincide con una pequeña porción de la parte central en forma de V. Una cresta redondeada desciende de la parte distal del metacónido, la base del lado lingual del diente muestra una estructura de esmalte arrugada, esto lo compara en estructura a N. arquinotiensis, pero debido a que no hay suficiente información para diferenciar la muestra correctamente para corroborar su asignación a esa especie.

Clase: Mammalia

Clado: Eutheria

Falange. Vista en planta (A), dorsal (B), distal (C), proximal (D).

La escala representa 10 mm.

La falange está mejor conservada que el diente, tiene unas dimensiones de 20,45 mm de ancho y 11,4 mm de longitud, con un contorno trapezoidal y una superficie rugosa.

En cuanto a la descripción, en el lado proximal, hay dos concavidades superficiales para la articulación con la falange proximal. El borde dorsal de la epífisis proximal es convexa, y el lado ventral muestra una concavidad central en la posición de la prominencia. Hay un surco débil sobre la segunda concavidad, con agujeros alineados y redondeados.

La falange que describimos es demasiado grande para ser relacionado con cualquier otro marsupial conocido en la Antártida. La morfología de Xenartros (suborden de mamíferos placentarios) presenta una morfología muy distinta, con una articulación proximal dorso-ventral alta y pronuncia, muy diferente a la muestra obtenido por lo que lo rechazamos.

El mamífero con esta falange ungulada (grupos de mamíferos placentarios que se apoyaban y caminaban con el extremo de los dedos) se considera como Incertae sedis (esta expresión se utiliza para señalar la incapacidad para ubicar el taxón) ya que el tamaño de la muestra es pequeño y no de uno adaptado para soportar grandes pesos.

Discusión

Los restos aquí descritos pertenecen a los mamíferos más antiguos conocidos en la Antártida, están datados en 55,3 Ma. En la falange no se sabe muy bien a que pertenecen pero se le asigna a un Eutheria (infraclase de mamíferos) indeterminada, pero debe tenerse en cuenta que puede pertenecer a algunos ungulados nativos de América del Sur. En contraste, las afinidades sparnotheriodontid del diente son claras. Sparnotheriodontids fueron ungulados de tamaño mediano, con una distribución muy amplia.

Se sabe que hay unidades en localidades de América del Sur como en la Patagonia, Argentina que se parecen a las que hay en la Isla Seymour. Por lo que debería haber ocurrido antes de la desintegración de Gondwana, rompiendo el puente que conectaba Sudamérica y la Antártida Occidental.

Referencias

1. BOND, M., REGUERO, M. A., VIZCA I NO, S. F. and MARENSSI , S. A. 2006. A new ‘South American ungulate’ (Mammalia: Litopterna) from the Eocene of the Antarctic Peninsula.
2. FOSTOWICZ-FRELIK, L. 2003. An enigmatic whale tooth from the upper eocene of Seymour Island, Antarctica.
3. REGUERO, M. A., MARENSSI , S. A. and SANTILLANA, S. N. 1997. New land mammal-bearing localities from the Eocene La Meseta Formation, Seymour Island, Antarctica. 997–1000. In RICCI , C. A. (ed.). The Antarctic region: geological evolution and processes.

Los Mamíferos Más Antiguos de la Antártida

La búsqueda de registro fósil en las regiones polares de la Tierra supone un problema añadido al ya difícil trabajo del paleontólogo de encontrar lo que a veces se convierte en  la búsqueda de una aguja en un pajar, debido, obviamente, a las condiciones que se dan en estas latitudes: temperaturas de varias decenas de grados bajo cero, temporales de nieve y viento y problemas logísticos se suman al ya de por sí complicado trabajo de los investigadores. 

Concretamente en la Antártida, la única época del año durante la que es posible llevar a cabo este tipo de trabajos de búsqueda de fósiles es durante el verano (entre el 21 de Diciembre y el 21 de Marzo), a lo largo del cual las temperaturas oscilan entre los 0ºC y los -20ºC.

Es así cómo, en el verano austral de 2012-2013, el Instituto Antártico Argentino (DNA-IAA) asociado con el Swedish Polar Research Secretariat se estableció en una de las bases del continente para llevar a cabo excavaciones en la zona oeste del mismo, concretamente en la Isla Seymour, con el objetivo de rastrear los estratos Eocénicos, datados entre los 56,8 y los 49 millones de años. Posteriormente, se realizó el artículo científico en el que está basada esta entrada, llamado originalmente “THE OLDEST MAMMALS FROM ANTARCTICA, EARLY EOCENE OF THE LA MESETA FORMATION,SEYMOUR ISLAND”¹.

Hoy en día, la Antártida es el único continente en el que no habitan mamíferos terrestres. Aun así, sí encontramos esta clase de vertebrados en forma de mamíferos marinos adaptados a las condiciones extremas que se dan en el polo. Pero en el pasado, las condiciones climáticas eran muy diferentes, permitiendo la vida en superficie, por lo que se han podido encontrar fósiles y rastrear estos antiguos animales mediante excavaciones en los niveles eocénicos del oeste del continente. La isla Seymour (figuras 1 y 2) o Isla Marambio (Llamada así por Argentina, que posee una base del mismo nombre ubicada en este lugar), está localizada en el extremo oeste de la Península de Trinidad y es en este lugar donde se han llevado a cabo numerosas investigaciones sobre el período de enfriamiento Eoceno, que culminó con el inicio de la glaciación de la Antártida.

 Figura 1: Localización de Seymour Island en el continente Antártico. 

Figura 2: Vista del lado noroeste de la Isla Seymour. La flecha roja indica el lugar donde fue encontrado uno de los restos por el equipo argentino (Diente). 

Anteriormente a la investigación argentina, han sido recogidos en esta zona restos de cetáceos, mamíferos placentarios (Bond et al., 2006), gondwanetarios y astrapoterios (Bond et al., 2011).

Durante las excavaciones en el verano de 2012, se recogieron varias muestras de restos de vertebrados en la Formación de La Meseta de la Isla Seymour, en la zona del ‘Channel Site’, al sur del Cabo Wiman. Entre ellos un diente, aislado, y una falange intermedia de un mamífero terrestre. Estos restos aparecieron en un entorno marino en Acantilados II  de la Formación de la Meseta (Montes et al., 2013). Este nivel es estratigráficamente más bajo que cualquier otra unidad en la que se hallan encontrado restos de mamíferos de la Antártida.

En esta zona de La Meseta se registra un alto contenido en lodo y en consecuencia, escasez de niveles estratigráficos bien conservados. El espesor máximo es de 210 m, conteniendo una sucesión de lodos y arenas intercalados, con estructuras de deformación sinsedimentarias (deformaciones que ocurren al mismo tiempo que la sedimentación) de gran escala (Marenssi et al., 1998). Las limolitas calcáreas contienen numerosos restos de moluscos, equinodermos, hojas, artrópodos y peces. Además, concentrados en el lodo y en algunas venas ferruginosas, se encontraron pequeños fragmentos de madreas. Esta disposición deposicional puede ser interpretada como un antiguo estuario exterior (Marenssi, 1995)

Figura 3: Columna estratigráfica de la zona de estudio. Esta imagen se encuentra en el artículo original. 

El diente (figura 4) se encontraba compartiendo nivel estratigráfico con Cucullaea, un molusco bivalvo de agua salada, y braquiópodos. La parte preservada tiene 18,44 mm de largo y 15,33 mm de ancho y representa un molariforme completo (Bond et al., 2006). Los dientes de varios mamíferos placentarios, en contraste con los de muchos marsupiales, tiene un esmalte dental caracterizado por capas dispuestas en forma de X. Estas capas, conocidas como  bandas de Hunter-Schreger (HSB), poseen dos colores, uno claro y otro oscuro, intercalándose unas con otras. Normalmente, las HSB se encuentran rodeando horizontalmente la corona dental (Koenigswald, 1997), pero en el caso del resto encontrado en la Antártida, las HSB  están orientadas verticalmente, disposición ya descrita para el N. arquinotiensis, un ungulado presente en Sur América. Las HSB verticales también se han encontrado en rinocerontes vivos, aunque son más frecuentes en fósiles de rinocerontes, tapires de Asia y  Dinocerata de Sur América, un mamífero placentario ya extinto similar a los paquidermos. 

Figura 4: Vista oclusal del fragmento del molar. Reconstrucción del diente completo teorizada para ajustarse a la descripción de la especie. La barra de escala representa 10 mm. Esta imagen se encuentra en el artículo original. 

La falange (figura 5) se encontró bastante bien preservada, siendo sus dimensiones de 20,45 mm de ancho y 11,4 mm de largo, con morfología trapezoidal y superficie rugosa. Para interpretar el origen del resto, los investigadores desarrollaron dos líneas de investigación; la abundancia y tamaño de los taxones ya conocidos y presentes en el registro fósil de la Antártida y la estructura general de éstos restos.

Figura 5: Falange, De izquierda a derecha y de arriba a abajo, vista planta, vista dorsal, vista distal y vista proximal. La barra de escala representa 10 mm. Esta imagen se encuentra en el artículo original. 

Los marsupiales son los mamíferos de los que más fósiles se han encontrado en el Polo Sur, por lo que los investigadores contaban con abundante registro con el que comparar las características morfológicas de la falange encontrada en 2012, y gracias a ello pudieron inferir que el resto encontrado era demasiado grande para estar relacionado con algún marsupial habitante de la Antártida ya conocido. Llegaron a la misma conclusión comparando la falange con fósiles de mamíferos gondwanaterios, o “Bestias de Gondwana”, un clado de mamíferos ya extinto que habitaron el hemisferio sur entre el Cretácico superior y el Eoceno.

Continuando con la investigación, se realizaron comparaciones entre la falange hallada en la Isla Seymour y otros mamíferos placentados, como Myrmecophaga tridactyla y fósiles de Lestodon, Glossotherium y Scelidotherium, y otros no placentados originales del Eoceno de Patagonia, de la provincia de Mendoza e incluso de Brasil (Cifelli, 1983; Bergqvist 2008; Gelfo y Lorente 2012),  siendo los resultados no concluyentes y no permitiendo por tanto confirmar la hipótesis que relacionaba la falange encontrada con otros mamíferos del sur de América.

En consecuencia, se considera el resto como perteneciente a un mamífero incerate sedis, expresión utilizada en taxonomía para señalar la incapacidad de ubicar el resto en una clasificación exacta, aunque los investigadores mantienen su hipótesis de que el resto pertenece a un ungulado nativo de Sur América, por la similitud del fósil con la falange intermedia del tercer dedo de Liptoterna, un orden extinto de mamíferos placentarios que vivieron entre el Eoceno y Pleistoceno en ese continente, hace unos 55 millones de años, y teniendo a su favor que la datación de los restos los sitúa hace 55.3 millones de años.

Esta similitud temporal con los restos sudamericanos llevó a los paleontólogos a cuestionarse la edad mínima a la que el grupo de mamíferos se distribuyó entre el sur de América y en la Antártida. La hipótesis es que esta separación debió de darse antes de la ruptura de Gondwana, un evento que produjo la desaparición de las uniones terrestres entre ambos continentes con la destrucción del Istmo de Weddel, que unía el oeste de la Antártida con el extremo sur de Sudamérica desde el Cretácico Superior hasta el Paleógeno inferior (Eagles y Jokat, 2014).

Figura 6: Continente Gondwana. En la imagen se indican qué zonas continentales actuales se relacionarían con las presentes en el supercontinente. 

Esta mínima divergencia temporal puede indicar que el aislamiento de los vertebrados terrestres en la Antártida pudo darse 5 millones de años antes de lo que se pensaba hasta ahora, gracias a que el descubrimiento del diente y la falange dan un dato más preciso sobre la presencia de este tipo de mamíferos terrestres en el polo sur.

Referencias Bibliográficas

^1.  GELFO, J.N., MÖHRS, T. LORENTE, M., LÓPEZ, G.M., REGUERO, M. 2015. The oldest mammals from Antarctica, early Eocene of the La Meseta Formation, Seymour Island. Palaeontology, 58: 101–110. doi: 10.1111/pala.12121

BOND, m., REGUERO, M. A., VIZCAÍNO, S. F. and MARENSSI, S. A. 2006. A new “South American ungulate” (Mammalia: Litopterna) from the Eocene of the Antarctic Peninsula. 163-176. In FRANCIS, J. E., PIRRIE, D. and CRAME, J. A. (eds) Cretaceous-tertiary high-latitude palaeoenvironments, James Ross Basin, Antarctica. Special Publications, Geological Society of London, 258, 216 pp.

EAGLES, G. and JOKAT, W. 2014. Tectonic reconstructions for paleobathymetry in Drake Passage. Tectonophysics, 611, 28-50.

KOENIGSWALD, W. V. 1997. Brief survey of enamel diversity at the schmelzmuster level in Cenozoic placental mammals. 137-161. In KOENIGSWALD, W. V. and SANDER, P. M. (eds). Tooth enamel microsctructure. Balkema, Rotterdam, 288 pp.

MARENSSI, S. A. 1995. Sedimentologia y paleoambientes de sedimentación de la formación La Meseta, Isla Marambio, Antártida. Unpublished PhD Thesis, Universidad de Buenos Aires, 502 pp.

MARENSSI, S. A., SANTILLANA, S. N. and RINALDI, C. A. 1998. Paleoambientes sedimentarios de la aloformación La Meseta (Eoceno), Isla Marambio (Seymour), Antártida. Instituto Antártico Argentino, Contribución, 464, 51 pp.

MONTES, M., NOZAL, F., SANTILLANA, S., MARENSSI, S. and OLIVERO, E. 2013. Mapa Geológico de la isla Marambio (Seymour) Escala 1:20.000 Primera Edición. Serie Cartográfica Geocientífica Antártica. Madrid-Instituto Geológico y Minero de España; Buenos Aires-Instituto Antártico Argentino.