YARRABUBBA, UN CRÁTER DE LO MÁS PRIMITIVO QUE… ¿DIO FIN A LA EDAD DE HIELO?

Un artículo (Timmons M. Erickson et al. 2020) de la revista Nature Communications da a conocer que recientemente, científicos de la NASA han hallado un cráter de 70 km de diámetro (originalmente) en Australia Occidental. 

Mapa del cráter / The conversation

Ubicación del cráter en 

Australia occidental / Wikipedia

Fue considerado como uno de los cráteres más antiguos hasta la fecha; aunque, en un primer momento no se conocía con exactitud a cuando se remontaba, porque su estructura quedó muy erosionada. Sin embargo, Erickson y su equipo de investigadores de la Universidad de Curtin en Australia, lo consiguieron datar buscando rocas que mostraran signos de estar sometidas al impacto y al calor de un meteorito. En particular, recolectaron muestras de rocas que contienen dos minerales: circón y monazita. Los minerales son cristales que contienen uranio y plomo, cuya proporción se puede medir para determinar la edad de la roca. Para ello, utilizaron un método de datación muy preciso que emplea la geocronología U-Pb llevada a cabo in situ y dirigida por una espectrometría de masas de iones secundarios (en pocas palabras: una microsonda iónica de alta resolución y sensibilidad). A través de un proceso de recristalización de los minerales, los científicos midieron el uranio y el plomo en esos cristales para calcular su edad; se pueden encontrar más detalles de su estudio en Nature Communications.

Una imagen de un fragmento de circón 

que muestra una textura 

de recristalización / Nasa

De esta forma, se ha podido conocer que su origen se remonta hace 2.229 billones de años y, por tanto, es considerado el cráter más arcaico hallado hasta la fecha. ''Es 200 millones de años más viejo que el cráter más antiguo conocido anteriormente, que era el de Vredefort Dome de más de 200 kilómetros en Sudáfrica'', explicaron desde la NASA.

El hecho antes mencionado, da que pensar si otros cráteres no encontrados, de los que tenemos indicios gracias a restos encontrados del impacto, pudieron ser anteriores y si podremos dar con ellos en algún momento. El planeta Tierra es un punto de continuo cambio, de modo que hechos pasados han podido quedar enterrados. “Yarrabubba tiene la mitad de la edad de la Tierra y nos deja la pregunta de si todos los cráteres más antiguos se han erosionado o están por ahí esperando a ser descubiertos”, afirma Aaron Cavosie, investigador de la Universidad Curtin.

El hallazgo y la datación de nuevos cráteres aporta indicios sobre la historia del planeta Tierra, así como de su influencia en la evolución de los seres vivos. "Este tipo de descubrimientos reescriben las páginas de los libros de historia y nos informan sobre la evolución temprana de la Tierra", dijo Cavosie a ScienceAlert . “Los científicos se preguntan cómo los impactos de meteoritos podrían relacionarse con la formación de los continentes. También nos gustaría saber cuándo la frecuencia de los impactos de meteoritos disminuyó hasta el punto en que la vida podría emerger y prosperar”, dijo Erickson. "Todas estas son grandes preguntas en el campo de la ciencia".

Cráter de Yarrabubba / El Intransigente América News

En el momento en el que impactó el meteorito que provocó la aparición de Yarrabubba, la vida contaba con mil años de existencia; pero en ese entonces, empezaron a desarrollarse unos organismos fotosintéticos que empleaban la energía proporcionada por el Sol para reproducirse. La cantidad de oxigeno atmosférico aumentó, permitiendo la aparición posterior de nuevos organismos. Se sabe que la llegada de meteoritos provocó cambios significativos en la atmósfera terrestre y en la evolución de los seres vivos.  

La fecha en la que apareció Yarrabubba coincidió con un periodo de glaciación que azotó el planeta, llamado “Tierra bola de nieve”. “Existen pruebas geológicas, que son distintas al estudio, basadas en la presencia de depósitos, de la existencia de glaciares en la Tierra hace entre 2.400 y 2.200 billones de años. Y el depósito más joven, hallado en Sudáfrica, coincide con la edad del impacto de Yarrabubba”, explicó Timmons Erickson del centro Johnson de la NASA, autor principal del artículo. 

Tierra bola de nieve / Tiempo

Aunque no haya ninguna prueba que evidencie la existencia de un glacial en la zona del impacto, “es interesante señalar que en ese lugar hay una ausencia de depósitos de hielo en la memoria de los minerales durante unos 400 millones de años después del impacto”, subrayó Christopher Kirkland, otro de los autores.

Mapa de la estructura de impacto de Yarrabubba y la localización en las que se muestra / Nature

Científicos de la NASA llevaron a cabo modelos digitales con los que pretendían explicar que pudo llegar a pasar; desarrollaron una hipótesis que consistía en que un meteorito hubiera caído en una zona helada, atravesando una capa de hielo de 5 kilómetros, y que hubiera proyectado a la atmósfera una cantidad enorme de vapor de agua. “Si el clima estaba en un estado de bola de nieve, un impacto del tamaño de Yarrabubba pudo no ser suficiente para inclinarlo hacia un clima más cálido. Sin embargo, si estaba en una etapa de transición de frío a cálido, Yarrabubba pudo haber acelerado esa transición. La cuestión que se debe probar ahora es cuánto tiempo puede permanecer en una atmósfera fría el vapor de agua y si ese tiempo es suficiente para calentar el clima”, explica el investigador de la NASA, Erickson. 

La expulsión de ese vapor de agua, un gas de efecto invernadero, habría generado un calentamiento del planeta acabando, así, con la glaciación. Sin embargo, esta situación no es la normal, ya que los impactos de meteoritos están, más bien, asociados a procesos de enfriamiento; como es el caso de el meteorito que cayó en Yucatán y dio por finalizado el reinado de los dinosaurios. “Nuestras simulaciones son únicas en un periodo de glaciación”, destacó Timmons Erickson, admitiendo que esto es solo una “hipótesis”. “Esperamos que esta incite a otros investigadores a estudiar las consecuencias climáticas de un impacto” durante ese periodo glacial. 

Como conclusión final, puedo decir que me ha resultado muy interesante comentar este hallazgo, ya que he aprendido mucho sobre toda la información que puede ofrecernos el descubrimiento y datación de cráteres en el planeta Tierra. Si que es cierto que aún quedan por resolver muchas incógnitas de épocas pasadas, pero poco a poco vamos conociendo más sobre esas épocas que siguen siendo desconocidas para nosotros, gracias a ciertos elementos que el planeta deja al descubierto.

Espero que os haya resultado entretenida esta entrada en el blog. Nos vemos en la próxima. 😊

Artículo original:

Timmons M. Erickson, Christopher L. Kirkland, Nicholas E. Timms, Aaron J. Cavosie & Thomas M. Davison. (2020). Precise radiometricage establishes Yarrabubba, Western Australia, as Earth’s oldest recognisedmeteorite impact structure. Nature Communications. 11: 300

Otros artículos:

Nicholas E. Timms, Timmons M. Erickson, Mark A. Pearce, Aaron J. Cavosie, Martin Schmieder, Eric Tohver, Steven M. Reddy, Michael R. Zanetti, Alexander A. Nemchin, Axel Wittmann. (2016). A pressure-temperature phase diagram for zircon at extreme conditions. Science. 165: 185-202. 

Francis A. Macdonald, John A. Bunting, Sara E. Cina. (2003). Yarrabubba - a large, deeply eroded impact structure in theYilgarn Craton, Western Australia. Science. 213: 235-247.

Otras fuentes de información:

ElPais. Identifican el cráter más antiguo de la Tierra y lo relacionan con el fin de una glaciación gigantesca. (2020) Disponible en: https://elpais.com/elpais/2020/01/21/ciencia/1579607645_424015.html [con fecha de acceso el 4/2/2020]

Cosmos. Yarrabubba is Earth’s oldest known impact structure. (2020) Disponible en: https://cosmosmagazine.com/geoscience/yarrabubba-is-earth-s-oldest-known-impact-structure [con acceso el 4/2/2020]

ScienceAlert. Geologists Confirm a Staggering 2.2 Billion-Year-Old Impact Crater in Australia. (2020) Disponible en: https://www.sciencealert.com/a-crater-in-australia-is-earth-s-oldest-known-meteoroid-impact [con acceso el 4/2/2020]

Publimetro. Yarrabubba: Científicos descubren el cráter más antiguo de la tierra. (2020) Disponible en: https://www.publimetro.cl/cl/noticias/2020/01/23/yarrabubba-cientificos-descubren-crater-mas-antiguo-la-tierra.html [con acceso el 4/2/2020]

N+1. Yarrabubba: el cráter más antiguo de la Tierra tiene 2 mil millones de años de antigüedad. (2020) Disponible en: https://nmas1.org/news/2020/01/25/crater-yarrabubba [con acceso el 4/2/2020]

Wikipedia. Yarrabubba crater. (2020). Disponible en: https://en.wikipedia.org/wiki/Yarrabubba_crater [con acceso el 4/2/2020]

La helada relación entre el mar de Japón y los cocolitóforos

Buenos días, tardes o noches de nuevo, queridos lectores. 
Sí, lo habéis adivinado, vengo con más algas unicelulares marinas que son increíblemente importantes para la paleoceanografía y la paleoecología. Como siempre hago, voy a empezar esta maravillosa entrada presentando a los microscópicos amigos de hoy.

1. Los colores en los cocolitóforos indican su carbonato cálcico

Los cocolitóforos o cocolitofóridos son algas unicelulares que componen probablemente el grupo más abundante y más conocido del fitoplacton. Aunque éstas algas prosperan más facilmente en mar abierto también podemos encontrarlas en zonas costeras (Castro & Huber. 2007). 
El artículo que ha hecho que elija a los cocolitóforos como las estrellas del día los relaciona con el mar de Japón y su evolución en los últimos 460 mil años (Saavedra-Pellitero, M., Baumann, K., Gallagher, S., Sagawa, T. & Tada, R. 2019. Paleoceanographic evolution of the Japan Sea over the last 460 kyr – A coccolithophore perspective. Marine Micropaleontology, DOI).

2. Algunos de los cocolitóforos rcogidos
en la zona vistos a microscopía electrónica

Cómo se da esta relación os preguntaréis... Pues bien, se ha comprobado que los cocolitóforos se veían afectados por los cambios glacioeustáticos de los niveles marinos y, sumando datos extraídos con foraminíferos (si, esos pequeños de los que hable en mi primera entrada), se determinó que también eran afectados por las variaciones que se han producido en la corriente de Tsushima (rama de la corriente de Kuroshio en el mar de Japón), que ha sido investigada desde 1991, como se expresa en un artículo muy interesante de la revista JGR: Oceans (Lie & Cho, 1994). 
Profundizando un poco más en lo dicho, durante la investigación gracias a los cocolitóforos se determinaron los cambios de entrada de la corriente de Tsushima en la parte central y sur del mar de Japón (o parte este del mar de Corea). Y por otro lado, con colonias de cocolitóforos dominadas por las especies Emiliania huxleyi y Gephyrocapsa, se reveló una gran relación entre los cambios de nivel marino y la variabilidad oceánica durante los últimos cinco ciclos de glaciaciones/interglaciaciones. Unidos todos los datos se observa como durante las glaciaciones la producción de cocolitóforos disminuía y no se producía flujo de entrada por parte de la corriente Tsushima. Contrariamente, durante las etapas de interglaciación los cocolitóforos y los indicadores de flujo de la corriente alcanzaban su pico de abundancia.  

3. Mapa de las corrientes que actúan en el mar de Japón

Pero es que la cosa interesante no acaba aquí, debemos hablar de los MIS (marine isotope stages) y como los cocolitóforos dominaban la conconcetración de carbono en los estadíos previos a MIS8 sufriendo una gran época de creciemiento en MIS11 y 9. Suena un poco lioso, y debo decir que me ha llevado mis horas poder comprenderlo, pero básicamente y resumiendo la situación, la presencia de cocolitóforos varía las concentraciones de carbono en diferentes etapas que son clasificadas en base a los niveles de oxígeno marinos.
En conclusión, todo estos cambios que se han producido en la química del carbono a raíz de los cambios glaciales en el mar de Japón debe tenerse muy en cuenta para futuros modelos paleoceanográficos y paleoclimáticos de dicha zona. 
Con esto, y acabando con mis ganas de impulsar la necesidad de preocuparnos por el cambio climático, podemos ver como afectan las glaciaciones y deglaciaciones a las químicas marinas lo que puede resultar en graves problemas en la fauna y flora tan rica que habita en las aguas de este nuestro planeta. Debemos darnos cuenta de que no son tonterías y que el punto irreversible para arreglar la situación cada vez está más cerca. 

Así me despido, espero que os haya parecido tan interesante como a mí y que hayáis disfrutado con los invitados del día, los cocolitóforos (y no, para nada he elegido el artículo por mi obsesión con la cultura asiática)

REFERENCIAS

- Castro, P. & Huber, M.E. 2007. Biología marina. McGraw-Hill España, 327 pp.
- Lie, H. & Cho, C. 1994. On the origin of the Tsushima Warm Curren. Journal of Geophysical Research: Oceans, 99: 25081-25091
- Saavedra-Pellitero, M., Baumann, K., Gallagher, S., Sagawa, T. & Tada, R. 2019. Paleoceanographic evolution of the Japan Sea over the last 460 kyr – A coccolithophore perspective. Marine Micropaleontology, DOI

IMÁGENES

- Imagen 1
- Imágenes 2 y 3

De descubrimiento en descubrimiento

Bienvenidos de nuevo al lugar donde seguir satisfaciendo vuestra curiosidad. Hoy, como habréis podido deducir por el (nada revelador) título, os voy a contar acerca de animales que ahora mismo no nos creeríamos que llegaron a existir alguna vez, pues se trata de una especie nueva. En mi último post os hablé de una especie reptil nueva encontrada en Argentina, América. Esta vez nos movemos geográficamente a un continente distinto: Europa. Los restos fósiles de esta nueva especie, denominada Ophisaurus manchenioi, han sido encontrados en Abanilla, localizada en la Región de Murcia, España (Europa).

Esta especie recibe su nombre “Ophisaurus” de su pertenencia a dicho género y “manchenioi” del paleontólogo de la Universidad de Murcia, Miguel Ángel Mancheño, pues el hallazgo ha sido dedicado a él. Los restos fósiles encontrados en los yacimientos de Quibas, en el municipio de Abanilla de la Región de Murcia han sido un maxilar, tres mandíbulas, dos parietales, vértebras y un osteodermo. Este último queda definido como la placa ósea que se encuentra en la piel o escama de los animales. Los parietales han sido las piezas que han permitido a los paleontólogos diferenciar esta especie de otras del mismo género.

Figura 1. Restos fósiles de la mandíbula o dentario izquierdo de la especie Ophisaurus manchenioi, encontrada en Abanilla. Foto tomada por el Instituto Catalán dePaleoecología Humana y Evolución Social (IPHES)

Figura 2. Restos fósiles de la vértebra dorsal perteneciente a la especie Ophisaurus manchenioi, encontrada en Abanilla, Murcia. Foto tomada por el Instituto Catalán de Paleoecología Humana y Evolución Social (IPHES)

Este hallazgo lo ha llevado a cabo el Instituto Catalán de Paleoecología Humana y Evolución Social (IPHES) en colaboración con el Museo Nacional de Historia Natural de París (MNHN), y han publicado sus resultados en la revista "Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology". Dicho artículo actualmente se encuentra disponible digitalmente y no lo encontraremos en papel hasta abril de este año 2019, donde se dispondrá en el volumen 520 de la revista, en las páginas 96-113.

Esta nueva especie, caracterizada como un lagarto desarticulado de 40 centímetros de longitud de la familia Anguidae, se ubica temporalmente en la transición del Pleistoceno Temprano-Medio de la Sierra de Quibas. El Pleistoceno es una época dentro del periodo del Cuaternario en la Era del Cenozoico, que tuvo lugar desde hace 2,59 millones de años hasta hace 10.000 años. Fue definido por el tamaño de las especies de moluscos y crustáceos aún vivos y estaba caracterizado por sistemas glaciares.

La especie Ophisaurus sigue existiendo actualmente en zonas subtropicales en América del Norte, África del Norte y el Sudeste Asiático. Sin embargo, esta nueva especie es el fósil más antiguo encontrado en Europa. Se cree que la causa de la desaparición del Ophisaurus manchenioi es la glaciación extensa que tuvo lugar en la transición entre el Pleistoceno Temprano y el Pleistoceno Medio, cubriendo mayoritariamente los polos del planeta, las zonas más al norte de América y Asia y Europa. Las condiciones climáticas se vieron modificadas, cambiando a su vez los biomas del planeta. Este animal era especialista de los biomas de bosque húmedo subtropical, propio de las zonas subtropicales. Estas desaparecieron en esas localizaciones más afectadas por la glaciación y el Ophisaurus manchenioi fue incapaz de adaptarse a las nuevas condiciones, resultándole así imposible sobrevivir. Sin embargo, otras especies del género Ophisaurus con capacidades adaptativas más desarrolladas y que habitaban lugares más cercanos al ecuador han conseguido perdurar hasta nuestros días.

Figura 3. Ophisaurus actual de Marruecos, físicamente similar al prehistórico de Abanilla, Región de Murcia, España.

Esta especie ha sido descubierta en esta ubicación debido a su localización geográfica. El sur de la Península Ibérica fue una zona que no se vio fuertemente afectada por la caída notoria de las temperaturas en el planeta, por lo que dicha especie fue aquí donde buscó refugio. Consiguió sobrevivir durante mucho tiempo, hasta hace 1 millón de años, cuando terminó extinguiéndose.

Podemos ver que constantemente se están descubriendo especies desconocidas hasta el momento. El número que conocemos de especies es ya extenso. Sin embargo, son muchas más las que quedan aún por revelar. ¿Qué nuevos descubrimientos habrá más? Lo veremos en mi próxima entrada. ¡Hasta pronto!

REFERENCIAS

Hugues-Alexandre Blain, Salvador Bailon. 2019. Extirpation of Ophisaurus (Anlguimorpha, Anguidae) in Western Europe in the context of the disappearance of subtropical ecosystems at the Early-Middle Pleistocene transition. Sience direct: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.

EL FIN DE LA AVENTURA

Puede que los días sean más largos, tal vez se note que ya hace mas calor, incluso es posible que todo esté lleno de flores…  sin darnos apenas cuenta ya termina el curso. Aún queda prácticamente un mes para el verano y este viaje al Pleistoceno, como todas las buenas historias, ha llegado a su fin, pero no sin antes realizar un último esfuerzo, no vamos a librarnos de hacer la última entrada al blog, el final está cerca.

¿POR QUÉ EL PLEISTOCENO?

El Pleistoceno es una época que me resulta especialmente llamativa, está situada entre el periodo temporal que va desde hace 2.588.000 a 11.700 años, por lo que su final fue ‘’prácticamente ayer’’.

En esta época se produjeron las últimas glaciaciones (Svensson et al. 2005), las cuales produjeron modificaciones en paisajes tan espectaculares como por ejemplo los fiordos noruegos, aunque también tenemos paisajes moldeados por glaciares de esta época en nuestro país, esto pudimos verlo con nuestros propios ojos hace ya un año en el campamento de Pirineos (que recuerdos...).

Vista del valle glaciar de La Larri y su característica morfología en U.

  

Existieron especies que pueden resultar emblemáticas de esta época como los ‘’dientes de sable’’ (del género Smilodon), el oso de las cavernas (Ursus spelaeus) o el gran mamut lanudo (Mammuthus primigenius). Esta última especie representa un caso particular, ya que se han encontrado especímenes congelados con un estado de conservación tan bueno que ha permitido secuenciar parte de su genoma.

Mamut Lyuba, presenta un estado de conservación excepcional.

Otro aspecto a tener en cuenta es la aparición del primer ‘’Homo’’, uno de los últimos estudios realizados, sitúa su aparición hace unos 2,8 millones de años (Villmoare et al. 2015), así que prácticamente la evolución de nuestra especie ha ocurrido durante esta época. Por tanto, los sucesos que ocurrieron en ella marcaron nuestra evolución.

¿DE QUÉ HEMOS HABLADO?

Hemos visto que en esta época la Tierra era ‘’un mundo de gigantes’’ ya que tras la extinción de los dinosaurios, los mamíferos sufrieron una gran diversificación y un aumento del tamaño corporal, pues ocuparon los nichos ecológicos que quedaron vacantes (Smith et al. 2010). Vimos como los megaherbívoros eran capaces de afectar al ecosistema mediante la alteración de la vegetación (Bakker et al. 2016) y los ciclos biogeoquímicos (Hobbs, 1996) así como la modificación del albedo terrestre (Zimov, 2005).

La relación establecida con el segundo artículo fue a través de la estructura trófica, ya que en esta primera entrada también se habla de que los grandes carnívoros y su función estabilizadora del ecosistema controlando la abundancia de herbívoros menores y mesodepredadores  (Estes et al. 2011).

En la segunda entrada vimos como los carnívoros eran ‘’la clave del equilibrio’’. En el Pleistoceno la diversidad de los herbívoros era tan grande que de no limitar sus poblaciones se hubiese producido una degradación de su ecosistema, es aquí donde entran en juego los grandes carnívoros y megacarnívoros, que mediante la depredación ejercían el control de las poblaciones de herbívoros y mantenían el ecosistema equilibrado (Ripple & Van Valkenburgh, 2010). Además, las condiciones en el Pleistoceno favorecieron la socialización y la existencia de manadas muy numerosas de carnívoros (Carbone et al. 2009).

En estas dos entradas se habla de un modo más o menos general sobre la ecología del Pleistoceno, hablando de las especies más representativas que vivieron entonces, sus relaciones con el ecosistema y la cadena trófica. También se hace referencia al impacto que ocasionó el ser humano sobre las poblaciones de megafauna, que también fueron afectadas periodos de cambio climático, episodios de incendios, sequías y otras situaciones extremas (Barnosky et al. 2004). Por lo que llegó el momento de hablar sobre los humanos.

Los humanos recorrieron ‘’un largo camino’’ desde su salida de África, es algo que podemos comprobar actualmente, ya que habitan prácticamente en todos los lugares de la Tierra. Aunque existen varias hipótesis, a día de hoy no se tiene la certeza de cómo se ha producido esta gran migración. En el artículo tratado se intenta dar una respuesta mediante un método genético que estudia la existencia y variación de los haplogrupos M y N de las poblaciones de humanos (Kivisild, 2015). Se ha visto que el clima jugó un papel importante, a nivel mundial, las fases de calentamiento tempranas del Maximo Tardiglaciar están asociados a cambios demográficos sustanciales así como a la primera expansión de los humanos modernos en las Américas (Meltzer, 2009).

Es hora de despedirse:

Las despedidas son duras, pero es el mejor momento para hacerlo.

Ha sido un viaje interesante pero también complicado, teniendo que hacer un gran esfuerzo para comprender algunas ideas expuestas en los artículos, por lo que también puedo decir que ha sido un viaje algo movido. La parte bonita ha sido disponer de libertad para escoger los artículos entre los que reunían las condiciones establecidas, algo en lo que pienso que he tenido bastante suerte, ya que he podido tratar temas que me gustan y no me costó especial trabajo encontrarlos (bendito google scholar).

Con todo ello, hacer este trabajo y leer muchos de los otros que se han ido publicando me ha servido para tener una visión más amplia sobre el tipo de trabajo del paleontólogo, que tal vez, al desconocer las investigaciones que se llevan a cabo en este campo no era del todo consciente de la cantidad de información que nos ofrece la paleontología. 

BIBLIOGRAFÍA.

• Bakker E.S., Gill J.L., Johnson C.N., Vera F.W.M., Sandom C.J., Asner G.P., Svenning J-C. (2016) Combining paleo-data and modern exclosure experiments to assess the impact of megafauna extinctions on woody vegetation. Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America, 113:847-855.
• Barnosky A.D., Koch P.L., Feranec R.S., Wing S.L., Shabel A.B. (2004) Assessing the causes of late Pleistocene extinctions on the continents. Science, 306(5693): 70-75.
• Carbone C., Maddox T., Funston P.J., Mills M.G.L., Grether G.F., Van Valkenburgh B. (2009) Parallels between playbacks and Pleistocene tar seeps suggest sociality in an extinct sabretooth cat, Smilodon. Biology Letters 5(1):81–85.
• Estes J.A., Terborgh J., Brashares J.S., Power M.E., Berger J., Bond W.J., Carpenter S.R., Essington T.E., Holt R.D., Jackson J.B.C., Marquis R.J., Oksanen L., Oksanen T., Paine R.T., Pikitch E.K., Ripple W.J., Sandin S.A., Scheffer M., Schoener T.W., Shurin J.B., Sinclair A.R.E., Soulé M.E., Virtanen R., Wardle D.A. (2011) Trophic downgrading of planet Earth. Science 333(6040): 301-306.
• Hobbs N.T. (1996) Modification of ecosystems by ungulate. The journal of Wildlife Management, 60(4):695-713.
• Kivisild T. (2015). Maternal ancestry and population history from whole mitochondrial genomes. Investigative Genetics. 6, 3.
• Meltzer D.J. (2009). First Peoples in a NewWorld: Colonizing Ice Age America (University of California Press).
•  Ripple W.J., Van Valkenburgh B. (2010) Linking top-down forces to the Pleistocene megafaunal extinctions. Bioscience 60(7):516–526.
• Smith F.A., Boyer A.G., Brown J.H., Costa D.P., Dayan T., Ernest S.K.M., Evans A.R.,Fortelius M., Gittleman J.L., Hamilton M.J., Harding L.E., Lintulaakso K, Lyons S.K, McCain C., Okie J.G., Saarinen J.J., Sibly R.M, Stephens P.R., Theodor J., Uhen M.D. (2010) The Evolution of Maximum Body Size of Terrestrial Mammals.Science, 330(6008): 1216-1219.
• Svensson, A., Nielsen S. W., Kipfstuhl S., Johnsen S.J., Steffensen J.P., Bigler M., Ruth U., Röthlisberger R. (2005) Visual stratigraphy of the North Greenland Ice Core Project (NorthGRIP) ice core during the last glacial period. Journal of Geophysical Research, 110: (D02108).
•  Villmoare B., Kimbel W.H., Seyoum C., Campisano C.J., DiMaggio E.N., Rowan J., Braun D.R., Arrowsmith J.R., Reed K.E. (2015) Early Homo at2.8 Ma from Ledi-Geraru, Afar, Ethiopia. Science, 347(6228): 1352-1355.
• Zimov S.A. (2005) Essays on science and society. Pleistocene Park: Return of themammoth’s ecosystem. Science, 308(5723):796-798.

UN LARGO CAMINO

Después de un duro camino llegamos a tercera entrada, si recordamos un poco anteriormente se ha visto la relacion de los megaherbívoros con el ecosistema y que la clave para mantener el equilibrio de este podría correr a cargo de los grandes carnívoros.

En esta nueva entrada toca hablar de los seres humanos y de cómo ha sido su migración desde África durante el Pleistoceno, lo que a día de hoy, es una incógnita para la cual existen distintas hipótesis. En este caso se ha planteado un método genético para su estudio. 

Artículo principal: Posth C., Renaud G., Mittnik A., Drucker D. G., Rougier H., Cupillard C., Valentin F., Thevenet C., Furtwängler A., Wißing C., Francken M., Malina M., Bolus M., Lari M., Gigli E., Capecchi G., Crevecoeur I., Beauval C., Flas D., Germonpré M., Van der Plicht J., Cottiaux R., Gély B., Ronchitelli A., Wehrberger K., Grigorescu D., Svoboda J., Semal P., Caramelli D., Bocherens H., Harvati K., Conard N.J., Haak W., Powell A., Krause J. (2016) Pleistocene Mitochondrial Genomes Suggest a Single Major Dispersal of Non-Africans and aLate Glacial Population Turnover in Europe. Current Biology, 26: 1-7.

GENÉTICA... EL QUID DE LA CUESTION:

El ADN mitocondrial humano (ADNmt) presente en los no africanos de hoy en día pertenecen a dos haplogrupos de ADNmt basales, M y N (Van Oven & Kayser. 2009). La edad para el ancestro común más reciente (TMRCA) de cada uno de estos dos haplogrupos se ha estimado de forma independiente a unos 50.000 - 59.000 años antes del presente (Behar et al. 2012).

Sin embargo, la distribución espacial de cada uno de estos dos haplogrupos no es uniforme:

• Actualmente en los asiáticos, sudasiáticos y nativos americanos están presentes los dos haplogrupos (M y N).
• Los individuos modernos con ascendencia europea carecen casi por completo linajes del clado M (Kivisild. 2015).

Las diferentes distribuciones espaciales y estimaciones del TMRCA de estos dos clados ancestrales se han interpretado como la evidencia de una propagación temprana de los humanos modernos que llevan haplogrupo M en Asia, probablemente través de una ruta del sur, seguido mas tarde de una difusión de no africanos con halplogrupo N, tal vez a través de una ruta del norte (Maca et al. 2001). No obtante, un modelo alternativo propone una rápida dispersión, solo a través de Eurasia, alcanzandose Asia por primera vez, mientras que Eurasia occidental se ocupó después de una pausa, durante la cual se perdió el haplogrupo M (Macaulay et al. 2005).


¿Cosa del clima?

La variación de los haplogrupos a través del tiempo observada en el ADNmt y la aparente pérdida del haplogrupo M en los europeos puede indicar la existencia de un cuello de botella genético que seguramente tenga su origen en fenómenos climáticos (Figura).

Este período de la prehistoria europea fue acompañado por fluctuaciones climáticas severas, como el Último Máximo Glacial (LGM) hace 25.000 - 19.500 años y, al final del Pleistoceno, el interestadial Bølling- Allerød (en el que el clima se volvió templado) seguido por el estadio Dryas Reciente (Tardiglaciar) un período de enfriamiento hace 14.500 - 11.500 años.

Las bases del estudio:

Se combinaron 311 genomas de ADNmt modernos y 66 antiguos de todo el mundo y posteriormente se estimó la tasa de mutación y los tiempos de coalescencia de los dos haplogrupos M y N. Así se lograron ajustar las estimaciones de tiempo para el TMRCA a partir de los clados basales de no africanos (haplogrupos M y N) a unos 49.000 y 51.000 años respectivamente.

Figura: modelo demográfico y fluctuaciones climáticas.

En esta figura se representan las fluctuaciones climáticas entre el Pleistoceno tardío y el Holoceno temprano así como el modelo demográfico estudiado para esa etapa.









Por otro lado, se combinaron los 35 genomas de ADNmt reconstruidos (con edades de entre 35.000 - 7000 años) con 20 ADNmt europeos antiguos publicados previamente, teniendo así una muestra total de 55 secuencias pre-neolíticos. Tras probar distintos escenarios de la historia de la temprana población de Europa (Beaumont et al. 2002) se comprobó que el modelo mas plausible) apoya firmemente la continuidad población maternal a través de la LGM (Figura), aunque como un cuello de botella genético, antes de ser reemplazado por una nueva población entrante en el inicio de la Tardiglaciar en el 14.500 a.C.

En el estudio se vio que tres de cada 18 cazadores-recolectores europeos pre-LGM pertenecen al linaje M, esto tiene importantes implicaciones para el momento de la dispersión de los humanos modernos en Eurasia. Mediante un análisis BEAST se obtuvo una edad del TMRCA de los clados M y N de 44.000 y 55.000 años respectivamente.

ENTONCES... ¿COMO OCURRIÓ TODO?

La existencia del linaje M en la Europa del Pleistoceno tardío sugiere que la pérdida del haplogrupo M puede ser debida a la dinámica de la población que se produjo más tarde, dentro de la propia Europa. Hay dos posibles explicaciones:

1. La expansión se produjo antes de la diversificación de los linajes M y N, con la posterior migración, llegando ambos linajes a Europa.
2. La dispersión se produjo tarde, después de su diversifivación.

Las edades que se obtuvieron para los TMRCAs son similares, esto sugiere una única dispersión importante después de los 55.000 años para todas las poblaciones no africanas, (incluida la europea). 
La evidencia genética del haplogrupo M pre-LGM indica que este linaje llegó a Europa Occidental hace al menos 35.000 años, ya sea con la primera llegada del linaje N o posterior. La filogenia reconstruida con los dos linajes basales N y M en la Europa del Pleistoceno tardío, posiblemente refleja la migración de nuevo en África (Olivieri el al. 2006). Por lo tanto, la mayor dispersión de los humanos modernos posiblemente se produjo después del 55.000 a.C. y podría haber afectado a las poblaciones tanto de no africanos, como de africanos hasta cierto punto.

En resumen

El modelo demográfico estudiado revela una historia dinámica de cazadores-recolectores, que incluye un cambio importante hasta ahora desconocido de la población durante el interstadial Bølling- Allerød aproximadamente en el 14.500 (Figura). De acuerdo con el modelo mas probable la pequeña población inicial fundadora de Europa crece lentamente hasta aproximadamente el 25.000 a.C y sobrevive con un tamaño más pequeño en LGM gracias a refugios climáticos (25.000 a 19.500 años) (Gamble et al. 2004) antes de expandirse a medida que las capas de hielo se retraen (Figura).
A pesar de que este modelo es compatible con la continuidad de la población pre y post-LGM, el cuello de botella genético es coherente con la aparente pérdida del haplogrupo M en el post-LGM. El período glacial tardío posterior se caracteriza por fluctuaciones climáticas drásticas, comenzando con un calentamiento brusco durante el interstadial Bølling-Allerød y seguido por un período de enfriamiento de manera similar drástica durante el Dryas Reciente (Heiri et al. 2014). 
A nivel mundial, las fases de calentamiento tempranas del Maximo Tardiglaciar están fuertemente asociados con los cambios demográficos sustanciales, incluyendo las extinciones de varias especies de la megafauna (Cooper et al. 2015) y la primera expansión de los humanos modernos en las Américas (Meltzer. 2009).
En los cazadores-recolectores europeos, el modelo explica mejor este período de agitación como un reemplazo de la población materna post-LGM por uno de otra fuente de la que a dia de hoy no se tiene muy claro su origen.

El descubrimiento del linaje M en cazadores - recolectores europeos ha permitido reelaborar la teoría sobre el modo en que se dispersaron los no africanos por Europa, al menos planteando nuevas hipótesis que antes no podian ser válidas. 

El modo en que se produjo esta dispersión estuvo condicionada en gran medida por los factores climáticos climáticas dominantes, el impacto potencial de estos factores sobre la demografía, y la diversidad genética de los primeros europeos es difícil de cuantificar, pero probablemente tuvo consecuencias que llegan incluso a las poblaciones de hoy en día.

BIBLIOGRAFÍA

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