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Un nuevo artículo publicado por investigadores de la Universidad de Cambridge y el Instituto de Tecnología de Tokio podría responder por qué la vida hizo la transición de las primeras cosas realmente pequeñas a los organismos realmente grandes que vemos hoy.

Impresión de un artista de rangeomorfos.

La vida comenzó con pequeños fragmentos: proteínas, virus, bacterias, algas. Sin embargo, en algún momento del camino, también hizo la transición hacia organismos más grandes, que es como nosotros, los perros, las ballenas, etc., llegamos a estar aquí hoy. Pero, ¿por qué y cuándo la vida realizó esta transición?

Un nuevo estudio determinó que uno de los primeros organismos grandes que conocemos, los rangeomorfos, podían crecer hasta dos metros de altura en un momento en que la mayoría de los organismos todavía estaban en el nivel celular. Aún más impresionante, pudieron cambiar el tamaño y la forma de sus cuerpos a medida que se adaptaban a las condiciones ambientales. Los resultados del equipo podrían ayudar a explicar cómo la vida tal como la conocemos hoy y cómo los gigantes del pasado podrían evolucionar a partir de organismos microscópicos.

Talla única

Los rangeomorfos eran organismos que habitaban en el océano y vivieron hace entre 635 y 541 millones de años en un período conocido como el período Ediacárico. Sus cuerpos consistían en ramas, cada una con muchas ramas laterales más pequeñas, que albergaban de manera similar muchas ramas diminutas, formando un fractal. Es un poco como la forma que tiene un copo de nieve bajo un microscopio, pero con muchos más conjuntos de brazos ramificados.

Los rangeomorfos representan algunos de los primeros organismos grandes que evolucionaron en la Tierra y podían crecer desde unos pocos centímetros hasta dos metros de altura. Pero también son muy extraños, en lo que respecta a la vida. De hecho, son tan extraños que no hay nada vivo hoy en día que se parezca a ellos, por lo que realmente no sabemos cómo se alimentaron, crecieron o se hicieron más de sí mismos, o cómo encajan en el árbol de la vida. Y aunque se ven sospechosamente como plantas, los investigadores creen que los rangeomorfos eran en realidad animales.

Lo que queríamos saber es por qué estos grandes organismos aparecieron en este punto particular de la historia de la Tierra, dijo la Dra. Jennifer Hoyal Cuthill del Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge y el Instituto de Ciencias de la Tierra y la Vida de Tokyo Techs, el primer autor del artículo.

Aparecen en el registro fósil con un estallido, en un tamaño muy grande. Nos preguntamos, ¿era esto simplemente una coincidencia o un resultado directo de los cambios en la química del océano?

Para averiguarlo, el equipo utilizó imágenes de micro-CT y tomó medidas fotográficas de fósiles de rangeomorfos descubiertos en el sureste de Newfoundland, Canadá, el Reino Unido y Australia. Luego introdujeron estos datos en modelos informáticos para ayudarlos a comprender mejor la fisiología de los animales.

Informan que los rangeomorfos muestran la evidencia más antigua conocida de crecimiento dependiente de nutrientes en el registro fósil. Obviamente, todos los organismos dependen de los nutrientes para sobrevivir y crecer, pero ciertas especies pueden cambiar el tamaño y la forma del cuerpo dependiendo de la disponibilidad de nutrientes (plasticidad ecofenotípica).

Reproducción de cómo era un mar de Ediacara.
Créditos de la imagen Ryan Somma / Flickr.

Los rangeomorfos muestran un grado muy fuerte de plasticidad ecofenotípica, que el equipo cree que les dio una ventaja adaptativa muy poderosa. La Tierra estaba pasando por cambios muy dramáticos en el Ediacárico, y los rangeomorfos podían cambiar rápidamente de forma para adaptarse a las presiones ambientales, por ejemplo, podían crecer hasta un borde alto y cónico si el agua de mar de arriba tuviera niveles más altos de oxígeno.

Durante el Ediacárico, parece que hubo cambios importantes en los océanos de la Tierra, lo que puede haber provocado el crecimiento, de modo que la vida en la Tierra de repente comienza a hacerse mucho más grande, agregó Hoyal Cuthill.

Probablemente sea demasiado pronto para concluir exactamente qué cambios geoquímicos en los océanos de Ediacara fueron los responsables del cambio a cuerpos de gran tamaño, pero existen fuertes contendientes, especialmente el aumento de oxígeno, que los animales necesitan para respirar.

Este fondo químico cambiante se produjo a raíz de una edad de hielo a gran escala conocida como la glaciación Gaskiers. El clima frío mantuvo bajos los niveles de nutrientes, lo que a su vez mantuvo bajos los tamaños corporales medios de los organismos. Pero un aumento repentino (geológicamente hablando) en el oxígeno libre y los nutrientes durante el período Ediacarano, los ecosistemas podrían albergar organismos mucho más grandes, lo que significa que los rangomorfos grandes podrían haber sido el resultado directo de cambios importantes en el clima y la química oceánica.

Pero los cambios ambientales eventualmente significarían su ruina también. Si bien los rangeomorfos estaban muy bien adaptados a su estilo de vida ediacárico, las condiciones oceánicas continuaron cambiando, lo que llevó a la Explosión Cámbrica a un desarrollo evolutivo sin precedentes, que vio una inmensa explosión de biodiversidad y a la que la mayoría de los principales grupos de animales en el registro fósil pueden rastrear su ascendencia. Entre condiciones ambientales cambiantes y una fuerte competencia y depredación, los rangeomorfos se extinguieron.

El artículo El crecimiento dependiente de nutrientes sustenta la transición de Ediacara a un tamaño corporal grande se ha publicado en la revista Nature Ecology and Evolution .

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