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Una explicación gradualista para la “explosión del Cámbrico”
Alberto González Fairén
La aparición simultánea y rápida de la mayoría de los linajes de animales a principios del Cámbrico no ha encontrado aún una explicación satisfactoria. Recientes investigaciones sugieren que la respuesta puede encontrarse mirando un poco más atrás en el tiempo.
n la época en la que Darwin publicó El origen de las especies (1859), uno de los misterios más significados de la biología era la aparición súbita de los fósiles de animales en el registro geológico. La mayoría de clados de animales bilaterales emergió aparentemente en tan sólo unos pocos millones de años al principio del Cámbrico, un evento que se conoce como la “explosión del Cámbrico”. El mismo Darwin destacó este fenómeno, y propuso que era el resultado de un registro fósil incompleto que generaba la ilusión de un evento repentino. Esta percepción, aseguraba Darwin, cambiará cuando se descubran rocas que contengan fósiles más antiguos y mejor preservados, que serán representantes de los ancestros de los fósiles cámbricos. Sin embargo, análisis posteriores que se extienden hasta nuestros días y que incluyen el estudio de fósiles de animales del Ediacárico y el Cámbrico (Figura 1), han continuado ampliando la variedad morfológica de los clados, pero al principio del Cámbrico continúa apareciendo de manera súbita una enorme diversidad animal desconocida hasta entonces (Figura 2). Durante décadas, se han propuesto varias causas para explicar esta aparición repentina, invocando motivos ambientales, ecológicos y genéticos.

Análisis recientes llevados a cabo por el grupo de Douglas Erwin, del Museo Nacional de Historia Natural en Washington, y publicados a finales de 2011, han contribuido a clarificar el origen de la “explosión del Cámbrico”. Su trabajo, resultado de compilar patrones de diversificación molecular, registro fósil, datos comparativos de desarrollo e información sobre hábitos ecológicos, indica que la mayoría de los clados animales divergió varias decenas de millones de años antes de su aparición en el registro fósil. Por lo tanto, sus datos demuestran que existe un retraso evolutivo entre la aparición de los programas genéticos y los patrones fenotípicos básicos de los animales antes del Ediacárico (desde hace 850 hasta hace 635 millones de años) y el posterior éxito ecológico de los metazoos durante el Ediacárico (635 a 541 millones de años) y el Cámbrico (541 a 488 millones de años). Pero, en realidad, todas las nuevas formas de vida animal que aparecen repentinamente en el registro fósil a partir del Ediacárico, ya llevaban varias decenas de millones de años evolucionando en los océanos de la Tierra precámbrica.
La transición Ediacárico-Cámbrico
Figura 1: La transición Ediacárico-Cámbrico. (Wikipedia)
Reconstrucción de los fondos oceánicos del Ediacárico...
Figura 2: Reconstrucción de los fondos oceánicos del Ediacárico. (Smithsonian Natural history Museum)
El estudio de Erwin y colaboradores es un ejemplo de investigación transdisciplinar, ya que en el equipo trabajan biólogos, paleontólogos y ecólogos. Han analizado registros geoquímicos de cambio ambiental, correlaciones de rocas de diferentes partes del mundo, relaciones filogenéticas entre varios clados actuales y fósiles y sus épocas de origen, secuencias moleculares, y procesos de desarrollo mediante estudios comparativos entre grupos de animales actuales. Colectivamente, toda esta información les ha permitido profundizar en la comprensión de las posibilidades evolutivas de los clados bilaterales que existían antes del Cámbrico, y han podido determinar que el último ancestro común de todos los animales vivó probablemente hace unos 800 millones de años, aunque los grupos animales más numerosos que existen hoy en día no aparecieron hasta unos 200 millones de años más tarde.

Durante esos 200 millones de años, la evolución de los animales se concentró principalmente en sus sistemas de regulación genética. Pero el desarrollo genético no se materializó en una gran diversidad fenotípica debido a que la Tierra experimentó periodos muy fríos, durante los que casi todo el planeta estaba cubierto de hielo, lo que detenía el desarrollo de los seres vivos (Figura 3). Al volver el calor, los animales se diversificaron de forma exhaustiva. El final de los periodos fríos podría haber sido propiciado por los mismos seres vivos, tanto al secuestrar carbono del agua del mar como al liberar oxígeno, generando así nuevos entornos ecológicos para nuevos organismos. Y este proceso estaría retroalimentado: el desarrollo de nuevos organismos implicaría cambios en las condiciones ambientales, que permitirían a su vez una mayor diversidad biológica, dando como resultado una “explosión” de nuevas formas de vida.
Distribución continental aproximada...
Figura 3: Distribución continental aproximada a finales del Ediacárico. (R. Blakey)
Además, una vez recuperadas las condiciones ambientales templadas, otro paso fundamental para explicar la “explosión del Cámbrico” fue el incremento notable en el nivel de las interacciones entre los clados animales, principalmente el hecho de que los animales comenzaron a comer animales por primera vez en la historia de la Tierra. Las primeras huellas de predación y los primeros fósiles de predadores aparecen en el registro fósil justamente alrededor de la transición del Ediacárico al Cámbrico (Figura 4). Los animales evolucionaron rápidamente en respuesta a la predación desarrollando nuevos mecanismos de defensa tales como cubiertas biomineralizadas, o generando nuevas estructuras y/o capacidades para desplazarse a nuevos hábitats.
Waptia, uno de los predadores del Cámbrico inicial
Figura 4: Waptia, uno de los predadores del Cámbrico inicial, que pudo haberse alimentado de animales ediacáricos. (Wikipedia) Click para ampliar!
 
 
San Francisco (California), EEUU, 26 de Abril de 2012.
 
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