Después de la mayor extinción masiva de la Tierra los supervivientes tuvieron que enfrentarse a grandes retos
Hace unos 252 millones de años, más del 80 % de todas las especies marinas desaparecieron durante la extinción masiva del final del Pérmico, el evento más extremo de este tipo en la historia de la Tierra.
Lo que siguió al mayor periodo de extinción de la Tierra fue un misterioso período multimillonario que podría llamarse el "Gran Atenuación", cuando las comunidades de animales marinos se asemejaron notablemente en todo el planeta, desde el ecuador hasta los polos. Los investigadores han buscado durante mucho tiempo una explicación para esta supuesta homogeneización taxonómica, una situación que se repitió tras otras extinciones masivas en los últimos 500 millones de años.
Ahora, investigadores de Stanford han demostrado que un profundo cambio ambiental probablemente permitió que algunos supervivientes de la extinción del final del Pérmico expandieran drásticamente sus áreas de distribución. Los investigadores se centraron en el registro fósil de animales marinos —la evidencia más completa de las consecuencias de la extinción— y crearon un modelo que predijo cómo criaturas como almejas, ostras, caracoles y babosas prosperaron en aguas repentinamente más cálidas y menos oxigenadas. Los hallazgos, publicados en Science Advances, ofrecen información sobre la recuperación de la vida no solo en épocas pasadas, sino también para la actual extinción masiva provocada por la actividad humana.
"Para nosotros, en el campo de la paleobiología, este modelo equivale a que los científicos del clima utilicen modelos climáticos computarizados para realizar predicciones cuantitativas de cómo debería cambiar el mundo basándose en representaciones matemáticas simples", afirmó Jonathan Payne, autor principal del estudio y profesor Dorrell William Kirby de Ciencias de la Tierra y Planetarias en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford. "Ahora podemos estudiar los grandes cambios biogeográficos de las extinciones masivas de una manera nueva y comprender mejor por qué algunos grupos animales sobrevivieron mientras que otros perecieron".
Reconstruyendo el pasado
Además del registro fósil, los científicos comprenden los océanos antiguos basándose en marcadores químicos naturales que revelan temperaturas y condiciones ambientales pasadas. Hacia el final del período Pérmico, el planeta se recuperaba de una actividad volcánica cataclísmica en la actual Siberia, que provocó un intenso calentamiento global, la disminución del oxígeno y la acidificación de los océanos, que aniquiló a la mayoría de los organismos marinos hace 252 millones de años.
Pero la extinción por sí sola no explica la extraña presencia de las especies supervivientes —previamente confinadas a ciertas ubicaciones específicas— en todos los océanos del planeta durante los millones de años posteriores, conocidos como el período geológico Triásico más temprano. Para transmitir el surrealista concepto de homogeneización taxonómica a escala planetaria, el autor principal del estudio, Jood Al Aswad, doctorando en ciencias de la Tierra y planetarias, ofreció una analogía moderna con los animales terrestres:
Los fósiles anteriores y posteriores a la extinción del final del Pérmico «varían de comunidades ricamente diversas a comunidades casi aburridamente parecidas, dondequiera que se mire», afirmó Payne. Según la investigación, la variedad de especies en diferentes partes del mundo se redujo a más de la mitad tras la extinción.
Los investigadores han debatido la causa de estas marcadas diferencias en el registro fósil durante casi 200 años y, en las últimas décadas, propusieron múltiples mecanismos que explican por qué diferentes lugares tuvieron habitantes notablemente similares después de la extinción del final del Pérmico.
Una hipótesis es la "liberación ecológica", donde la extinción de ciertos depredadores y competidores permite que un grupo superviviente de organismos prospere. Otra teoría común es que el clima cambia de manera que crea un entorno favorable para los mismos grupos de organismos en casi todas partes.
Los autores del estudio pusieron a prueba estas hipótesis utilizando datos geoquímicos que proporcionan información sobre los niveles de oxígeno y las condiciones de temperatura de los antiguos océanos para construir un modelo climático del cambio ambiental del Pérmico final en los océanos.
Posteriormente, aplicaron datos de experimentos fisiológicos con invertebrados marinos vivos, como almejas y caracoles, emparentados con los supervivientes y las víctimas de la Gran Mortandad, para poblar un modelo climático con especies simuladas. Estas especies virtuales pudieron responder a los cambios ambientales del final del Pérmico gracias a su capacidad para sobrevivir a las alteraciones de temperatura y disponibilidad de oxígeno. De esta forma, el modelo proporcionó una evaluación fisiológica de cómo se esperaría que cambiara la distribución geográfica de las especies si el oxígeno y la temperatura fueran los principales determinantes de su desplazamiento.
Los resultados muestran que la resistente camarilla de moluscos que monopolizó el registro fósil marino tras la Gran Mortandad se adaptaba bien a las condiciones del mundo transformado. En consecuencia, el modelo ni siquiera tuvo que considerar factores a nivel de ecosistema, como la pérdida de depredadores y competidores, que también podrían haber desempeñado un papel secundario.
"Nuestro estudio ha proporcionado una explicación ambiental simple, en lugar de ecológica, de por qué ciertos sobrevivientes de la extinción del final del Pérmico prosperaron y por qué la homogeneización ocurrió a escala global", dijo Payne.
Miradas hacia el futuro
Además de arrojar luz sobre el pasado profundo, el nuevo modelo también puede ayudar a los científicos y a los responsables de las políticas a predecir y comprender mejor la crisis de biodiversidad que se está desarrollando actualmente, una extinción masiva inminente causada por las actividades que alteran el planeta de miles de millones de seres humanos.
"Se prevé que la actual crisis de biodiversidad anuncie cambios en la composición de los ecosistemas que superarán incluso los observados en el Triásico temprano, que ha sido el mayor evento de homogeneización hasta la fecha", escribieron los autores del estudio.
Al Aswad, Payne y sus colegas ahora están ampliando su modelo para examinar otras extinciones masivas pasadas, como el evento del final del Cretácico que exterminó a los dinosaurios no aviares.
«Nuestro modelo ofrece una excelente manera de estudiar cómo responden los animales a cambios ambientales extremos», afirmó Al Aswad. «Con el cambio climático de origen antropogénico, se ha advertido que, si continuamos así, en el futuro veremos una homogeneización taxonómica de los organismos también en los océanos modernos».
Referencia
Jood A. Al Aswad, et el, Physiology and climate change explain unusually high similarity across marine communities after end-Permian mass extinction.Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adr4199