Rocas siberianas ayudan a los científicos a descubrir los secretos de la 'explosión cámbrica'

La famosa 'explosión cámbrica' —un periodo de bulliciosa actividad evolutiva, que tuvo como consecuencia una gran diversificación de las especies animales— pudo haberse producido debido a fluctuaciones inusuales en la proporción de oxígeno en el aire y el agua. Y esto, a su vez, podría ser expresión de un proceso periódico cuyas huellas se conservaron en depósitos de carbonato presentes en rocas sedimentarias localizadas en la República de Yakutia (Lejano Oriente de Rusia), revela el reciente estudio de un equipo internacional de científicos, publicado este 6 de mayo en la revista Nature Geoscience.

Determinan cuándo empezó la diversidad animal en la Tierra

"La producción de oxígeno no aumentó constantemente durante el Cámbrico, sino que fluctuaba dentro de ciertos límites. En consecuencia, el crecimiento de la diversidad animal no fue rápido y constante, sino que se alternó con intervalos de crecimiento lento e incluso con extinciones en masa", explicó a RIA Novosti uno de los autores del estudio, el profesor Andréi Zhuravliov, de la Universidad Estatal de Moscú. El científico detalló que la existencia de estos ciclos se conocía antes, "pero ahora está claro que sus picos coinciden con los intervalos con altas tasas de suministro de oxígeno, y viceversa".

Los secretos de las rocas

En el marco de su investigación, Zhuravliov y sus colegas examinaron rocas sedimentarias que se formaron en el fondo de los mares poco profundos que hace aproximadamente 524-514 millones de años existían en territorios de la Siberia moderna.

Midieron cuántos isótopos pesados de azufre-34 y carbono-13 contenían esas muestras. Son datos importantes porque las enzimas de los microbios que descomponen los compuestos orgánicos interactúan activamente, por lo general, con los compuestos de dos variedades más ligeras de estas sustancias, lo que permite comprender cuánta materia orgánica estaba presente allí donde se formaron las rocas y evaluar la actividad de los microbios que procesaban los restos de otros organismos vivos. En general, cuanto más poblada estuviese la zona, más azufre-34 y carbono-13 deben contener las rocas.

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Teniendo en cuenta que la concentración de materia orgánica dependía directamente de la cantidad de oxígeno presente en el aire y en el océano primario de la Tierra antigua, los datos ontenidos en el estudio permitieron calcular con precisión los volúmenes de oxígeno que ingresaban a la atmósfera del planeta en aquella época, comparando la proporción de isótopos pesados de carbono y azufre.

Ciclos sincrónicos

Al analizar estos datos, los científicos encontraron que para la época del Cámbrico Temprano, numerosos ciclos isotópicos de carbono y azufre resultaron ser sincrónicos. "Tales cambios de isótopos positivos y negativos solo son posibles en la oxidación simultánea de materia orgánica y la reducción de sulfato por microorganismos. Ambos procesos requieren cantidades significativas de oxígeno", explió Zhuravliov.

Según los resultados del estudio, la proporción de oxígeno en la atmósfera durante el Cámbrico aumentaba y caía de manera cíclica y brusca, reduciéndose a casi cero y creciendo a valores bastante altos de manera alternativa. Estos 'auges' y 'crisis' de oxígeno se repetían aproximadamente cada millón de años (lo que en la escala de estándares de la geología y la evolución representa períodos bastantes cortos).

Esos drásticos cambios, como lo demuestran los restos de criaturas antiguas y las alteraciones en la proporción de carbono 'orgánico', causaron constantemente reducciones similares en el número y diversidad de especies de los primeros animales multicelulares. Una de estas variaciones, ocurrida hace 514 millones de años, fue casi tan grande como la famosa extinción Pérmica, el evento más grande de su tipo en la historia de la Tierra.

Por otro lado, las bruscas variaciones en la concentración de O2 causaron grandes saltos de evolución. Uno de ellos, por ejemplo, dio vida a los trilobites, y el auge de oxígeno siguiente se asoció con la aparición de los primeros grandes artrópodos carnívoros y los ancestros de los anomalocaris, los principales depredadores del Cámbrico.

No obstante, hasta el momento los científicos no conocen las razones de estas fluctuaciones en la concentración de oxígeno: existen variadas hipótesis, que necesitan ser estudiadas.

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