Casi 60 millones de años de cambio climático dieron lugar a la era de los reptiles
La evolución y la diversidad de los reptiles se debe a una larga
serie de cambios climáticos que se prolongaron durante cerca de 60 millones de
años. Así lo señala un equipo de investigadores dirigido por el Departamento de
Biología Evolutiva y Organísmica y del Museo de Zoología Comparada de la
Universidad de Harvard (Estados Unidos), y publicado en la revista Sciences
Advances.
Estos cambios climáticos provocaron dos de las mayores extinciones
masivas de la vida al final del Pérmico, la primera hace 261 millones de años y
la otra hace 252 millones, esta última eliminando el 86% de todas las especies
animales del mundo.
Las extinciones del final del Pérmico son importantes no solo por
su magnitud, sino también porque marcan el inicio de una nueva era en la
historia del planeta, cuando los reptiles se convirtieron en el grupo dominante
de animales vertebrados que vivían en la tierra.Tras la extinción del Pérmico,
en el Periodo Triásico (hace 252-200 millones de años), los reptiles
evolucionaron a gran velocidad, creando una explosión de diversidad de
reptiles. Esta expansión fue clave para la construcción de los ecosistemas
modernos y de muchos ecosistemas extintos.
La mayoría de los paleontólogos creían que estos rápidos ritmos de
evolución y diversificación se debían a la extinción de competidores que
permitían a los reptiles hacerse con nuevos hábitats y recursos alimenticios
que varios grupos de sinápsidos habían dominado antes de su extinción.
Los investigadores han comprobado que la rápida evolución y
radiación de los reptiles comenzó mucho antes, antes del final del Pérmico.
"Descubrimos que estos periodos de rápida evolución de los reptiles
estaban íntimamente relacionados con el aumento de las temperaturas. Algunos
grupos cambiaron muy rápido y otros menos, pero casi todos los reptiles
evolucionaron mucho más rápido de lo que lo habían hecho antes", afirma el
autor principal, el becario postdoctoral Tiago R Simoes"
En este estudio, Simoes y la autora principal, la profesora
Stephanie E. Pierce, ambas de Harvard, trabajaron junto a sus colaboradores, el
profesor Michael Caldwell, de la Universidad de Alberta (Canadá) y el doctor
Christian Kammerer, del Museo de Ciencias Naturales de Carolina del Norte, para
examinar a los primeros amniotas, que representan a los precursores de todos
los mamíferos, reptiles y aves modernos, así como a sus parientes más cercanos
extinguidos, en la fase inicial de su evolución.
En ese momento, los primeros grupos de reptiles y ancestros de los
mamíferos se separaban unos de otros y evolucionaban por sus propios caminos
evolutivos. "Los reptiles representan un sistema terrestre ideal y raro
para estudiar esta cuestión, ya que tienen un registro fósil relativamente
bueno y sobrevivieron a una serie de crisis climáticas, incluidas las que
condujeron a la mayor extinción de la historia de la vida compleja, la
extinción masiva del Pérmico-Triásico", explica Simoes.
Los reptiles eran relativamente escasos durante el Pérmico en
comparación con los ancestros mamíferos. Sin embargo, las cosas dieron un giro
importante durante el Triásico, cuando los reptiles experimentaron una
explosión masiva en el número de especies y la variedad morfológica. Esto
condujo a la aparición de la mayoría de los principales grupos de reptiles
vivos (cocodrilos, lagartos, tortugas) y de varios grupos que ahora están
totalmente extinguidos.
Los investigadores crearon un conjunto de datos basado en una
amplia recopilación de datos de primera mano de más de 1.000 especímenes
fósiles de 125 especies de reptiles, sinápsidos y sus parientes más cercanos
durante aproximadamente 140 millones de años antes y después de la extinción
del Pérmico-Triásico.
A continuación, analizaron los datos para detectar cuándo se
originaron estas especies por primera vez y a qué velocidad evolucionaban
utilizando técnicas analíticas de última generación, como el análisis evolutivo
bayesiano, que también se utiliza para comprender la evolución de virus.
Luego combinaron el nuevo conjunto de datos con datos sobre la
temperatura global que abarcan varios millones de años en el registro geológico
para ofrecer una amplia visión de la principal respuesta adaptativa de los
animales a los cambios climáticos
"Nuestros resultados revelan que los periodos de cambios
climáticos rápidos y de calentamiento global están asociados a tasas
excepcionalmente altas de cambio anatómico en la mayoría de los grupos de
reptiles, ya que se adaptaron a las nuevas condiciones ambientales, y este
proceso comenzó mucho antes de la extinción del Pérmico-Triásico, desde hace al
menos 270 millones de años, lo que indica que la diversificación de los planes
corporales de los reptiles no se desencadenó con el evento de extinción P-T,
como se pensaba anteriormente, sino que de hecho comenzó decenas de millones de
años antes", explica Pierce.
"Un linaje de reptiles, los lepidosaurios, que dieron lugar a
los primeros lagartos y tuataras, viró en la dirección opuesta a la mayoría de
los grupos de reptiles y pasó por una fase de tasas de cambio muy lentas en su
anatomía general", apunta Simoes. "Esencialmente, sus planes
corporales fueron limitados por la selección natural, en lugar de ir por libre
y cambiar radicalmente como la mayoría de los otros reptiles en ese
momento".
Los investigadores sugieren que esto se debe a la preadaptación de
su tamaño corporal para afrontar mejor las altas temperaturas. "La
fisiología de los organismos depende realmente de su tamaño corporal, los
reptiles de cuerpo pequeño pueden intercambiar mejor el calor con el entorno que
les rodea", explica Simoes.
Los primeros lagartos y tuataras eran mucho más pequeños que otros
grupos de reptiles, no tan diferentes de sus parientes modernos, y por ello
estaban mejor adaptados para hacer frente a los cambios drásticos de
temperatura. Los ancestros mucho más grandes de los cocodrilos, las tortugas y
los dinosaurios no podían perder calor con tanta facilidad y tenían que cambiar
rápidamente su cuerpo para adaptarse a las nuevas condiciones
ambientales".
También trazaron un mapa de cómo cambió el tamaño del cuerpo en
las distintas regiones geográficas durante este periodo de tiempo. Revelaron
que las presiones climáticas sobre el tamaño corporal eran tan altas que había
un tamaño corporal máximo para que los reptiles sobrevivieran en las regiones
tropicales durante los períodos letalmente calurosos de esta época.
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