Hace unos 252 millones de años, durante el límite entre el Pérmico y el Triásico, ocurrió la Gran Mortandad, la mayor extinción de la historia de la Tierra: acabó con casi el 96% de las especies marinas y alrededor del 70% de los vertebrados terrestres.
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Resolvieron el mayor misterio de la Tierra: la increíble razón por la que estamos vivos gracias a una catástrofe masiva
Un estudio de la Universidad de Stanford reveló que el calentamiento global y la disminución del oxígeno en los océanos determinaron qué especies lograron sobrevivir.
La Universidad de Stanford diseñó uno de los estudios fisiológicos más completos realizados sobre la evolución de los animales marinos.
Sin embargo, la catástrofe no afectó a todos los organismos por igual. Algunos grupos que habían dominado los mares desaparecieron, otros lograron resistir y se convirtieron en los antepasados de la fauna actual.
Ahora, una investigación liderada por la Universidad de Stanford, y publicada en la revista "Proceedings of the National Academy of Sciences", ofrece la explicación más sólida hasta el momento sobre este enigma.
A partir de experimentos con organismos vivos y modelos que recrearon las condiciones de los océanos de aquella época, los científicos concluyeron que la supervivencia dependió de la capacidad de cada especie para soportar el calentamiento global y la reducción del oxígeno disponible.
El inesperado motivo por el cual los mejillones sobrevivieron al peor cataclismo del planeta
Durante casi 280 millones de años, el fondo del mar estuvo dominado por organismos como los braquiópodos, animales con dos valvas que, a simple vista, pueden confundirse con los mejillones. Sin embargo, aunque su apariencia es similar, pertenecen a grupos evolutivos distintos y poseen una anatomía muy diferente.
Cuando ocurrió la Gran Mortandad, ese dominio cambió para siempre. Los braquiópodos, junto con otros organismos característicos de los océanos paleozoicos, se extinguieron. En cambio, muchos moluscos bivalvos vivieron, entre ellos los mejillones, las almejas y las ostras. También resistieron caracoles, peces, estrellas de mar y erizos.
Los científicos intentaron explicar qué había provocado una desigualdad tan marcada entre organismos que compartían hábitats similares, y la investigación de Stanford concluyó que la respuesta estaba en el metabolismo y como cada especie respondía al estrés provocado por el calentamiento de los océanos.
"Mucho de la vida oceánica consistía en animales de metabolismo lento, residentes del fondo y filtradores casi inmóviles, como braquiópodos y crinoideos", señaló el comunicado institucional de Stanford. Esa estrategia les permitía sobrevivir en ambientes con muy poco oxígeno.
Pero, cuando se elevó la temperatura del agua, su demanda de este elemento químico aumentó rápidamente y sus organismos no podían obtener el suministro necesario para sostener las nuevas exigencias.
Los mejillones y otros bivalvos presentaban una situación distinta. Aunque requerían más energía para vivir porque tienen un cuerpo más desarrollado y un pie muscular que les permite desplazarse y excavar, contaban con estructuras fisiológicas más eficientes para captar oxígeno y responder al incremento de sus necesidades metabólicas.
Esa distinción fue decisiva. Mientras numerosas especies paleozoicas colapsaban por la combinación de calor extremo y falta de oxígeno, los moluscos modernos pudieron adaptarse a esas condiciones.
"Antes de la Gran Mortandad, los braquiópodos superaban en número a los bivalvos. Actualmente existen alrededor de 400 especies de braquiópodos frente a unas 10.000 y 15.000 especies de bivalvos", explicó Erik Anders Sperling, profesor de ciencias planetarias y autor senior del trabajo.
El cambio lo comparan con la desaparición de los dinosaurios y la expansión de los mamíferos.
El experimento de Stanford que cambió todo lo que creíamos saber sobre la evolución marina
Hasta hace pocos años, gran parte de las hipótesis sobre la Gran Mortandad se apoyaban en simulaciones climáticas y en el análisis del registro fósil.
Ya existían indicios de que el calentamiento global y la pérdida de oxígeno habían sido determinantes, pero todavía faltaban pruebas experimentales que permitieran comprobar cómo reaccionaban realmente los distintos organismos ante esas condiciones extremas.
Para resolver ese problema, el equipo de la Universidad de Stanford diseñó uno de los estudios fisiológicos más completos realizados sobre la evolución de los animales marinos.
Los investigadores comenzaron recolectando ejemplares vivos de braquiópodos en las Islas San Juan, en el estado de Washington. Luego, reunieron otros animales representativos tanto de los antiguos ecosistemas paleozoicos como de los océanos actuales, con el objetivo de comparar su funcionamiento biológico.
En laboratorios, cada especie fue sometida a diferentes condiciones de temperatura. Los científicos midieron cuidadosamente el consumo de oxígeno mediante equipos de respirometría, una técnica que permite calcular cómo cambia el metabolismo de un animal cuando el ambiente se vuelve más cálido.
Dentro de los resultados, "los braquiópodos pueden vivir en agua con poco oxígeno bajo condiciones que asfixiarían a animales modernos, pero cuando la temperatura sube, sus necesidades aumentan mucho más rápido que las de los organismos actuales", detalla el comunicado de la institución.
Por otro lado, en los bivalvos, los peces y los equinodermos también su metabolismo con el calor, pero contaban con sistemas más eficientes para mantener el equilibrio fisiológico.
"El aumento de la temperatura incrementa el metabolismo y la demanda de oxígeno, pero solo los animales con mayor capacidad muscular y branquial pueden afrontarlo", destacaron.
"Con este estudio, esencialmente quisimos resolver el misterio de por qué, cuando uno va a la playa, encuentra conchas de almejas y caracoles, y no de braquiópodos", señaló José Andres Marquez, autor principal del estudio, dijo en el comunicado de prensa.
Y agregó: "Nuestros hallazgos muestran que, en diferentes grupos de organismos, las extinciones sucedieron con tasas mucho más altas entre quienes eran más vulnerables al aumento de la temperatura del agua y a la disminución de la disponibilidad de oxígeno".
Calentamiento y falta de oxígeno: los monstruos invisibles que aniquilaron al 96% de las especies
La Gran Mortandad fue el resultado de una cadena de fenómenos ambientales extremos que transformó el planeta durante miles de años. Todo comenzó con erupciones volcánicas que liberaron dióxido de carbono y metano a la atmósfera.
La acumulación de estos gases intensificó el efecto invernadero y provocó el calentamiento global. Se estima que la temperatura del planeta aumentó entre 8 y 12°C, modificando el funcionamiento de los océanos.
A medida que el agua se calentaba, los mares perdían capacidad para retener oxígeno disuelto. Al mismo tiempo, los organismos marinos necesitaban consumir cada vez más de este elemento porque el incremento de la temperatura aceleraba todos sus procesos metabólicos.
Ese desequilibrio ocasionó episodios de anoxia en las zonas océanicas, es decir, regiones donde el oxígeno era insuficiente para sostener la vida. Muchas especies simplemente dejaron de poder respirar adecuadamente y desaparecieron.
Los investigadores también analizaron otro fenómeno asociado al aumento del dióxido de carbono: la acidificación del agua. El exceso de CO dificultó la formación de conchas y esqueletos calcáreos en muchos animales.
Las conclusiones adquieren una gran relevancia porque los científicos detectan similitudes con la actualidad. "La mayor extinción masiva de todos los tiempos comenzó en un mundo que es muy similar al de hoy, con océanos relativamente frescos y bien oxigenados, y luego hubo una inyección gigante de dióxido de carbono en el sistema terrestre. Comprender cómo la Tierra y su biota respondieron en ese entonces podría informarnos sobre lo que está por venir", afirmó Sperling.
Según se detalla en la investigación, para el siglo XXI las proyecciones señalan aumentos globales de la temperatura del agua entre 1,5 y 4°C.
"La mala noticia es que estamos en camino de alcanzar niveles de calentamiento comparables al peor de los escenarios del Pérmico-Triásico, pero la buena noticia es que aún estamos a tiempo de cambiar las cosas y hacer algo al respecto", concluyó Sperling.
