Las crónicas (parte 7)

La explosión cámbrica

En el Período Vendiano del Tiempo Profundo, el clima del mundo cambió una vez más y Rodinia comenzó a sentir los duros efectos del calor interno del planeta, ya que un aumento gradual de la temperatura debajo del continente masivo hizo que la corteza se domase, se estirara y se debilitara. Como resultado, se desarrollaron centros de expansión violentos debajo de la losa masiva y comenzaron a desgarrar lentamente a Rodinia. Como parte de esto, el continente gigante comenzó a romperse a lo largo de una línea que ahora corre aproximadamente de norte a sur. Entonces, en solo diez millones de años, las aguas del océano fluyeron hacia el nuevo valle del rift, y a medida que la enorme herida continuó creciendo, se convirtió en una gran cuenca.

Habiéndose situado dentro del cinturón ecuatorial, entre Siberia y el margen noroeste de Gondwana, el Océano Panthalassic separó las Américas y Escandinavia de la Antártida, Australia y el resto del hemisferio oriental. Esto provocó un aumento de hábitats favorables, como bordes de la plataforma continental y cuerpos de agua poco profundos con una amplia gama de profundidades, temperaturas, sustratos y salinidad. Esto proporcionó nuevos nichos y, con ellos, nuevas oportunidades para los organismos que vivían en ese momento. Además de esto, una extinción masiva de la fauna ediacaria de cuerpo blando justo antes de esto también había comenzado a abrir nuevos nichos ecológicos para formas de vida más complejas.

Este período en la larga prehistoria de la Tierra vio la mayoría de los continentes ubicados en el hemisferio sur, cerca del ecuador. Mientras esto ocurría, el supercontinente de Pannotia, que había evolucionado desde Rodinia, continuó reuniéndose en algunas regiones pero fragmentado en masas continentales, como Gondwana, Laurentia y Báltica. De estos, Laurentia se extendía a través del ecuador, parcialmente sumergido por el Océano Iapetus, con un Báltico y Siberia principalmente sumergidos que se acercaban desde el sudeste.

La fragmentación continental antes mencionada separó las masas de tierra, creando barreras a la migración, aislando así las especies existentes. Esta redistribución de los continentes a través de diferentes zonas climáticas condujo a diferentes caminos de evolución. Entonces, las especies distintivas comenzaron a desarrollarse en cada nuevo continente y después de la edad de hielo más dura en la vida útil de Gaia, las temperaturas aumentaron tanto que el planeta estaba mucho más caliente de lo que está hoy.

A medida que pasó el tiempo, las fosforitas se acumularon cada vez más, a medida que las dolomías fueron reemplazadas gradualmente por calizas. Entonces, después de alcanzar un nivel crítico de oxigenación en los mares, el universo pudo construir grandes cuerpos de animales sin que la difusión de oxígeno se convirtiera en una restricción, y la cadena alimentaria se diversificó rápidamente. Como resultado de estos factores, la presión para adaptarse a interacciones cada vez más competitivas depredador-presa amplificó dramáticamente la respuesta evolutiva de muchas especies diferentes. Por lo tanto, varios organismos mineralizaron una variedad de nuevas estructuras como un medio de protección, respiración y, en algunos casos, incluso para la manipulación de objetos.

Este desarrollo elemental apareció en varias formas diferentes con una variedad de funciones, incluidas espículas silíceas, moluscos de carbonato, braquiópodos de fosfato, cutículas anélidas y caparazones de artrópodos. Estas características óseas produjeron una gama completa de beneficios novedosos, así como una serie de detrimentos, como la capacidad de los organismos sedentarios para filtrar los alimentos de las corrientes de agua y, más significativamente, la capacidad de los animales móviles para moverse de manera más eficiente. Las mejoras también protegieron a los animales de varias amenazas diferentes, incluida la radiación ultravioleta del Sol, el viento y la lluvia en tormentas violentas y, por supuesto, las bocas hambrientas de los depredadores voraces.

Para hacer frente mejor a este tipo de cambios, los primeros animales con algo parecido a un ojo comenzaron a emerger cerca del final del Período Vendiano. Este mecanismo predominante de percepción comenzó como un simple punto sensible a la luz en la piel de criaturas ancestrales seleccionadas. Luego, en el transcurso de cien millones de años más o menos, los ojos compuestos y luego de una sola cámara aumentaron enormemente en tamaño, en su capacidad de resolución y en el grado asociado de sofisticación óptica.

Los cambios específicos en este diseño básico crearon una depresión en el parche sensible a la luz, y este pozo hizo que la detección de movimiento fuera un poco más precisa. Al mismo tiempo, la abertura profunda se redujo gradualmente, por lo que la luz finalmente entró a través de una abertura cada vez más pequeña. Con el paso del tiempo, la mancha sensible a la luz incluso se convirtió en una capa de células y el pigmento en la parte posterior del ojo, conocida como la retina. Luego, durante cientos de miles de generaciones, también se formó una lente en la parte frontal del ojo. Esto surgió como un tejido transparente de doble capa que contiene cantidades crecientes de líquido que le dio la curvatura convexa moderna.

Después de esto, hace unos quinientos cincuenta millones de años, la mutación de ciertos genes trabajó para iniciar un tremendo cambio morfológico en el árbol de la vida filogénico. Esto permitió la rápida evolución y desarrollo de una gran variedad de planes corporales en un lapso de tiempo relativamente corto. Como tal, la tasa de origen de las especies se aceleró en un orden de magnitud a medida que la Tierra experimentó una apariencia relativamente rápida junto con una diversificación tremendamente amplia de organismos durante un período de aproximadamente cuarenta millones de años. Por lo tanto, todos los filos principales surgieron en este momento, incluidos los anélidos, los braquiópodos, los artrópodos, los moluscos, los cordados, las esponjas, los cefalorhynchs y los anfitriones de otras criaturas inimaginablemente extrañas que acechan en las oscuras profundidades debajo.

Durante el Período Cámbrico, el clima era generalmente cálido y húmedo, y no había masas continentales ubicadas en los polos, por lo que las corrientes oceánicas podían circular libremente. Como no había ninguna formación significativa de hielo, las temperaturas fueron suaves en todo el mundo. Mientras tanto, se produjeron transgresiones globales, ya que los mares poco profundos invadieron repetidamente la tierra, proporcionando un hábitat perfecto para el creciente número de invertebrados marinos que estaban vivos en este momento. Entonces, la primera red trófica verdaderamente compleja se estableció cuando los carnívoros comenzaron a alimentarse de alimentadores de filtro y alimentadores de depósitos que a su vez consumían a los productores primarios.

Poco después de esto, las cianobacterias calcificadas y los arqueocianatos comenzaron a construir arrecifes. El primero se desarrolló en colonias y podía producir estructuras de diez pies de altura, mientras que el segundo parecía copas densamente perforadas. Algunos de estos eran más cilíndricos, de hasta tres pies de altura, mientras que otros eran más como platos que crecen hasta veinte pulgadas de diámetro. Sin embargo, la gran mayoría de estas esponjas eran más pequeñas que una pulgada. Por supuesto, gran parte de esta arquitectura primitiva fue diseñada casi exclusivamente por las cianobacterias calcificadas, aunque sí confiaron en los archaeocyaths como base.

Como parte de esto, había muchos animales como cefalópodos, braquiópodos, equinodermos, gasterópodos y artrópodos que estaban presentes en abundancia variable entre estos sistemas de arrecifes. Típicamente hablando, estos a menudo comenzaron con una fase de estabilización cuando una colonia crinoidea obligaría al sustrato a condensarse en una sola estructura. Después de la muerte, los esqueletos crinoideos de múltiples elementos de calcita se convirtieron en una vasta área de sustrato granulado a medida que los químicos se litificaban rápidamente.

En línea con esto, los crinoides se anclarían al fondo marino y sus esqueletos desarticulados ayudarían a estabilizar el sustrato. Luego, durante la fase de colonización, el sistema de arrecife continuaría formándose a partir de litístidos y soanitidos mutuamente interconectados en la parte superior de los gránulos crinoideos litificados. En ese punto, los receptáculitos, los briozoos y los corales solitarios en forma de bola crearon el marco.

A medida que crecía un arrecife, su superficie comenzó a proporcionar un hábitat cada vez más adecuado para varias especies diferentes, como las mencionadas anteriormente. Durante la fase de diversificación, las cianobacterias calcificadas se unirían a la comunidad de organismos superiores uniendo las estructuras resultantes. Esto desencadenó la fase de dominación en la cual las cianobacterias suprimirían a otros organismos. En ese punto, los montículos fueron cortados por canales, enterrados por sedimentos, y luego todo el ciclo comenzó de nuevo.

De esta manera, el desarrollo de los arrecifes en este momento fue tremendamente significativo porque estos maravillosos paisajes marinos se convirtieron en uno de los ecosistemas más variados y complejos del planeta. Esto se debió principalmente al hecho de que estos majestuosos lugares eran capaces de soportar miles de especies diferentes en solo unas pocas millas cuadradas de terreno. Como resultado de esto, las estructuras completadas no solo albergaban una gran variedad de organismos, sino que también evitaban que los competidores destruyeran una cadena en particular en la compleja red trófica, manteniendo así la rica diversidad.

De estos organismos, los alimentadores de filtro, como los cnidarios y los braquiópodos, se aferrarían a las tazas de arqueociantán o se alojarían en las cavidades dentro de las colonias de cianobacterias. Sin embargo, a medida que el clima se hizo más y más cálido, las cianobacterias eventualmente superaron a los arqueocianatos, por lo que los sistemas de arrecifes de los primeros reemplazaron inevitablemente al de los segundos. Junto con esto, muchos de los animales de esta época también estaban comenzando a desarrollar nuevas estrategias de vida. Esto incluyó comportamientos útiles, como excavar profundamente en el sedimento para formar madrigueras ramificadas complejas. En contraste con esto, los hyoliths existían como organismos móviles que usaban un par de apéndices en forma de muletas para orientar sus conchas cónicas hacia las corrientes submarinas más poderosas con el fin de obtener acceso a las fuentes de alimentos más nutritivas que estaban disponibles en ese momento.

De vuelta a la escala de las estructuras geológicas, la Tierra comenzó a sufrir un cambio continental unos treinta millones de años después. Las masas de tierra concentradas cerca de los polos condujeron a un desequilibrio global que resultó en un cambio por una fuerza centrífuga de exceso de volumen hacia el ecuador. Durante esta danza continental, Siberia y el norte de Europa se unieron en la gran isla de Báltica, la parte norteamericana de Laurentia fue desde el Polo Sur a horcajadas sobre el ecuador, el norte de Europa se deslizó hacia el sur y África oriental desde los trópicos hasta el Polo Sur. .

A estas alturas, no había plantas terrestres, por lo que la tierra aún no tenía otra vida que los microorganismos. Por el contrario, los océanos se unieron con la vida, por ejemplo, uno de los primeros animales verdaderamente complejos que surgieron fueron los animales marinos conocidos como trilobites. Como todos los demás artrópodos, estos organismos carecían de esqueletos internos, por lo que llevaban sus huesos en el exterior en forma de un exoesqueleto blindado. Esta carcasa duradera cubría todo su cuerpo y estaba unida para facilitar el movimiento de sus extremidades. Esta envoltura orgánica estaba hecha de quitina, un material duro que contiene celulosa y reforzada por proteínas.

Para permitir el comportamiento complejo que estos organismos requerían, los trilobites tenían un par de antenas de múltiples articulaciones que transferían señales a un órgano receptor primitivo en la cabeza. Junto con este sistema nervioso simple, cada uno de estos artrópodos primitivos tenía varios pares de apéndices bifurcados. Como resultado de estas características, los trilobites podrían arrastrarse a lo largo del fondo marino utilizando las ramas inferiores de sus extremidades. Además de esto, sus ramas de las extremidades superiores consistían en largos filamentos aplanados que estaban muy separados para formar láminas en forma de abanico que funcionaban como branquias, ayudando a la respiración.

Como los trilobites no tenían garras o mandíbulas, tuvieron que agarrarse y moler a sus presas usando las fuertes espinas que cubrían el borde inferior de las articulaciones internas de sus extremidades para caminar. Estas articulaciones pasaron la comida picada a la boca y este proceso alentó el crecimiento, lo que requirió que se derramara el esqueleto externo rígido. Esta muda dejó a los trilobites desprotegidos y muy vulnerables durante breves períodos a lo largo de su vida. En esta condición, lo único que estos animales podían hacer para mantenerse vivos era simplemente evitar a los depredadores. Para hacer esto, tenían que poder detectarlos antes de que fueran notados.

Afortunadamente, los trilobites vivían en la tenue luz de las profundidades acuosas, lo que significaba que podían ver en una oscuridad casi total. Entonces, con esta ventaja selectiva, los trilobites comenzaron a extenderse por todo el mundo. De esta manera, se convirtieron en los animales principales en muchas de las comunidades marinas, tanto en términos de abundancia como de diversidad. Por lo tanto, en muy poco tiempo, la longitud promedio de un trilobite adulto varió desde menos de una pulgada, hasta dos pies.

Sin embargo, como era de esperar, los trilobites estaban en el menú para una serie de bestias hambrientas en este momento, incluidos los gusanos cephalorhynch y los anomalocarididos. De estos, el primero mantendría los caparazones de estas criaturas en una trompa flexible espinosa y lentamente los tragaría enteros. Mientras tanto, estos últimos eran individuos mucho más complejos. Los anomalocarididos tenían cabezas enormes con un par de ojos compuestos en la superficie superior, y una boca redondeada completa con un par de apéndices espinosos debajo, incluidos dientes planos y afilados dentro.

Los cuerpos de estos animales consistían en aletas laterales junto con una cola en forma de abanico con un pequeño señuelo en forma de camarones, mientras que una hilera de apéndices suaves se unía a la superficie inferior de un cuerpo que podía alcanzar una longitud total de hasta alrededor tres pies en promedio. Por lo general, estos astutos cazadores de emboscadas a menudo se esconden entre grandes esponjas y algas solo permitiendo que se vea su cola. Luego, atacarían, predominantemente en el lado derecho de su presa. Esta asimetría conductual fue el resultado de una compleja complejidad neuronal similar a la que se encuentra en los depredadores más avanzados más grandes de los tiempos modernos, lo que demuestra aún más rápidamente cuán rápido se producen los desarrollos en el universo.

Sin embargo, en este punto de la gran cadena del ser, una radiación adaptativa eventualmente desencadenó la expansión principal de los cefalópodos. De hecho, dos características principales aseguraron el éxito y la proliferación de estos animales durante este proceso de diversificación. El primero de ellos surgió en forma de caparazón con cámara que funcionaba como una especie de aparato hidrostático. Esto proporcionó una cantidad de cefalópodos diferentes con una flotabilidad notablemente efectiva. El segundo desarrollo evolutivo se produjo en forma de ojos grandes, lo que resultó en un agudo sentido de la visión. Esto permitió que estas criaturas se convirtieran en cazadores muy eficientes en un período de tiempo relativamente corto.

Además de esto, los moluscos comenzaron a poseer lo que se conoce como un manto. Este pliegue en la pared del cuerpo cubría el caparazón y secretaba el carbonato de calcio del que estaba hecho. El caparazón estaba subdividido por tabiques en múltiples cámaras que los cefalópodos usaban para regular su presión interna. Esto les permitió ascender a la superficie del agua o sumergirse en sus profundidades.

A pesar de este tipo de desarrollos, los ecosistemas que estuvieron presentes durante la primera parte de la Era Paleozoica no fueron tan robustos como los de tiempos posteriores, debido a la falta de diversidad. Entonces, al final del Cámbrico se produjeron varias extinciones masivas, de las cuales, más del ochenta por ciento de los animales de caparazón duro no sobrevivieron. En general, hubo una serie de estos eventos de extinción que afectaron a gran parte de la fauna marina de hoy en día, como los braquiópodos y los conodontos. De estos, hubo tres intervalos distintos en la distribución de trilobites, cada uno de los cuales estuvo marcado por una extinción masiva interrelacionada que estaba relacionada con cambios climáticos a medida que el Cámbrico dio paso al Ordovícico ...