Las extinciones masivas pasadas, por devastadoras que sean, han dado forma a la vasta biodiversidad de la Tierra actual al reorganizar las cartas evolutivas. La Extinción Masiva del Ordovícico Tardío (LOME), hace 445 millones de años, fue la primera de cinco extinciones masivas que nuestro planeta ha experimentado (hasta ahora), eliminando alrededor del 85 por ciento de todas las especies marinas por una repentina Edad de Hielo.
Si bien muchas especies encontraron su fin prematuro, un grupo de peces que sobrevivió comenzó a apoderarse de los ecosistemas que quedaron atrás. Compartían una característica distintiva que jugaría un papel importante en la evolución de innumerables especies futuras: las mandíbulas.
Un equipo de investigación del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) combinó datos fósiles de todo el mundo para confirmar qué dio a los vertebrados con mandíbulas la oportunidad de expandirse globalmente en un nuevo estudio publicado en Science Advances.
“Este trabajo ayuda a explicar por qué evolucionaron las mandíbulas, por qué los vertebrados con mandíbulas finalmente prevalecieron”, dijo en un comunicado de prensa la autora principal Lauren Sallan, profesora de la Unidad de Macroevolución del OIST, “y por qué la vida marina moderna se remonta a estos supervivientes y no a formas anteriores como los conodontes y los trilobites”.
La vida hace 450 millones de años
Durante el período Ordovícico (hace 486 millones de años a 443 millones de años), el supercontinente sur Gondwana estuvo rodeado de mares cálidos y poco profundos bajo un clima de invernadero, con polos libres de hielo.
Ilustración de Sacabambaspis.
(Imagen cortesía de Nobu Tamura/CC BY-SA)
Estos océanos estaban llenos de vida extraña, desde conodontes y trilobites parecidos a lampreas hasta escorpiones marinos de tamaño humano y nautiloideos gigantes. Las primeras plantas y artrópodos apenas comenzaban a colonizar la tierra, mientras que los vertebrados con mandíbulas (gnatóstomos) seguían siendo raros y discretos.
“Si bien no conocemos las causas fundamentales de LOME, sí sabemos que hubo un antes y un después claro del evento”, dijo Sallan.
La extinción se produjo en dos fases: un cambio abrupto a un clima de invernadero que drenaba mares poco profundos, seguido de un rápido calentamiento que inundó los océanos con agua pobre en oxígeno y rica en azufre, devastando la vida marina.
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De pequeños refugios a conquistar el mundo
Después de estos enormes cambios, los vertebrados supervivientes se quedaron en refugios, repletos de puntos críticos de biodiversidad aislados y separados por océanos profundos. Dentro de estos focos estables, los gnatóstomos supervivientes parecen haber tenido una ventaja.
Ilustración de Akmonistion, pez con mandíbulas que comenzó a aparecer en el período Silúrico justo después de LOME.
(Imagen cortesía de Nobu Tamura/CC BY-SA)
“Reunimos 200 años de paleontología del Ordovícico tardío y del Silúrico temprano”, dijo el primer autor Wahei Hagiwara, Ph.D. estudiante de OIST en el comunicado, “creando una nueva base de datos del registro fósil que nos ayudó a reconstruir estos ecosistemas”.
El equipo cuantificó la diversidad a lo largo del tiempo y encontró un patrón claro: los pulsos de extinción fueron seguidos por un aumento gradual pero dramático de la biodiversidad de gnatóstomas a lo largo de varios millones de años.
“Esta es la primera vez que hemos podido examinar cuantitativamente la biogeografía antes y después de un evento de extinción masiva”, explicó Sallan.
Al rastrear dónde vivían las especies y cómo se movían, los investigadores identificaron refugios específicos que desempeñaron un papel enorme en la evolución de los vertebrados. En lo que hoy es el sur de China, encontraron los primeros fósiles de cuerpo completo de peces con mandíbulas relacionados con los tiburones modernos. Estas especies permanecieron confinadas en refugios estables durante millones de años antes de desarrollar la capacidad de cruzar océanos abiertos y extenderse por todo el mundo, explicó Hagiwara.
Los vertebrados con mandíbulas finalmente ganaron
En lugar de hacer borrón y cuenta nueva, la extinción masiva del Ordovícico tardío desencadenó un reinicio ecológico. Los primeros vertebrados ocuparon nichos que dejaron vacantes los vertebrados sin mandíbulas extintos y otros animales, reconstruyendo estructuras ecosistémicas similares con nuevas especies.
“¿Las mandíbulas evolucionaron para crear un nuevo nicho ecológico, o nuestros antepasados llenaron primero un nicho existente y luego se diversificaron?” preguntó Sallan. “Nuestro estudio apunta a lo último”.
El trabajo del investigador combina ubicación, morfología, ecología y biodiversidad, ayudando a pintar una imagen de cómo los ecosistemas de hace millones de años se recuperaron y remodelaron después de un evento de extinción importante.
“Hemos demostrado que los peces con mandíbulas sólo se volvieron dominantes porque ocurrió este evento”, dijo Sallan.
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