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domingo, 5 de octubre de 2014

Una cápsula-huevo del Carbonífero y una guardería

La cápsula-huevo de Doncaster. Foto: Dean Lomax, University of Manchester.
Una cápsula-huevo...
Este verano pasado conocimos la noticia del descubrimiento de una cápsula-huevo de tiburón de 310 millones de años de antigüedad en una vieja mina de carbón de la localidad de Edlington, Doncaster, en el corazón minero de Yorkshire del Sur¹. La amplia variedad de fósiles vegetales y animales hallados en el mismo lugar permitieron a los paleontólogos reconstruir un mundo inimaginable en la región fría y gris que conocemos en la actualidad.

En el Carbonífero (unos 360-303 millones de años atrás) no existían ni Yorkshire ni Inglaterra. Tampoco Europa ni América. La superficie de la Tierra estaba dominada por un océano inmenso, Panthalassa ('todos los océanos'), que ceñía unos bloques continentales a punto de colisionar en un profundo cataclismo del que surgiría, a finales del Paleozoico², el supercontinente Pangea ('la tierra toda'). Durante este proceso, pequeños océanos como el Rheico y el Ural se cerraron y desaparecieron, mientras la deriva de China del Norte, China del Sur y Cimmeria iba modelando el océano Paleo-Tetis. Uno de aquellos bloques continentales era Euramérica, que estaba situada en los trópicos, la zona más propicia para alumbrar la gran explosión de vida vegetal que caracteriza este periodo.
El Carbonífero fue en muchos sentidos la edad de las plantas; en los grandes bosques que cubrían el mundo se encuentra el origen de los depósitos de carbón que le han dado nombre. El contenido de oxígeno de la atmósfera alcanzó picos de hasta el 35% (actualmente, el porcentaje es del 21%), lo que podría explicar los casos de gigantismo de ciertos grupos de insectos y anfibios.
A principios del Carbonífero la Tierra tardaba 383 días en dar la vuelta completa alrededor del Sol y los días tenían menos de 23 horas³.

La Tierra hace unos 300 millones de años. Al norte, Siberia; en el centro Euramérica, y al sur Gondwana; al este, en el sentido de las agujas del reloj, China del Norte, China del Sur y Cimmeria, rodeando el océano Paleo-Tetis.  Fuente: Ron Blakey, NAU Geology - http://cpgeosystems.com/mollglobe.html
Invirtiendo el proceso que venía desarrollándose desde el Devónico, en los primeros millones de años del Carbonífero se produce una subida del nivel del mar que va a dar lugar a extensas marismas y grandes mares epicontinentales, a cuyas veras surgen inmensos bosques tropicales donde crecían árboles de más de 40 metros, equisetales, cordaites, helechos arborescentes, las primeras coníferas, licofitas que podían elevarse hasta los 30 m... Todo un universo fantasmagórico único e irrepetible, no tanto por la naturaleza extraña de las especies que lo poblaban (no existían, por ejemplo, las plantas con flores; y Galicia —que tampoco existía—, no estaba tapizada de eucaliptos), sino por la ausencia de voz. Las aves todavía tardarían millones de años en puntear con sus cantos el silencio del mundo. Y los mamíferos, bastante más. En su lugar, millones de insectos, algunos de un tamaño descomunal, como las libélulas gigantes de alas de hasta 70 cm, surcaban el aire caliente y húmedo de aquellas selvas inundándolo con sus zumbidos, carracas, chirridos y zumbas, mientras sorteaban las trampas tendidas por arañas del tamaño de un jabalí. El manto de vegetales en descomposición que cubría el suelo era atravesado por ejércitos de artrópodos, cucarachas, escorpiones y miriápodos de hasta 2 m de longitud. De las ricas masas de agua que bordeaban y salpicaban la floresta salían pelotones de anfibios de diferentes formas y tamaños en busca de comida. Algunos eran verdaderos monstruos de 6 m; otros se estaban adaptando hasta tal punto al medio terrestre, que sus cuerpos se habían cubierto de escamas para proteger su delicada piel. De ellos sería el dominio de los ecosistemas terrestres... y de las pantallas cinematográficas.

Escena del mar del Carbonífero tomada de The Open University.
El océano vuelve a llenarse de vida tras la extinción masiva del Devónico. Los foraminíferos se convierten en uno de los grupos más importantes, y junto a ellos, los corales, briozoos, ostrácodos, radiolarios, braquiópodos, equinodermos como los crinoideos o lirios de mar, anélidos... Los trilobites iban camino de la extinción, siguiendo los pasos de los placodermos o peces acorazados, mientras se multiplicaban las poblaciones de ammonites, los ancestros de nuestros calamares. A lo largo de las costas se levantaron extensas barreras de arrecifes de coral que albergaban una extraordinaria multiplicidad de formas de vida.
De entre los peces, los más abundantes fueron sin duda los tiburones, que experimentaron una importante radiación evolutiva, probablemente, según apuntan algunas teorías, para ocupar los nichos que habían dejado los placodermos. No en vano hay quien considera el Carbonífero como la edad de oro de los tiburones, que contaban con alrededor de 45 familias, diez más que en la actualidad. Algunas especies adoptaron formas sumamente extrañas, como el Helicoprion (que en realidad, según las últimas investigaciones, podría tratarse de una quimera véase Helicoprion), con su famosa espiral dentaria; las especies del género Stethacanthus, con su característica dorsal en forma de yunque; el Falcatus, dotado de una enorme espina dorsal inclinada hacia delante como el mango de una sartén, o el Bandringa, que poseía un larguísimo morro muy parecido al de los modernos peces espátula (Polyodontidae), repleto de sensores eléctricos con los que localizaba sus presas ocultas en los turbios fondos lacustres o fluviales.

Pareja de Stethacanthus. Se cree que las especies incluidas en el género Symmorium son en realidad las hembras de Stethacanthus, que carecerían de la característica aleta en forma de yunque. Dibujo de Douglas Henderson.
Los tiburones colonizaron ambientes de agua dulce, como los Xenacanthiformes, de aspecto muy parecido a los actuales tiburones anguila (Chlamydoselachidae), o como el individuo responsable de la puesta de la cápsula ovífera de Edlington. Porque, efectivamente, al menos una parte de Yorkshire pudo haber sido una selva repleta de lagos y pantanos, o tal vez un bosque tropical de inundación similar a los que encontramos hoy en día en el Amazonas.
No sabemos a qué especie pertenecía esta cápsula-huevo. El oviparismo es la estrategia reproductiva más antigua de las tres que encontramos en los tiburones actuales; si pensamos que aproximadamente el 40% de las especies que conocemos son ovíparas, no es difícil imaginar que hace 300 millones de años este fenómeno debió de estar mucho más extendido. La cosa está más que complicada.
Fósil y reconstrucción de una cápsula-huevo de Lonchidion ferganensis. Su diseño helicoidal es muy parecido al de los huevos de los modernos heterodóntidos (foto de Jan Fischer tomada de la página The Archaeology News Network).
En cualquier caso, puestos a conjeturar, su aspecto es parecido al de las cápulas-huevo de Lonchidion ferganensis, un tiburón del extinto orden de los Hybodontiformes, antecesores de los Heterontiformes actuales, halladas en un depósito triásico del Kirguistán (Asia central) por un equipo dirigido por Jan Fischer, paleontólogo del Instituto de Geología de la TU Bergakademie Freiberg: un antiguo lago de agua dulce en el que también se encontraron huevos posiblemente de alguna especie de Xenacanthus. Creo que lo más sensato será aguardar el dictamen de los paleontólogos.

Lonchidion ferganensis según Frederik Spindler, Journal of Vertebrate Paleontology, 2011.

... y una guardería.
A comienzos de este mismo año supimos que en otra zona de la antigua Euramérica, hoy situada del otro lado del Atlántico, concretamente en los depósitos de Mazon Creek, al norte del estado de Illinois, se encontraron montones de cápsulas-huevo pertenecientes a tiburones de diversas especies, y junto a ellas, los restos fósiles de varias crías jóvenes de Bandringa en increíble estado de conservación. Como en el caso anterior, tenían 310 millones de años.
Era la primera vez que huevos y crías aparecían juntos en un mismo lugar, lo cual vino a demostrar que Mazon Creek fue en su momento una zona de cría o guardería para tiburones; dicho de otro modo, que hace más de 300 millones de años estos bichos seguían pautas reproductivas similares a las de hoy en día.

Esta cría de bandringa medía 10 cm. Los adultos podían llegar a medir 3 m. Foto: Lauren Sallas, Michael Coates, tomada de Science News.com.
Otro descubrimiento sorprendente vino de la comparación de estos ejemplares con los primeros fósiles de Bandringa encontrados en 1969 y de otros hallados en años posteriores en diversas localizaciones. Los científicos comprobaron que lo que hasta ese momento se creía eran dos especies distintas, Bandringa rayi y Bandringa herdinae, la primera de agua salada y la segunda de agua dulce, en realidad eran una y la misma. Sus diferencias no eran morfológicas, sino tafonómicas, esto es, debidas a que los procesos de fosilización no son iguales en un ambiente de agua salada que en uno de agua dulce. Los fósiles encontrados en sedimentos marinos mostraban los tejidos blandos y el perfil corporal claramente delimitados, pero sin apenas restos del endoesqueleto; en cambio, los procedentes de estratos formados en un medio de agua dulce retenían un ínfimo porcentaje de tejido blando, pero conservaban partes completas del endoesqueleto. Por eso parecían especies distintas.
Y como guinda de un excelente trabajo, combinando todos los datos referidos a las tallas y localizaciones de los fósiles, los autores concluyeron que los bandringas posiblemente realizaban migraciones con carácter reproductivo. Las hembras se trasladaban hacia las aguas costeras, salobres o saladas, para realizar la puesta (o puede que para dar a luz, pues todavía no se sabe con certeza si alguna de las cápsulas-huevo halladas en Mazon Creek corresponden a esta especie), y posteriormente regresarían a sus zonas habituales de residencia, en ríos o lagos de agua dulce. Se trataría, por tanto, de una especie catádroma, como las anguilas. No está nada mal.

Reconstrucción del bandringa según John Megahan, University of Michigan.

Muchas historias que contar.
Más o menos a partir de mediados del Carbonífero se constata un progresivo descenso de las temperaturas, que en principio no afectó a las zonas tropicales. El desplazamiento hacia el sur de Gondwana provoca la expansión de los glaciares que permanentemente cubrían su franja meridional, lo que trae consigo el enfriamiento del clima y la bajada del nivel del mar, que a su vez son los causantes de un periodo de extinción masiva que afectó sobre todo a crinoideos y ammonites, con pérdidas del 40% y del 80% de sus poblaciones, respectivamente.
Hace unos 305 millones de años el enfriamiento y sequedad paulatina de la atmósfera llega a tal extremo que provoca el colapso de los grandes bosques tropicales.
La era Paleozoica echa su cierre con la extinción en masa de finales del Pérmico, un cataclismo de magnitudes inconcebibles que acaba con el 90-95% de las especies marinas (hay quien habla del 99%). Los tiburones lograron sobrevivir, una vez más, para seguir siendo testigos del eterno devenir de los océanos y de las masas continentales, y de la ida y venida de un sin fin de criaturas cada cual más extraña.
Los primeros mamíferos, diminutos y huidizos, todavía tardarían más de 50 millones de años en arrancarse del tronco de los reptiles mamiferoides para establecerse definitivamente sobre la Tierra.

El tiempo de los tiburones está más allá de la escala humana, es un tiempo geológico, por eso nos resultan tan extraños, misteriosos y fascinantes. En su ADN está escrita la historia de la formación mundo tal como hoy lo conocemos, incluidos nosotros mismos, que apenas representamos una base nitrogenada, tan nimia como letal.
Los tiburones no se merecen el deprimente final que les estamos preparando... Y nosotros no nos merecemos perder a unas criaturas con tanta Historia que contar.

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¹Véase nota de prensa en Science Daily.
²La era Paleozoica (del griego paleo, 'antiguo', y zóo, 'ser vivo', que podría traducirse como "era de los seres vivos antiguos") se inició hace hace aproximadamente 542 millones de años y terminó unos 250 millones de años atrás. Comprende los períodos Cámbrico (542-490 millones de años), Ordovícico (486-445), Silúrico (443-423), Devónico (420-372), Carbonífero (360-303) y Pérmico (300-254). Todas las magnitudes son aproximadas. Para una información más exacta, recomiendo visitar la página <https://engineering.purdue.edu/Stratigraphy/gssp/index.php?parentid=all>
³Véase el curioso e interesante artículo de Adam Hadhazy publicado el 14 de junio de 2010 en la edición digital de Scientific American.
Un resumen de este trabajo puede encontrarse en la página The Archaeology News Network. 
Recordemos: Oviparismo, Viviparismo aplacentario (ovoviviparismo) y Viviparismo placentario.
Lauren Cole Sallam y Michael I. Coates (2014). "The long-rostrumed elasmobranch Bandringa Zangerl, 1969, and taphonomy within a Carboniferous shark nursery". Journal of Vertebrate Paleontology, 34:1, 22-33, doi: 10.1080/02724634.2013.782875.
Integrando los datos de todos los fósiles, los investigadores lograron reconstruir el cuerpo del Bandringa con asombrosa precisión: 
La boca estaba orientada hacia abajo y probablemente tenía capacidad succionadora, ideal para alimentarse de los animales del fondo. A cada lado de la boca y sobre la cabeza presenta espinas como agujas posiblemente con función defensiva. Fuente: L. C. Sallam, M. I. Coates, Journal of Vertebrate Paleontology, 2014.


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