La diversificación de los mamíferos luego de la desaparición de los dinosaurios | AGÊNCIA FAPESP

La diversificación de los mamíferos luego de la desaparición de los dinosaurios Un estudio indica que tras la extinción masiva del final del Cretácico había diversos linajes de mamíferos que vivieron junto a los grandes reptiles. Aunque el evento acabó con muchas especies, otras tantas sobrevivieron (imagen: tasas de origen, extinción y diversificación para los tres clados de mamíferos en América del Norte. La línea de trazos representa el límite K-Pg/ Biology Letters)

La diversificación de los mamíferos luego de la desaparición de los dinosaurios

20 de diciembre de 2018

Por Peter Moon  |  Agência FAPESP – Cuando se hace mención a una extinción masiva, es común imaginarse un meteoro cayendo sobre la Tierra y diezmando a los dinosaurios y todo eso. Pero no se trata precisamente de algo así. Las diversas extinciones masivas que ocurrieron en el transcurso de la historia del planeta se abatieran en forma disímil sobre los distintos grupos de seres vivos. Un ejemplo de ello lo constituyen los mamíferos, un tipo de vertebrados que ya existía en el tiempo de los dinosaurios y que sobrevivió al evento de extinción masiva que diezmó a casi todos estos reptiles hace 66 millones de años, en lo que constituyó el final del período Cretácico.  

Existían cuatro linajes de mamíferos contemporáneos de los réptiles gigantes. Todos sobrevivieron. Algunos salieron más chamuscados, en tanto que otros lo fueron menos. En un estudio publicado en la revista Biology Letters, los biólogos Tiago Bosisio Quentalde la Universidad de São Paulo, y Mathias Pires, de la Universidad de Campinas, procuraron entender de qué manera los diversos grupos de mamíferos atravesaron la extinción masiva del final del Cretácico. Este trabajo contó con el apoyo de la FAPESP

"Cuando se habla de extinciones masivas, se sobrentiende la existencia de un evento extintivo de grandes proporciones, durante el cual una gran cantidad de especies se extinguió en un período relativamente corto de tiempo", dijo Pires. 

Otro punto de vista de las extinciones masivas consiste en observar la cantidad de especies en el registro fósil. Se verifica que en un determinado período geológico ocurrió una extinción masiva cuando el número total de especies que desaparecieron del registro fósil es ostensiblemente superior a la cantidad de nuevas especies que surgieron.  

"Es decir, es cuando la tasa de extinciones, la velocidad con que se pierden especies, supera a la tasa de especiaciones, la velocidad con que se generan nuevas especies. Esto vuelve negativa a la tasa de diversificación, dada por la diferencia entre ambas tasas", dijo Pires.  

En el registro fósil de los últimos 500 millones de años se identificaron cinco grandes extinciones masivas (y muchas otras de menor escala). Las mismas ocurrieron por diversos motivos, tales como derramamientos magmáticos durante centenas de miles o millones de años, que liberaron miles de millones de toneladas de gases de efecto invernadero, que envenenaron la atmósfera y bloquearon la radiación solar.  

Fue lo que sucedió durante la peor de las extinciones masivas, hace 252 millones de años, que representó el tránsito del período Pérmico al período Triásico (y de la era Paleozoica a la era Mesozoica), cuando desapareció más del 90% de las especies.  

Extinciones masivas también acaecieron cuando se produjo la liberación masiva de miles de millones de toneladas de dióxido de carbono (CO2) aprisionadas en el subsuelo oceánico, lo que causó un megaefecto invernadero, tal como se especula que habría sucedido al final del período Triásico hace 201 millones de años, con la pérdida del 80% de las especies.  

O el fenómeno contrario, con el secuestro de miles de millones de toneladas de CO2 de la atmósfera, lo que derribó las temperaturas causando una severa glaciación planetaria. Fue así hace 444 millones de años, al final del período Ordovícico, cuando desapareció el 86% de las formas de vida.  

Se denomina evento K-Pg, siglas referentes al momento en que termina el período Cretácico (Kreide, en alemán) y comienza el período siguiente, el Paleógeno (Pg), a la extinción masiva de hace 66 millones de años.  

En una escala de tiempo más amplia, el evento K-Pg fue el instante geológico que signa el fin de la era Mesozoica, aquella dominada por los dinosaurios, y el comienzo de la era Cenozoica, los últimos 66 millones de años, durante los cuales uno de los grupos dominantes en el ambiente terrestre es el de los mamíferos. 

El evento K-Pg fue provocado por la asociación de dos factores: derramamientos magmáticos devastadores en donde actualmente es la India junto a la colisión de un astro celeste de 10 kilómetros de diámetro sobre la península de Yucatán, en el actual México. 

"Todos estos episodios de extinción masiva son heterogéneos. Ocurrieron por distintas razones y transcurrieron de forma diversa. De igual modo, su impacto sobre las formas de vida no fue absoluto sino relativo. Algunos grupos sufrieron más, otros menos. Algunos desaparecieron, mientras que otros aprovecharon las nuevas condiciones ambientales posteriores a las catástrofes para diversificarse rápidamente", dijo Pires. 

En este nuevo trabajo, los investigadores apuntaron a entender de qué manera los diversos linajes de mamíferos existentes al final del Cretácico superaron el cuello de botella biótico del evento K-Pg. Participaron en este estudio Daniele Silvestro, de la Universidad de Gotemburgo (Suecia), y Brian Rankin, de la University of California en Berkeley (Estados Unidos).  

El gran tipo de los mamíferos surgió en el Triásico hace al menos 220 millones de años, la edad del fósil más antiguo que se conoce. Al final del Cretácico, este linaje estaba bastante diversificado. Existían los placentarios (tal como popularmente se los denomina a los euterios), el linaje a la cual pertenece el Homo sapiens como así también todos los primates, los roedores, los murciélagos, los cetáceos y los ungulados, entre otros.  

Estaban también los marsupiales (o metaterios), un grupo que actualmente reúne a las zarigüeyas, los canguros y los koalas. Éstos dividían el escenario con el grupo de los monotremados y, por último, con el de los multituberculados (su nombre deriva del formato específico de sus dientes, con varios tubérculos). 

En el estudio de Pires y Bosisio Quental se pone de relieve que la extinción masiva del Cretácico se abatió fuertemente sobre los mamíferos. Esto no quiere decir que los cuatro grupos sufrieron con la misma intensidad. La extinción masiva fue más severa para unos que para otros. 

Durante el Cretácico, hace entre 145 y 66 millones de años, los multituberculados constituían el linaje dominante y el más diversificado entre los mamíferos. Esto se sabe porque en el registro fósil que antecede al evento K-Pg, los fósiles de multituberculados constituyen la gran mayoría. En tanto, los fósiles de placentarios y de marsupiales, si bien son menos numerosos, también aparecen en una buena cantidad.  

La excepción está constituida por los monotremados. Tal como sucede en la actualidad, que existen solamente dos familias de monotremados vivientes –la de los ornitorrincos y la de las equidnas−, el registro fósil de éstos aparece muy enrarecido, tanto antes como después del Cretácico, lo cual sugiere que este grupo siempre fue relativamente marginal con relación a los otros linajes de mamíferos. Es también por esta razón que este linaje no se incluyó en el estudio. 

A sabiendas de que había multituberculados, placentarios y marsupiales, ¿qué grupo de mamíferos fue más severamente afectado durante el K-Pg? ¿De qué linaje sobrevivieron más géneros? ¿Qué grupo experimentó un mayor aumento de diversidad (mayor especiación) durante los millones de años inmediatamente posteriores al cuello de botella biótico? ¿Qué grupo no se recuperó nunca del cataclismo? 

El único medio para intentar obtener respuestas referentes a estas preguntas consiste en recurrir al registro fósil hallado en una misma región del planeta, de manera tal de intentar asegurarse de que hace 66 millones de años y en dicha región, la catástrofe se abatió en forma más o menos equivalente sobre todos los grupos de mamíferos.  

Bosisio Quental y Pires escogieron América del Norte como lugar del estudio. Ciento cincuenta años de constantes prospecciones paleontológicas en dicho continente suministraron un rico panel de la diversidad de mamíferos antes, durante y después del evento K-Pg.  

"Norteamérica exhibe un registro fósil con la calidad suficiente para la realización de este tipo de estudios. Ya se realizaron otros estudios en los cuales se analizó de qué manera los mamíferos en general superaron la extinción del Cretácico; pero, hasta donde pudimos constatarlo, éste es uno de los primeros en que se analiza la dinámica de la diversificación de los distintos linajes de mamíferos”, dijo Bosisio Quental.  

Distintos patrones de diversificación 

Los científicos utilizaron un conjunto de datos con 188 recientes asambleas fosilíferas del Cretácico y del Paleoceno –abarcando un lapso temporal que se extiende desde hace 69,9 millones de años hasta 55 millones de años atrás–, formaciones ubicadas en el interior occidental de América del Norte.  

"El registro fósil de mamíferos de Norteamérica posee asambleas muy bien estudiadas con dataciones alrededor del evento K-Pg. Como las existencias de fósiles se encuentran relativamente bien resueltas, se minimiza la incertidumbre taxonómica. El conjunto de datos incluye información referente a casi 290 géneros de mamíferos, entre multituberculados, euterios y metaterios”, dijo Bosisio Quental.  

Se emplearon diversos métodos estadísticos avanzados para detectar patrones de origen, extinción y diversificación, antes, durante y después del K-Pg. Los resultados pusieron en evidencia que los tres linajes atravesaron la extinción masiva de maneras muy distintas. 

La tasa de origen de Methateria (marsupiales), por ejemplo, permaneció más o menos constante durante todo el lapso de tiempo estudiado. Sin embargo, un claro pico de extinción se detecta durante el K-Pg, que genera un saldo neto de diversificación negativo. Pasado el evento K-Pg, la tasa de extinción disminuye gradualmente. Sin embargo, la diversificación negativa neta persistió durante más de 2 millones de años, hasta alrededor de 64 millones de años atrás. 

Con respecto a los multituberculados, estaban diversificándose al final del Cretácico: presentan altas tasas de origen y tasas de extinción relativamente bajas. En tanto, alrededor del límite K-Pg, la tasa de extinción permaneció baja, pero se observan caídas en la tasa de origen, lo cual derriba la diversificación de multituberculados a cerca de cero. Es decir que durante el K-Pg, la tasa de diversificación se encuentra en equilibrio, pues aproximadamente la misma cantidad de géneros de multituberculados se estaban originando y se estaban extinguiendo.  

De acuerdo con el estudio, una vez transcurrido el K-Pg, aunque la tasa de extinción de los multituberculados permaneció en declive, la declinación de la tasa de origen de los mismos era aún más alta y, por consiguiente, el resultado fue una diversificación negativa. En otras palabras, la cantidad de géneros de multituberculados siguió declinando durante el resto del período analizado, hasta 55 millones de años atrás. Tal merma parece haber persistido durante mucho tiempo más, dado que los multituberculados fueron desapareciendo progresivamente del registro fósil mundial, hasta que el linaje finalmente se extinguió, hace alrededor de 35 millones de años.  

Se especula que la razón para la desaparición de los multituberculados podría haber sido la competición crecente con un nuevo linaje de euterios, los roedores, cuyo orden tiene su origen justo inmediatamente después del evento K-Pg, en el período Paleógeno. 

En cuanto a los euterios (los placentarios), este estudio muestra una alta tasa de origen y de extinción cerca del límite K-Pg, lo que resulta en una inflexión de la diversidad. Las tasas de origen eran muy superiores a las de extinciones, excepto durante período comprendido entre 66 millones de años y 64 millones de años atrás.  

Inmediatamente después, se verifica un segundo pulso de origen, que viene acompañado por la caída de las tasas de extinción, señal de la existencia de una corta explosión en la diversificación. Hace alrededor de 62 millones de años, la generación de euterios disminuye, mientras que la diversificación se vuelve prácticamente nula, lo cual sugiere un equilibrio de diversidad. 

"Encontramos tres patrones de diversificación entre los grupos de mamíferos. Metatheria (marsupiales) se comporta de la forma clásica en una extinción masiva. Diversas extinciones se agrupan en el tiempo y llevan a una caída severa de la diversificación”, dijo Bosisio Quental. 

Según el investigador, los multituberculados experimentaron una merma de diversidad, donde la disminución de la diversificación y la subsiguiente pérdida de diversidad se vieron impulsadas por la declinación de las tasas de origen y no por la extinción, es decir, perdieron diversidad porque tardaban mucho para generar nuevas especies. 

"En tanto, los euterios muestran una dinámica más compleja de ascenso y caída, más precisamente adjudicada a oscilaciones rápidas en la tasa de especiación durante e inmediatamente después del K-Pg, al tiempo que la tasa de extinción aumenta, pero no tanto como para causar una diversificación negativa durante mucho tiempo," dijo Bosisio Quental. 

Pires remarca que este estudio demuestra que la extinción masiva del K-Pg fue ecológicamente selectiva entre los linajes de mamíferos. “Con una concentración de extinciones entre los metaterios carnívoros especializados y entre los euterios insectívoros, mientras que los euterios y los multituberculados más generalistas mantuvieron una mayor diversidad”, dijo. 

Si bien los resultados indican que los euterios (los placentarios) sufrieron pérdidas sustanciales en el límite de K-Pg, dichas pérdidas se compensaron con el aumento de origen. Puede haber ocurrido una diversificación entre los euterios sobrevivientes merced a la llegada a América del Norte de otros grupos de euterios provenientes de otros continentes. 

"La plasticidad de las dietas de los multituberculados puede haber permitido que los grupos persistiesen, lo cual explica las bajas tasas de extinción. La diversidad ecológica y taxonómica de los multituberculados fue creciente durante el final del Cretácico. Sin embargo, nuestros análisis muestran que los multituberculados no compensaron las pérdidas por extinción pues generaban cada vez menos diversidad, a diferencia de los euterios, cuyas pérdidas se vieron compensadas por altas tasas de origen”, dijo Pires. 

La conclusión de los autores indica que cuando se analizan individualmente los clados, los eventos de extinción masiva pueden verse como cambios en la extinción, en el origen o en ambos regímenes.  

“Esto significa que los estudios sobre los fenómenos macroevolutivos que se centran en grandes grupos taxonómicos pueden estar dejando de contar una historia macroevolutiva mucho más rica, sólo detectable a escalas taxonómicas más sutiles”, destacan. 

Puede leerse el artículo intitulado Diversification dynamics of mammalian clades during the K-Pg mass extinction (doi: 10.1098/rsbl.2018.0458), de Mathias M. Pires, Brian D. Rankin, Daniele Silvestro, Tiago B. Bosisio Quental, en el siguiente enlace: rsbl.royalsocietypublishing.org/content/14/9/20180458

 

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