1.4.3. El período ediacarano y cámbrico (600-500 Ma

142. La Tierra “Bola de Hielo” fue un proceso de glaciación global que ocurrió cuando los continentes se agrupaban en Rodinia. Este supercontinente estaba en el Ecuador (izquierda). La glaciación fluctuó entre extremos de -50°C a +50°C (derecha) como efecto de varias causas concurrentes: posición de los continentes; vulcanismo y quizás la vida pluricelular.

tarias glaciares de 700 Ma de edad, con un origen tropical; que los glaciares estuvieran activos en diferentes lugares al mismo tiempo y que no existan otros depósitos de la misma edad que invaliden la globalidad. Algunos se oponen a la hipótesis y cuestionan la viabilidad geofísica de un océano cubierto de hielo. /// Hay datos paleomagnéticos que muestran que las rocas glaciares de Svalbard (Noruega) y Groenlandia se depositaron cuando estaban en latitudes tropicales. Pero se argumenta que el paleomagnetismo no entrega datos contundentes. /// Otra evidencia proviene de sedimentos glaciales que interrumpen sucesiones de rocas de latitudes tropicales. Se pudo reconocer que la presencia de formaciones de hierro en bandas (óxido de hierro estratificado y sílex pobre en hierro) es consistente con el congelamiento global. Las bandas de hierro se produjeron en el punto de inflexión entre un océano anóxico (con depósitos de hierro) y otro oxigenado. La anoxia garantiza que el hierro disuelto (óxido ferroso) se acumule sin un oxidante que lo convierta en óxido férrico.

La fauna ediacarana. A la salida de la última glaciación el oxígeno en aguas profundas debió aumentar, así como la abundancia de materia orgánica disuelta liberada por la disolución de los glaciares. Durante este período pudieron ocurrir diferentes faunas locales. La fauna de Ediacara (Australia) se inició hace 575 Ma y se contabilizan unas 110 especies. Todas son de cuerpo blando, todas vivían en el mar y la mayoría eran

grandes e inmóviles. ¿Qué ocurrió con esta fauna? Hay dos posibilidades: la continuidad de esta fauna con formas diferentes y la interrupción y extinción en masa. Pudo ocurrir que en 575-560 Ma los organismos fueran diferentes a las formas de vida actuales y luego se formaron algunos tipos que llegaron al presente. Al inicio se creyó que los ediacaranos continuaban en el Cámbrico (gusanos, corales, medusas, artrópodos), pero la incertidumbre se hizo evidente. Por eso, puede ser que los ediacaranos fueran un experimento extinto, sin salida y que desapareció a finales del Precámbrico.

Los organismos ediacaranos. Eran criaturas de cuerpo blando, sin capacidad de producir conchas o huesos; eran estacionarios en el fondo marino, no parecen tener bocas, órganos o medios de movimiento; debían absorber los nutrientes desde el agua. En Ediacara los depredadores aún no existían. A medida que se hicieron más altos, diversificaron las formas corporales; algunos formaban tallos para sostenerse. Como no había nichos en la columna de agua (proceso de escalonamiento), la función más probable de los tallos sería lograr una mejor dispersión de los pequeños propágulos. El beneficio que traía la altura no era la comida, sino la dispersión y colonización de otras áreas.

El ecosistema ediacarano. /// Un estudio analizó las rocas en busca de descifrar las condiciones ambientales y alimenticias de los ediacaranos. Encontró que el ecosistema se desarrollaba en regiones marinas pobres en nutrientes y en la plataforma continental. Era una región oceánica con aguas poco profundas que se asocia a corrientes que influyeron en su evolución. Un ambiente de bajos recursos y productividad primaria baja, pero suficiente para la producción bacteriana. Se encontraron pocos indicadores de esponjas, lo que sugiere una posible competencia entre nichos. La biota de Ediacara y la biota de las esponjas habrían ocupado diferentes entornos marinos. Pudieron existir nichos con distintas comunidades.

De Ediacara al Cámbrico. Al inicio del Cámbrico el suministro de alimentos se agotó y aparecieron animales más eficientes para alimentarse. Un puñado de ediacaranos pudo cruzar al Cámbrico, pero todos desaparecieron en 5 Ma. Se considera que fue un experimento fallido y arriesgado con herramientas genéticas tempranas e insuficientes. El ecosistema estaba ecológicamente vacío y facilitó la experimentación ante la ausencia de competencia. En la transición Ediacara-Cámbrico los sedimentos fósiles cambiaron en forma abrupta, en lugar de ser gradual. Antes del Cámbrico, los sedimentos marinos tenían esteras microbianas de criaturas de cuerpo blando. Al inicio del Cámbrico las condiciones muestran la llegada de las madrigueras. /// Un estudio comparó la tasa de evolución durante la “explosión del Cámbrico” con la actual. Encontró que fue cinco veces más rápida, un valor consistente con una evolución acelerada pero razonable. El estudio se centró en los artrópodos (insectos, crustáceos, arácnidos), un grupo muy diverso, tanto antes como ahora. En el Cámbrico aparecieron el exoesqueleto duro, las piernas articuladas, los ojos compuestos multifacéticos, las antenas y las mandíbulas. Hay varias hipótesis para explicar la explosión cámbrica: abundancia de materiales (oxígeno y nutrientes), una revolución genética y una revolución ecológica. Lo más probable es que todas hayan tenido algún grado de participación.

La abundancia de materiales. Es posible que la explosión del Cámbrico se deba a que las cianobacterias y algas antecesoras de

143. La vida hace 550-500 Ma. A la salida de la Tierra Bola de Hielo el primer gran ecosistema global fue el de Ediacara (Australia). Se caracterizó por un despliegue superficial en aguas poco profundas. En el período Cámbrico posterior empezó la vida subterránea y flotante. Hasta hace 500 Ma los ancestros de las plantas llegaban hasta el borde de agua, sin poder abandonar la zona de inundación y humedad.

las plantas aumentaron el nivel de oxígeno en los mares. /// Un modelo estimó el nivel de oxígeno en 0,02 % antes de 800 Ma; luego subió al 20 % por unos 100 Ma durante la glaciación global; para caer a 0,2 % hasta el Cámbrico. La evidencia geológica indica que al inicio del Cámbrico aumentó el oxígeno, el nivel del mar, la erosión y los niveles de nutrientes (calcio, fosfato y potasio) en los océanos. Esta fertilización habría provocado un aumento en la productividad, con más recursos y cadenas alimentarias más largas e intrincadas. Esto no garantiza la biodiversidad del Cámbrico, pero sí garantiza el aumento de la población. Por ejemplo, los océanos polares actuales son ecosistemas marinos muy productivos y poco diversos.

Una revolución genética. La explosión del Cámbrico se podría deber a una revolución dentro de la propia biología. Una o varias innovaciones biológicas pudieron desencadenar la diversificación celular. Una barrera inicial era el desarrollo de la adhesión celular y la maquinaria de señalización necesaria para que las células trabajen juntas. También debía disponerse de la base genética para desarrollar nuevos planes corporales. Por ejemplo, en los animales los genes HOX gobiernan el desarrollo corporal y debieron estar presentes en el último ancestro común de los vertebrados e insectos. Pero una vez disponibles, un pequeño cambio puede hacer aparecer un conjunto extra de alas; patas donde debía haber antenas o cualquier otra variante. Entonces, el detonante de la explosión cámbrica pudo encenderse cuando el genoma se duplicó varias veces y alcanzó un nivel de complejidad suficiente como para crear nuevos planes corporales. Luego de la explosión, los cambios a gran escala fueron “bloqueados” para siempre.

Una revolución ecológica. La salida de la Bola de Hielo abrió un nuevo planeta con nichos disponibles. Luego de múltiples ciclos glaciación-invernadero, las presiones evolutivas partieron desde una población pequeña, donde la “Selección de Parentesco” (de genes, células o individuos relacionados) tiene más probabilidades de evolucionar. Podría haber una etapa de altruismo en el marco de una elevada proporción de genes compartidos (efecto “cuello de botella”). En el Cámbrico hay una “revolución agronómica” que se hace evidente como un cambio en los animales excavadores. Al mover los sedimentos se ablanda y oxigena el subsue-