Ciencias

Una extinción masiva impulsada por el clima que nadie ha visto, hasta ahora

Fósiles de grupos clave utilizados para desentrañar la extinción del Eoceno-Oligoceno en África con primates a la izquierda, hienodonto carnívoro, arriba a la derecha, roedor, abajo a la derecha. Estos fósiles son de la Depresión de Fayum en Egipto y están almacenados en la División de Primates Fósiles del Centro Duke Lemur. Crédito: Matt Borths, Centro Lemur de la Universidad de Duke

Los fósiles de la colección Duke revelan un evento de extinción masiva hasta ahora desconocido en África.

Sesenta y tres por ciento. Esta es la proporción de especies de mamíferos que desaparecieron de África y la Península Arábiga hace unos 30 millones de años, después de que el clima de la Tierra cambiara de pantanoso a helado. Pero ahora lo estamos descubriendo.

Recopilando décadas de trabajo, nuevo estudio publicado esta semana en la revista Biología de las comunicaciones informa sobre un evento de extinción previamente indocumentado que siguió a la transición entre los períodos geológicos llamados Eoceno y Oligoceno.

Este período estuvo marcado por cambios climáticos dramáticos. En una imagen reflejada de lo que está sucediendo hoy, la Tierra se ha enfriado, las capas de hielo se han expandido, el nivel del mar ha caído, los bosques han comenzado a convertirse en pastizales y el dióxido de carbono se ha vuelto escaso. Casi dos tercios de las especies conocidas en Europa y Asia en ese momento estaban extintas.

Se cree que los mamíferos africanos posiblemente escaparon ilesos. El clima templado de África y la proximidad al ecuador podrían haber sido una protección contra lo peor de la tendencia de enfriamiento del período.

Tomografía computarizada de dientes de mamíferos

Los escáneres dentales muestran que los dientes de los mamíferos se volvieron menos diversos durante los primeros eventos de extinción del Oligoceno. Aquí hay un ejemplo de la forma tridimensional del diente de un molar inferior de un roedor anómalo fósil. Crédito: Dorien de Vries, Universidad de Salford

Ahora, gracias en gran parte a una gran colección de fósiles alojados en la División de Fósiles de Primates (DLCDFP) del Centro Duke Lemur, los investigadores han demostrado que, a pesar de su entorno relativamente agradable, los mamíferos africanos se han visto tan afectados como los de Europa y Asia. . La colección fue obra de la vida del difunto Elwyn Simons de Duke, quien durante décadas recorrió los desiertos egipcios en busca de fósiles.

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El equipo, compuesto por investigadores de Estados Unidos, Inglaterra y Egipto, analizó fósiles de cinco grupos de mamíferos: un grupo de carnívoros extintos llamados hienodontos, dos grupos de roedores, las anomalías (ardillas de cola escamosa) y los histicognatos (un grupo que incluye puercoespines y ratas topo desnudas) y dos grupos de primates, los estrepsirrinos (lémures y loris) y nuestros propios antepasados, los antropoides (simios y simios).

Por recopilar datos sobre cientos de fósiles Desde múltiples ubicaciones en África, el equipo pudo construir árboles evolutivos para estos grupos, identificando cuándo se ramificaron nuevos linajes y cronometrando la primera y última aparición conocida de cada especie.

Sus resultados muestran que los cinco grupos de mamíferos sufrieron pérdidas masivas alrededor del límite Eoceno-Oligoceno.

“Fue un verdadero botón de reinicio”, dijo Dorien de Vries, investigador postdoctoral en la Universidad de Salford y autor principal del artículo.

Después de unos millones de años, estos grupos comienzan a aparecer nuevamente en el registro fósil, pero con una nueva apariencia. Las especies fósiles que reaparecen posteriormente en el Oligoceno, tras el gran evento de extinción, no son las mismas que se encontraron antes.

“Está muy claro que hubo un evento de extinción importante y luego un período de recuperación”, dijo Steven Heritage, investigador y preparador digital del DLCDFP de la Universidad de Duke y coautor del artículo.

La evidencia está en los dientes de estos animales. Los dientes molares pueden decir mucho sobre lo que come un mamífero, lo que a su vez dice mucho sobre su entorno.

Los roedores y primates que reaparecieron después de unos pocos millones de años tenían dientes diferentes. Eran especies nuevas que comían cosas diferentes y tenían hábitats diferentes.

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“Vemos una gran pérdida en la diversidad de los dientes y luego un período de recuperación con nuevas formas dentales y nuevas adaptaciones”, dijo de Vries.

“La extinción es interesante de esa manera”, dijo Matt Borths, curador del DLCDFP de la Universidad de Duke y coautor del artículo. “Mata cosas, pero también abre nuevas oportunidades ecológicas para las cepas que sobreviven en este nuevo mundo”.

Esta disminución en la diversidad seguida de una recuperación confirma que el límite entre el Eoceno y el Oligoceno actuó como un cuello de botella evolutivo: la mayoría de los linajes se extinguieron, pero algunos sobrevivieron. Durante los siguientes millones de años, estas líneas supervivientes se diversificaron.

“En nuestros antepasados ​​antropoides, la diversidad se reduce a casi nada hace unos 30 millones de años, dejándolos con un solo tipo de diente”, dijo Erik R. Seiffert, profesor y director del Departamento de Ciencias Anatómicas Integrativas de la Facultad de Medicina de Keck. a la Universidad del Sur de California, ex estudiante de posgrado de Simons y coautor principal del artículo. “Esta forma ancestral del diente determinó lo que era posible en términos de diversificación alimentaria posterior”.

“Hay una historia interesante sobre el papel de este cuello de botella en nuestra propia historia evolutiva temprana”, dijo Seiffert. “Estuvimos muy cerca de no existir nunca si nuestros antepasados ​​parecidos a los simios se hubieran extinguido hace 30 millones de años. Afortunadamente no lo hicieron. “

Un clima que cambia rápidamente no fue el único desafío al que se enfrentaron estos pocos tipos de mamíferos supervivientes. A medida que bajaron las temperaturas, África Oriental se vio afectada por una serie de eventos geológicos importantes, como súper erupciones volcánicas e inundaciones de basalto, erupciones masivas que cubrieron vastas extensiones de roca fundida. También fue en este momento que la Península Arábiga se separó de África Oriental, abriendo el Mar Rojo y el Golfo de Adén.

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“Hemos perdido mucha diversidad en la frontera entre el Eoceno y el Oligoceno”, dijo Borths. “Pero las especies que sobrevivieron aparentemente tenían suficientes herramientas para persistir en este clima fluctuante”.

“Los cambios climáticos a lo largo del tiempo geológico han dado forma al árbol evolutivo de la vida”, dijo Hesham Sallam, fundador del Centro de Paleontología de Vertebrados de la Universidad de Mansoura en Egipto y coautor del artículo. “Recopilar evidencia del pasado es la forma más fácil de aprender sobre cómo el cambio climático afectará los sistemas ecológicos”.

Referencia: “Pérdida generalizada de linaje de mamíferos y diversidad alimentaria en el Oligoceno temprano de Afro-Arabia” por Dorien de Vries, Steven Heritage, Matthew R. Borths, Hesham M. Sallam y Erik R. Seiffert, 7 de octubre de 2021, Biología de las comunicaciones.
DOI: 10.1038 / s42003-021-02707-9

La financiación para este estudio provino de la Fundación Leakey, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (BSC-1824745 para DD y DBI-1612062 para MRB) y el Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural (NERC NE / T000341 / 1). El trabajo de campo en la Depresión de Fayum, Egipto, y la curación digital de los fósiles de Fayum fueron apoyados por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (BCS-0416164, BCS-0819186 y BCS-1231288), así como por Gordon y Ann Getty y la Fundación Leakey. El escaneo Micro-CT fue parcialmente apoyado por la subvención de NSF DBI-1458192, DBI-2023087 y la subvención de IMLS MA-245704-OMS-20.

Prudencia Febo

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