Cómo el asteroide Chicxulub dio lugar a las selvas tropicales modernas

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Foto de Jorge Alemán, del STRI. Selvas tropicales de Panamá.

OSTRI

Hace unos 66 millones de años, un enorme asteroide se estrelló contra lo que ahora es Yucatán, sumergiendo la Tierra en la oscuridad. El impacto transformó las selvas tropicales, dando lugar al reino de las flores.

En la actualidad, las selvas tropicales son puntos críticos de biodiversidad y desempeñan un papel importante en los sistemas climáticos del mundo. Un nuevo estudio publicado hoy en Science arroja luz sobre los orígenes de las selvas tropicales modernas y puede ayudar a los científicos a comprender cómo responderán las selvas tropicales a un clima que cambia rápidamente en el futuro.

El estudio dirigido por investigadores del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) muestra que el impacto de un asteroide que, hace 66 millones de años acabó con el reinado de los dinosaurios, también provocó la extinción del 45% de las plantas en lo que hoy es Colombia, y dio paso al reinado de las plantas con flores en las selvas tropicales modernas.

“Nos preguntamos cómo cambiaron las selvas tropicales después de una perturbación ecológica drástica como el impacto de Chicxulub, así que buscamos fósiles de plantas tropicales”, comentó Mónica Carvalho, autora principal y becaria postdoctoral conjunta en STRI y en la Universidad del Rosario en Colombia. “Nuestro equipo examinó más de 50,000 registros de polen fósil y más de 6,000 fósiles de hojas antes y después del impacto”.

En América Central y del Sur, los geólogos se apresuran a encontrar fósiles expuestos por cortes de carreteras y minas antes de que las fuertes lluvias los arrasen y la selva los vuelva a esconder. Antes de este estudio, se sabía poco sobre el efecto de esta extinción en la evolución de las plantas con flores que ahora dominan los trópicos americanos.

Carlos Jaramillo, paleontólogo de STRI junto a su equipo, en su mayoría becarios de STRI, muchos de ellos de Colombia, estudiaron los granos de polen de 39 sitios que incluyen afloramientos rocosos y núcleos perforados para la exploración petrolera en Colombia, para pintar un gran panorama regional de los bosques antes y después del impacto. El polen y las esporas obtenidos de rocas más antiguas que el impacto muestran que las selvas tropicales estaban igualmente dominadas por helechos y plantas con flores. Las coníferas, como las parientes del pino Kauri y el pino de la isla Norfolk (Araucariaceae), vendidos en los supermercados durante la Navidad, eran comunes y proyectaban sus sombras sobre los senderos utilizados por los dinosaurios. Después del impacto, las coníferas desaparecieron casi por completo de los trópicos del Nuevo Mundo y las plantas con flores se hicieron cargo. La diversidad vegetal no se recuperó durante unos 10 millones de años después del impacto.

Los fósiles de hojas le dieron al equipo muchas pistas sobre el clima pasado y el medio ambiente local. Carvalho y Fabiany Herrera, ahora investigador asociado postdoctoral en el Negaunee Institute for Conservation Science and Action en el Jardín Botánico de Chicago, dirigieron el estudio de más de 6.000 especímenes. Trabajando con Scott Wing en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian y otros, el equipo encontró evidencia de que los árboles del bosque tropical antes del impacto estaban muy espaciados, permitiendo que la luz llegara al suelo del bosque.

Dentro de los 10 millones de años posteriores al impacto, algunos bosques tropicales eran densos, como los del presente, donde las hojas de los árboles y las enredaderas proyectan una sombra profunda sobre los árboles más pequeños, los arbustos y las plantas herbáceas que se encuentran debajo. Las copas más dispersas de los bosques anteriores al impacto, con menos plantas con flores, habrían movido menos agua del suelo a la atmósfera que las que crecieron en los millones de años después.

“Era igual de lluvioso en el Cretácico, pero los bosques funcionaban de manera distinta”, comentó Carvalho.

El equipo no encontró evidencia de árboles de leguminosas antes del evento de extinción, pero después hubo una gran diversidad y abundancia de hojas y de leguminosas. Hoy en día, las leguminosas son una familia dominante en las selvas tropicales y, a través de asociaciones con bacterias, toman nitrógeno del aire y lo convierten en fertilizante para el suelo. El aumento de las leguminosas habría afectado drásticamente el ciclo del nitrógeno.

Carvalho también trabajó con Conrad Labandeira en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian para estudiar el daño de los insectos en los fósiles de las hojas. “El daño causado por los insectos en las plantas puede revelar en el microcosmos de una sola hoja o en la extensión de una comunidad vegetal, la base de la estructura trófica en un bosque tropical”, comentó Labandeira. “La energía que reside en la masa de tejidos vegetales que se transmite a lo largo de la cadena alimentaria, en última instancia a las boas, águilas y jaguares, comienza con los insectos que esqueletizan, mastican, perforan y chupan, extraen, agrietan y perforan los tejidos vegetales. La evidencia de esta cadena alimentaria del consumidor inicia con todas las formas diversas, intensivas y fascinantes en que los insectos consumen plantas”.

“Antes del impacto, vemos que distintos tipos de plantas tienen diferentes daños: la alimentación era específica del huésped”, comentó Carvalho. “Después del impacto, encontramos el mismo tipo de daño en casi todas las plantas, lo que significa que la alimentación fue mucho más generalista”.

¿Cómo transformaron las secuelas del impacto a los bosques tropicales escasos y ricos en coníferas de la era de los dinosaurios en los bosques tropicales de la actualidad, árboles imponentes salpicados de flores amarillas, púrpuras y rosas, cargados de orquídeas? Con base en la evidencia tanto del polen como de las hojas, el equipo propone tres explicaciones para el cambio, todas las cuales pueden ser correctas. Una idea es que los dinosaurios mantuvieron abiertos los bosques anteriores al impacto alimentándose y moviéndose a través del paisaje. Una segunda explicación es que la caída de cenizas del impacto enriqueció los suelos de los trópicos, lo que dio una ventaja a las plantas con flores de crecimiento más rápido. La tercera explicación es que la extinción preferencial de las especies de coníferas creó una oportunidad para que las plantas con flores se apoderaran de los trópicos.

“Nuestro estudio sigue una interrogante simple: ¿Cómo evolucionan las selvas tropicales?”, comentó Carvalho. “La lección aprendida aquí es que, bajo perturbaciones rápidas, geológicamente hablando, los ecosistemas tropicales no se recuperan simplemente; se reemplazan y el proceso lleva mucho tiempo”.

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