El metabolismo lento ya no podía mantener el ritmo con el calor
El calentamiento y pérdida de oxígeno eliminaron el 96% de especies marinas hace 252 millones de años, pero los moluscos con metabolismo más activo sobrevivieron mejor. Los animales lentos del Paleozoico no pudieron adaptarse al aumento de temperatura, mientras que especies más activas con mayores demandas metabólicas resistieron mejor las nuevas condiciones.
- Hace 252 millones de años, la extinción Pérmico-Triásica eliminó el 96% de las especies marinas
- Solo alrededor de la mitad de los moluscos desaparecieron, mientras que los braquiópodos fueron casi eliminados
- El calentamiento oceánico durante la Gran Mortandad fue de 8 a 12 grados Celsius durante miles de años
- Hoy se proyecta un aumento de 1.5 a 4 grados Celsius en solo 100 a 200 años
Investigadores de Stanford descubrieron que el metabolismo determinó qué especies marinas sobrevivieron a la extinción Pérmico-Triásica hace 252 millones de años, ofreciendo advertencias sobre el calentamiento oceánico actual.
Hace 252 millones de años, los océanos de la Tierra experimentaron una catástrofe sin precedentes. Erupciones volcánicas masivas liberaron cantidades colosales de dióxido de carbono y metano a la atmósfera, calentando el planeta de manera drástica. El agua se volvió más cálida y perdió oxígeno disuelto. Cuando todo terminó, el 96 por ciento de las especies marinas había desaparecido. Fue el evento de extinción más devastador en la historia de la vida en la Tierra, conocido como la Gran Mortandad o extinción Pérmico-Triásica. Sin embargo, la muerte no fue uniforme. Algunos animales sobrevivieron mientras que otros fueron borrados del registro fósil casi por completo. Durante más de un siglo, los científicos se han preguntado por qué.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford cree haber encontrado la respuesta. Un nuevo estudio, publicado el 6 de julio en los Proceedings of the National Academy of Sciences, señala que el metabolismo fue el factor determinante. Los animales cuya fisiología no podía adaptarse rápidamente a aguas más cálidas y con menos oxígeno sufrieron las tasas de extinción más altas. Los que sí podían hacerlo sobrevivieron y, en muchos casos, prosperaron. Esta conclusión no es meramente académica. Los océanos de hoy enfrentan presiones similares, pero en una escala temporal mucho más acelerada.
Antes de la catástrofe, los fondos marinos estaban dominados por braquiópodos, animales que se asemejan a los mejillones modernos, junto con lirios de mar y otras criaturas de movimiento lento que filtraban alimento del agua. Estos grupos habían reinado durante aproximadamente 280 millones de años. Cuando llegó la Gran Mortandad, fueron casi eliminados por completo. En contraste, solo alrededor de la mitad de los moluscos desaparecieron. Los mejillones, caracoles y otros bivalvos que sobrevivieron continuaron dominando los océanos. Ese patrón persiste hasta hoy. Si caminas por una playa y recoges conchas, encontrarás principalmente mejillones y caracoles, no braquiópodos. El estudio de Stanford explica por qué.
José Andrés Márquez, exestudiante de doctorado en el laboratorio del profesor Erik Anders Sperling, lideró la investigación. El equipo pasó años recolectando especímenes vivos, incluyendo braquiópodos de las Islas San Juan en Washington, donde aún son relativamente comunes. Luego, en laboratorios de Stanford, midieron cuánto oxígeno consumía cada organismo bajo diferentes temperaturas del agua. El patrón que emergió fue claro: los animales del Paleozoico podían sobrevivir en condiciones de bajo oxígeno, pero una vez que las temperaturas aumentaban, sus metabolismos lentos no podían mantener el ritmo. Sus demandas de oxígeno se disparaban mucho más rápido que las de los animales marinos modernos.
La razón tiene que ver con la estructura corporal y el estilo de vida. Los braquiópodos y otros dominadores del Paleozoico eran filtradores de movimiento lento que vivían en el fondo marino. Requerían metabolismos relativamente bajos para mantenerse vivos. Los animales que prosperaron después de la extinción eran generalmente mucho más activos. Los peces, caracoles móviles, erizos de mar y bivalvos como mejillones y ostras necesitaban metabolismos más rápidos para soportar el movimiento constante y, en muchos casos, estilos de vida depredadores. Los bivalvos, en particular, tienen demandas energéticas mayores debido a sus cuerpos más grandes y su pie muscular que les permite excavar y arrastrarse. Esa mayor demanda metabólica, paradójicamente, los hizo más resilientes cuando el mundo cambió.
El profesor Sperling comparó este cambio ecológico dramático con la extinción de los dinosaurios no aviares hace 65 millones de años, cuando los mamíferos esencialmente tomaron el control de los nichos ecológicos y nunca cedieron esos espacios a los reptiles nuevamente. La Gran Mortandad funcionó de manera similar. Los ganadores de la extinción anterior fueron reemplazados por los ganadores de la nueva era. El equipo de Stanford amplió un estudio anterior de 2018 que había concluido que el calentamiento oceánico y la pérdida de oxígeno fueron probablemente responsables de la catástrofe, pero ese trabajo se basó principalmente en datos de especies marinas modernas, dejando grandes vacíos en el conocimiento sobre los animales que realmente fueron más afectados.
Las implicaciones para el presente son inquietantes. Los océanos de hoy son relativamente frescos y ricos en oxígeno, similar a cómo eran hace 252 millones de años, justo antes de que las erupciones volcánicas transformaran el mundo. Ahora, las actividades humanas están alterando rápidamente el clima a través de emisiones de combustibles fósiles. Durante la Gran Mortandad, las temperaturas aumentaron entre 8 y 12 grados Celsius durante miles de años. Hoy, en solo 100 a 200 años, se proyecta que las temperaturas sean de 1.5 a 4 grados Celsius más cálidas que los niveles preindustriales para 2100. El calentamiento es mucho más rápido. Sperling advirtió que estamos en camino a niveles de calentamiento Pérmico-Triásico en las proyecciones de peor caso. Sin embargo, también ofreció una nota de esperanza: todavía estamos en un punto donde podemos cambiar las cosas y hacer algo al respecto. El equipo de Stanford planea ampliar su investigación a grupos adicionales de animales marinos para comprender mejor cómo interactúan el calentamiento, la pérdida de oxígeno y la acidificación oceánica, especialmente a medida que los tres se vuelven más severos en los océanos actuales.
Citas Notables
Esencialmente queríamos resolver el misterio de por qué, cuando vas a la playa, recolectas las conchas de mejillones y caracoles en lugar de las de braquiópodos— José Andrés Márquez, autor principal del estudio
El calentamiento y la pérdida de oxígeno son los impulsores clave— Profesor Erik Anders Sperling, Universidad de Stanford
La Conversación del Hearth Otra perspectiva de la historia
¿Por qué el metabolismo fue tan importante para la supervivencia durante la extinción?
Porque cuando el agua se calienta, los animales necesitan más oxígeno para mantener sus procesos vitales. Los braquiópodos lentos no tenían la capacidad fisiológica de aumentar su consumo de oxígeno lo suficientemente rápido. Sus cuerpos simplemente no estaban diseñados para eso.
Pero eso parece contraintuitivo. ¿No deberían los animales más activos necesitar más oxígeno en general?
Sí, lo necesitan. Pero también tienen los músculos y las branquias para manejarlo. Evolucionaron para vivir con demandas metabólicas altas. Cuando el mundo cambió, ya estaban preparados. Los lentos no lo estaban.
¿Entonces la extinción fue en realidad una ventaja para los animales más activos?
No fue una ventaja planeada, pero sí resultó serlo. Los braquiópodos habían dominado durante 280 millones de años. Cuando llegó la crisis, su éxito anterior se convirtió en su debilidad. Los moluscos más activos simplemente estaban mejor equipados para un mundo diferente.
¿Qué tan rápido ocurrió todo esto?
La extinción en sí fue relativamente rápida en términos geológicos, pero el calentamiento que la causó tomó miles de años. Hoy estamos viendo cambios similares en solo décadas. Esa es la verdadera advertencia.
¿Hay algo que los océanos modernos puedan hacer que los océanos antiguos no pudieron?
Los océanos antiguos no tenían opción. Estaban a merced de las erupciones volcánicas. Nosotros sí tenemos opciones. Podemos reducir las emisiones, podemos cambiar el curso. Eso es lo que Sperling quiso decir con esperanza.