Graves cambios climáticos en la prehistoria dieron lugar a la era de los reptiles

La evolución y la actual diversidad de los reptiles fue impulsada por serie de cambios climáticos. Así lo revela un nuevo estudio publicado en Sciences Advances, liderado por la Universidad de Harvard (EE UU), en colaboración con varias instituciones norteamericanas.

El estudio de las extinciones masivas inducidas por el cambio climático en el pasado geológico permite explorar el impacto de las crisis ambientales en la evolución de los organismos. Un ejemplo importante es la crisis climática del Pérmico-Triásico. En concreto, los aumentos de temperatura al final del Pérmico produjeron dos de las extinciones masivas más importantes, la primera hace 261 millones de años y la segunda hace 252, eliminando esta última el 86 % de todas las especies animales existentes en el mundo.

"Hubo una larga racha de calentamiento global a lo largo de todo el Pérmico, pero las temperaturas finalmente se elevaron mucho debido a dos importantes actividades volcánicas: una en China, hace aproximadamente 261 millones de años −que condujo a la primera de las dos extinciones masivas del final del Pérmico−, y otra en Siberia hace unos 252, esta última con una duración de cientos de miles de años", dice a SINC Tiago R. Simões, investigador en la Universidad de Harvard y primer autor del estudio.

"Estos eventos liberaron cantidades masivas de gases de efecto invernadero, que se acumularon en la atmósfera y causaron el sobrecalentamiento ambiental a nivel global. Se calcula que en su punto máximo la superficie del océano habría alcanzado casi 40 °C cerca del ecuador, ¡tan caliente como un jacuzzi!", prosigue Simões.

Estas dos extinciones son importantes no solo por su magnitud, sino también porque marcaron el inicio de una nueva era en la historia del planeta. Durante el Pérmico, las faunas vertebradas terrestres estaban dominadas por los sinápsidos, los ancestros de los mamíferos.

Después de este período, en el Triásico (hace de 252 a 200 millones de años), los reptiles evolucionaron a un ritmo rápido y dieron lugar a una explosión en el número de especies y variedad morfológica. Esto condujo a la aparición de la mayoría de los grupos de reptiles actuales (cocodrilos, lagartijas, tortugas) y de varios ahora extintos. Esta expansión fue clave para la construcción de los ecosistemas modernos.

“"Fue a partir de esa explosión de diversidad de reptiles que más tarde se originaron los dinosaurios. Uno de los primeros grupos que experimentó mayores tasas de evolución e innovación morfológica dio lugar, unos millones de años después −en el Triásico−, a dinosaurios y cocodrilos", continúa Simões.

Cambios anatómicos en los reptiles

Hasta ahora, la mayoría de los paleontólogos creían que estas rápidas tasas de evolución y diversificación se debieron a la extinción de competidores, lo que permitió a los reptiles apoderarse de nuevos hábitats y recursos alimentarios que varios grupos de sinápsidos habían dominado antes de extinguirse. Sin embargo, esta investigación indica que la rápida evolución de los reptiles comenzó mucho antes del final del Pérmico.

"Descubrimos que estos períodos estaban íntimamente relacionados con el aumento de las temperaturas. Algunos grupos cambiaron muy rápidamente, otros menos, pero casi todos evolucionaron mucho más rápido que nunca", cuenta el científico.

Los investigadores recopilaron y analizaron datos de más de 1000 especímenes fósiles de 125 especies de reptiles, sinápsidos y sus parientes más cercanos, que vivieron durante aproximadamente 140 millones de años, antes y después de las extinciones del Pérmico-Triásico.

A continuación, combinaron los resultados de este análisis con datos de temperatura global que abarcan varios millones de años en el registro geológico, para así obtener una visión general de la respuesta adaptativa de los animales a las crisis ambientales.

"Los reptiles representan un sistema terrestre ideal para estudiar el impacto de las crisis ambientales en la evolución de los organismos, porque tienen un registro fósil relativamente bueno y porque sobrevivieron a una serie de crisis climáticas, incluidas las del Pérmico-Triásico", explica Simões.

De esta forma, los períodos de cambios climáticos y calentamiento global están asociados con tasas excepcionalmente altas de cambios anatómicos en la mayoría de los grupos de reptiles, a medida que esos se adaptaban a las nuevas condiciones ambientales.

"Este proceso comenzó mucho antes de la extinción masiva del Pérmico-Triásico, lo que indica que la diversificación de los planes corporales de los reptiles no fue provocada por ese evento de extinción, como se pensaba anteriormente, sino que comenzó decenas de millones de años antes", añade Stephanie E. Pierce, coautora e investigadora en Harvard.

Las ventajas de los reptiles de cuerpo pequeño

"Los primeros lagartos y tuátaras eran mucho más pequeños que otros reptiles, por lo que estaban mejor adaptados para hacer frente a cambios drásticos de temperatura. Por el contrario, los ancestros mucho más grandes de cocodrilos, tortugas y dinosaurios no podían perder calor tan fácilmente y tuvieron que cambiar rápidamente sus cuerpos para adaptarse a las nuevas condiciones ambientales", asegura Simões.

Los autores han trazado también un mapa de cómo cambió el tamaño del cuerpo de los reptiles en varias regiones geográficas durante el periodo de tiempo estudiado. Así, han observado que las presiones climáticas eran tan fuertes que había un tamaño corporal máximo compatible con la supervivencia en las regiones tropicales, decir, los ejemplares que superaban tal medida no sobrevivían a esas latitudes.

"Los reptiles de gran tamaño tomaron dos vías evolutivas para hacer frente a estos cambios climáticos. Algunos migraron hacia las regiones templadas, otros invadieron el mundo acuático, donde no tenían que preocuparse por el sobrecalentamiento porque el agua puede mantener su temperatura mucho mejor que el aire", argumenta Pierce.

"Esta fuerte asociación entre el aumento de las temperaturas en el pasado geológico y las respuestas biológicas de los distintos grupos de reptiles sugiere que el cambio climático fue un factor clave para explicar el origen de los nuevos planes corporales en estos organismos, durante el último Pérmico y el Triásico", concluye Simões.

Referencia:

Simões et al., 'Successive climate crises in the deep past drove the early evolution and radiation of reptiles'. (2022), 'Science Advances'

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