Este tipo de comportamiento que observamos hoy en las ballenas existe desde hace más de 200 millones de años
Los gigantes marinos de hoy, como las ballenas azules y jorobadas, realizan grandes migraciones a través del océano para reproducirse y dar a luz en aguas donde son escasos los depredadores, y muchos se congregan año tras año a lo largo de los mismos tramos de costa.
Ahora, una nueva investigación de un equipo de científicos, incluidos investigadores de la Universidad de Utah (Museo de Historia Natural de Utah y Departamento de Geología y Geofísica), la Institución Smithsonian, la Universidad de Vanderbilt, la Universidad de Nevada, Reno, la Universidad de Edimburgo, la Universidad de Texas en Austin, Vrije Universiteit Brussels y la Universidad de Oxford, sugiere que casi 200 millones de años antes de que evolucionaran las ballenas gigantes, los reptiles marinos del tamaño de un autobús escolar llamados ictiosaurios pudieron haber estado haciendo migraciones similares para reproducirse y dar a luz juntos con relativa seguridad.
Los hallazgos examinan un rico yacimiento de fósiles en el renombrado Parque Estatal de Ictiosaurios de Berlín (BISP) en el Bosque Nacional Humboldt-Toiyabe de Nevada, donde muchos ictiosaurios (Shonisaurus popularis) de 15 metros de largo yacían petrificados en la roca.
En coautoría con Randall Irmis, curador jefe y curador de paleontología del NHMU, y profesor asociado, el estudio ofrece una explicación plausible de cómo al menos 37 de estos reptiles marinos encontraron su fin en la misma localidad, una pregunta que ha inquietado a los paleontólogos durante más de medio siglo.
"Presentamos evidencia de que estos ictiosaurios murieron aquí en grandes cantidades porque estaban migrando a esta área para dar a luz durante muchas generaciones a lo largo de cientos de miles de años", dijo Nicholas Pyenson, coautor y curador del Museo Nacional Smithsoniano de Historia Natural. "Eso significa que este tipo de comportamiento que observamos hoy en las ballenas existe desde hace más de 200 millones de años".
A lo largo de los años, algunos paleontólogos han propuesto que los ictiosaurios de BISP, depredadores que se asemejan a gruesos delfines de gran tamaño que han sido adoptados como fósiles del estado de Nevada, murieron en un evento de varamiento masivo como los que a veces afectan a las ballenas modernas, o que las criaturas fueron envenenadas por toxinas como las de una cercana floración de algas nocivas. El problema es que estas hipótesis carecen de líneas sólidas de evidencia científica que las respalden.
Imagen: Quarry 2 tiene esqueletos parciales de aproximadamente siete ictiosaurios individuales que parecen haber muerto todos al mismo tiempo. Crédito: Neil Kelley / Universidad de Vanderbilt
Para tratar de resolver este misterio prehistórico, el equipo combinó técnicas paleontológicas más nuevas, como el escaneo 3D y la geoquímica, con la perseverancia paleontológica tradicional al examinar materiales de archivo, fotografías, mapas, notas de campo y cajón tras cajón de las colecciones del museo en busca de fragmentos de evidencia que podrían ser reanalizados.
Aunque la mayoría de los sitios paleontológicos bien estudiados excavan fósiles para que los científicos de las instituciones de investigación puedan estudiarlos más de cerca, la atracción principal para los visitantes del BISP administrado por el Parque Estatal de Nevada es un edificio con forma de granero que alberga lo que los investigadores llaman Quarry 2, una serie de ictiosaurios que se han dejado incrustados en la roca para que el público los vea y aprecie. Quarry 2 tiene esqueletos parciales de aproximadamente siete ictiosaurios individuales que parecen haber muerto todos al mismo tiempo.
"Cuando visité el sitio por primera vez en 2014, lo primero que pensé fue que la mejor manera de estudiarlo sería crear un modelo 3D de alta resolución a todo color", dijo el autor principal Neil Kelley, profesor asistente en la Universidad de Vanderbilt. "Un modelo 3D nos permitiría estudiar la forma en que estos grandes fósiles se organizaron entre sí sin perder la capacidad de ir hueso por hueso".
Para hacer esto, el equipo de investigación colaboró con Jon Blundell, miembro del equipo del Programa 3D de la Oficina del Programa de Digitalización del Smithsonian, y Holly Little, gerente de informática en el Departamento de Paleobiología del museo.
Mientras los paleontólogos miden físicamente los huesos y estudian el sitio usando técnicas paleontológicas tradicionales, Little y Blundell usaron cámaras digitales y un escáner láser esférico para tomar cientos de fotografías y millones de mediciones puntuales que luego se unieron usando un software especializado para crear un modelo 3D del lecho fósil.
Imagen: Imagen de modelo 3D del lecho fósil de Shonisaurus popularis en Quarry 2 en el Parque Estatal Berlin-Ichthyosaur, Nevada. Los huesos fosilizados han sido codificados por colores donde cada color corresponde a un esqueleto diferente. Crédito: Institución Smithsonian
"Nuestro estudio combina las facetas geológicas y biológicas de la paleontología para resolver este misterio", dijo Irmis. "Por ejemplo, examinamos la composición química de las rocas que rodean a los fósiles para determinar si las condiciones ambientales resultaron en tantos Shonisaurus en un entorno. Una vez que determinamos que no, pudimos concentrarnos en las posibles razones biológicas".
El equipo recolectó pequeñas muestras de la roca que rodea a los fósiles y realizó una serie de pruebas geoquímicas para buscar signos de perturbación ambiental. Una prueba midió el mercurio, que a menudo acompaña a la actividad volcánica a gran escala, y no encontró niveles significativamente elevados.
Otras pruebas examinaron diferentes tipos de carbono y determinaron que no había evidencia de aumentos repentinos de materia orgánica en los sedimentos marinos que resultaran en una escasez de oxígeno en las aguas circundantes (aunque, como las ballenas, los ictiosaurios respiraban aire).
Estas pruebas geoquímicas no revelaron indicios de que estos ictiosaurios perecieran a causa de algún cataclismo que hubiera perturbado gravemente el ecosistema en el que murieron. El equipo de investigación continuó mirando más allá de Quarry 2 hacia la geología circundante y todos los fósiles que se habían excavado previamente en el área.
La evidencia geológica indica que cuando los ictiosaurios murieron, sus huesos finalmente se hundieron en el fondo del mar, en lugar de a lo largo de una costa lo suficientemente poco profunda como para sugerir varamientos, descartando otra hipótesis. Sin embargo, lo que es aún más revelador es que la piedra caliza y la lutita de la zona estaban repletas de grandes especímenes adultos de Shonisaurus, pero eran escasos otros vertebrados marinos. La mayor parte de los otros fósiles en BISP provienen de pequeños invertebrados como almejas y amonites (parientes con caparazón en espiral del calamar actual).
"Hay muchos grandes esqueletos adultos de esta especie en este sitio y casi nada más", dijo Pyenson. "Prácticamente no hay restos de cosas como peces u otros reptiles marinos para que estos ictiosaurios se alimenten, y tampoco hay esqueletos juveniles de Shonisaurus".
La red paleontológica de los investigadores había eliminado algunas de las posibles causas de muerte y comenzó a proporcionar intrigantes pistas sobre el tipo de ecosistema en el que nadaban estos depredadores marinos, pero la evidencia aún no apuntaba claramente a una explicación alternativa.
El equipo de investigación encontró una pieza clave del rompecabezas cuando descubrió pequeños restos de ictiosaurios entre nuevos fósiles recolectados en BISP y escondidos dentro de colecciones de museos más antiguas. La comparación cuidadosa de los huesos y los dientes utilizando escaneos de rayos X micro-CT en la Universidad de Vanderbilt reveló que estos pequeños huesos eran de hecho Shonisaurus embrionario y recién nacido.
"Una vez que quedó claro que no había nada para que comieran aquí, y que había grandes Shonisaurus adultos junto con embriones y recién nacidos, pero no juveniles, comenzamos a considerar seriamente si esto podría haber sido un lugar de nacimiento", dijo Kelley.
Imagen: Diente completo y mandíbulas parciales (UMNH VP 32539) del ictiosaurio Shonisaurus popularis del Parque Estatal Berlin-Ichthyosaur, Nevada. Estos nuevos fósiles demuestran que Shonisaurus era un depredador ápice en la parte superior de su ecosistema. Crédito: Museo de Historia Natural de Utah / Mark Johnston
Un análisis más detallado de los diversos estratos en los que se encontraron los diferentes grupos de huesos de ictiosaurio también reveló que las edades de los muchos lechos fósiles de BISP estaban separadas por al menos cientos de miles de años, si no millones.
"Encontrar estos diferentes lugares con las mismas especies repartidas a lo largo del tiempo geológico con el mismo patrón demográfico nos dice que este era un hábitat preferido al que estos grandes depredadores oceánicos regresaron durante generaciones", dijo Pyenson. "Esta es una clara señal ecológica, argumentamos, de que este era un lugar donde los Shonisaurus solían dar a luz, muy similar a las ballenas de hoy. Ahora tenemos evidencia de que este tipo de comportamiento tiene 230 millones de años".
El equipo dijo que el próximo paso para esta línea de investigación es investigar otros sitios de ictiosaurios y Shonisaurus en América del Norte con estos nuevos hallazgos en mente para comenzar a recrear su mundo antiguo tal vez buscando otros sitios de reproducción o lugares con mayor diversidad de otras especies que podrían haber sido ricas zonas de alimentación para este extinto depredador ápice.
"Una de las cosas emocionantes de este nuevo trabajo es que descubrimos nuevos especímenes de Shonisaurus popularis que tienen material de cráneo muy bien conservado", dijo Irmis. "Combinado con algunos de los esqueletos que se recolectaron en las décadas de 1950 y 1960 que se encuentran en el Museo del Estado de Nevada en Las Vegas, es probable que eventualmente tengamos suficiente material fósil para finalmente reconstruir con precisión cómo era un esqueleto de Shonisaurus".
Los escaneos 3D del sitio están ahora disponibles para que otros investigadores los estudien y para que el público los explore a través de la plataforma Voyager del Smithsonian de código abierto, que es desarrollada y mantenida por los miembros del equipo de Blundell en la Oficina del Programa de Digitalización, y cualquiera puede profundizar más en el modelo 3D en línea.
"Nuestro trabajo es público", dijo Blundell. "No solo escaneamos sitios y objetos y los encerramos. Creamos estos escaneos para abrir la colección a otros investigadores y miembros del público que no pueden acceder físicamente a un museo".
Los hallazgos ha sido publicados hoy en la revista Current Biology: Grouping behavior in a Triassic marine apex predator
