Antiguos moluscos marinos hacían anillos de crecimiento diarios
La Tierra giraba más rápido de lo que lo hace hoy al final del tiempo de los dinosaurios, rotando 372 veces al año, en comparación con los 365 actuales, según un nuevo estudio de conchas de moluscos fósiles del Cretácico tardío. Esto significa que un día duraba solo 23 horas y media, según el nuevo estudio en la revista Paleoceanography and Paleoclimatology de la AGU.
El antiguo molusco, de un grupo extinto y muy diverso conocido como almejas rudistas, crecía muy rápido, estableciendo anillos de crecimiento diarios. El nuevo estudio utilizó láseres para tomar diminutas muestras de conchas y contar los anillos de crecimiento con mayor precisión que los investigadores humanos con microscopios.
Los anillos de crecimiento permitieron a los investigadores determinar la cantidad de días en un año y calcular con mayor precisión la duración de un día hace 70 millones de años. La nueva medición informa a los modelos de cómo se formó la Luna y qué tan cerca de la Tierra ha estado durante los 4.500 millones de años de historia de la danza gravitacional Tierra-Luna.
El nuevo estudio también encontró evidencia que corrobora que los moluscos albergaban simbiontes fotosintéticos que pueden haber impulsado la construcción de arrecifes en la escala de los corales modernos.
La alta resolución obtenida en el nuevo estudio combinada con la rápida tasa de crecimiento de los antiguos bivalvos reveló detalles sin precedentes sobre cómo vivía el animal y las condiciones del agua en que creció, hasta una fracción de día.
"Tenemos alrededor de cuatro a cinco puntos de datos por día, y esto es algo que casi nunca se obtiene en la historia geológica. Básicamente podemos ver un día hace 70 millones de años. Es bastante sorprendente", dijo Niels de Winter, geoquímico analítico de la Vrije Universiteit Brussel y autor principal del nuevo estudio.
Las reconstrucciones climáticas del pasado profundo generalmente describen cambios a largo plazo que ocurren en la escala de decenas de miles de años. Estudios como este dan una idea del cambio en la escala de tiempo de los seres vivos y tienen el potencial de cerrar la brecha entre el clima y los modelos climáticos.
El análisis químico de la concha indica que las temperaturas del océano fueron más cálidas en el Cretácico tardío de lo que se apreciaba anteriormente, alcanzando 40 grados Celsius (104 grados Fahrenheit) en verano y más de 30 grados Celsius (86 grados Fahrenheit) en invierno. Las altas temperaturas del verano probablemente se acercaron a los límites fisiológicos de los moluscos, dijo de Winter.
"La alta fidelidad de este conjunto de datos ha permitido a los autores extraer dos inferencias particularmente interesantes que ayudan a agudizar nuestra comprensión de la astrocronología del Cretácico y la paleobiología rudista", dijo Peter Skelton, profesor retirado de paleobiología en The Open University y experto rudista no afiliado al nuevo estudio.
Antiguos constructores de arrecifes
El nuevo estudio analizó a un solo individuo que vivió durante más de nueve años en un fondo marino poco profundo en los trópicos, un lugar que ahora, 70 millones de años después, es tierra firme en las montañas de Omán.
Los moluscos Torreites sanchezi se parecen a vasos de pinta altos con tapas en forma de pasteles de garra de oso. Los antiguos moluscos tenían dos conchas, o valvas, que se unían en una bisagra, como almejas asimétricas, y crecían en densos arrecifes, como las ostras modernas. Prosperaron en agua varios grados más cálida que los océanos modernos en todo el mundo.
A fines del Cretácico, los rudistas como T. sanchezi dominaron el nicho de construcción de arrecifes en las aguas tropicales de todo el mundo, cumpliendo el papel que hoy desempeñan los corales. Desaparecieron en el mismo evento que mató a los dinosaurios no aviarios hace 66 millones de años.
"Los rudistas son bivalvos bastante especiales. No hay nada parecido que viva hoy", dijo de Winter. "Especialmente en el Cretácico tardío, en todo el mundo, la mayoría de los constructores de arrecifes eran estos bivalvos. Así que realmente asumieron el papel de construcción de ecosistemas que tienen los corales en la actualidad".
El nuevo método enfocó un láser en pequeños trozos de caparazón, haciendo agujeros de 10 micrómetros de diámetro, o casi tan anchos como un glóbulo rojo. Los oligoelementos en estas pequeñas muestras revelan información sobre la temperatura y la química del agua en el momento en que se formó la concha. El análisis proporcionó mediciones precisas del ancho y el número de anillos de crecimiento diarios, así como patrones estacionales. Los investigadores utilizaron variaciones estacionales en el caparazón fosilizado para identificar años.
El nuevo estudio encontró que la composición de la concha cambió más en el transcurso de un día que a lo largo de las estaciones, o con los ciclos de las mareas oceánicas. La resolución a escala fina de las capas diarias muestra que el caparazón creció mucho más rápido durante el día que por la noche.
"Este bivalvo tenía una fuerte dependencia de este ciclo diario, lo que sugiere que tenía fotosimbiontes", dijo de Winter. "Tienes el ritmo día-noche de la luz que se graba en el caparazón".
Este resultado sugiere que la luz del día era más importante para el estilo de vida del antiguo molusco de lo que cabría esperar si se alimentara principalmente al filtrar alimentos del agua, como las almejas y las ostras modernas, según los autores. De Winter dijo que los moluscos probablemente tenían una relación con una especie simbiótica que se alimentaba de la luz solar, similar a las almejas gigantes vivas, que albergan algas simbióticas.
"Hasta ahora, todos los argumentos publicados para la fotosimiosis en rudistas han sido esencialmente especulativos, basados en rasgos morfológicos meramente sugestivos, y en algunos casos eran demostrablemente erróneos. Este documento es el primero en proporcionar evidencia convincente a favor de la hipótesis", dijo Skelton, pero advirtió que la conclusión del nuevo estudio era específica del Torreites y no podía generalizarse a otros rudistas.
Alejamiento de la luna
El cuidadoso recuento de De Winter del número de capas diarias encontró 372 por cada intervalo anual. Esto no fue una sorpresa, porque los científicos saben que en el pasado los días eran más cortos. Sin embargo, el resultado es el más preciso ahora disponible para el Cretácico tardío, y tiene una aplicación sorprendente para modelar la evolución del sistema Tierra-Luna.
La duración de un año ha sido constante en la historia de la Tierra, porque la órbita de la Tierra alrededor del Sol no cambia. Pero el número de días dentro de un año se ha acortado con el tiempo porque los días han ido creciendo. La duración de un día ha crecido constantemente a medida que la fricción de las mareas oceánicas, causada por la gravedad de la Luna, ralentiza la rotación de la Tierra.
El tirón de las mareas acelera un poco la Luna en su órbita, por lo que a medida que disminuye el giro de la Tierra, la Luna se aleja más. La luna se aleja de la Tierra a 3,82 centímetros por año. Las mediciones precisas con láser de la distancia a la Luna desde la Tierra han demostrado esta distancia creciente desde que el programa Apolo dejó reflectores útiles en la superficie de la Luna.
Pero los científicos concluyen que la Luna no podría haber retrocedido a este ritmo a lo largo de su historia, porque proyectar su progreso linealmente en el tiempo pondría a la Luna dentro de la Tierra hace solo 1.400 millones de años. Los científicos saben por otra evidencia que la Luna ha estado con nosotros mucho más tiempo, probablemente uniéndose a raíz de una colisión masiva al principio de la historia de la Tierra, hace más de 4.500 millones de años. Entonces, la tasa de alejamiento de la Luna ha cambiado con el tiempo, y la información del pasado, como un año en la vida de una antigua almeja, ayuda a los investigadores a reconstruir esa historia y modelo de la formación de la luna.
Debido a que en la historia de la Luna, 70 millones de años son un parpadeo en el tiempo, de Winter y sus colegas esperan aplicar su nuevo método a fósiles más antiguos y capturar instantáneas de días aún más profundos en el tiempo.
Artículo científico: Subdaily‐Scale Chemical Variability in a Torreites Sanchezi Rudist Shell: Implications for Rudist Paleobiology and the Cretaceous Day‐Night Cycle
