Antiguas faunas marinas descubren los secretos del calentamiento de los océanos

braquiópodos fósiles

Las comunidades fósiles del centro de Nueva York entre las más famosas del mundo

Los miembros de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Syracuse están arrojando nueva luz sobre un misterio perdurable, uno que lleva millones de años en desarrollo.

Un equipo de paleontólogos dirigido por la profesora Cathryn Newton ha aumentado la comprensión de los científicos sobre si las faunas marinas del Devónico, cuyos fósiles están alojados en una unidad de lecho rocoso en el centro de Nueva York conocida como Grupo Hamilton, se mantuvieron estables durante millones de años antes de sucumbir a las olas de extinciones.

A partir de 15 años de análisis cuantitativo con el profesor Jim Brower (que murió en 2018), Newton ha seguido investigando la estructura de estas antiguas comunidades fósiles, entre las más famosas de la Tierra.

Los hallazgos del grupo, reportados por la Sociedad Geológica de América (GSA), brindan nueva evidencia crítica de la inusual estabilidad a largo plazo de estas comunidades del período Devónico.

Tal persistencia, dice Newton, es un enigma científico de larga data. Ella y sus colegas probaron la hipótesis de que estas antiguas comunidades mostraban una estasis coordinada, una teoría que intenta explicar la aparición y desaparición de especies a lo largo del tiempo geológico.

Newton y Brower, junto con su estudiante Willis Newman G'93, encontraron que las comunidades marinas del Devónico varían más en la composición de especies de lo que predice la teoría. Newton señala que no buscaron refutar la estasis coordinada, sino obtener una comprensión más sofisticada de cuándo es aplicable.

"Es fundamental descubrir más sobre la dinámica de estas comunidades devónicas aparentemente estables", dice. "Tal conocimiento tiene un significado inmediato para los cambios de la comunidad marina en nuestros mares que se calientan rápidamente".

Desde que el geólogo James Hall Jr. publicó por primera vez en la década de 1840 una serie de volúmenes sobre los fósiles y los estratos del Devónico de la región, el Grupo Hamilton se ha convertido en un imán tanto para los científicos investigadores como para los coleccionistas aficionados. Hoy en día, el centro de Nueva York se utiliza con frecuencia para probar nuevas ideas sobre cambios a gran escala en los organismos y entornos de la Tierra.

fósiles marinos del Grupo Hamilton

Imagen: Algunos taxones fósiles comunes del Grupo Hamilton en el estado de Nueva York, incluidos corales, braquiópodos y el trilobite Eldredgeops rana.

Durante el tiempo del Devónico medio (hace aproximadamente 380-390 millones de años), la composición de la fauna de la región cambió poco más de 4-6 millones de años. "Es una cantidad significativa para que las comunidades de invertebrados marinos se mantengan estables o 'bloqueadas'", explica Newton, profesora del Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente.

Ella, Brower y los estudiantes investigadores pasaron años examinando ocho comunidades de animales que alguna vez habitaron en un mar cálido y poco profundo en el borde norte de la Cuenca de los Apalaches (que, hace eones, se encontraba al sur del ecuador). Cuando los organismos murieron, los sedimentos del fondo marino comenzaron a cubrir sus conchas y exoesqueletos. Los minerales del sedimento se filtraron gradualmente en sus restos, haciendo que se fosilizaran. El proceso también conservó muchos de ellos en posición de vida, conservando en algunos sitios materiales de concha originales.

Estos fósiles actualmente pueblan el lecho rocoso expuesto en todo el centro de Nueva York, que van desde lutitas blandas, oscuras y de aguas profundas hasta limolitas duras y ricas en especies. "Las comunidades cercanas a la parte superior del lecho rocoso exhiben más diversidad taxonómica y ecológica que las de la parte inferior", dice Newton. "Podemos comparar los tipos de comunidades y su composición a lo largo del tiempo. Son sitios notables".

La estasis coordinada ha sido motivo de controversia desde 1995, cuando se introdujo. En el centro de la disputa hay dos explicaciones basadas en modelos: seguimiento ambiental y bloqueo ecológico.

El seguimiento ambiental sugiere que las faunas siguen su entorno. "Aquí, los períodos de relativa estasis están flanqueados por extinciones coordinadas o desapariciones regionales. Cuando cambia el medio ambiente, también lo hacen las faunas marinas", dice Newton, también profesora de Ciencias Interdisciplinarias y Decana Emérita de Artes y Ciencias.

El bloqueo ecológico, por el contrario, ve a las faunas marinas como comunidades estrechamente estructuradas, resistentes al cambio taxonómico a gran escala. Tradicionalmente, este modelo se ha utilizado para describir la estabilidad de las faunas inferiores de Hamilton.

Cathryn NewtonImagen derecha: Newton (derecha) y Nicole Bonuso G'01 investigan un afloramiento fósil en Morrisville, Nueva York, en 1999. Bonuso, profesora asociada de la Universidad Estatal de California, Fullerton: "Trabajar con Cathy Newton y Jim Brower ayudó a influir en mi carrera como paleontóloga. No sería el éxito que tengo sin haberlos tenido como asesores".

Newton y sus colegas analizaron más de 80 sitios de muestras, cada uno con unos 300 especímenes. Se hizo especial hincapié en los miembros de Cardiff y Pecksport, dos formaciones rocosas en la región de Finger Lakes que forman parte del antiguo subgrupo Marcellus, famoso por sus reservas de gas natural.

"Encontramos que las faunas inferiores de Hamilton, con dos excepciones, no tienen contrapartes claras entre las superiores. Por lo tanto, nuestras pruebas cuantitativas no apoyan el modelo de bloqueo ecológico como explicación de la estabilidad de la comunidad en estas faunas", continúa.

Newton considera este proyecto como un tributo final a Newman, profesor de biología de la Universidad Estatal de Nueva York en Cortland, que murió en 2014, y a Brower, que cayó gravemente enfermo mientras se finalizaba el manuscrito. "Jim sabía que probablemente no viviría para ver su publicación", dice Newton, y agrega que Brower murió cuando el artículo fue enviado a la GSA.

Ella dice que este nuevo trabajo se extiende y, de alguna manera, completa la investigación anterior del equipo al analizar más a fondo las estructuras de la comunidad en el subgrupo Marcellus. "Tiene el potencial de cambiar la forma en que los científicos ven la estabilidad a largo plazo en las comunidades ecológicas".

La investigación se ha publicado en Geological Society of America: Quantitative paleoecology of marine faunas in the lower Hamilton Group (Middle Devonian, central New York): Significance for probing models of long-term community stability hor(s)

Imagen de cabecera: La profesora Cathryn Newton estudia las faunas marinas del Devónico medio (como estos braquiópodos de hace 380-390 millones de años), cuyos fósiles están alojados en una unidad de lecho rocoso en el centro de Nueva York. Crédito: Universidad de Syracuse

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