Cómo conquistaron los animales la Tierra bola de nieve

Tierra bola de nieve
Los científicos creen que en varios momentos de la historia de la Tierra, el planeta estuvo cubierto de hielo. Science History Images

Sabemos que hubo animales durante la era más fría de la Tierra. La pregunta es, ¿Cómo eran?

El planeta Tierra solía ser algo así como un cruce entre un congelador y una trituradora de automóviles. Durante vastos tramos de la historia del planeta, todo, de polo a polo, fue aplastado bajo una capa de hielo de un kilómetro o más de espesor. Los científicos llaman bola de nieve a esta Tierra.

Algunos animales primitivos lograron soportar esta era gélida desde hace aproximadamente 720 a 580 millones de años, pero tuvieron mucho trabajo por delante.

A pesar de sus valientes éxitos, la repetida expansión y contracción de las gigantes capas de hielo pulverizaron los restos de los resistentes extremófilos sin dejar casi ningún rastro de ellos en el registro fósil y los científicos con poca o ninguna idea de cómo lograron sobrevivir.

"Es básicamente como tener una excavadora gigante", dice Huw Griffiths del British Antarctic Survey. "La próxima expansión glacial simplemente habría borrado todo eso y lo habría convertido en papilla, básicamente".

A pesar de la falta de evidencia directa gracias a toda esa agitación glacial, Griffiths argumenta que es razonable proponer que una diversa gama de vida animal habitó la Tierra bola de nieve. Sugiere que este florecimiento habría sido anterior a la llamada explosión cámbrica, un período hace unos 540 millones de años cuando surgió en la Tierra una gran y sin precedentes diversidad de vida animal. "No es un gran salto de la imaginación que existieran cosas mucho más pequeñas y simples antes de eso", dice Griffiths.

Se pierde la imagen completa de la vida animal durante este tiempo, pero Griffiths y sus colegas intentan en un reciente artículo tratar de averiguar cómo podría haber sido.

El equipo consideró tres diferentes períodos congelados. La primera fue la Tierra bola de nieve de Sturtian, que comenzó hace unos 720 millones de años. Duró hasta 60 millones de años. Este es un tiempo alucinantemente largo, es casi tan largo como el período entre el final de la era de los dinosaurios y la actualidad. Luego vino la Tierra bola de nieve de Marinoan, que comenzó hace 650 millones de años y duró apenas 15 millones de años. Finalmente, fue seguido por la glaciación Gaskiers hace unos 580 millones de años. Esta tercera glaciación fue aún más corta y a menudo se la llama Tierra bola de aguanieve en lugar de bola de nieve porque la cobertura de hielo probablemente no fue tan extensa.

glaciaciones en el Neoproterozoico

Imagen: Línea de tiempo que muestra las tres principales glaciaciones del Neoproterozoico (en azul claro), primeras apariciones de eucariotas macroscópicos complejos, niveles de oxígeno atmosférico modelados (en violeta), anoxia del fondo marino modelada (en rojo) (de Tostevin & Mills, 2020), y eventos de oxígeno en el océano superficial (azul) y profundo (púrpura) (de Shields-Zhou & Och, 2011).

Aunque el hielo aplastó la mayoría de los fósiles de estos períodos, los científicos han encontrado algunos restos. Estos raros fósiles retratan a los extraños animales que existieron en la época de la glaciación Gaskiers. Entre estos antiguos habitantes de la Tierra bola de nieve se encontraban los frondomorfos, organismos que se parecían un poco a las hojas de helecho. Los frondomorfos vivían fijos al lecho marino debajo del hielo y posiblemente absorbían los nutrientes del agua a medida que fluía a su alrededor.

Sin evidencia directa, Griffiths y sus colegas argumentan que las estrategias de supervivencia de los animales durante las grandes heladas del pasado probablemente se repiten en la vida que habita en el entorno más similar de la Tierra hoy en día: la Antártida.

Algunos habitantes antárticos modernos, como las anémonas, viven boca abajo adheridos a la parte inferior del hielo marino. Una de las estrategias de alimentación favoritas del krill es el pastoreo de microorganismos en este plano invertido. Quizás los primeros animales buscaban alimento y también encontraban refugio en esos lugares, sugieren Griffiths y sus colegas.

estrellas y esponjas en la Antártida

Imagen: Muchos animales, como las estrellas de mar y las esponjas, se ganan la vida en el lecho marino bajo el hielo de la Antártida. Foto de Norbert Wu/Minden Pictures

También es posible que el aumento y disminución del hielo marino introdujera algas u otros microorganismos que viven en el hielo en el agua de mar, lo que les permitió florecer, lo que podría haber proporcionado alimento a otros animales primitivos.

Uno de los desafíos que enfrentaron los habitantes de una Tierra bola de nieve fue la posible falta de oxígeno, tanto porque los niveles de oxígeno en el aire eran bajos como porque la mezcla de la atmósfera con el agua era limitada. Pero el agua de deshielo oxigenada en lo alto de la columna de agua podría haber sustentado a los animales que dependían de ella.

Algunos habitantes que en la actualidad viven en el lecho marino de la Antártida, como ciertas especies de estrellas de plumas, resuelven este problema confiando en las corrientes de agua para llevar un flujo constante de oxígeno y nutrientes desde las pequeñas áreas de agua abierta en la superficie hasta las profundidades debajo de las plataformas de hielo. No hay razón para pensar que esto no sucedió también durante el período de la Tierra bola de aguanieve de Gaskiers.

"Realmente estamos hablando de formas de vida muy básicas… pero en ese momento eso es todo lo que habrías necesitado para ser el rey de los animales", dice Griffiths.

interacciones en la Tierra bola de nieve

Imagen: Interacciones entre la criosfera y el reino marino durante (a) la Tierra bola de nieve y (b) la Tierra bola de aguanieve o la Antártida del Último Máximo Glacial, en comparación con la Antártida actual (c) la circulación de la masa de agua y la formación del agua del fondo antártico y (d) la alteración y la variabilidad estacional y regional en la plataforma. Los vientos catabáticos transportan aire frío de alta densidad desde el continente hacia el norte. Las polinias son áreas de aguas abiertas rodeadas de hielo marino, a menudo producidas por vientos catabáticos.

Además de los frondomorfos, el fondo marino también podría haber estado habitado por esponjas. Algunas evidencias fósiles de esponjas se remontan a mucho antes de la Tierra bola de nieve de Sturtian, aunque existe cierto debate sobre esto, dice Griffiths.

Ashleigh Hood, sedimentóloga de la Universidad de Melbourne en Australia que no participó en la investigación, bromea diciendo que "todos, incluidos nosotros, tienen su esponja más antigua que han encontrado en el registro y nadie más les cree".

Algunas esponjas modernas viven en simbiosis con bacterias, lo que puede ayudarlas a acceder a los nutrientes cuando escasean otros alimentos. "Eso probablemente se basa en una estrategia de supervivencia que tenían muy temprano en su historia", sugiere Hood.

Andrew Stewart, curador asistente del Museo de Nueva Zelanda Te Papa Tongarewa, que tampoco participó en el artículo, ha estudiado innumerables especies de ambientes antárticos hostiles. Muchos de estos organismos se las arreglan en lugares increíblemente oscuros, fríos o químicamente tóxicos. Para Stewart, los extremófilos antárticos son un recordatorio de cuán robusta es realmente la vida en la Tierra, y quizás siempre lo ha sido.

La investigación se ha publicado en Global Change Biology: Animal survival strategies in Neoproterozoic ice worlds

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