¿Cuáles son las afirmaciones sobre el turbulento curso de la vida en la Tierra?
Si pensamos en el tema de la vida desde una perspectiva humana, obviamente es difícil para nosotros no hacerlo. La vida es algo extraño. No puede esperar para empezar, pero después de empezar, no parece tener prisa por seguir adelante.
Piensa en los líquenes. Los líquenes son probablemente las criaturas visibles más resistentes de la Tierra, y también unas de las menos ambiciosas. Estarán felices de crecer en un cementerio soleado, pero están especialmente felices de prosperar en entornos donde ninguna otra criatura quiere ir: en las cimas de las montañas azotadas por el viento, en los páramos del Ártico, donde no hay nada más que rocas, viento y lluvia. No había casi nada más que frío y casi ninguna competencia. En muchas áreas de la Antártida, donde prácticamente no crece nada más, se pueden encontrar vastas franjas de líquenes (400 especies de ellos) adheridos lealmente a cada roca desgastada por el clima.
Durante mucho tiempo, la gente no podía entender cómo lo hacían. Debido a que los líquenes crecen sobre rocas desnudas y no tienen nutrientes aparentes ni producen semillas, muchas personas (muchas personas educadas) piensan que son piedras en el proceso de convertirse en plantas. "¡Las piedras inanimadas se convierten automáticamente en plantas vivas!", decía alegremente un observador doctorado llamado Hornschuck en 1819.
Si miras más de cerca, descubrirás que los líquenes son más interesantes que mágicos. En realidad, son una asociación entre hongos y algas. Los hongos secretan ácidos que disuelven la superficie de la roca, liberando minerales; las algas convierten los minerales en alimento suficiente para sustentar a ambos. No fue un acuerdo muy emocionante, pero claramente fue un éxito. Hay más de 20.000 tipos de líquenes en el mundo.
Como la mayoría de las cosas que prosperan en condiciones difíciles, los líquenes crecen lentamente. Un liquen puede tardar más de medio siglo en crecer hasta alcanzar el tamaño de un botón de camisa. Así que esos líquenes que crecen hasta el tamaño de platos "probablemente han estado creciendo durante cientos, si no miles, de años", escribe David Attenborough. Es difícil imaginar una existencia más pequeña que este logro. "Simplemente existen", continuó Attenborough, "lo que demuestra un hecho conmovedor: incluso la vida en el nivel más simple existe obviamente sólo para sí misma".
La vida sólo tiene esta consideración, estos puntos se pasan por alto fácilmente. Como seres humanos, tendemos a sentir que la vida debe tener un propósito. Tenemos planes, ambiciones y deseos. Queremos aprovechar continuamente toda la vida embriagadora que nos han dado. Pero ¿qué es la vida para un liquen? Su impulso de supervivencia, su deseo de mantenerse con vida, es tan fuerte como el nuestro, posiblemente incluso más fuerte. Si me dijeran que tengo que ser un liquen sobre las rocas del bosque durante décadas, creo que perdería las ganas de seguir viviendo. Los líquenes no. Como todos los seres vivos, sufren y soportan indignidades sólo para sobrevivir un poco más. En definitiva, la vida quiere existir. Pero, y esto es interesante, en la mayoría de los casos no quiere hacer mucho.
Esto puede resultar un poco extraño, porque la vida tiene mucho tiempo para mostrar las ambiciones. Imagínese comprimir los 4.500 millones de años de historia de la Tierra en un día normal. Bueno, la vida comenzó muy temprano, con los primeros organismos unicelulares más simples apareciendo alrededor de las 4 de la mañana, pero no se logró mucho progreso en las siguientes 16 horas. No fue hasta casi las 8:30 de la noche, cuando habían transcurrido las cinco sextas partes del día, que la tierra mostró algunos logros al universo, pero no era más que una capa de microorganismos que no lograban calmarse. Entonces, finalmente, aparecieron las primeras plantas marinas. Veinte minutos más tarde, apareció la primera medusa, junto con la misteriosa fauna de Ediakara vista por primera vez por Reginald Sprigg en Australia. A las 21:04 horas aparecieron los trilobites, seguidos casi inmediatamente por los hermosos animales de Burgess Shale. Hacia las 10 empezaron a aparecer plantas en el suelo. Poco después, cuando faltaban menos de dos horas para que terminara el día, aparecieron los primeros animales terrestres. Gracias a unos 10 minutos de buen tiempo, a las 10:24 la Tierra estaba cubierta por los grandes bosques del Carbonífero, cuyos restos se convirtieron en nuestro carbón. Aparecen los primeros insectos alados.
Para aquellos animales que aprendieron a respirar oxígeno del aire, la vida era buena. Durante los períodos Devónico y Carbonífero, cuando la vida en la tierra aumentó significativamente, la concentración de oxígeno en el aire llegaba al 35% (ahora es casi el 20%). Como resultado, los animales pueden crecer a alturas asombrosas a velocidades asombrosas.
Quizás tengas motivos para preguntarte: ¿cómo saben los científicos la concentración de oxígeno hace cientos de millones de años? La respuesta está en la geoquímica de isótopos, un campo poco conocido pero fascinante. Los antiguos océanos de los períodos Devónico y Carbonífero estaban llenos de diminuto plancton, escondido en diminutas conchas protectoras. Entonces, como ahora, el plancton construyó sus caparazones absorbiendo oxígeno de la atmósfera y combinándolo con otros elementos, especialmente carbono, para formar compuestos duraderos como el carbonato de calcio. En el ciclo del carbono a largo plazo, un proceso del que no es interesante hablar pero que es crucial para hacer de la Tierra un lugar habitable, es este truco químico el que se aplica (al presentar el ciclo del carbono a largo plazo, este truco se ha discutido en otra parte).
En el proceso, estas diminutas criaturas finalmente murieron, se hundieron en el fondo del mar y fueron comprimidas lentamente hasta convertirse en piedra caliza. Entre las diminutas estructuras atómicas que el plancton se lleva a la tumba se encuentran dos isótopos muy estables: el 0-16 y el 0-18. (No importa si has olvidado qué es un isótopo. Sólo recuerda que un átomo con un exceso de neutrones es un isótopo). Los geoquímicos aprovechan esto porque los isótopos se acumulan a diferentes velocidades, dependiendo de cuánto. Había oxígeno o dióxido de carbono en la atmósfera en el momento de la formación. Al comparar las antiguas tasas de almacenamiento de estos dos isótopos, los geoquímicos pueden aprender sobre las condiciones del mundo antiguo: concentraciones de oxígeno, temperaturas del aire y del océano, la extensión y duración de las edades de hielo y muchas otras cosas. Al combinar las mediciones de isótopos con otros restos fósiles que pueden indicar otras cosas, como la concentración de polen, los científicos pueden reconstruir con confianza escenas enteras que los humanos nunca antes habían visto.
La razón por la que el oxígeno puede acumularse hasta una concentración suficiente durante el período temprano de la vida terrestre es principalmente porque hay una gran cantidad de algas altas y grandes pantanos en muchas partes del mundo, que son naturalmente capaces de alterar la vida normal. En lugar de pudrirse por completo, las hojas caídas y otras materias vegetales muertas se acumularon en sedimentos fértiles y húmedos y finalmente quedaron comprimidos en grandes vetas. Incluso ahora, esas vetas de carbón sustentan mucha actividad económica.
Las altas concentraciones de oxígeno aparentemente alientan a los organismos a crecer. El signo más antiguo jamás descubierto de un animal terrestre es un rastro dejado en una roca en Escocia por una criatura parecida a un artrópodo hace 350 millones de años. Tiene más de un metro de largo. Antes del final de esa era, algunos artrópodos habrían tenido más del doble de esa longitud.
Gracias a la existencia de estos silenciosos recolectores, los insectos de esa época idearon gradualmente una estrategia para evadir las lenguas que sobresalían rápidamente: aprendieron a volar. Quizás esto no sea sorprendente. Algunos insectos se fueron acostumbrando poco a poco a esta nueva forma de moverse y llegaron a ser tan competentes que no han cambiado esta técnica desde entonces. Entonces, como ahora, las libélulas podían volar a más de 50 kilómetros por hora, detenerse rápidamente, flotar y volar boca abajo. Para ponerlo en perspectiva, la libélula puede alcanzar altitudes mucho mayores que las que puede alcanzar cualquier avión humano. “La Fuerza Aérea de Estados Unidos”, escribió un comentarista, “los puso en un túnel de viento para ver cómo se desempeñaban y se quedaron cortos. También comen aire espeso”. En los bosques del Carbonífero, las libélulas crecieron hasta alcanzar el tamaño de los cuervos. Los árboles y otras plantas también crecen muy altos, con madera de cedro y cinofila que alcanzan una altura de 15 metros, y pino piñonero que alcanza una altura de 40 metros.
Los primeros vertebrados terrestres (los primeros animales terrestres a partir de los cuales evolucionamos) siguen siendo un misterio. Esto se debió en parte a la falta de fósiles relevantes, pero también a la culpa de un excéntrico sueco llamado Erik Jarvik, cuyas explicaciones erráticas y comportamiento críptico retrasaron el progreso durante casi medio siglo.
Jarvik era miembro de un equipo de académicos suecos que llegaron a Groenlandia en las décadas de 1930 y 1940 en busca de fósiles de peces. En particular, buscaban un tipo de pez con aletas lobuladas. Se especula que ese pez es el llamado tetrápodo, el antepasado de nosotros y de todos los demás animales andantes.
La mayoría de los animales son cuadrúpedos. Todos los cuadrúpedos vivos tienen una cosa en común: tienen 4 extremidades, y cada extremidad tiene hasta 5 dedos en las manos o en los pies. Dinosaurios, ballenas, pájaros, humanos e incluso peces, todos ellos animales de cuatro patas. Esto demuestra obviamente que provienen de un ancestro común. Se cree que las pistas sobre este ancestro deben encontrarse en el Período Devónico, hace unos 400 millones de años. Antes de esta época, no había animales caminando sobre la tierra. Después de esto, muchos animales caminaron por la tierra. Afortunadamente, el equipo encontró uno de esos animales, un animal de 1 metro de largo llamado Ichthyosaurus. La tarea de analizar ese fósil recayó en Jarvik. Inició una investigación en 1948, que continuó durante 48 años. Desafortunadamente, Jarvik no permite que otros interfieran con su investigación. Los paleontólogos del mundo tuvieron que conformarse con dos breves artículos provisionales. Jarvik señaló en el artículo que el animal tenía cuatro extremidades, cada una con cinco dedos, lo que confirma su estatus ancestral.
Javik murió en 1998. Después de su muerte, otros paleontólogos estudiaron rápidamente el espécimen y descubrieron que Jarvik había contado muy mal el número de dedos de las manos o de los pies (en realidad había ocho en cada extremidad) y no se había dado cuenta de que lo más probable es que los peces reproductores no pudieran caminar. A juzgar por la estructura de la aleta, no puede soportar su propio peso. No hace falta decir que esto contribuyó poco a mejorar nuestra comprensión de los primeros animales terrestres. Hoy en día se conocen tres especies primitivas de animales de cuatro patas, pero ninguna de ellas está relacionada con el número cinco. En resumen, no sabemos muy bien de dónde venimos.
Pero aquí estamos, aunque alcanzar nuestro estado actual de excelencia no siempre ha sido fácil. Desde que comenzó la vida en la tierra, estuvo compuesta por 4 de las llamadas grandes dinastías. La primera gran dinastía estaba formada por anfibios y reptiles primitivos, lentos y a veces bastante engorrosos. El animal más famoso de esta época es el Dimetrodon, un animal alado que a menudo se confunde con los dinosaurios (incluido, observo, una leyenda en el libro "Cometa" de Carl Sagan). Dimetrodon es en realidad un hipopseido. Érase una vez también nosotros los hipocónidos. Hypotora es una de las cuatro divisiones principales de los primeros reptiles. Las otras tres divisiones son Hypodora, Chaopod y Diplops. Estos nombres simplemente se refieren al número y ubicación de pequeños agujeros que se encuentran a los lados de sus cráneos. Los hipotoros tienen un agujero en la parte inferior del maléolo temporal; los dipsora tienen dos agujeros; los hiposporos tienen un solo agujero en la parte superior.
En ese momento, cada departamento principal se dividirá en varias subdivisiones. Algunos de ellos florecieron y otros declinaron. La subclase Asteropora dio origen a las tortugas. Durante un tiempo, pareció casi absurdo que las tortugas estuvieran a punto de dominar el planeta, convirtiéndose en la especie más avanzada y mortífera del planeta. Sin embargo, debido a que evolucionaron lentamente, mantuvieron una posición de supervivencia a largo plazo en lugar de una posición de dominio. La hipoconia se divide en cuatro ramas, y solo una rama superó el Pérmico. Afortunadamente, pertenecemos a este grupo. Evolucionó hasta convertirse en una familia primitiva de mamíferos conocida como terápsidos. Estos reptiles formaron la segunda dinastía más grande.
Los terápsidos tuvieron mala suerte. Sus primos, los dípsidos, también fueron muy fecundos durante el proceso de evolución, y algunos evolucionaron hasta convertirse en dinosaurios. Los reptiles terápsidos poco a poco demostraron no ser rival para los dinosaurios. Incapaces de competir cara a cara con el nuevo y feroz animal, generalmente desaparecieron de los registros. Sin embargo, un pequeño número evolucionó hasta convertirse en criaturas peludas y excavadoras, que existieron como pequeños mamíferos durante mucho tiempo, esperando el momento adecuado. Los más grandes no son más grandes que un gato doméstico y la mayoría no son más grandes que un ratón. Al final, esta resultaría ser una forma de sobrevivir. Pero todavía tuvieron que esperar casi 150 millones de años hasta que la tercera dinastía, la era de los dinosaurios, llegara repentinamente a su fin para dar paso a la cuarta dinastía y nuestra propia era de los mamíferos.
Cada transformación a gran escala, y muchas transformaciones a menor escala entre ella y después de ella, dependen de esa fuerza impulsora paradójicamente importante: la extinción. En la Tierra, la muerte de especies es, seamos honestos, una forma de vida. Este es un hecho interesante. Nadie sabe cuántas especies de seres vivos han existido desde el inicio de la vida. El número comúnmente citado es de 30 mil millones de especies, pero algunas estimaciones elevan esa cifra a 4 billones de especies. Cualquiera que sea su número total, el 99,9% de las especies que alguna vez han existido ya no están entre nosotros. "La estimación básica", le gusta decir a David Raupp de la Universidad de Chicago, "es que todas las especies están extintas. Para los animales complejos, la esperanza de vida promedio de una especie es de sólo unos 4 millones de años, aproximadamente el equivalente al tiempo de vida de los humanos". existencia hasta la fecha.
Por supuesto, la extinción siempre es una mala noticia para las víctimas, pero parece ser algo bueno para un planeta vivo. "Lo opuesto a la extinción es la estasis", dice Ian Tattersall del Museo Americano de Historia Natural, "y el estancamiento rara vez es algo bueno en ningún campo (probablemente debería señalar que aquí estamos hablando de extinción, se refiere a). un largo proceso natural. La extinción por descuido humano es otra cuestión completamente distinta)
Las crisis en la historia de la tierra siempre están relacionadas con el posterior Gran Salto Adelante. Al declive de la fauna de Ediakara le siguió el estallido de creatividad del Cámbrico. La extinción del Ordovícico hace 440 millones de años limpió el mar de una gran cantidad de animales inmóviles que dependían de la filtración para alimentarse, creando condiciones favorables para peces que nadan rápidamente y grandes reptiles acuáticos. Esos animales, a su vez, se encontraban en una posición ideal; cuando otro desastre golpeó gravemente la vida al final del período Devónico, pudieron enviar colonos a tierra. Esto ha sucedido de vez en cuando a lo largo de la historia. Si estos acontecimientos no hubieran ocurrido exactamente como sucedieron, exactamente en el momento en que sucedieron, es casi seguro que no estaríamos aquí ahora.
La Tierra ha sido testigo de cinco grandes eventos de extinción, en secuencia durante los períodos Ordovícico, Devónico, Pérmico, Triásico y Cretácico, así como muchos eventos de extinción más pequeños. El Ordovícico (hace 440 millones de años) y el Devónico (hace 365 millones de años) aniquilaron aproximadamente entre 80 y 85 especies, respectivamente. El Triásico (hace 210 millones de años) y el Cretácico (hace 65 millones de años) aniquilaron entre 70 y 75 especies respectivamente. Pero lo realmente grandioso es la extinción del Pérmico hace unos 245 millones de años, que inició la larga era de los dinosaurios. Durante el Pérmico, al menos 95 animales conocidos por el registro fósil desaparecieron para nunca regresar. Alrededor de un tercio de todas las especies de insectos también han desaparecido: su mayor pérdida. Esto también fue lo más cerca que estuvimos de la aniquilación total.
"Esto es verdaderamente una extinción masiva, una masacre como nunca antes había ocurrido en la Tierra". El evento del Pérmico fue particularmente devastador para los animales marinos. Los trilobites desaparecieron por completo. Las almejas y los erizos de mar estaban casi extintos. Prácticamente todos los animales marinos estaban en ruinas. Se cree que, en total, la Tierra perdió 52 "familias" (ese nivel por encima del "género" y por debajo del "orden" en la gran escala de la vida) en la tierra y el agua, y quizás hasta 96 de todas las especies. Hará falta mucho tiempo (algunas estimaciones dicen que se necesitarán hasta 80 millones de años) para que se recupere el número total de especies.
Necesitamos recordar dos cosas. En primer lugar, estas son sólo especulaciones basadas en datos. Se estima que el número de especies animales vivas al final del período Pérmico oscilaba entre 45.000 y 240.000. Si no sabes cuántas especies están vivas, tienes poca confianza para calcular la proporción exacta de especies que están extintas. En segundo lugar, estamos hablando de la muerte de una especie más que de un animal individual. Por animal, es posible que mueran muchos más; en muchos casos, prácticamente todos. Es casi seguro que las especies que sobreviven para pasar a la siguiente etapa de la vida deben su existencia a unos pocos supervivientes heridos y discapacitados.
Entre las masacres, hubo muchos eventos de extinción más pequeños y menos conocidos - Hemphilien, Frannice, Famennius, Ranchola The Bryce, así como más de otros 10 eventos - que no causaron grandes daños a el número total de especies, pero a menudo supusieron un duro golpe para determinadas poblaciones. Durante el evento Heinphilian, que ocurrió hace unos 5 millones de años, los herbívoros, incluidos los caballos, casi fueron exterminados. Sólo queda una especie de caballo, y su aparición ocasional en el registro fósil sugiere que alguna vez estuvo al borde de la extinción. Imagine una historia humana sin caballos ni herbívoros.
En casi todos los casos, ya sea una extinción a gran escala o una extinción a escala moderada, estamos desconcertados y no sabemos exactamente cuál es la causa. Incluso después de eliminar las ideas poco realistas, todavía hay más teorías que explican las causas de los eventos de extinción que los eventos mismos. Se cree que al menos 20 posibles culpables son la causa o los principales contribuyentes, incluido el calentamiento global, el enfriamiento global, los cambios en el nivel del mar, reducciones significativas del oxígeno del océano (la llamada anoxia), enfermedades infecciosas, fugas masivas de metano del fondo marino, meteoritos y impactos de cometas, huracanes violentos conocidos como "supervientos", poderosas erupciones volcánicas y erupciones solares catastróficas.
Las erupciones solares son una posibilidad particularmente intrigante. Nadie sabe qué tan grandes serán las erupciones solares porque recién comenzamos a observarlas desde la era espacial. Sin embargo, el sol es un gran motor y las tormentas que crea son extremadamente enormes. Una erupción solar ordinaria, que ni siquiera notamos en la Tierra, libera la energía equivalente a mil millones de bombas de hidrógeno, lanzando al espacio 100 mil millones de toneladas de peligrosas partículas de alta energía. La magnetosfera y la atmósfera generalmente trabajan juntas para arrojarlas de regreso al espacio o guiarlas de manera segura hacia los polos (donde crean las hermosas auroras de la Tierra). Se cree que una explosión extremadamente grande, digamos 100 veces más grande que una llamarada ordinaria, podría destruir nuestras débiles defensas. Ese rayo de luz es magnífico, pero es casi seguro que matará a una gran proporción de seres vivos expuestos a la luz. Y, curiosamente, según Bruce Chulutani, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, "no dejará rastro en la historia".
Todo deja una marca en lo que nos queda, como dijo un investigador. "Hay mucha especulación y muy poca evidencia". El enfriamiento parece estar relacionado con al menos tres eventos de extinción masiva (el Ordovícico, el Devónico y el Pérmico), pero más allá de eso se sabe poco, incluso si alguno ocurrió rápidamente. Todavía ocurre lentamente. Por ejemplo, ¿el evento de extinción del Devónico (el evento después del cual los vertebrados migraron a la tierra) ocurrió en millones de años, en miles de años o en un día ajetreado?
Una de las razones por las que es tan difícil encontrar una explicación convincente para la extinción es que es muy difícil exterminar la vida a gran escala. Como hemos visto con la colisión de Manson, puedes recibir un golpe fuerte y aun así recuperarte por completo, incluso si te sientes un poco abrumador. Por lo tanto, la Tierra ha soportado miles de impactos. ¿Por qué el evento KT de hace 65 millones de años fue tan destructivo, suficiente para acabar con los dinosaurios? Diablos, primero que nada, es realmente asombroso. Su fuerza de impacto alcanzó los mil millones de toneladas. Una explosión de este tipo no es fácil de imaginar, pero, como señala James Lawrence, si hoy en día se hiciera explotar una bomba atómica del tipo de Hiroshima sobre cada persona viva de la Tierra, todavía le faltarían alrededor de mil millones de personas para alcanzar la potencia del impacto KT. bombas bomba. Sin embargo, esto por sí solo puede no ser suficiente para acabar con el 70% de la vida en la Tierra, incluidos los dinosaurios.
El meteorito KT también tiene una ventaja, es decir, si eres un mamífero, eso es una ventaja: aterrizó en un mar poco profundo, a sólo 10 metros de profundidad, y el ángulo probablemente era el adecuado. La concentración era 10 veces mayor que la actual, por lo que era más probable que el mundo se incendiara. En particular, el fondo marino en la zona de aterrizaje está formado por rocas ricas en azufre. Como resultado, el impacto convirtió un área del fondo del océano del tamaño de Bélgica en una niebla de ácido sulfúrico. En los meses transcurridos desde entonces, la Tierra ha sido golpeada por lluvia ácida, con concentraciones de ácido que pueden quemar la piel.
"Quizás durante 10 millones de años, los mamíferos tuvieron cuidado de permanecer pequeños. En el Período Terciario, si eras tan grande como un gato rojo, podías ser rey.
Pero una vez que se pusieron en marcha, Los mamíferos crecieron dramáticamente en tamaño, a veces hasta el punto de lo absurdo, y de repente aparecieron conejillos de indias tan grandes como rinocerontes y rinocerontes tan grandes como edificios de dos pisos. Dondequiera que hubiera una vacante, los mamíferos inmediatamente intervinieron para llenarla. La familia de los mapaches emigró a América del Sur, encontró un lugar vacante y evolucionó hasta convertirse en animales tan grandes y feroces como los osos. Las aves también crecieron de manera desproporcionada. Durante millones de años, un ave carnívora grande y no voladora llamada Goliat fue probablemente el animal más feroz del mundo. América del Norte Fue sin duda el ave más majestuosa que jamás haya existido. Medía 3 metros de altura y pesaba 350 kilogramos. Su pico puede arrancar la cabeza de casi cualquier animal que le desagrade. , no lo sabíamos en absoluto hasta que se encontró un esqueleto en Florida, EE. UU. en 1963.
Esto nos lleva a otra razón de nuestra falta de certeza sobre la causa de la extinción: el pobre fósil. record. Hemos tocado brevemente la imposibilidad de que cualquier esqueleto sea fosilizado, pero no es así.