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Explosión cámbrica: qué fue y cómo influyó en la evolución biológica

La evolución de los seres vivos, es decir, el conjunto de cambios de caracteres fenotípicos y genéticos de las poblaciones a través de las generaciones, es algo que a día de hoy se da por hecho. El registro fósil y los análisis genéticos no nos dejan dudas de ello: todo ser actual tiene una serie de ancestros y los seres vivos nos agrupamos en taxones según grados de parentesco.

Este concepto en el año 1859 se encontraba en su infancia, y Darwin postuló en el libro de “El origen de la especies” el mecanismo de selección natural que explicaba la evolución biológica, pero no sin ciertas reservas.

Aquí es donde entra en juego el no tan conocido “dilema de Darwin”, el cual supuso un verdadero rompecabezas para el pensador en sus postulaciones de índole evolutiva. Hoy te hablamos de una radiación biológica sin precedentes, en una época pasada y hostil: bienvenido a la explosión cámbrica.

¿Qué es la explosión cámbrica?

La explosión cámbrica o cambrian explosion traducido al inglés es un término que hace referencia a la aparición repentina y rápida diversificación de organismos macroscópicos hace unos 540 millones de años. Según fuentes de investigación, esta radiación fue especialmente significativa en lo que a los taxones más “grandes” se refiere (es decir, los filos).

Esto es así porque durante esta época surgieron la mayoría de grupos animales: artrópodos, moluscos, equinodermos y cordados y el 75 % de las subdivisiones representantes en la tierra. Explicado de forma más sencilla, se podría decir que los grandes “pináculos” de la vida se establecieron durante el cámbrico, además de las pequeñas ramas escindidas a partir de ellos, como podrían ser a día de hoy los cefalópodos o los bivalvos dentro del gran grupo de los moluscos. Además de esta increíble diversificación, se produjeron otros eventos:

  • Se produjo una escalada en la abundancia de plancton.
  • Se extendió la presencia de esqueletos mineralizados en los seres vivos.
  • Se formaron los primeros arrecifes.
  • Los animales empezaron a explotar capas no superficiales del sustrato, es decir, comenzaron a practicar la excavación como método para obtener alimento.
  • Comenzaron las interacciones ecológicas complejas y con ellas el asentamiento de las cadenas tróficas.

A lo largo de esta radiación evolutiva, que duró unos 20 millones de años, aparecieron al menos 11 de los 20 filos de metazoos (animales) registrados hoy en día. Desde luego, esta no es la única “explosión de vida” registrada a lo largo de la historia de la Tierra pues, por ejemplo, la extinción masiva del Triásico-Jurásico permitió el posterior dominio de los dinosaurios. El reemplazo de especies una vez se dejan libres de golpe muchos nichos ecológicos no es nada nuevo, si bien ninguno de ellos ha sido comparable a la explosión cámbrica.

Entre los seres vivos más famosos pertenecientes a esta división geológica encontramos a los trilobites, unos artrópodos ya extintos que comprendían unas 4.000 especies y de los que, por suerte, nos han llegado una gran cantidad de fósiles. Otros representantes comunes eran ciertos braquiópodos, similares a almejas y berberechos, o el archiconocido anomalocaris, un género de depredadores con forma de camarón que atrapaban a sus presas con sus terminaciones en formas de gancho. En esta época, estos primitivos seres eran la cima de la cadena alimenticia en los océanos del planeta.

No obstante, según portales profesionales como la revista National Geographic, existe la probabilidad de que este evento se “exagerara” un poco, ya que es posible que el registro fósil que nos ha llegado de esta etapa sea mucho mayor debido a la mineralización de los esqueletos de diversas especies, con respecto a la pobre capacidad de fosilización de sus predecesores de cuerpo blando.

Causas de la radiación evolutiva del Cámbrico

En este punto, es necesario que acotemos que nos encontramos ante hipótesis, todas ellas igual de válidas (con más o menos respaldo científico), pero que no pueden ser probadas en su totalidad. Diversos artículos de investigación postulan los posibles motivos de la explosión cámbrica y te los mostramos de forma somera en las siguientes líneas.

1. Desencadenantes ambientales

La oxigenación del agua y los cambios en su composición química se han postulado como los desencadenantes ambientales más probables que dieron lugar a la explosión del cámbrico.

Desde luego, el proceso de metabolización de alimentos en presencia de oxígeno (respiración celular) reporta mucha más energía que los caminos metabólicos anaeróbicos, razón por la cual tiene sentido biológico una explosión de vida cuando los valores de este gas alcanzaron casi los niveles actuales de los océanos en la Tierra. Aun así, estudios recientes que analizan ciertos compuestos químicos en rocas de estas etapas geológicas reportan que el aumento de oxígeno global, probablemente, no se produjera de forma tan drástica como la mayoría de gente cree.

Los aumentos de nutrientes ambientales tales como el fósforo o el nitrógeno también podrían explicar en parte esta radiación exagerada, si bien este hecho no se ha podido correlacionar directamente con una mayor diversificación de especies o la aparición de tantos filos, tal y como sucedió en el cámbrico.

2. Genes del desarrollo y reloj molecular

La explosión cámbrica no solo podría encontrar su razón en determinantes ambientales tales como el choque de continentes, la mayor presencia de oxígeno, una mayor disponibilidad de nutrientes y otros muchos factores extrínsecos al individuo, sino que parte de la verdad también podría encontrarse en los propios genes de los organismos.

Un claro ejemplo de esto son los genes Hox, los cuales, durante el desarrollo embrionario, especifican el plan corporal de los seres vivos mediante la activación o inactivación de otros genes en ciertas partes del cuerpo (explicado de forma muy rudimentaria). La evolución de los genes Hox, por ejemplo, podría explicar la aparición de cuerpos más complejos a lo largo de este período.

Los relojes moleculares han demostrado que la radiación de los tres clados de animales bilaterales durante el periodo cámbrico temprano sucedió después de la diversificación de los genes Hox, así que por desgracia, esta teoría ha perdido bastante fuelle en los últimos tiempos. Si los genes Hox se diversificaron antes que los clados, esta no sería una explicación adecuada para la radiación cámbrica.

El dilema de Darwin

Quizá podamos entender el rompecabezas que supuso para Darwin en su época esta aparición tan acelerada de nuevas especies y filos, pues ni siquiera a día de hoy se puede dar una respuesta completamente irrefutable con respecto al tema.

El discurso de Darwin siempre defendió la sucesión gradual de modificaciones en los seres vivos, hecho que descartaba la aparición de un “Big Bang evolutivo”, justo lo que es la explosión cámbrica. Según diversos estudios, la aceleración de modificaciones físicas durante el cámbrico superó en 4 veces a los mecanismos evolutivos actuales, mientras que las variaciones genéticas se incrementaron 5,5 veces.

Tal y como indican profesionales en la materia que han estudiado este fenómeno durante los últimos 20 años, “una evolución moderadamente acelerada y sostenida durante unas decenas de millones de años podría dar lugar a una explosión evolutiva”, hecho que, hasta cierto punto, concuerda con las postulaciones iniciales de Darwin.

También es cierto que la colonización de nuevos ambientes puede promover un ritmo evolutivo sesgado y mucho más rápido, pues un taxón que adquiere una característica innovadora podría requerir una explosión evolutiva para ocupar nuevos nichos. Por ejemplo, si una adaptación primaria fuese la adquisición de patas y una salida a tierra, es hasta cierto punto lógico pensar que los mecanismos evolutivos se acelerarían por un tiempo en el grupo con patas, pues se encontraría con miles de nichos vacíos para explotar tras una historia evolutiva única en el agua.

Resumen

Si una cosa hemos querido mostrar con todo este conglomerado terminológico, divagaciones e hipótesis es que, por desgracia, hay preguntas que seguramente nunca puedan ser contestadas en su totalidad. Esto hace de la filogenética y la paleontología unas ciencias tan apasionantes como frustrantes, pues el debate y la cavilación reinan en un mundo donde tratamos de adivinar que sucedió hace 530 millones de años. La explosión cámbrica, por impresionante que sea, sigue sin una respuesta definitiva.

Referencias bibliográficas:

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  • La explosión cámbrica, Understandingevolution. Recogido a 15 de noviembre en https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/side_o_0/cambrian101_01_sp
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