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Evidencia de la Explosión Cambriana

Jeffrey S. Levinton

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La explosión cambriana es un punto fundamental en la historia de la vida en la Tierra.

  • La mayor parte de los grupos de animales que poseen simetría bilateral aparecieron por primera vez en el registro fósil durante el período Cambriano.
  • Una hipótesis dice que todos estos grupos de animales surgieron de un ancestro común durante o cerca de este tiempo.
  • Esto es un ejemplo muy fuerte de macroevolución, es decir, evolución por encima del nivel de especie, a una gran escala de tiempo.

January 2007

¿Por qué es importante la evidencia en la ciencia?

Levinton: Para los científicos físicos, el mundo exterior es la forma en que uno recolecta información. Puede haber controversia en la forma en que uno interpreta esta información, pero la evidencia es lo que uno recolecta del mundo exterior. La evidencia juega dos papeles importantes:

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Interpretación de un artista de una Opabina de 5 ojos en el fondo del mar. El gen del animal fue encontrado en los depósitos de fósiles Cambrianos. Autor: Arthur Weasley.

Las explicaciones dependen de la observacion y de la evidencia.
  • Existen datos que demandan explicación. Un ejemplo simple es: ¿Por qué sale el sol cada día?
  • Nos permite examinar hipótesis o ideas que explican a los hechos o datos. Un ejemplo de una hipótesis es que el sol parece salir cada mañana debido a la rotación de la Tierra.

Tanto la observación como la hipótesis son importantes. Los descubrimientos accidentales son cruciales. Por siglos la gente ha estado encontrando fósiles. Sin embargo, el uso de la evidencia fósil para probar una hipótesis es lo que asegura que la ciencia va a presentar pronunciamientos, investigación y teorías exactas.

Algunas personas no comprenden la diferencia entre teoría tal y como es utilizada por la ciencia y “teoría tal y como se usa en la conversación general. ¿Podría usted clarificar el concepto?

Teoría puede tener diferentes significados.

Levinton: El la conversación general, la gente puede decir “tengo una teoría” cuando quieren decir que tienen una idea o que están asumiendo algo. En la ciencia, una teoría no está basada en especulación. Existen muchos pasos que se deben tomar antes de que una teoría se establezca.

Teoría en la ciencia no es una corazonada; está basada en hechos.
  • Una hipótesis es un pronunciamiento que se puede examinar o probar y que explica observaciones hechas sobre un fenómeno que ocurre en el mundo natural.
  • Una teoría es una hipótesis o grupo de hipótesis relacionadas que han sido probadas o examinadas repetidamente y sobre la cual los científicos están generalmente de acuerdo que conforma con todos los datos y las observaciones existentes o con un juego mayor de observaciones acerca del mundo.

La explosión Cambriana es un evento importante en la historia de la Tierra. ¿Qué hemos aprendido hasta ahora sobre este evento?

La explosión Cambriana produjo una rica variedad de especies.

Levinton: La explosión Cambriana representa un período corto en la época Cambriana Temprana durante la cual varios grupos mayores de organismos con simetría bilateral aparecieron por primera vez en el registro fósil. Un animal bilateral es uno cuyo plan corporal es tal que posee dos mitades que se reflejan una a la otra (imágenes de espejo). Ejemplos modernos son las langostas, la gente, los perros y las mariposas. Llamamos al evento una “explosión” porque una rica diversidad de especies apareció en un período de tiempo relativamente corto.

Hay evidencia creciente de un ancestro común.

La hipótesis es que todos estos animales surgieron a partir de un ancestro común y divergieron durante o cerca del comienzo del período Cambriano, el cual duró desde 543 millones de años a 490 millones de años atrás. La evidencia en apoyo a esta hipótesis continúa creciendo, al menos por la evidencia derivada de las ocurrencias de los fósiles. Después de este período, aparecieron muy pocos grupos adicionales a nivel de filo o categorías grandes de animales.

¿Cómo sabemos que todo esto ocurrió?

Levinton: Lo sabemos gracias a la evidencia. Existen dos cosas que necesitamos saber:

Los fósiles y los métodos de fechado proveen la evidencia.
  • Uno debe tener una serie de rocas provenientes de un sitio natural que han sido fechadas científicamente. Las rocas son fechadas en base a su localización relativa y por otros métodos, como por ejemplo usando la radiometría. El fechado por radiometría involucra el uso de series de isótopos radioactivos que tienen una vida media de hasta muchos millones de años, como por ejemplo, el uranio/plomo.
  • La ocurrencia de los fósiles. Lo que sabemos ahora es que muchos de estos grupos de animales van atrás en el tiempo hasta el período Cambriano pero no más allá.
Un trilobites (<i>Parkaspis decamera</i>) del Periodo Cámbrico Encontrando en el depósito de Burgess Shale en Canadá

Un trilobites (Parkaspis decamera) del Periodo Cámbrico Encontrando en el depósito de Burgess Shale en Canadá

Imagen © de la Universidad de Oklahoma; Fotógrafo Albert Copley
Fuente: Earth Science World Image Bank http://www.earthscienceworld.org/images

Los fósiles y los métodos de fechado proveen la evidencia.

Los fósiles no siempre se preservan a la perfección. A veces uno encuentra una falta de factores ideales de preservación por períodos de hasta 200 millones de años, por ejemplo, de manera que no aparecen fósiles apropiados. La evidencia muestra que las rocas antes de la explosión fueron idóneas para que se formaran fósiles; sin embargo, la mayoría de los animales del Cambriano no aparecen en estas rocas. Se han encontrado otros grupos antes del Cambriano, pero no los grupos bilaterales que participaron en la explosión del Cambriano, con la excepción de algunos especimenes aún controversiales.

La mayoría de los organismos Cambrianos no son encontrados en rocas de otros períodos.

Entonces, la edad de la roca en donde se encuentra a un fósil es la edad del fósil. Sin embargo, es posible que una roca haya sido transportada por eventos naturales, como por ejemplo erosionada de una roca, transportada río abajo por una corriente fuerte y depositada en alguna otra parte. Los científicos deben tener cuidado sobre esta posibilidad. Hasta el famoso depósito del Burgess Shale (“shale” significa “pizarra”) en las Montañas Rocosas del Canadá, en el cual se han encontrado los fósiles del Cambriano, puede contener algunos fósiles que fueron transportados unos miles de metros. Los científicos deben calibrar a los datos para estar seguros de que han sido fechados correctamente.

¿Pueden los relojes moleculares determinar los linajes de un fósil desde tiempos tan distantes como el Cambriano?

Los científicos deben calibrar cuidadosamente los datos con el fin de asegurar la exactitud.

Levinton: Uno nunca puede fechar a las rocas usando relojes moleculares, aunque uno sí puede hacer ciertas preguntas. Si uno tiene dos organismos y la secuencia de ADN de un cierto tipo de molécula que evolucionó lo suficientemente despacio como para poder ver las diferencias en las secuencias de ADN en los dos organismos, uno puede retroceder en el tiempo para determinar en qué punto ellos divergieron en el árbol de la vida. Sin embargo, uno debe tener una forma de calibrar las diferencias en las secuencias de ADN sobre una escala de tiempo absoluta.

Los relojes moleculares no son muy exactos cuando se retrocede en el tiempo distancias tan largas como el Cambriano. Esto se debe a varias razones:

Los relojes moleculares son utilizados para determinar hace cuanto tiempo divergieron dos especies.
  • Existen varias formas de hacer un análisis, pero los puntos de calibración no son abundantes. Digamos, por ejemplo, que uno tiene un fósil de 400 millones de años y otro que apareció hace 430 millones de años. ¿Qué edad utiliza uno en los cálculos evolutivos? Esto puede ser una fuente de error.
  • Existe también mucha variación en las tasas de evolución y uno tiene que compensar por este factor. Esto produce retos estadísticos.

Cuando uno estudia períodos de tiempo más cortos, como por ejemplo, de 5 a 10 millones de años antes del presente, los científicos están más seguros. Aún tenemos mucho que aprender sobre los relojes moleculares antes de poder usarlos en períodos de tiempo más largos como la explosión del Cambriano.

¿Ocurrió la explosión del Cambriano porque siguió a un evento de extinción?

Algunos factores ambientales podrían explicar porque sucedió la explosión.

Levinton: Quizás. Existen grupos de organismos que parecen haber tenido cambios mayores en sus números justo antes del Cambriano. También ocurrieron varios cambios físicos mayores en la Tierra que son bien conocidos, aunque nadie puede apuntar con exactitud cuando ocurrieron. Existe una idea, apoyada por los datos, que dice que la Tierra estaba completamente cubierta de hielo, lo cual sugiera que los océanos eran anóxicos, es decir, que la vida en los océanos no existía. Eso representaría un evento de extinción el cual, tal y como lo muestra la historia, es a menudo seguido por una salva de especies nuevas. Sin embargo, sería difícil conectar a este posible evento de extinción con la explosión Cambriana. Existen otros cambios que ocurrieron justo antes del Cambriano, pero estos incluyen desde una disminución en la temperatura de los océanos hasta un aumento en el oxígeno de la atmósfera. Existen demasiadas variables que no han sido fechadas con exactitud como para ayudarnos mucho ahora.

¿Por qué es la explosión del Cambriano tan fundamental como un ejemplo de la macroevolución?

La explosión Cambriana es la evolución en su punto más creativo.

Levinton: La macroevolución trata sobre procesos naturales, como el origen de especies y la extinción, en una gran escala de tiempo geológico. La explosión del Cambriano es la madre de todas las radiaciones animales. Todos los planes corporales mayores, por ejemplo, los artrópodos, los braquiópodos y otros, aparecieron todos durante una ventana de tiempo relativamente pequeña, si tomamos al registro fósil que conocemos por sus propios méritos. Los científicos aún están buscando evidencia para añadirla al conocimiento de este período con el fin de que todos podamos ponernos de acuerdo en que esta hipótesis es absolutamente precisa. Si resulta ser absolutamente correcta, significaría que la mayor parte de la diversidad de la vida comenzó en realidad en esa época. Representa el momento más alto de la creatividad en la evolución de los animales.

El Dr. Jeffrey S. Levinton es Profesor Distinguido en el Departamento de Ecología y Evolución de la Universidad Estadal de Nueva York en Stony Brook, NY. Levinton fue Guggenhein Fellow y Fullbright Senior Scholar y es el autor de un texto importante en biología marina y de una monografía sobre macroevolución. Ha servido como editor de las revistas científicas The American Naturalist, Ecology y Ecological Applications y fue director del Hudson River Fund Panel para la Fundación del Río Hudson. Actualmente es consultor editorial para la Global Ecology y para la revista científica Journal of the Marine Biology Association. Levinton fue entrevistado durante el simposio en evolución presentado en la conferencia anual de la Asociación Nacional de Educadores en Ciencias en el 2006, la cual fue copatrocinada por el Instituto Norteamericana para las Ciencias Biológicas (American Institute of Biological Sciences), el Centro Nacional para la Síntesis Evolucionaria (National Evolutionary Synthesis Center) y la editorial Biological Sciences Curriculum Study. http://life.bio.sunysb.edu/ee/people.htm

Evidencia de la Explosión Cambriana

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