47.1C: Cambio de biodiversidad a través del tiempo geológico

Objetivos de aprendizaje

• Describir cómo la biodiversidad ha cambiado a través del tiempo geológico como resultado de extinciones masivas

Cambio de biodiversidad a través del tiempo geológico

El número de especies en el planeta, o en cualquier área geográfica, es el resultado de un equilibrio de dos procesos evolutivos que están en curso: la especiación y la extinción. Ambos son procesos naturales de “nacimiento” y “muerte” de macroevolución. Cuando las tasas de especiación comiencen a superar las tasas de extinción, el número de especies aumentará; asimismo, el número de especies disminuirá cuando las tasas de extinción comiencen a superar a las tasas de especiación. A lo largo de la historia de la tierra, estos dos procesos han fluctuado, dando lugar a veces a cambios dramáticos en el número de especies en la tierra.

Figura\(\PageIndex{1}\): Registro fósil: Las ocurrencias de extinción, reflejadas en el registro fósil, han fluctuado a lo largo de la historia de la tierra. Las pérdidas repentinas y dramáticas de biodiversidad, llamadas extinciones masivas, se han producido cinco veces.

Los paleontólogos han identificado cinco estratos en el registro fósil que parecen mostrar pérdidas repentinas y dramáticas en la biodiversidad conocidas como extinciones masivas. Hay muchos eventos de extinción menores, pero aún dramáticos, pero las cinco extinciones masivas han atraído la mayor cantidad de investigación. Se puede argumentar que las cinco extinciones masivas son sólo los cinco eventos más extremos en una serie continua de grandes eventos de extinción a lo largo del Fanerozoico (desde hace 542 millones de años). En la mayoría de los casos, las causas hipotéticas siguen siendo polémicas.

Las Cinco Extinciones Masivas

El registro fósil de las extinciones masivas fue la base para definir períodos de la historia geológica, por lo que suelen ocurrir en el punto de transición entre períodos geológicos. La transición en los fósiles de un período a otro refleja la dramática pérdida de especies y el origen gradual de nuevas especies.

Figura\(\PageIndex{1}\): Cinco extinciones masivas: Las transiciones entre las cinco extinciones masivas principales se pueden observar en los estratos rocosos. En la tabla se muestra el tiempo que transcurrió entre cada periodo.

El evento de extinción Ordovícico-Silúrico es la primera extinción masiva registrada y la segunda más grande. Durante este periodo, alrededor del 85 por ciento de las especies marinas (pocas especies vivían fuera de los océanos) se extinguieron. La hipótesis principal para su causa fue un período de glaciación seguido de calentamiento. Estos dos eventos de extinción, enfriamiento y calentamiento, estuvieron separados por cerca de 1 millón de años; los cambios climáticos afectaron las temperaturas y el nivel del mar. Algunos investigadores han sugerido que una explosión de rayos gamma causada por una supernova cercana es una posible causa de la extinción Ordovícia-Silúrico. El estallido de rayos gamma habría despojado la capa de ozono de la tierra, provocando una intensa radiación ultravioleta del sol. Puede dar cuenta de los cambios climáticos observados en su momento.

La extinción tardía del Devónico puede haber ocurrido durante un período de tiempo relativamente largo. Sus causas son mal entendidas y parece haber afectado sólo a especies marinas.

La extinción final del Pérmico fue la más grande en la historia de la vida. Las estimaciones predicen que el 96 por ciento de todas las especies marinas y el 70 por ciento de todas las especies terrestres se perdieron. Las causas de esta extinción masiva no están claras, pero el principal sospechoso es la actividad volcánica extendida y generalizada que condujo a un evento desbocado de calentamiento global. Los océanos se volvieron en gran parte anóxicos, sofocando la vida marina. La diversidad de tetrápodos terrestres tardó 30 millones de años en recuperarse tras la extinción final del Pérmico. La extinción Pérmica alteró drásticamente la composición de la biodiversidad de la tierra y el curso de la evolución.

Las causas del evento de extinción Triásico-Jurásico no están claras. Se han argumentado hipótesis sobre el cambio climático, el impacto de asteroides y las erupciones volcánicas. El evento de extinción ocurrió justo antes de la desintegración del supercontinente Pangea; aunque, estudios recientes sugieren que las extinciones pueden haber ocurrido de manera más gradual a lo largo del Triásico.

Las causas del evento de extinción del Cretácico Final son las que mejor se entienden. Fue durante este suceso de extinción, hace unos 65 millones de años, cuando los dinosaurios, el grupo vertebrado dominante durante millones de años, desaparecieron del planeta (con la excepción de un clado terópodo que dio origen a aves). En efecto, cada animal terrestre que pesaba más de 25 kg se extinguió. Ahora se entiende que la causa de esta extinción es el resultado de un impacto cataclísmico de un gran meteorito o asteroide frente a la costa de lo que hoy es la Península de Yucatán. Esta hipótesis, propuesta por primera vez en 1980, fue una explicación radical basada en un fuerte pico en los niveles de iridio (que llueve desde el espacio en meteoros a un ritmo bastante constante, pero que por lo demás está ausente en la superficie terrestre) en el estrato rocoso que marca el límite entre los períodos Cretácico y Paleógeno . El límite Cretácico-Paleógeno (K-Pg) marcó la desaparición de los dinosaurios en los fósiles, así como de muchos otros taxones. Los investigadores que descubrieron el pico de iridio lo interpretaron como una rápida afluencia de iridio del espacio a la atmósfera (en forma de un gran asteroide), en lugar de una ralentización en la deposición de sedimentos durante ese período. Fue una explicación radical, pero el reporte de un cráter de impacto apropiadamente envejecido y dimensionado en 1991 hizo que la hipótesis fuera más creíble. Ahora bien, una abundancia de evidencia geológica respalda la hipótesis. Los tiempos de recuperación de la biodiversidad después de la extinción del Cretácico Final fueron más cortos, en tiempo geológico, que para la extinción final del Pérmico: del orden de 10 millones de años.

Figura\(\PageIndex{1}\): Extinción masiva de K-Pg: En 1980, Luis y Walter Alvarez, Frank Asaro y Helen Michels descubrieron, en todo el mundo, un pico en la concentración de iridio dentro de la capa sedimentaria en el límite K-Pg. Estos investigadores plantearon la hipótesis de que este pico de iridio fue causado por un impacto de asteroide que resultó en la extinción masiva de K-Pg. En la foto, la capa de iridio es la banda de luz.

Puntos Clave

• Los registros fósiles han sido fundamentales para diferenciar entre cinco períodos que parecen mostrar pérdidas repentinas y dramáticas en la biodiversidad.
• Aunque ha habido períodos de extinción más pequeños, los cinco períodos de extinción masiva demuestran una serie continua de grandes eventos de extinción.
• El evento de extinción Ordovícico-Silúrico fue causado por la glaciación seguida por el calentamiento; condujo a la extinción del 85 por ciento de las especies marinas.
• La extinción tardía del Devónico afectó solo a especies marinas; la extinción final del Pérmico, la más grande de la historia, pudo haber sido causada por la actividad volcánica, lo que condujo a un evento de tipo calentamiento global.
• El evento de extinción Triásico-Jurásico puede haber sido causado por el cambio climático, impacto de asteroides o erupciones volcánicas; sin embargo, la causa principal aún no está clara.
• Se cree que el evento de extinción final del Cretácico, en el que ocurrió la extinción de los dinosaurios, fue causado por el impacto de un gran asteroide.

Términos Clave

• macroevolución: patrones o procesos a gran escala en la historia de la vida, incluyendo los orígenes de nuevos diseños de organismos, tendencias evolutivas, radiaciones adaptativas y extinciones
• terópodo: cualquier dinosaurio bípedo grande, del suborden Teropoda, de los períodos Jurásico y Cretácico
• anóxico: sufre de un suministro reducido de oxígeno