Un fósil de trilobites del Cámbrico.
Lo han llamado el gran libro de la Tierra.Sus páginas de roca han sido fundamentales para comprender cómo se formó este planeta. Pero entre los coloridos legajos de piedra que decoran las paredes verticales del Gran Cañón del río Colorado, en Arizona (EE.UU.), hay todo un capítulo desaparecido. Y no es precisamente una minucia. La sucesión de estratos ordenados salta abruptamente de una capa de roca ígnea y metamórfica, formada en el interior de la Tierra hace unos 1.700 millones de años, a las areniscas sedimentarias depositadas hace 500 millones de años. Es decir,faltan más de mil millones de años en el registro geológico.
La Gran Disconformidad, como se la conoce, existe en otros lugares del mundo, pero es más evidente en el Gran Cañón, donde el explorador John Wesley Powell la describió en 1869. Ahora, los geólogos Robert Gaines del Pomona College y Shanan Peters de la Universidad de Wisconsin, ambos en EEUU, le han encontrado una justificación. Y de paso, con ello tratan de explicar uno de los mayores enigmas del pasado remoto de la Tierra: cómo la vida pasó, en un suspiro geológico, de un puñado de seres simples y minúsculos a toda una legión de animales variados y complejos, dotados de sorprendentes innovaciones biológicas y organizados en toda una trama de predadores y presas. Este estallido de biodiversidad, ocurrido hace unos 500 millones de años, se conoce como explosión cámbrica, y desconcertó incluso al propio Charles Darwin.
El autor de «El origen de las especies» ya propuso que la vida debió de existir antes del Cámbrico, pero que no dejó huella en el registro fósil. Y acertó, como después se ha constatado. Pero ¿por qué esa efervescencia cámbrica? Algunos autores han propuesto que la vida debió esperar casi en estado de latencia hasta que el nivel de oxígeno en la atmósfera alcanzó el umbral mínimo necesario. Otros alegan que la aparición de seres complejos solo fue posible cuando evolucionaron los genes requeridos para ello, o que fue la invención de la depredación lo que estimuló la carrera por la supervivencia y por la conquista de hábitats diversos.
Fuente de riqueza
Todas las hipótesis son plausibles. Gaines y Peters aportan una más: la Gran Disconformidad revela una capa de roca que actuó como fuente de iones solubles, un enorme y planetario «Avecrem» que se disolvió en los océanos y aportó los minerales necesarios para que los organismos adquirieran nuevos equipamientos biológicos, como conchas y caparazones, lo que a su vez favoreció la diversificación evolutiva.
“Shanan y yo trabajábamos en proyectos separados”, explica Gaines a ABC. “Él sabía que algo drástico había ocurrido durante la formación de la Gran Disconformidad, y yo encontré pruebas de una química alterada en los sedimentos de los océnos cámbricos. A menudo salimos al campo a buscar rocas cámbricas, y un día nos dimos cuenta de que nuestras observaciones estaban vinculadas”, recuerda el investigador.
En aquella época, los océanos se desbordaron varias veces sobre los continentes, disolviendo los sedimentos y exponiendo las rocas ígneas y metamórficas, ricas en componentes directamente salidos de la corteza terrestre y que aún no se encontraban presentes en la química de los mares. “En el Cámbrico, la exposición de toda esta roca base en Norteamérica y otros paleocontinentes en todo el mundo, incluida Iberia, causó un derramamiento a los océanos de iones derivados de la erosión de la corteza continental”, resume Gaines. Así, los iones de calcio, potasio, magnesio, carbonato, hierro y silicio alteraron la química oceánica.
“Lo que proponemos es un mecanismo de ignición de la explosión cámbrica”, apunta Peters. “Nuestra hipótesis es que la biomineralización evolucionó como una respuesta biogeoquímica a este aporte de iones”. Cuando la composición del entorno cambia, “tu cuerpo se ve obligado a mantener un equilibrio de estos iones para funcionar correctamente”, señala. “Si tienes demasiada cantidad de uno te tienes que librar de él, y una manera de hacerlo es fabricando mineral”.
“No es que la biomineralización evolucionara con un propósito, sino en respuesta a algo; en este caso, en respuesta a ese cambio químico. Una vez que eso ocurrió, la evolución lo condujo en otro sentido”, aclara Peters. Así, esas nuevas partes duras resultaron evolutivamente favorables, desarrollándose con el tiempo para formar estructuras de protección, como conchas y espinas, de estabilidad, como los huesos, o de caza, como dientes y garras.
20.000 muestras
Para comprobar la validez de su hipótesis, Gaines y Peters estudiaron más de 20.000 muestras de roca de diferentes lugares de EE.UU. Y la predicción se cumple: las rocas del Cámbrico temprano, como las calizas sedimentarias, son ricas en carbonatos, y abundan los lechos de glauconita, un mineral rico en potasio, silicio y hierro. Pero además, el registro fósil de esa época prueba que por entonces aparecieron los tres principales biominerales: el fosfato cálcico, hoy encontrado en dientes y huesos; el carbonato cálcico, que sirvió a los trilobites para construir sus caparazones; y el dióxido de silicio, que forma el esqueleto de unos microorganismos del plancton llamados radiolarios.
Desde que los dos geólogos publicaron su hipótesis en la revista Nature en 2012, nuevas pruebas han venido a apoyarla. “Trabajamos en los patrones de alteración de la roca base para entender cómo fue afectada por la erosión”, adelanta Gaines. “Esto nos permite comprender qué iones fueron arrancados y hasta qué profundidad, además de poder relacionar los inputs químicos (patrones de erosión) y los outputs (productos químicos en las rocas sedimentarias)”.
La hipótesis ya ha sido ampliamente discutida por la comunidad científica. Según Gaines, “aún no ha sido rebatida, pero hay paleontólogos que defienden una explosión cámbrica debida únicamente a procesos intrínsecos de evolución, sin necesidad de invocar causas externas”.
Para Peters, quizá Darwin sí estaba equivocado en algo: el hueco en el registro rocoso representado por la Gran Disconformidad no implica falta de información, sino todo lo contrario. “El compositor francés Claude Debussy dijo que la música es el espacio entre las notas”, reflexiona el científico. “Pienso que estamos ante el mismo caso”.
