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Estromatolitos, las rocas de la vida… ¿en Marte?

Los investigadores de la NASA se enfrentan al grave problema de cómo distinguir [en Marte] entre los estromatolitos verdaderos y otras estructuras parecidas de origen no
biológico.

La cuna de la vida. William Schopf, 2000

  • ¿Cuáles fueron las primeras formas de vida en la Tierra?
  • ¿Dónde están?
  • ¿Encontraremos estas mismas formas de vida en nuestra vecindad planetaria?
  • ¿Sabremos reconocerlas?

Las respuestas a estas apasionantes preguntas pasan por el estudio de un tipo de roca sedimentaria formada por la participación directa de organismos microscópicos: los estromatolitos.

Las primeras descripciones científicas se las debemos a Charles Doolittle Walcott y a otros geólogos del siglo XIX, quienes las interpretaron erróneamente como la impronta dejada por algún tipo desconocido de organismo de cuerpo blando, motivo por el que inicialmente acuñaron el término Cryptozoon (‘animal oculto’ en griego).

Fue en 1908 cuando el geólogo alemán Ernst Louis Kalkowsky propuso el término estromatolito, que literalmente significa ‘roca con capas’, para referirse al [entonces] misterioso fósil de aspecto laminar.

Estromatolitos fósiles encontrados en un bloque errático depositado por un glaciar en el Parc des Laurentides, cerca de Laterrière, Canadá. Provenía del lago Albanel, al noreste de Chibougamau, Québec (Canadá). Esta muestra se exhibe en el Jardín Geológico de la Université Laval, y fue donada por Jean-Guy Belley en 2003. La altura de la fotografía es de aproximadamente 1 metro. Fuente: André-P. Drapeau P., CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

El enigma perduró hasta 1956, cuando un grupo de topógrafos que trabajaban para una compañía de exploración petrolífera descubrieron en Australia estromatolitos vivos en las playas del sur de Bahía Shark.

Este hallazgo permitió al geólogo Brian W. Logan establecer la conexión entre Cryptozoon y su verdadera naturaleza: cada una de las láminas fueron antes tapetes microbianos o microbialitos, es decir, comunidades de microorganismos que vivieron y murieron una encima de otra.

Hoy el término Cryptozoon está en desuso y los estromatolitos se reconocen como la evidencia de vida microbiana más antigua conocida, con una presencia ininterrumpida en el registro fósil desde hace al menos 3.500 millones de años.

Estromatolitos vivos en Hamelin Pool (Bahía Shark). Su edad se estima en unos 1000 años. Fuente: Reserva Marina Natural Hamelin Pool y Parque Marino de Bahía Shark.
Estromatolitos vivos en Hamelin Pool (Bahía Shark, Australia). Su edad se estima en unos 1000 años. Fuente: Reserva Marina Natural Hamelin Pool y Parque Marino de Bahía Shark.

Extrañas formas de vida

Los estromatolitos son el resultado de la sedimentación inducida por comunidades de microorganismos dispuestas en finas láminas sobre el lecho de lagos, ríos, zonas costeras y humedales.

Estas comunidades secretan una especie de gelatina conocida como EPS en jerga técnica (acrónimo de extracellular polymeric substances), compuesta principalmente por azúcares y proteínas que aglomeran el conjunto de partículas de sedimento sobre el que viven. Con el tiempo las células van formando un fino tapete que se va extendiendo para maximizar la superficie expuesta al agua, los nutrientes y la luz.

Etapas en la formación de un estromatolito: los microorganismos se adhieren a una superficie, normalmente sedimento (1). Con el tiempo colonizan la superficie y se multiplican (2). Conforme van creciendo forman colonias complejas (3). Según su forma las colonias se pueden clasificar en tres tipos: trombolito (A), estromatolito (B) y dendrolito (C). Adaptado de Rodríguez-Martínez, M. et al. (2010).
Etapas en la formación de un estromatolito: los microorganismos se adhieren a una superficie, normalmente sedimento (1). Con el tiempo colonizan la superficie y se multiplican (2). Conforme van creciendo forman colonias complejas (3). Según su forma las colonias se pueden clasificar en tres tipos: trombolito (A), estromatolito (B) y dendrolito (C). Adaptado de Rodríguez-Martínez, M. et al. (2010).

La mayoría de los estromatolitos actuales están formados por cianobacterias, es decir, células sin núcleo (procariotas) ni orgánulos membranosos que realizan la fotosíntesis.

Este proceso consume parte del CO2 que está disuelto en el agua, lo que modifica la acidez del medio y permite la formación de carbonato cálcico (CaCO3).

Lentamente el tapete de bacterias va quedando cubierto por sedimento que se va consolidando.

Las mareas e inundaciones estacionales favorecen que una nueva etapa de crecimiento bacteriano repita el proceso, formando una nueva lámina que se superpone a la anterior como las capas de una cebolla.

La forma definitiva de los estromatolitos depende de la profundidad y de las dos variables que de ella se derivan: (1) la cantidad de luz que reciben y (2) la exposición a las corrientes y el oleaje. En zonas más profundas, por debajo de la influencia de las mareas y con poca luz, las formas suelen ser cónicas; por el contrario, en lugares tranquilos y luminosos predomina la forma plana. Esquema de Gabriel Castilla.

Aunque más escasos, también existen estromatolitos de microorganismos que viven en ambientes extremos, como pueden ser lagos hipersalinos y fumarolas volcánicas.

En estos casos los microorganismos que los forman suelen ser arqueobacterias extremófilas, o sea, organismos muy primitivos que están adaptados a multitud de ambientes que podemos calificar de hostiles.

¿SABÍAS QUE en la cueva de El Soplao, en Cantabria (España), se han encontrado los primeros ejemplares de estromatolitos formados en el interior de una caverna y están compuestos por óxido de manganeso? ¿Cómo han podido prosperar en un ambiente de oscuridad perpetua, escasez de nutrientes y aporte limitado de materia orgánica desde el exterior?

Sección de un estromatolito de manganeso procedente del interior de la cueva de El Soplao, Cantabria (España). Este ejemplar forma parte de la colección permanente del Museo Geominero de Madrid (Instituto Geológico y Minero de España). Fotografía de Gabriel Castilla.
Sección de un estromatolito de manganeso procedente del interior de la cueva de El Soplao, Cantabria (España). Este ejemplar forma parte de la colección permanente del Museo Geominero de Madrid (Instituto Geológico y Minero de España). Fotografía de Gabriel Castilla.

¿Estromatolitos marcianos?

El robot de exploración Perseverance fue diseñado para buscar marcadores biológicos en Marte. Nuestro planeta vecino es hoy un lugar inhóspito, pero diversas evidencias geológicas apuntan a que hace entre 4.000 y 3.500 millones de años las condiciones ambientales pudieron no ser tan hostiles.

Precisamente una de las primeras evidencias macroscópicas de vida en nuestro planeta son los estromatolitos fósiles encontrados en Warrawoona (Australia), cuya edad se estima en 3.500 millones de años, o sea, justo en el límite óptimo [hipotético] de habitabilidad marciana.

Si Marte albergó vida alguna vez, tal vez podamos encontrar evidencias en forma de estromatolitos fósiles en el lecho de algún lago y este delta que una vez albergó el interior del cráter Jezero (de 35 km de diámetro), situado en el hemisferio norte del planeta rojo. NASA/JPL-CALTECH/MSSS/JHU-APL/ESA.
Si Marte albergó vida alguna vez, tal vez podamos encontrar evidencias en forma de estromatolitos fósiles en el lecho de algún lago y este delta que una vez albergó el interior del cráter Jezero (de 35 km de diámetro), situado en el hemisferio norte del planeta rojo. NASA/JPL-CALTECH/MSSS/JHU-APL/ESA.

Esta sugerente relación entre potencial habitabilidad planetaria y la evidencia fósil en el eón Arcaico, cuando las condiciones ambientales en ambos planetas pudieron ser similares, es la razón por la que el equipo de la NASA encargado de explorar el interior del cráter Jezero se ha entrenado durante años analizando estromatolitos, tanto fósiles como actuales. Una apasionante búsqueda que comenzó sobre el terreno en febrero de 2021 y que a día de hoy continúa.

El inesperado papel de los virus

Una de las grandes incógnitas en el estudio de los estromatolitos es entender cómo llega el tapete microbiano a litificarse, es decir, a transformarse en una roca. 

Estudios recientes proponen que los virus pueden influir directa o indirectamente en el metabolismo microbiano que controla la transición del tapete microbiano blando al estromatolito.

En el escenario de impacto directo, los virus infiltran su genoma en las cianobacterias, alterando con ello el metabolismo celular. Este cambio puede suponer una adaptación biológica al medio que selecciona genes que potencialmente influyen en la precipitación de carbonato entre otros compuestos, lo que facilita el proceso de litificación.

En el escenario de impacto indirecto sería decisiva la llamada lisis viral, donde los virus invaden las células vivas y desencadenan la desintegración de sus membranas. Esto provoca la muerte de la célula y la liberación al medio de moléculas que promueven el metabolismo y la precipitación química. 

En ambos escenarios los virus facilitarían la litificación de las capas microbianas y el crecimiento del estromatolito.

Bibliografía

  • Alcalde, S. (2023). El cráter Jezero, un lugar idóneo para encontrar vida en Marte. National Geographic España (versión online).
  • Allen White III, R.; Visscher, P.T. y Burns, B. B. (2021). Between a Rock and a Soft Place: The Role of Viruses in Lithification of Modern Microbial Mats. Trends in Microbiology Vol. 29 (3), pp. 204-213.
  • Allwood, A.C., et. al. (2006). Stromatolite reef from the early Archaean era of Australia. Nature 441 (7094): 714–718.
  • Knoll, A. (2004). La vida en un joven planeta. Los primeros tres mil millones de años de la Tierra. Ed. Crítica.
  • Logan, B. W. (1961). Cryptozoon and Associate Stromatolites from the Recent, Shark Bay, Western Australia. The Journal of Geology Vol. 69, nº 5, Sept. 1961.
  • Margulis, L. y Sagan, D. (1995). Microcosmos. Cuatro mil millones de años de evolución desde nuestros ancestros microbianos. Ed. Tusquets.
  • Mangold, N. et al. (2021). Perseverance rover reveals an ancient delta-lake system and flood deposit al Jezero crater, Mars. Science, 10.1126/science.abl4051.
  • Rodriguez-Martínez, M. et al. (2010). Estromatolitos: las rocas construidas por microorganismos. Reduca (Geología). Serie Paleontología, 2 (5) pp. 1-25.
  • Rossi, C., Lozano, R.P. y Isanta, N. (2011). Los estromatolitos de manganeso de El Soplao. En: El Soplao, una ventana a la ciencia subterránea. Gobierno de Cantabria. Consejería de Cultura, Turismo y Deporte, pp. 106-109.
  • Schopf, J. W. (2000). La cuna de la vida. El descubrimiento de los primeros fósiles de la Tierra. Ed. Crítica.

El proceso de fosilización

Los fósiles son los restos de seres vivos del pasado que quedan preservados en el tiempo transformados en roca.

La sustitución mineral átomo a átomo es lenta y permite conservar la estructura de los restos originales. Los detalles en los fósiles facilitan el estudio de una especie concreta, pero también del conjunto de especies que vivían en un tiempo determinado, lo que nos acerca al concepto de ecosistema del pasado. También a conocer la evolución de las especies a lo largo del tiempo.

Capa donde encontramos fósiles de pequeños vertebrados del Mioceno (hace unos 14 millones de años). Imagen de Gabriel Castilla.
Capa donde encontramos fósiles de pequeños vertebrados del Mioceno (hace unos 14 millones de años). Imagen de Gabriel Castilla.

¿Cuáles son las condiciones que han de darse para que un resto de vertebrado se conserve? En esta parada encontrarás y tocarás fósiles de vertebrados continentales del Mioceno que hablan de la vida en el pasado geológico de Ávila.

En esta parada geológica del Geolodía 22 de Ávila explicamos cómo se forma un fósil y qué información aportan los fósiles.

Este fue uno de los contenidos del Geolodía 2022 de Ávila, que tuvo lugar el domingo 8 de mayo de 2022 en Villaflor, Ávila, España.

Braquiópodos, los otros bivalvos de la explosión cámbrica

Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero.

“Es casi imposible para nosotros apreciar lo alejada en el tiempo que está la explosión cámbrica. Si pudieses viajar hacia el pasado a la velocidad de un año por segundo, te llevaría veinte años llegar al principio del periodo Cámbrico. Fue, en otras palabras, hace mucho tiempo.” 

Una breve historia de casi todo. Bill Bryson, 2006.
GIF animado de un Mucrospirifer del Devónico (hace entre 419 y 359 millones de años) de Canadá. Imagen: Gabriel Castilla

Si pudiéramos caminar por la orilla de un mar de hace 500 millones de años, encontraríamos en las playas y adheridos a las rocas de la zona mareal organismos con conchas formadas por un par de valvas, animales invertebrados que nos recordarían a las almejas y coquinas actuales.

Sin embargo, un examen más atento de su anatomía revelaría que en realidad son muy distintos a los moluscos que nos son tan familiares. Estos otros bivalvos, tan sorprendentes como desconocidos, y que constituyen un Filo propio dentro del reino animal, son los braquiópodos.

Braquiópodo del orden Rhynchonellida del Jurásico inferior (unos 200 millones de años) de Guadalajara. Imagen: Gabriel Castilla.
Braquiópodo del orden Rhynchonellida del Jurásico inferior (unos 200 millones de años) de Guadalajara. Imagen: Gabriel Castilla.

Una explosión de formas

Hace 542 millones de años es el momento señalado por la Geología como punto inicial tanto del Eón Fanerozoico (literalmente Eón de la vida animal visible) como de la Era Paleozoica (etimológicamente, Era de los animales antiguos).

El reino animal, hasta entonces dominado por formas de cuerpo blando, experimentó una importante diversificación con nuevos planes corporales que incluyen órganos, apéndices, conchas y exoesqueletos que, al poder conservarse con más facilidad, hacen que estos organismos sean más visibles en el registro fósil.

De los 31 filos en los que se reparten todos los animales, al menos 11 (entre los que se incluyen Mollusca, Artropoda y Chordata) hicieron su aparición en este período biológicamente convulso al que los expertos llaman explosión cámbrica, uno de los acontecimientos más importantes de la historia de la vida en la Tierra.

Tres vistas en detalle de un Mucrospirifer del Devónico de Canadá (hace entre 419 y 359 millones de años). Imagen: Gabriel Castilla.
Tres vistas en detalle de un Mucrospirifer del Devónico de Canadá (hace entre 419 y 359 millones de años). Imagen: Gabriel Castilla.

El estudio de Lingula, un braquiópodo actual muy similar al fósil Lingulella, que se remonta unos 505 millones de años (justo inmediatamente después de la explosión cámbrica), apunta a que el Filo Brachiopoda pudo surgir a partir de gusanos con forma de tubo y cuerpo blando que desarrollaron un par de conchas protectoras para sobrevivir en un mundo cada vez más hostil y competitivo.

Ejemplar de Lingula anatina. Considerado durante mucho tiempo el fósil viviente más antiguo conocido, este honor es hoy tema de controversia entre los expertos. Wikipedia Commons.
Ejemplar de Lingula anatina. Considerado durante mucho tiempo el fósil viviente más antiguo conocido, este honor es hoy tema de controversia entre los expertos. Wikipedia Commons.

Parecido no es lo mismo…

Los braquiópodos son organismos que, a diferencia de los verdaderos bivalvos del Filo Mollusca (al que pertenecen mejillones y berberechos), cuentan con un lofóforo, órgano en forma de corona provisto de tentáculos ciliados que rodea la boca, cuyo movimiento provoca una corriente de agua que atrae las partículas de las que se alimentan.

Muchos cuentan además con un pedúnculo con el que se adhieren al sustrato duro (ya sea una roca o una concha), apéndice que sale al exterior a través de un foramen situado en el borde de la articulación.

Pero la principal diferencia externa respecto a los moluscos estriba en que las valvas de los braquiópodos son distintas en tamaño y curvatura pero simétricas, es decir, la mitad de una valva es una imagen especular de la otra mitad.

Esquema con las principales características de los braquiópodos respecto a los moluscos bivalvos. Elaborado a partir de López Martínez (1988) y de Camacho y Longobucco (2008).

Un pasado glorioso

Hasta nosotros han llegado unas 300 especies de braquiópodos frente a las 30.000 descritas en el registro fósil.

Las especies vivientes tienen una amplia distribución geográfica, desde los mares polares hasta los arrecifes tropicales, y pueden alcanzar profundidades de unos 6000 metros.

El hecho de que la mayoría habiten en profundidades abisales, y que ni su concha ni su carne tengan valor comercial, ha hecho que este Filo de gran interés paleontológico (pues son útiles como fósiles guía para datar las rocas que los contienen) tenga un interés marginal para el resto de la comunidad científica.

Tres vistas de un braquiópodo del género Terebratula del Jurásico inferior de Guadalajara. Imagen: Gabriel Castilla.
Tres vistas de un braquiópodo del género Terebratula del Jurásico inferior de Guadalajara. Imagen: Gabriel Castilla.

Para saber más

¿Pueden vivir los fósiles? Un «fósil viviente» en Ávila.

¿Qué son los «fósiles guía»?

Prácticas relacionadas con fósiles y fósiles guía

Referencias

Amonites, el fósil de la divina proporción

Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero.

GIF animado de un amonites del género Perisphinctes del Jurásico Superior (hace entre 163 y 145 millones de años). Imagen: Gabriel Castilla.
GIF animado de un amonites del género Perisphinctes del Jurásico Superior (hace entre 163 y 145 millones de años). Imagen: Gabriel Castilla.

 “Bastó el descubrimiento inicial de un amonites dorado reluciendo en la playa para que sucumbiera a la seductora emoción de hallar tesoros inesperados. Empecé a frecuentar las playas, aunque por aquel entonces pocas mujeres se interesaban por los fósiles. Se consideraba una actividad sucia y misteriosa, impropia de una dama. Me daba igual.” 

Las huellas de la vida. Tracy Chevalier, 2009.

Si hubiera que elegir un fósil como símbolo de la paleontología, muy probablemente ese privilegio le correspondería a los amonites. El singular atractivo de estos moluscos cefalópodos reside en la elegancia de su concha, cuya forma se aproxima en muchos casos a una espiral logarítmica de proporción aúrea.

Según cuenta Plinio el Viejo en su enciclopédica Historia Natural (siglo I d.C.), el llamado Cuerno de Amón era una de las piedras preciosas más sagradas y exóticas en la antigüedad por su color dorado y por su forma, similar a los cuernos de cordero que eran un atributo del dios Júpiter-Amón.

¿Por qué nos parecen tan bellos los amonites? Su forma de espiral cercana a la proporción áurea podría ser la respuesta. Imagen: Gabriel Castilla.

Parecido no es lo mismo

Los nautilus actuales y los ammonoideos fósiles son anatómicamente parecidos. Ambos cuentan con una concha espiral dividida en cámaras que están separadas por tabiques o septos. Las cámaras son atravesadas por un sifón, órgano que permite controlar la flotabilidad regulando la proporción de líquido y gas que tienen las cámaras.

Sin embargo, los amonites suelen tener el sifón desplazado hacia el borde de la concha, presentan septos ondulados y líneas de sutura (líneas donde las particiones internas se encuentran con la concha externa) con patrones fractales.

Esquema con las principales diferencias anatómicas entre nautiloideos y ammonoideos. Adaptado de García Ramos (1987), Lambert (1988) y elaboración propia.
Esquema con las principales diferencias anatómicas entre nautiloideos y ammonoideos. Adaptado de García Ramos (1987), Lambert (1988) y elaboración propia.
Detalle de una línea de sutura de tipo ammonítica en un fósil del género Perisphinctes. Imagen: Gabriel Castilla.
Detalle de una línea de sutura de tipo ammonítica en un fósil del género Perisphinctes. Imagen: Gabriel Castilla.

Gracias a las bacterias

Los amonites ocupaban una posición intermedia en la pirámide trófica, es decir, eran cazadores pero a su vez eran cazados. Además, presentaban dimorfismo sexual entre machos y hembras.

Su concha era de aragonito, una variedad de carbonato cálcico que tiende a disolverse, por lo que la mayoría de los fósiles son en realidad los moldes internos de las cámaras que quedaron rellenas de sedimento tras la muerte del organismo.

Cuando el proceso de descomposición orgánica tenía lugar en ambientes con poco oxígeno, las bacterias reductoras del sulfato facilitaban la formación de una capa de pirita sedimentaria sobre la concha, de ahí el color dorado (se dice de estos fósiles que están piritizados) al que se refería Plinio.

Ejemplar cortado y pulido en el que se aprecia tanto el sedimento que rellena las cámaras como la distribución de los septos en espiral. Imagen: Gabriel Castilla.
Ejemplar cortado y pulido en el que se aprecia tanto el sedimento que rellena las cámaras como la distribución de los septos en espiral. Imagen: Gabriel Castilla.
¿Infantil o macho adulto? El principal rasgo de dimorfismo sexual en amonites es el tamaño, y puesto que la estrategia reproductiva consistía en generar y esparcir muchos óvulos, probablemente los machos eran más pequeños que las hembras. Imagen: Gabriel Castilla.
¿Infantil o macho adulto? El principal rasgo de dimorfismo sexual en amonites es el tamaño, y puesto que la estrategia reproductiva consistía en generar y esparcir muchos óvulos, probablemente los machos eran más pequeños que las hembras. Imagen: Gabriel Castilla.

Fósiles guía

La subclase Ammonoidea fue establecida en 1884 por el geólogo alemán Karl Alfred von Zittel (1839-1904), quien se inspiró en la tradición pliniana para establecer el nombre de estos parientes lejanos de sepias y calamares.

Hasta la fecha se han descrito más de 2000 géneros distintos y esta gran diversidad los convierte en un fósil guía de enorme importancia, pues permite datar con precisión rocas sedimentarias de origen marino en cualquier parte del mundo.

Los amonites poblaron los mares desde el Devónico hasta finales del Cretácico (hace entre 419 y 66 millones de años), cuando el impacto de un asteroide desencadenó la gran extinción que puso fin a la era mesozoica.

Para saber más

¿Pueden vivir los fósiles? Un «fósil viviente» en Ávila.

¿Qué son los «fósiles guía»?

Prácticas relacionadas con fósiles y fósiles guía

Referencias

Orthoceras, el predador submarino

Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero.

GIF animado del molde interno de un Orthoceras del Devónico. Imagen: Gabriel Castilla.
GIF animado del molde interno de un Orthoceras del Devónico. Imagen: Gabriel Castilla.

“Veo que le interesa mi colección de conquiliología, señor profesor. En efecto, puede interesar a un naturalista; pero para mí tiene un encanto más, porque todos estos ejemplares los recogí con mis propias manos: ningún mar del globo se libró de mis exploraciones” 

20.000 leguas de viaje submarino. Julio Verne, 1869.

El submarino más famoso de la literatura debe su nombre a un fósil viviente, el Nautilus, perteneciente a un grupo de cefalópodos que hizo su aparición en el Cámbrico y que aún hoy, 500 millones de años después, habitan en las profundidades de los Océanos Índico y Pacífico.  

Ejemplar de Nautilus de Palaos. Fuente: Wikimedia Commons.
Ejemplar de Nautilus de Palaos. Fuente: Wikimedia Commons.

Nautilos significa “marinero”, y los nautiloideos son posiblemente el grupo más antiguo de todos los cefalópodos, ancestros lejanos de sepias y calamares.

Cuentan con una concha que está dividida en cámaras que se conectan entre sí por un sifúnculo, que a su vez conecta con el exterior a través de un sifón. Este órgano permite regular la proporción de agua y de gas que tienen las cámaras y, por tanto, controlar la flotabilidad a distintas profundidades. También les permite desplazarse por retropropulsión, es decir, lanzando chorros de agua a presión.

Esquema del molde interno de un Orthoceras. La concha tenía forma de torpedo, con una cámara de habitación (donde vive el animal) y un fragmocono (parte tabicada que controla la flotación). Adaptado de Meléndez (1983) y elaboración propia.
Esquema del molde interno de un Orthoceras. La concha tenía forma de torpedo, con una cámara de habitación (donde vive el animal) y un fragmocono (parte tabicada que controla la flotación). Adaptado de Meléndez (1983) y elaboración propia.

El registro paleontológico de los cefalópodos es muy amplio, habiéndose descrito más de 10.000 especies fósiles que constituyen una referencia muy importante para determinar la edad relativa de las rocas en las que se encuentran.

Los nautiloideos fósiles se clasifican según la forma de la concha y la distribución interna de las cámaras y el sifón.

Orthoceras

Del Ordovícico al Triásico (hace entre 485 y 300 millones de años) los océanos se poblaron de Orthoceras, un nautiloideo que se caracterizaba por presentar una concha recta y cónica.

Este nombre se lo debemos al naturalista y zoólogo francés Jean Guillaume Bruguière (1749-1798), quien describió este género de moluscos fósiles en 1789.

Como en casi todos los moluscos, la concha de Orthoceras debía ser de aragonito. Tras la muerte del animal esta concha puede quedar rellena de sedimento, mientras que el aragonito tiende a disolverse.

Es por ello que la mayoría de los fósiles son en realidad los moldes internos formados por sedimento que, durante el proceso de fosilización, es reemplazado y recristaliza en calcita, un mineral más estable.

Orthoceras fue un predador nectónico (nadador) que en su dieta incluía trilobites. Fue tal su abundancia que dio lugar a grandes acumulaciones de conchas en los fondos marinos, muchas veces perfectamente orientadas en la dirección de la corriente, formando un tipo de roca sedimentaria llamada caliza con Orthoceras.

Sección pulida de un molde interno en una muestra de caliza con Orthoceras del Devónico Medio de Marruecos. Imagen: Gabriel Castilla.
Sección pulida de un molde interno en una muestra de caliza con Orthoceras del Devónico Medio de Marruecos. Imagen: Gabriel Castilla.

Para saber más

¿Pueden vivir los fósiles? Un «fósil viviente» en Ávila.

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Prácticas relacionadas con fósiles y fósiles guía

Referencias

Glosopetras, de lenguas de piedra a dientes de tiburón

Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero

“La glossopetra, similar a la lengua del hombre, no nace de la tierra. Se dice que cae del cielo durante los eclipses de la luna, es necesaria en la selenomancia y la alcahuetería, donde la vanidad de la promesa hace que se crea.” 

Plinio el Viejo. Historia Natural, Libro XXXVII. Siglo I d.C.
GIF animado de un diente de Carcharocles megalodon del Mioceno. Imagen: Gabriel Castilla.
GIF animado de un diente de Carcharocles megalodon del Mioceno. Imagen: Gabriel Castilla.

De «lenguas de piedra» bíblicas…

Desde hace siglos las glosopetras se usan como amuletos, una tradición que hunde sus raíces en el relato bíblico donde se narra el naufragio de Pablo de Tarso en la isla de Malta.

Según los Hechos de los Apóstoles (27,13-44), mientras Pablo recogía leña para hacer una hoguera con la que entrar en calor tras el naufragio, fue picado por una víbora, pero la mordedura venenosa no le causó ningún daño.

Según una leyenda maltesa, el santo maldijo a todas las serpientes de la isla, por lo que sus lenguas se convirtieron en piedra. Así fue como las lenguas de San Pablo o glosopetras de Malta se convirtieron en objetos codiciados como elementos de protección frente a venenos y enfermedades.

Esquema de un diente de Carcharocles megalodon y reconstrucción de un ejemplar adulto del mayor tamaño estimado para esta especie. Adaptado de Meléndez (1983) y Cooper et al. (2020).
Esquema de un diente de Carcharocles megalodon y reconstrucción de un ejemplar adulto del mayor tamaño estimado para esta especie. Adaptado de Meléndez (1983) y Cooper et al. (2020).

…a dientes fósiles de tiburón

Las glosopetras son en realidad dientes fósiles de tiburón, entre los que destaca Carcharocles Megalodon, uno de los mayores depredadores que han conocido los océanos de la Tierra. 

Sin embargo, los naturalistas de la Edad Media y el Renacimiento interpretaron estos fósiles como lenguas de animales petrificadas. ¿Cómo fue posible semejante ceguera? Por tres motivos:

  1. Porque el estudio de la naturaleza se abordaba partiendo de la tradición grecolatina y la autoridad de pensadores como Plinio tenía mucho peso.
  2. Porque era condición indispensable asumir el relato bíblico de la creación como marco de referencia indiscutible.
  3. Porque se carecía de una herramienta intelectual como el actualismo.

Steno y el método inductivo

El primero en abordar científicamente este problema fue el médico y anatomista danés Nicolás Steno, y lo hizo aplicando el método inductivo, o sea, estableciendo primero una serie de premisas que permitan alcanzar una conclusión lo más acertada posible.

En 1666 pudo estudiar la anatomía de un tiburón blanco embarrancado en aguas de Liguria (Italia) y lo hizo comparando los dientes de aquella bestia con glosopetras.

Para explicar cómo los restos de un organismo marino pueden encontrarse en rocas alejadas de la costa, Steno realizó un exhaustivo trabajo de campo que le llevó a descubrir y proponer los conceptos de sedimento y estrato.

Con estas herramientas publicó en 1667 una obra fundamental en la historia de la Geología: Canis Carchariae, donde se establece por primera vez:

  • Que los mares de la tierra no han estado siempre donde están ahora.
  • Que las capas de la tierra son estratos formados por antiguos sedimentos que pueden contener los restos de organismos marinos.
  • Y que estos restos de organismos marinos pueden petrificar por el reemplazamiento de la materia orgánica por minerales.  
Diente de tiburón Squalicorax. Se trataba de un depredador costero de entre 2 y 5 metros de longitud que vivió a finales del Cretático, hace unos 70 millones de años. Imagen: Gabriel Castilla.
Diente de tiburón Squalicorax. Se trataba de un depredador costero de entre 2 y 5 metros de longitud que vivió a finales del Cretácico, hace unos 70 millones de años. Imagen: Gabriel Castilla.
Diente aserrado de Squalicorax. Imagen: Gabriel  Castilla.

¿Sabías que…? Los tiburones son peces cartilaginosos (condrictios), por lo que normalmente solo fosilizan la mandíbula y los dientes. Se estima que a lo largo de su vida un tiburón puede llegar a producir unas 24.000 piezas dentales.

El estudio de los dientes fósiles de tiburón mediante razonamiento inductivo y el uso de analogías sirvió para desterrar una superstición y motivó la redacción de una de las obras fundacionales de la Geología. Un texto imprescindible y ameno que merece ser redescubierto.

¿Quieres saber más?

Actualismo: el método científico que alumbró la geología moderna.

Referencias

Trilobites, una extraña mirada desde el Paleozoico

Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero

“(…) había un fósil incrustado, que surgía en bajo relieve de la roca. Era un animal con ojos. Los ojos, muertos y transformados en piedra, estaban mirándole en este mismo instante. Se trataba de uno de los crustáceos primitivos llamados trilobites.” 

Thomas Hardy. Un par de ojos azules, 1873.
Gif animado de un ejemplar de Phacops en posición defensiva. Imagen: Gabriel Castilla.
Gif animado de un ejemplar de Phacops en posición defensiva: enrollado haciendo coincidir el cefalón con el pigidio frente a alguna amenaza del medio. Imagen: Gabriel Castilla.

Hace 15.000 años el ser humano ya mostraba interés por los trilobites como elementos  ornamentales o amuletos. Mucho tiempo después los lapidarios medievales se ocuparon de estas curiosidades de la naturaleza, que catalogaron bajo el término piedras escorpión, expresión que aún pervive en la cultura popular en ciertas zonas de Andalucía.

Todavía en el siglo XVII, la naturaleza de estos fósiles era tan incierta que incluso en la primera representación pictórica conocida de un trilobite, realizada por el naturalista galés Edward Lhuyd en 1698, aparece descrito como algún tipo de pez.

Fue el filósofo alemán Johann Ernst Immanuel Walch quien en 1771 acuñó el término trilobitae para referirse a este tipo de fósiles, en clara referencia a los tres lóbulos que presenta su cuerpo: cefalón, tórax y pigidio.

Anatomía general de un trilobites del género Phacops.
Anatomía general de un trilobites del género Phacops (literalmente ojo de lente) del Devónico. A la derecha vista frontal y lateral del mismo trilobites en posición defensiva (Modificado de Meléndez, 1983).

Estos tres rasgos son la base de su clasificación y la razón por la que se les asocia con la división más numerosa y diversa del reino animal, los artrópodos. También son artrópodos los crustáceos (cangrejos y cochinillas) y los arácnidos (escorpiones), a los que se asemeja pero sin estar emparentado evolutivamente con ellos.

Fósiles guía

Los trilobites son un tipo de artrópodo primitivo que contaba con un exoesqueleto orgánico, resistente pero articulado, que les permitía enrollarse (haciendo coincidir el cefalón con el pigidio) frente a las amenazas del medio.

Aparecieron hace unos 520 millones de años, en el Cámbrico y durante 300 millones de años conquistaron los océanos de todo el planeta, desde las luminosas playas fangosas hasta las oscuras llanuras abisales.

Su rápida evolución y amplia distribución geográfica hace de los trilobites un valioso fósil guía que permite ajustar la escala de tiempo geológico de la Tierra y correlacionar estratos rocosos muy alejados entre sí.

Los ojos de los trilobites

Pero como bien supo ver el escritor naturalista Thomas Hardy, el rasgo más destacado de los trilobites son sus ojos, compuestos por pequeñas unidades sensoriales (los omatidios) constituidas por cristales de calcita.

En el Devónico (hace 417 millones de años) hizo su aparición un tipo de órgano visual de gran complejidad y sin parangón en la historia del reino animal: el ojo esquizocroal.

El ojo esquizocroal es una innovación exclusiva de los trilobites del suborden Phacopina y se caracteriza por presentar cristalinos de calcita casi esféricos, dispuestos regularmente en un tapiz hexagonal. Las lentes de calcita son gruesas, biconvexas y cuentan con impurezas de magnesio en su interior que permiten alterar el índice de refracción del cristal para lograr enfocar con precisión.

Estos ojos saltones ofrecían una visión estereoscópica de gran campo en condiciones de poca luminosidad, de lo que se deduce que estos trilobites tenían hábitos nocturnos.

Esquema de un ojo esquizocroal y sección de una lente de calcita (Adaptado de Liñán, 1996 y Fortey, 2006).
Esquema de un ojo esquizocroal y sección de una lente de calcita (Adaptado de Liñán, 1996 y Fortey, 2006).

¿Cómo pudo surgir un órgano visual tan complejo en los albores de la historia evolutiva de los animales? Responder a esta pregunta es uno de los grandes retos de la Paleontología.

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Los trilobites son considerados fósiles guía. ¿Sabes qué son y para qué sirven los fósiles guía? ——-¿Fósiles guía en Ávila?

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Referencias

Nummulites, las misteriosas lentejas de Estrabón

Texto y fotos – Gabriel Castilla Cañamero

GIF animado de un Nummulites o «lenteja» de Estrabón.

La primera descripción de la roca con la que están construidas las pirámides de Egipto se la debemos al geógrafo griego Estrabón, que en el siglo I a.C. escribió:

Al pie de las pirámides se encuentran, amontonados, trozos de las piedras que saltaban de los bloques al cortarlas. Estos pedazos de piedras contienen otras más pequeñas que tienen la forma y el tamaño de lentejas. Algunas se distinguen porque tienen la forma de los granos de cebada a los que se les ha quitado la mitad de la corteza (Geografía XVII, 34).

Lo que nadie podía sospechar entonces es que aquellas lentejas eran en realidad los caparazones de organismos unicelulares muy sencillos pero capaces de fijar un esqueleto mineral de considerable tamaño. Estas formas de vida son los foraminíferos y desde hace unos 540 millones de años pueblan  prácticamente todos los mares y océanos del planeta.

El hecho de contar con un registro fósil amplio y muy completo, junto con su rápida capacidad para adaptarse a los cambios ambientales (evolución que queda registrada en las múltiples formas de su caparazón), hacen de los foraminíferos un reloj que permite conocer la edad de las rocas en las que se encuentran, y es por ello que se les considera fósiles guía. Además, permiten identificar la distribución de los continentes y océanos en los diferentes momento de la historia de la Tierra.

Las lentejas de Estrabón son Nummulites, un grupo de foraminíferos ya extintos que durante buena parte de la Era Cenozoica (hace entre 66 y 23 millones de años) poblaron los sedimentos del antiguo Mar de Tetis, depositándose en rocas sedimentarias calizas en el entorno del actual Mediterráneo, desde Girona hasta Egipto.

Galería de imágenes relacionadas

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Los foraminíferos son fósiles guía. ¿Sabes qué son y para qué sirven los fósiles guía? ——-¿Fósiles guía en Ávila?

También son un buen indicador para conocer la evolución de las temperaturas en estudios paleoclimáticos. Te lo contamos aquí: ——-Así conocemos el clima del pasado

Otro tipo de organismos, los ostrácodos, también se utilizan como indicadores paleoambientales: ——-Ostrácodos, los señores del agua

Referencias

Abecevidas | Mary Anning

Participamos con este retrato alfabético en la iniciativa de escritura creativa del mes de mayo 2020 de Café Hypatia #PVgeología #Polivulgadores

Acantilados exploraba cada día.

Blue Lias se llamaba la formación geológica donde trabajaba.

Formación Blue Lias en Lyme Regis, Dorset, Reino Unido. Imagen de Michael MaggsCC BY-SA 2.5.

Calizas y pizarras las rocas que pisaba.

Diseccionaba peces y sepias para aprender anatomía.

Esqueletos de piedras lo que ver sabía.

Fósiles de ammonites, belemnites y demás criaturas marinas siempre en su cesta.

Geólogos y coleccionistas iban a visitarla.

Hija de Molly y Richard, ebanistas humildes.

Ictiosaurio, el reptil marino que le dio la fama.

Dibujo de un artículo de 1814 de Everard Home para la Royal Society mostrando el cráneo de un ictiosauro encontrado por los Anning. Everard Home (1756 – 1832) – Philosophical Transactions of the Royal Society 1814. Dominio público.

Jurásico, la edad de los materiales que estudiaba.

Lyme Regis, costa jurásica en Reino Unido. Imagen de Johnnie Shannon en Pixabay.

Kilómetros de costa lo que sumaba cada día a sus zapatos.

Ilustración de Mary Anning buscando fósiles, por Henry De la Beche. Dominio público.

Lyme Regis, la ciudad donde nació, vivió y murió.

Mujer pobre y sin estudios que fascinó a los científicos con sus descubrimientos.

No fue reconocida como se merecía.

Placa situada en el lugar donde Mary Anning nació: «MARY ANNING. 1799-1847. Hoy es el Museo de Lyme Regis. La casa fue su hogar y tienda de fósiles hasta 1826. Imagen de Gaius Cornelius. Dominio público.

Ocupación diaria la de buscar fósiles, hiciera el tiempo que hiciera.

Pionera de la paleontología moderna.

Quiso leer la historia en las rocas.

Resucitó los lechos marinos jurásicos.

Su perro Tray la acompañaba cada día.

Retrato de Mary Anning. Imagen: ‘Mr. Grey’ in Crispin Tickell’s book ‘Mary Anning of Lyme Regis’ (1996) – Two versions side by side, Sedgwick Museum. Dominio público.

Thomas Birch fue quien se fijó primero en sus hallazgos.

Utilizada por los científicos de la época.

Vendió hasta los muebles de su casa para poder sobrevivir.

William Buckland, geólogo de Oxford, acudía cada Navidad a buscar fósiles con ella.

William Buckland (1784-1856)

Xilografió la vida pasada de Lyme Regis.

Yace en una austera tumba, junto a su hermano.

Tumba de Mary y Joseph Anning en St Michael’s parish church, Lyme Regis, Inglaterra. Imagen: Ballista de la Wikipedia en inglés.

Zarandeó la ciencia y contribuyó a las bases de la teoría de la evolución.

En resumen

Abecevidas | Mary Anning

#PaisajeSonoro | La Historia de la Tierra grabada en las rocas y los fósiles

De Isabel Hernández

Pulsa Play y activa el audio para escuchar este Paisaje sonoro. Si tienes problemas para escucharlo en tu móvil pulsa AQUÍ. 

Para no perder el sentido de la Historia, la Historia Natural

La Historia de la Tierra ha sido larga. Se remonta a mucho antes de que el ser humano apareciera en ella y está registrada en las rocas y los fósiles.

Al “tocar» la Historia, el ser humano se encontró con una barrera psicológica: pensar en un tiempo geológico de millones de años ha sido un salto reciente en el conocimiento humano, que muchos no han dado todavía.

En esta reflexión sonora sobre qué papel juegan la Geología y la Paleontología en el conocimiento de la Historia Natural, ponemos voz y música a las hermosas palabras de la paleontóloga Nieves López en “Geología y Paleontología para aficionados”.

Texto: Geología y Paleontología para aficionados, de Nieves López Martínez.

Música: Elegi (Svanesang, Den Store Hvite Stillhet, Despotiets Vessen).

Arreglos y voz: Isabel Hernández. Grabado en el estudio de Manu Míguez.

Fotografía: Gabriel Castilla.