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Ostrácodos, los señores del agua

Texto e imágenes: Blanca Martínez

Los lectores habituales de este blog ya conocéis algunas de las herramientas o proxys más utilizadas para poder reconstruir los climas del pasado, como los isótopos de oxígeno, los foraminíferos o el polen. Pues aquí os voy a presentar una nueva, los ostrácodos.

RECUERDA QUE. Un dato “proxy” es un dato indirecto. Como no es posible medir directamente la temperatura o la precipitación del pasado, se utilizan registros de otras variables a partir de las cuales se pueden deducir las primeras. La interpretación de estos datos “proxy” está basada siempre en principios físicos, químicos o biológicos.

Qué son los ostrácodos

Los ostrácodos son un grupo de microcrustáceos, primo-hermanos de los cangrejos, con un tamaño generalmente inferior a 1 mm, que viven en cualquier ambiente acuático.

Balsa construida en Bardenas Reales de Navarra para recoger el agua de lluvia para su aprovechamiento en el regadío y como abrevadero. Entre la fauna acuática que la ha convertido en su hogar se encuentran los ostrácodos.

Aunque cuando ves su aspecto no te acuerdas precisamente de los cangrejos, ya que tienen dos valvas carbonatadas que recubren el cuerpo blando y que son las que quedan preservadas en el sedimento.

Pequeño vídeo de lupa binocular de varios ejemplares de una misma especie presentes en una muestra de agua de una balsa de Bardenas Reales de Navarra. Fijaos lo activos que son, no paran de moverse. Vídeo: Blanca Martínez.

Como el resto de los crustáceos, los ostrácodos crecen por mudas. Segregan valvas cada vez más grandes para adecuarse al crecimiento de su cuerpo, desprendiéndose de las valvas previas más pequeñas. Y aunque tienen un ciclo de vida corto, ya que generalmente viven sólo un año, de media sufren hasta 8 mudas.

Parecen unos animalitos muy simplones, pero si prestamos atención a su biología, nos damos cuenta de que son apasionantes.

¿SABÍAS QUE…? La mayoría tienen un único ojo con forma de prisma rectangular situado en la parte superior frontal del caparazón. Algunas especies marinas son bioluminscentes; otras resisten vivas el paso por el tracto digestivo de los peces; y otras, incluso, son capaces de atacar en manada a organismos más grandes.

Fotografías de lupa binocular de tres especies de ostrácodos vivos presentes en una balsa construida en Bardenas Reales de Navarra. Si os fijáis con detalle en la parte superior derecha de los dos últimos ejemplares, veréis una manchita negra brillante. Eso es el ojo. Y para que os hagáis una idea del tamaño de estos ostrácodos, el rectángulo negro representa una escala gráfica de 0,1 mm.

Curiosidades de su ciclo reproductivo

Pero las curiosidades más llamativas las encontramos en su ciclo reproductivo:

  • Algunos ostrácodos tienen el tamaño del pene vez y media el tamaño de su cuerpo.
  • Otros producen espermatozoides con una longitud hasta ocho veces el tamaño de su cuerpo.
  • Y el primer macho de la historia del registro fósil es un ostrácodo de hace más de 400 millones de años.
  • Aunque también tienen una parte más “feminista”, ya que hay especies que tienen una reproducción asexual en la que las hembras ponen huevos de los que nacen nuevas hembras fértiles, sin necesidad de machos.

Indicadores paleoambientales

Aunque mejor dejo de hablar de las intimidades de los ostrácodos y vuelvo al tema que nos ocupa, su utilidad como herramientas paleoambientales.

Detalle de un muestreo en rocas del Mioceno de Bardenas Reales de Navarra. Una vez en el laboratorio, hay que lavar y tamizar ese material para separar el tamaño de grano que nos interesa (más de 0,125 mm) y armarse de paciencia frente a una lupa binocular, con la que separamos y clasificamos las valvas de los ostrácodos una a una.

Y es que ya he comentado que viven en cualquier ambiente acuático, desde un charco de lluvia en la alta montaña hasta los fondos oceánicos más profundos. Pero cada especie únicamente soporta unos rangos muy concretos de ciertos parámetros ecológicos, como son la temperatura, salinidad o energía del agua, el tipo de sedimento o la cantidad de vegetación acuática. De tal manera que la más mínima variación en esos parámetros ecológicos provoca cambios en la asociación de especies de ostrácodos presente en el medio acuático.

Vamos, que sólo hay dos posibilidades de respuesta para nuestros amigos ante los más pequeños cambios ambientales: o se mueren, o se van a otra parte, dejando vía libre para nuevas especies mejor adaptadas a esas nuevas condiciones ecológicas.

Así que, estudiando cómo han cambiado las asociaciones de especies de ostrácodos a lo largo del registro geológico, podemos hacer reconstrucciones paleoambientales de antiguos medios acuáticos. De esta manera, podemos identificar diversos ciclos climáticos “árido-húmedo” consecutivos durante el Mioceno en toda la Península Ibérica, con avances y retrocesos de extensos lagos poco profundos.

Fotografía de Microscopio Electrónico de Barrido de tres especies de ostrácodos continentales del Mioceno presentes en las rocas de Bardenas Reales de Navarra. Su presencia nos indica que hace más de 15 millones de años había ríos que desembocaban en lagos poco profundos pero muy extensos en lo que hoy es una zona semidesértica. El rectángulo blanco representa una escala de 0,1 mm.

O la llegada al Mar Cantábrico de masas de agua procedentes del norte de Escandinavia durante los momentos más fríos de la última glaciación, que se retiraron de nuevo a latitudes altas con la llegada del clima actual más cálido.

Fotografía de Microscopio Electrónico de Barrido de tres especies de ostrácodos recientes encontrados en el sedimento del fondo del Mar Cantábrico. Las especies marinas pueden tener valvas muy ornamentadas, como los ejemplares fotografiados. Así pueden defenderse de sus depredadores y soportar la energía de las corrientes marinas. El rectángulo blanco equivale a 0,1 mm.

Incluso, nos permiten detectar cualquier influencia humana en épocas históricas en estos ambientes acuáticos, ya sea contaminación, desecación o construcción de barreras que alteraron el ciclo natural de los mismos. Vamos, que los ostrácodos son unos chivatos medioambientales excelentes.

Detalle de la marisma vegetada del estuario de Oriñón, en Cantabria. Los ostrácodos permiten detectar rápidamente cualquier influencia del ser humano en estos ambientes tan sensibles.

Por eso son uno de los grupos faunísticos más empleados no sólo para hacer reconstrucciones paleoambientales, sino también para monitorizar y regenerar humedales degradados o para determinar el límite del dominio marítimo-terrestre en zonas litorales.

Panorámica del estuario de Oyambre, en Cantabria. Para que cualquier construcción pueda cumplir con la Ley de Costas, es básico delimitar correctamente la zona de influencia marina. Y para eso también sirven los ostrácodos.

Sobre todo, son de lo más útiles en medios en los que otros grupos no pueden sobrevivir, pero en los que los ostrácodos campan a sus anchas, como las aguas estancadas de las cuevas o los medios con una elevada salinidad. Los ostrácodos son unos auténticos supervivientes, mejores que Bear Grylls.

Creo que con esto ya conocéis un poquito mejor a estos animalitos, aunque no os lo he contado todo. Seguro que la próxima vez que os crucéis con una charca cubierta de vegetación no la veréis de la misma manera, porque os la imaginaréis plagada de ostrácodos. Y tendréis razón 😉

Para saber más

¿SABÍAS QUE…? Los humedales de La Moraña, como la laguna de El Oso, son medios ideales para la proliferación de ostrácodos. Y estos sirven de alimento a otras especies, como el famoso “fósil vivientetriops cancriformis. Aunque lo más curioso es que los ostrácodos pueden “pegarse” a las patas y las plumas de las aves y las utilizan como vehículo para conquistar otros cuerpos de agua.

Laguna de El Oso, Ávila.

Así conocemos el clima del pasado

Sabemos que el clima de la Tierra ha cambiado constantemente. En el Mesozoico (la era de los dinosaurios, hace entre 252 y 66 millones de años) apenas había hielo en los polos. Aragón o Castilla y León tenían playa, en una península ibérica que no era tal sino una isla tropical. Hace solo unos miles de años, ya con nuestra especie extendida por todos los continentes, el planeta se encontraba en una intensa glaciación.

Por ejemplo, saber si algún momento del pasado ha sido más frío más que en la actualidad es relativamente sencillo: los glaciares esculpen valles en forma de U y dejan en ellos unos depósitos sedimentarios característicos, o pulen la roca (rocas aborregadas) y dejan arañazos en ella (estrías glaciares). A día de hoy encontramos muchos de estos valles sin hielo. Por tanto, si en el pasado había más hielo es probable que las temperaturas fuesen más bajas.

Vista del valle en U desde la laguna glacial de El Duque, cerca de El Barco de Ávila, provincia de Ávila (España). Imagen de Gabriel Castilla.

Pero… ¿Cómo saber cuáles eran las temperaturas o qué cantidad total de hielo había en el planeta? ¿Cómo podemos conocer el clima de hace millones de años?

De esto se encarga la ciencia de la Paleoclimatología, que utiliza indicadores o Datos Proxy que pueden ser de lo más variados. Y en esta entrada veremos un par de ejemplos: isótopos y foraminíferos.

Un dato “Proxy” es un dato indirecto. Como no es posible medir directamente la temperatura o la precipitación del pasado, se utilizan registros de otras variables a partir de las cuales se pueden deducir las primeras, igual que en el ejemplo de los glaciares. La interpretación de estos datos “Proxy” está basada siempre en principios físicos, químicos o biológicos.

El registro paleoclimático más completo que existe abarca los últimos 65 Millones de años, y utiliza como Proxy los isótopos de Oxígeno (Zachos et al., 2001).

1. Los isótopos de Oxígeno y el hielo

La mayoría de átomos de oxígeno están formados por 8 protones y 8 neutrones en su núcleo, lo que conocemos como el isótopo “Oxígeno 16”. Sin embargo, existe una pequeña proporción de estos átomos que tiene 8 protones y 10 neutrones: el isótopo “Oxigeno 18”.

Dos isótopos de un mismo elemento, en este caso Oxígeno 16 y 18 tienen idénticas propiedades químicas al tener el mismo número de protones y electrones. Pero su diferente masa les hace tener comportamientos diferentes frente a procesos como la evaporación o la condensación.

Así, existen moléculas de agua (H2O) con Oxígeno 16 y otras con Oxígeno 18, y la proporción entre ellas nos permite deducir cambios climáticos gracias a una serie de procesos que denominamos “fraccionamiento isotópico”:

  • Las moléculas con O-16 se evaporarán con mayor facilidad por su menor masa. Así, las nubes tienen más O-16 que el agua del océano que las formó. Y el océano se verá enriquecido en O-18 por la pérdida de O-16.
  • Las moléculas de agua con O-18 se condensan con mayor facilidad (tienen mayor masa), por lo que el agua de lluvia tiene más O-18 que la nube que la formó.
  • Las nubes van perdiendo agua al enfriarse hacia los polos, por formación de lluvia y por la disminución de la evaporación en estas zonas. Por ello, cuanto más cerca de los polos nos encontremos y cuanto menor sea la temperatura, menor será la cantidad de O-18 en las precipitaciones.
  • La nieve que cae sobre los polos y forma el hielo del casquete glaciar tiene mucho O-16, pero esta señal isotópica cambia con los cambios en la temperatura a lo largo del tiempo en la zona. Por esto la señal isotópica de los hielos de Groenlandia o la Antártida nos permite reconstruir temperaturas para los últimos cientos de miles de años.
Fraccionamiento de los isótopos de oxígeno en el planeta. Distintos procesos hacen que cambie la proporción de átomos de Oxígeno-18/Oxígeno-16. Gracias a los registros marinos de conchas de microorganismos como los foraminíferos, y a los registros del hielo de los casquetes polares, podemos conocer estos cambios isotópicos que reflejan el clima del pasado. Gráfico: Javier Pérez Tarruella.

Como el hielo de los casquetes polares y glaciares acumula isótopos ligeros O-16 y el océano se enriquece en isótopos pesados O-18 durante las glaciaciones, los sedimentos de fondos oceánicos nos permiten conocer en qué momentos ha habido más o menos hielo en el planeta.

2. Foraminíferos, pequeños historiadores del clima

Los minerales que componen las partes duras de los organismos (especialmente conchas de organismos acuáticos) contienen oxígeno, y su proporción O-18/O-16 nos puede aproximar a la temperatura a la que se formaron. Cuando la temperatura es baja, las conchas asimilan más O-18 y viceversa.

Algunos de los organismos con concha más abundantes del planeta son los foraminíferos (imagen de portada). Son unicelulares y pertenecen al reino Protista. Muchos tienen aspecto de palomitas de maíz, miden menos de 1mm y fosilizan con facilidad, por lo que podemos encontrarlos en casi cualquier roca sedimentaria de origen marino.

Imagen SEM de muestras de diversos foraminíferos planctónicos. Tomado de Pados, T. (2014). Recent planktic foraminifera in the Fram Strait : ecology and biogeochemistry. (Autoría: Paul Pearson, Cardiff University).

El indicador que se utiliza para conocer los cambios de temperatura GLOBALES del pasado es la señal isotópica de la concha de foraminíferos que habitan en los sedimentos de los fondos profundos de los océanos (organismos bentónicos), pues la temperatura de las aguas profundas cambia muy lentamente y es un buen reflejo del clima global.

Otros foraminíferos, los planctónicos, viven en las aguas superficiales. Como el número de especies lleva sin cambios desde hace unos 500.000 años, podemos estudiar en qué condiciones de temperatura vive cada especie actualmente y qué agrupaciones de especies hay a diferentes temperaturas.

De esta forma, conociendo las diferentes especies que se encuentran en un sedimento antiguo y sus proporciones (cuáles son más abundantes), podemos conocer la temperatura del agua superficial en el momento en que vivieron. Esto es un buen ejemplo de la aplicación del Actualismo.

Sabías que… Para conseguir los preciados foraminíferos se utilizan grandes buques científicos especiales, equipados con una torre de perforación muy similar a la que se emplea en el mundo del petróleo. Así se obtienen sondeos del fondo marino donde se han ido enterrando los foraminíferos bentónicos que allí vivían. Los planctónicos que vivían en el agua superficial cayeron y se depositaron una vez muertos. Cuanto mayor haya sido esta acumulación y durante más tiempo se haya producido de forma continua, mejor será el registro climático que se podrá obtener.

Otros indicadores Proxy

Aunque sólo hemos hablado de hielo y organismos marinos, el clima del pasado se puede conocer a través de muchos otros indicadores Proxy: depósitos en lagos, espeleotemas en cuevas, estudios de pólenes en sedimentos, depósitos de turberas, estudios geoquímicos e isotópicos en dientes de mamíferos o incluso a través de los anillos de los árboles (Dendrocronología).

Referencias

Las calcretas laminares de Viñegra de Moraña

Texto y gráficos – Alberto Martín. Imágenes – Gloria Martín Alonso

En regiones semiáridas, como lo fue La Moraña durante épocas pasadas, las plantas necesitan desarrollar mecanismos especiales para acumular nutrientes. Cuando las capas superficiales del suelo son permeables, el sustento que las plantas necesitan se acumula en los primeros metros, por lo que las raíces tratan de ocupar la mayor cantidad de superficie posible para conseguir alimento y agua.

En ocasiones podemos ver vestigios de cómo esos vegetales llevaron a cabo sus tácticas de supervivencia. En la localidad de Viñegra de Moraña encontramos un excepcional ejemplo.

Figura 1. Corte en la vía del tren donde se ven calcretas laminares.
Figura 1. Corte en la vía del tren.
Figura 2. Calcretas laminares.
Figura 2. Calcretas laminares.

En la segunda imagen se observan unas líneas blancas que se disponen de manera paralela al suelo. Son la evidencia que dejaron las raíces de las plantas que allí vivieron: los vegetales necesitaron disponer sus raíces de forma que ocuparan la máxima extensión posible; en este caso lo hicieron en forma de mallas para así impedir que los nutrientes escaparan tierra abajo.

Durante la vida de la planta, su raíz y los microorganismos asociados ayudan a la acumulación de carbonato en el entorno de la raíz y también en sus células. El proceso puede seguir después de la muerte de la planta. Esta acumulación de carbonato cálcico da lugar a lo que se conoce como calcretas.

Para ser más precisos, en el caso de Viñegra de Moraña hablamos de calcretas laminares (láminas de carbonato cálcico).

Si viéramos el corte donde se tomaron las fotografías de cerca, podríamos observar que alrededor de las calcretas principales aparecen unos hilos blanquecinos de menor tamaño. Esto indica que las raíces tenían una actividad fúngica a su alrededor. Estos hongos juegan un papel clave a la hora de fijar en las raíces el carbonato cálcico presente en el suelo.

Figura 3. Proceso de formación de calcretas.

Indicadores paleoclimáticos

Podemos encontrarnos calcretas con otras formas en la naturaleza, como nodulares, pulvurentas o muy compactas.

En regiones áridas, el polvo y las escasas precipitaciones realizan el aporte del carbonato cálcico. Por tanto, una calcreta es un excelente indicador paleoclimático, debido a que casi siempre se van a formar en zonas con precipitaciones muy bajas.

¿SABÍAS QUE…? El tiempo para que se forme un perfil de calcreta (sucesión vertical completa de los distintos horizontes o capas morfológicamente diferentes) depende de muchos factores: vegetación, clima y estadio de madurez. Puede darse una variación tan grande que pueden tardar entre 3.000 y 1 millón de años.

Para saber más sobre otros indicadores paleoclimáticos: Estudio de la evolución paleoclimática a partir de las turberas.

Actividades docentes relacionadas

RECURSO DIDÁCTICOA web tutorial for the petrographic analysis of carbonate rocks

Bibliografía