La aparición de los animales en el registro fósil data de hace unos 574 millones de años. Su llegada se presenta como una repentina “explosión” en las rocas desde el período Cámbrico (hace 539 millones de años hasta hace 485 millones de años) y parece contrarrestar el ritmo típicamente gradual del cambio evolutivo. Muchos científicos, incluido el propio Darwin, creen que los primeros animales realmente evolucionaron mucho antes del período Cámbrico, pero no pueden explicar por qué faltan en el registro fósil.
El método del “reloj molecular”, por ejemplo, sugiere que los animales evolucionaron por primera vez hace 800 millones de años, durante la primera parte de la era neoproterozoica (hace 1,000 millones de años). Este enfoque utiliza las tasas a las que los genes acumulan mutaciones para determinar el momento en el que dos o más especies vivas compartieron por última vez un ancestro común. Pero aunque las rocas del Neoproterozoico temprano contienen microorganismos fósiles, como bacterias y protistas, no se han encontrado fósiles de animales.
Esto planteó un dilema para los paleontólogos: ¿el método del reloj molecular sobreestima el punto en el que los animales evolucionaron por primera vez? ¿O estaban presentes los animales durante el Neoproterozoico temprano, pero demasiado blandos y frágiles para ser preservados?
Un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Ross Anderson del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, Inglaterra, llevó a cabo la evaluación más exhaustiva hasta la fecha de las condiciones de conservación que se espera que capturaran los primeros fósiles de animales.
El doctor Ross Anderson, dijo: “Los primeros animales presumiblemente carecían de conchas o esqueletos a base de minerales, y habrían requerido condiciones excepcionales para ser fosilizados. Pero ciertos depósitos de lodo cámbrico demuestran una preservación excepcional, incluso de tejidos animales blandos y frágiles. Razonábamos que si estas condiciones, conocidas como preservación del tipo de esquisto Burgess (BST), también ocurrían en las rocas neoproterozoicas, entonces la falta de fósiles sugeriría una verdadera ausencia de animales en ese momento”.
Para investigar esto, el equipo utilizó una serie de técnicas analíticas en muestras de depósitos de lodo cámbrico de casi 20 sitios, para comparar los que albergan fósiles de BST con los que preservan solo restos de base de minerales (como los trilobites).
Estos métodos incluyeron la espectroscopia de rayos X de dispersión de energía y la difracción de rayos X llevada a cabo en los Departamentos de Ciencias de la Tierra y Materiales de la Universidad de Oxford, además de la espectroscopia infrarroja llevada a cabo en Diamond Light Source, el sincrotrón nacional del Reino Unido.
El análisis encontró que los fósiles con una preservación excepcional de tipo BST estaban particularmente enriquecidos con una arcilla antibacteriana llamada berthierina. Las muestras con una composición de al menos el 20 por ciento de berthierina produjeron fósiles de BST en alrededor del 90 por ciento de los casos.
El mapeo mineral a microescala de los fósiles de BST reveló que otra arcilla antibacteriana, llamada caolinita, parecía unirse directamente a los tejidos en descomposición en una etapa temprana, formando un halo protector durante la fosilización.
“La presencia de estas arcillas fue el principal predictor de si las rocas albergarían fósiles de BST”, agregó el Dr. Anderson. “Esto sugiere que las partículas de arcilla actúan como una barrera antibacteriana que evita que las bacterias y otros microorganismos descomponen los materiales orgánicos”.
Luego, los investigadores aplicaron estas técnicas para analizar muestras de numerosos depósitos de lodo neoproterozoico ricos en fósiles. El análisis reveló que la mayoría no tenía las composiciones necesarias para la preservación de BST.
Sin embargo, tres depósitos en Nunavut (Canadá), Siberia (Rusia) y Svalbard (Noruega) tenían composiciones casi idénticas a las rocas BST del período Cámbrico. Sin embargo, ninguna de las muestras de estos tres depósitos contenía fósiles de animales, a pesar de que las condiciones eran probablemente favorables para su conservación.
Según los investigadores, el estudio sugiere una posible edad máxima para la aparición de los animales es de alrededor de 789 millones de años: la edad estimada más joven de la formación de Svalbard. El grupo ahora tiene la intención de buscar depósitos neoproterozoicos progresivamente más jóvenes con condiciones para la preservación de la BST.
Esto confirmará la edad de las rocas en las que los animales faltan en el registro fósil porque realmente estaban ausentes, en lugar de porque las condiciones no les permitieron ser fosilizados. También tienen la intención de realizar experimentos de laboratorio para investigar los mecanismos que sustentan las interacciones arcilla-orgánicas en la preservación de la BST. El estudio “Los procesos de fosilización y nuestra lectura de la antigüedad animal” se publicó en Trends in Ecology & Evolution.
