Plantas fósiles revelan cómo era el paisaje hace 50 millones de años

Fitolito en una muestra de planta fósil
Foto: REGAN DUNN, UNIVERSITY OF WASHINGTON
Actualizado 16/01/2015 11:11:58 CET

MADRID, 16 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Ciuentíficos han descubierto una manera de determinar la cobertura vegetal en lugares a través del tiempo, a base de pistas en las células de plantas fósiles preservadas en rocas y el suelo.

   La densidad de árboles afecta directamente a las precipitaciones, la erosión, el comportamiento de los animales y una serie de otros factores en el mundo natural y cuantificar la estructura de la vegetación a lo largo de tiempo podría arrojar luz sobre cómo los ecosistemas de la Tierra cambian durante millones de años.

   "Conocer la estructura de la vegetación de un área y la disposición de las hojas en la superficie de la Tierra es la clave para entender el ecosistema terrestre. Es el contexto en el que viven todos los organismos terrestres, pero no teníamos una manera de medirlo hasta ahora", explica la autora principal del trabajo, Regan Dunn, paleontóloga del Museo Burke de Historia Natural y Cultura de la Universidad de Washington.

   Dunn completó esta investigación, cuyos resultados se publican en la edición de este viernes de la revista 'Science', como estudiante de doctorado en el laboratorio de la Universidad de Washington de Caroline Strömberg.

   El equipo centró su trabajo de campo en varios sitios de Patagonia, Argentina, que poseen algunos de los fósiles mejor conservados del mundo y juntos representan 38 millones de años de la historia de los ecosistemas (hace entre 49 y 11 millones de años). Los paleontólogos han recogido laboriosamente durante años los fósiles de estos sitios y ha trabajado para determinar con precisión su edad mediante la datación radiométrica. El nuevo estudio se basa en este creciente cuerpo de conocimiento.

   En Patagonia y otros lugares, los científicos tienen una idea basada en restos de antiguas plantas como el polen fosilizado y hojas de qué especies de plantas estaban vivas en determinados periodos de la historia de la Tierra. Por ejemplo, el trabajo previo del equipo documentó la composición de la vegetación de esta zona de Patagonia, pero no ha sido una manera de cuantificar con presición la amplitud de la vegetación, aparte de las especulaciones generales sobre hábitats abiertos o desnudos en oposición a hábitats cerrados o cubiertos de árboles.

   "Ahora tenemos una herramienta para ver un montón de diferentes intervalos importantes de nuestra historia en los que no sabemos qué pasó con la estructura de la vegetación", subraya Dunn, en alusión al periodo justo después de la extinción masiva que acabó con la dinosaurios.

CUANTIFICAR LA RESPUESTA ANTE EL CAMBIO CLIMÁTICO

   "La importancia de este trabajo no puede subestimarse", reclama el coautor Strömberg. "La estructura de la vegetación une todos los aspectos de los ecosistemas modernos, desde la humedad del suelo a la productividad primaria y el clima global. Usando este método, por fin podemos cuantificar en detalle cómo han respondido las comunidades de plantas y animales de la Tierra al cambio climático a través de millones de años, algo que es vital para la previsión de cómo los ecosistemas cambiarán en virtud de los futuros escenarios climáticos previstos", apostilla.

   El trabajo de otros científicos ha demostrado que las células que se encuentran en la capa más externa de una planta, llamada epidermis, cambia en tamaño y forma dependiendo de la cantidad de sol a la que se expone la planta mientras se desarrollan sus hojas. Por ejemplo, las células de una hoja que crecen en la sombra más profunda serán más grandes y más curvas que las células de las hojas que se desarrollan en zonas menos cubiertas.

   Dunn y sus colaboradores encontraron que estos patrones de células, que indican un crecimiento en sombra o al sol, aparecen de manera similar en algunos fósiles de plantas. Cuando las hojas de una planta caen al suelo y se descomponen, diminutas partículas de sílice dentro de las plantas llamados fitolitos permanecen como parte de la capa de suelo. Se vio que los fitolitos imitan a la perfección las formas y tamaños de células que indican si la planta creció en una zona sombría o luminosa.

   Los investigadores decidieron comprobar su hipótesis de que las células fosilizadas podrían contar una historia más completa de la estructura vegetal en un entorno moderno: Costa Rica. Dunn tomó muestras de suelo de sitios en Costa Rica que iban desde selvas tropicales cubiertas a sabanas con pastos y tierras de matorrales leñosos. Esta experta también tomó fotos directamente de la copa del árbol (o falta de ella) en cada sitio, observando la cobertura total de la vegetación.

   De vuelta en el laboratorio, extrajo los fitolitos de cada muestra de suelo y los midió con el microscopio. Cuando se comparó con la cobertura arbórea estimada a partir de las fotos correspondientes, Dunn y co-autores encontraron que las curvas y los tamaños de las células están directamente relacionados con la cantidad de sombra en sus entornos. Los investigadores determinaron la cantidad de sombra según el "índice de área foliar", que es una forma estándar de medir la vegetación en un área específica.

   Probar esta relación entre el índice de área foliar y las estructuras celulares de las plantas en ambientes modernos permitió al equipo desarrollar una ecuación que se puede utilizar para predecir la amplitud de la vegetación en cualquier momento en el pasado, siempre y cuando se conserven plántas fósiles.

   "El índice de área foliar es una variable muy conocida por los ecologistas, los científicos y modeladores del clima, pero nadie ha sido capaz de imaginar cómo se podría reconstruir la cobertura arbórea del pasado y ahora podemos", destaca el coautor Richard Madden, de la Universidad de Chicago, Estados Unidos. "Debemos ser capaces de reconstruir el índice de área foliar utilizando todo tipo de plantas fósiles preservadas, no sólo los fitolitos", añade.

    Cuando Dunn y los coautores aplicaron su método a los fitolitos de 40 millones de años de edad de Patagonia, encontraron algo sorprendente: esos hábitats perdieron su densa cobertura arbórea y se abrieron mucho antes de lo que se pensaba anteriormente en otros estudios paleobotánicos. Esto es significativo porque la disminución de la cubierta vegetal se produjo durante el mismo periodo que el enfriamiento de la temperatura del océano y la evolución de los animales con el tipo de dientes que se alimentan en hábitats abiertos, con mucho polvo.

   El equipo de investigación planea probar la relación entre la cobertura de la vegetación y la estructura de la célula de la planta en otras regiones del mundo. También quieren encontrar otros tipos de fósiles de plantas que contienen la misma información a nivel celular que la que aportan los fitolitos.

@CIENCIAPLUS