¿Representa la explosión cámbrica un desafío para la evolución?
La explosión cámbrica presenta una serie de preguntas importantes, pero no cuestiona la corrección fundamental de la tesis central de la evolución.
Artistic rendering of trilobites on sea-bottom during Cambrian Period
La “Explosión Cámbrica” se refiere a la aparición de la mayoría de los principales planos corporales de animales en el registro fósil hace unos 543 millones de años. Estos nuevos fósiles aparecen en un intervalo de 20 millones de años o menos. En lo que a escalas de tiempo evolutivas se refiere, 20 millones de años es un estallido bastante rápido que parece ser inconsistente con el ritmo gradual que se podría esperar dentro del cambio evolutivo. Sin embargo, se han registrado cambios rápidos como este en otras ocasiones dentro del registro fósil, a menudo después de épocas de grandes extinciones. La explosión cámbrica presenta una serie de preguntas de investigación interesantes e importantes; sin embargo, no cuestiona la veracidad fundamental de la tesis central de la evolución.
El término “Explosión Cámbrica” se refiere a la aparición y rápida diversificación de la mayoría de los principales planes corporales de animales vivos (filos) en el registro fósil, que ocurrió dentro de un intervalo de quizás 20 millones de años o menos, un período que es considerado relativamente corto dentro de la historia evolutiva. Esta época se conoce como el Cámbrico temprano y comenzó hace unos 543 millones de años. Este intervalo de tiempo ha sido registrado gracias a algunos depósitos fósiles espectaculares que incluyen fósiles magníficamente conservados de estos primeros animales. Dos ejemplos famosos son el Burgess Shale en Canadá y el Chengjiang en China. A pesar de las afirmaciones de algunos, el Cámbrico no dio paso al comienzo de la vida animal multicelular; este último tiene un registro fósil que se remonta al menos a 30 millones de años antes.
La Explosión Cámbrica se plantea a menudo como un desafío para la evolución porque el repentino estallido de cambio en el registro fósil parece ser inconsistente de acuerdo con el ritmo gradual más típico que se podría esperar del cambio evolutivo. Sin embargo, aunque es diferentes en ciertos aspectos, se han detectado otras épocas en las que ocurrieron cambios evolutivos rápidos dentro del registro fósil, y estas épocas han aparecido a menudo después de épocas de grandes extinciones. La Explosión Cámbrica presenta una serie de preguntas desafiantes e importantes porque representa el tiempo durante el cual se establecieron las principales ramas del árbol de la vida animal. Aún así, no presenta ningún tipo de desafío a la veracidad fundamental de la tesis central de la evolución, la cual afirma la ascendencia común de todas las especies que viven en la actualidad. Este importante período en la historia de la vida se extendió a lo largo de millones de años: tiempo suficiente para que ocurriera la evolución de estos nuevos planes corporales (filos). Además, el registro fósil nos proporciona
numerosos ejemplos de organismos que parecen ser de transición entre los filos vivos y sus antepasados comunes. Una continua investigación sobre el período Cámbrico nos brinda una oportunidad emocionante para avanzar en nuestra comprensión de cómo funcionan los procesos evolutivos y los factores ambientales que los moldean.Los principales planes corporales de animales que aparecieron durante la Explosión Cámbrica no incluyeron la aparición de grupos de animales modernos como las estrellas de mar, los cangrejos, los insectos, los peces, los lagartos, las aves y los mamíferos. Todos estos grupos de animales aparecieron en diferentes etapas mucho más tarde durante el registro fósil. Las formas que aparecieron durante la Explosión Cámbrica eran más primitivas que estos grupos posteriores, y muchos de ellas eran organismos de cuerpo blando. Sin embargo, sí tenían las características básicas que definen las ramas principales del árbol de la vida al que pertenecen las formas de vida posteriores. Por ejemplo, los vertebrados son parte del grupo de los cordados. Los cordados se caracterizan por un cordón nervioso, bolsas branquiales y una varilla de soporte llamada notocorda. En la fauna del Cámbrico, primero vemos fósiles de criaturas de cuerpo blando con estas características. Sin embargo, los grupos vivos de vertebrados aparecieron mucho más tarde. También es importante tener en cuenta el hecho de que muchos de los organismos cámbricos, aunque probablemente estén cerca de la base de las ramas principales del árbol de la vida, no poseían todas las características definitorias de los planos corporales de los animales modernos. Estas características definitorias aparecieron progresivamente durante un período de tiempo mucho más largo.
The major animal body plans that appeared in the Cambrian Explosion did not include the appearance of modern animal groups such as: starfish, crabs, insects, fish, lizards, birds and mammals. These animal groups all appeared at various times much later in the fossil record.3 The forms that appeared in the Cambrian Explosion were more primitive than these later groups, and many of them were soft-bodied organisms. However, they did include the basic features that define the major branches of the tree of life to which later life forms belong. For example, vertebrates are part of the Chordata group. The chordates are characterized by a nerve cord, gill pouches and a support rod called the notochord. In the Cambrian fauna, we first see fossils of soft-bodied creatures with these characteristics. However, the living groups of vertebrates appeared much later. It is also important to realize that many of the Cambrian organisms, although likely near the base of major branches of the tree of life, did not possess all of the defining characteristics of modern animal body plans. These defining characteristics appeared progressively over a much longer period of time.4
Derek Briggs, Douglas Erwin y Frederick Collier, The Fossils of the Burgess Shale (Washington: Smithsonian Institution Press, 1994). Junyuan Chen y Guiqing Zhou, “Biología de la fauna de Chengjiang”, en Junyuan Chen, Yen-nien Cheng y H.V. Iten (eds.), The Cambrian Explosion and the Fossil Record, Boletín del Museo Nacional de Ciencias Naturales no. 10 (Taichung, Taiwán, China, 1997), 11-105.
David Campbell and Keith Miller, “The ‘Cambrian Explosion’: A Challenge to Evolutionary theory?” in Keith Miller (ed.), Perspectives on an Evolving Creation (Grand Rapids, MI: Wm. b. Eerdmans Pub. Co., 2003), 182-204.
Interpretaciones de la “explosión cámbrica”
En realidad, no todos los científicos aceptan la idea de que la explosión cámbrica ocurriera de una manera inusualmente rápida. El registro fósil no está completo en absoluto, particularmente para las formas pequeñas y de cuerpo blando. Algunos investigadores argumentan que la aparente diversificación rápida de los planes corporales es la consecuencia de un aumento en la tasa de fosilización, debido en parte a la evolución de los esqueletos, los cuales se fosilizan con mayor eficacia. Muchos de los primeros animales del Cámbrico poseían algún tipo de estructura mineralizada dura (espinas, espículas, placas, etc.). En muchos casos, estas estructuras mineralizadas, las cuales eran a menudo muy pequeñas, son las únicas que se encuentran entre los fósiles. También, hubo cambios importantes en los ambientes marinos y la química desde el Precámbrico tardío hasta el Cámbrico, y estos cambios también pueden haber
causado el surgimiento de esqueletos mineralizados de entre organismos que previamente poseían un cuerpo blando.
La mayoría de los científicos están convencidos de que algo significativo sucedió en los albores de la era cámbrica y consideran la explosión cámbrica como un área de investigación emocionante y productiva. Por ejemplo, los científicos ahora están adquiriendo una mayor comprensión de lo que existía antes de la Explosión Cámbrica como resultado de los nuevos descubrimientos fósiles. Algunos descubrimientos recientes están llenando el registro fósil de la fauna del Precámbrico con organismos de cuerpo blando como los de los Ensamblajes Ediacáricos que se han encontrado por todo el mundo. Los descubrimientos fósiles del Precámbrico tardío también incluyen ahora representantes de especies de esponjas, cnidarios (el grupo que incluye medusas modernas, corales y anémonas), moluscos y varios grupos parecidos a los gusanos. Algunos de los nuevos descubrimientos fósiles, de hecho, parecen ser precursores más primitivos de los posteriores planes corporales del Cámbrico. El descubrimiento de tales precursores nos demuestra que los organismos cámbricos no aparecieron de la nada. Sin duda, nuevos descubrimientos en el futuro nos revelarán más claramente la relación que existía entre los organismos precámbricos con las criaturas que se encuentran en los depósitos de Burgess Shale y Chengjiang.Los estudios genómicos nos proporcionan más información sobre los orígenes de la explosión cámbrica. Aunque la divergencia genética de los organismos habría precedido al reconocimiento de nuevos planes corporales en el registro fósil, la acumulación de datos genómicos es ampliamente consistente con el registro fósil. Ambos apuntan al surgimiento de la bilateria (animales invertebrados bilateralmente simétricos) durante el último período Precámbrico Ediacárico, y a su explosión ecológica en cuanto a diversidad se refiere durante el Cámbrico.
Debajo de la fotografía: El fósil de concha gasterópodo se remonta a principios del Cámbrico.
Preguntas sin respuesta
Este cambio repentino de la Era Cámbrica, en términos relativos, no fue tan repentino después de todo dentro de lo que se podría esperar en el proceso de evolución. Los cambios durante la Era Cámbrica no ocurrieron durante décadas, siglos o incluso miles de años, sino que ocurrieron durante millones de años, lo cual nos brinda tiempo suficiente como para que el cambio evolutivo pudiera ocurrir. Sin embargo, durante millones de años antes, los planes corporales de los animales se habían mantenido relativamente constantes, y no fue hasta después de este período de tiempo cuando finalmente ocurrió un cambio significativo. Las preguntas que nos quedarían por responder son: ¿qué desencadenó la explosión cámbrica? ¿Y por qué aparecieron tantos cambios durante ese intervalo de tiempo específico? Hay varias teorías diferentes que abordan el tema del origen de la Explosión Cámbrica, las cuales proponen que algunos cambios severos en el medio ambiente podrían haber sido la causa de que se abrieran nuevos nichos para que la selección natural pudiera operar de diferentes maneras. Entre estas propuestas, se incluyen la teoría de la Tierra bola de nieve, que propone que los glaciares cubrieron brevemente gran parte de la tierra, y la pérdida resultante de hábitat creó algún tipo de “embotellamiento” en lugares donde la evolución podría haber actuado más rápidamente. Otra teoría sugiere que un cambio en el oxígeno atmosférico condujo a este repentino estallido de cambios evolutivos. Hay incluso otra propuesta que identifica algunos cambios importantes que ocurrieron en el lecho marino como la razón por la que se produjeron cambios evolutivos y ecológicos tan dramáticos, desde superficies cubiertas de alfombras de algas en el Precámbrico tardío hasta fondos fangosos blandos más tarde durante el Cámbrico.
Los fósiles de la era cámbrica: intentando buscar respuestas
Si bien las causas de la Explosión Cámbrica siguen siendo un tema de debate emocionante y sobre el que aún nos queda mucho que investigar, los continuos descubrimientos fósiles de las eras cámbrica y precámbrica están aportando más claridad a este rompecabezas evolutivo en particular. Estos fósiles nos brindan información valiosa, particularmente para visualizar los ancestros comunes de todos estos diversos grupos. Por ejemplo, tanto los vertebrados (peces) como los equinodermos (erizos de mar, estrellas de mar) forman parte del grupo llamado los deuteróstomos. Sin ningún tipo de evidencia fósil, sería difícil imaginarnos cómo sería un mismo ancestro común para estos dos tipos de criaturas, las cuales son tan diferentes entre sí. De hecho, los fósiles del Cámbrico nos están ayudando poco a poco a resolver este enigma.
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