Un estudio reciente revela que los niveles de oxígeno marino fueron fundamentales en la evolución del tamaño corporal de los trilobites durante el Paleozoico temprano, sugiriendo que el oxígeno podría haber influido en la evolución del tamaño corporal de otros animales. Esta investigación, liderada por los profesores Zhao Fangchen y Zhu Maoyan del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing de la Academia China de Ciencias, se publicó en la revista Science Advances.
Los patrones de evolución del tamaño corporal de los animales han sido objeto de estudio durante mucho tiempo, y diversas teorías han intentado explicarlos. Por ejemplo, la Regla de Cope sostiene que las especies animales tienden a evolucionar hacia tamaños mayores con el tiempo, mientras que la Regla de Bergmann establece que los animales de sangre caliente, como los mamíferos y las aves, tienden a ser más grandes en climas fríos que en climas cálidos. Ambas teorías fueron formuladas en el siglo XIX.
Recientemente, algunos estudios han destacado el papel del oxígeno en la evolución del tamaño corporal de los animales, aunque muchos de ellos se han centrado en vertebrados fósiles. En el caso de los invertebrados, la investigación sobre la evolución del tamaño corporal se ha limitado a algunos grupos, como los briozoos y los insectos.
Influencia del oxígeno en el tamaño de los trilobites
El Paleozoico temprano es un período ideal para evaluar la importancia relativa de los niveles de oxígeno y otros mecanismos ambientales en el tamaño corporal, dada la fluctuación de los niveles de oxígeno marino, la química marina y la temperatura durante esta época.
Los trilobites han sido un foco central de los estudios macroevolutivos, debido a su larga historia geológica, diversas adaptaciones ecológicas y un abundante registro fósil. Con tamaños que oscilan entre aproximadamente 2 mm (como el Acanthopleurella stipulae) y más de 700 mm (como el Isotelus rex o el Ogyginus forteyi), son un clado ideal para poner a prueba las dinámicas evolutivas del tamaño corporal.
Para explorar este potencial macroevolutivo, los investigadores compilaron un extenso conjunto de datos sobre el tamaño corporal de formas del Cámbrico y Ordovícico, abarcando 1,091 géneros y representando más del 90% de las familias de trilobites de este período. Analizaron el papel del oxígeno marino y la temperatura en la determinación de las tendencias evolutivas en el tamaño de los trilobites.
Los resultados destacan el impacto a largo plazo de los niveles de oxígeno marino en la evolución del tamaño corporal de los trilobites, confirmando así el papel significativo que el oxígeno tuvo en la configuración de las dinámicas evolutivas de los metazoos tempranos. Los patrones de tamaño corporal de los trilobites durante los períodos Cámbrico y Ordovícico se pueden dividir en seis fases, con cambios de tamaño concentrados en cinco eventos breves.
Las diferencias de tamaño a través de estas seis fases son significativas y no son el resultado de diferencias en el tamaño de la muestra entre los intervalos. Los cambios de tamaño importantes ocurrieron en cada una de las principales regiones geográficas, lo que sugiere que los patrones globales reflejaron tendencias regionales. Estos resultados implican que los cambios en el tamaño corporal de los trilobites fueron más propensos a ser influenciados por factores globales que por regionales.
Para investigar si los cambios episódicos en el tamaño corporal oscurecen un patrón direccional subyacente, los investigadores identificaron tendencias en el tamaño promedio de los 24 grupos de trilobites más diversos. La mayoría de las familias de trilobites mejor muestreadas no mostraron cambios significativos en el tamaño a lo largo del tiempo, lo que descarta la Regla de Cope a nivel de familia. Además, los investigadores reconstruyeron y trazaron el tamaño corporal ancestral en la filogenia a nivel familiar, ajustando cinco modelos diferentes de macroevolución de rasgos continuos.
Los resultados indican que la mayoría de las familias de trilobites estaban cerca del tamaño promedio, con algunos clados evolucionando de manera independiente hacia tamaños mayores o menores durante diferentes épocas. Sin embargo, ninguno de los resultados apoya una tendencia general en la evolución del tamaño corporal. En contraste, el tamaño de los trilobites mostró una correlación notable con las fluctuaciones en el redox marino (es decir, los niveles de oxígeno marino), especialmente durante los eventos anóxicos bien conocidos de este intervalo.
Se puede suponer que el redox marino influyó, si no controló directamente, los cambios en el tamaño corporal de los trilobites a nivel mundial, ya que los cuerpos más grandes requieren más oxígeno y los cuerpos más pequeños necesitan menos. En resumen, este estudio respalda firmemente un modelo en el que los niveles de oxígeno restringieron la evolución del tamaño corporal en los trilobites, cuyas dinámicas evolutivas, al igual que las de otros metazoos marinos, no han sido comprendidas tan bien como las de los clados terrestres.
