Investigadores han realizado un descubrimiento significativo en la historia evolutiva de la vida marina, revelando que hace aproximadamente 390 millones de años, un aumento permanente en los niveles de oxígeno en el océano profundo permitió la colonización de hábitats marinos que anteriormente estaban deshabitados. Este fenómeno fue impulsado por la expansión de plantas leñosas en la superficie, precursoras de los primeros bosques de la Tierra.
Este incremento en la oxigenación del océano coincide con un periodo de notable diversificación entre los peces con mandíbula, que son ancestros de la mayoría de los vertebrados actuales. Los hallazgos sugieren que la disponibilidad de oxígeno podría haber influido de manera determinante en los patrones evolutivos de las especies prehistóricas. La investigación ha sido publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
La importancia del oxígeno en la evolución marina
El coautor del estudio, Michael Kipp, profesor asistente de ciencias de la Tierra y el clima en la Universidad de Duke, explica que «se sabe que el oxígeno es una condición necesaria para la evolución animal, pero ha sido difícil determinar hasta qué punto puede ser considerado una condición suficiente para explicar las tendencias en la diversificación animal». Este estudio proporciona evidencias contundentes de que el oxígeno dictó el momento de la evolución animal temprana, especialmente en el caso de los vertebrados con mandíbula en hábitats de aguas profundas.
A lo largo del tiempo, se pensaba que la oxigenación del océano profundo ocurrió una sola vez al inicio de la Era Paleozoica, hace unos 540 millones de años. Sin embargo, estudios más recientes sugieren que este proceso se dio en fases, comenzando por las aguas cercanas a la costa y extendiéndose a entornos más profundos.
Utilizando rocas sedimentarias formadas en aguas profundas, el equipo de Kipp analizó la presencia de selenio, un elemento que permite determinar si los niveles de oxígeno eran adecuados para la vida animal en océanos antiguos. A través del análisis de isótopos de selenio, los investigadores pudieron inferir la cantidad de oxígeno presente en diferentes épocas.
El análisis de 97 muestras de rocas de cinco continentes reveló dos eventos de oxigenación en las aguas profundas. El primer evento, que ocurrió alrededor de 540 millones de años atrás, fue temporal y corresponde al periodo conocido como Cámbrico. El segundo, que comenzó entre 393 y 382 millones de años atrás durante el Devónico Medio, ha persistido hasta nuestros días. Durante este tiempo intermedio, los niveles de oxígeno cayeron a niveles inhóspitos para la mayoría de los animales.
Los datos indican que el segundo evento de oxigenación fue permanente y coincidió con cambios significativos en la evolución oceánica y los ecosistemas, un periodo que algunos investigadores describen como la «revolución marina del medio Paleozoico». A medida que el oxígeno se convirtió en una característica constante en ambientes más profundos, los peces con mandíbula y otros animales comenzaron a diversificarse y a ocupar esos hábitats, como lo indica el registro fósil. Además, los animales crecieron en tamaño, posiblemente debido a que el oxígeno favoreció su desarrollo.
Este evento de oxigenación del Devónico Medio también coincidió con la proliferación de plantas con troncos leñosos. Kipp sugiere que «a medida que aumentaba el número de plantas leñosas, liberaban más oxígeno en la atmósfera, lo que a su vez incrementaba los niveles de oxígeno en los océanos profundos». La causa del primer evento de oxigenación durante el Cámbrico sigue siendo un enigma, aunque se ha sugerido que la caída de oxígeno posterior a ese primer pulso obstaculizó la expansión de los animales marinos en los entornos más profundos.
Los hallazgos, aunque centrados en condiciones oceánicas antiguas, son relevantes en la actualidad. Hoy en día, existe un equilibrio de oxígeno en los océanos que es crucial para la vida marina. Sin embargo, en ciertas zonas, los niveles de oxígeno pueden descender a niveles indetectables, lo que puede ser causado por procesos naturales así como por actividades humanas, como el uso de fertilizantes que provocan florecimientos de plancton que consumen oxígeno al descomponerse. Kipp advierte que «este trabajo muestra de manera clara la conexión entre el oxígeno y la vida animal en el océano. Este equilibrio se estableció hace aproximadamente 400 millones de años, y sería una lástima interrumpirlo hoy en día en cuestión de décadas.»
