Los fósiles muestran que las algas son muy anteriores a los animales que vemos hoy en los bosques de algas

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Reconstrucción por rayos X de una base de pasto fósil de 32 millones de años de antigüedad coloreada para mostrar la base (naranja), el ancla (amarillo) y la concha de bivalvo a la que está adherida (azul). Crédito: Doula Parkinson/Fuente de luz avanzada, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley

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Reconstrucción por rayos X de una base de pasto fósil de 32 millones de años de antigüedad coloreada para mostrar la base (naranja), el ancla (amarillo) y la concha de bivalvo a la que está adherida (azul). Crédito: Doula Parkinson/Fuente de luz avanzada, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley

Los singulares bosques submarinos de algas que bordean la costa del Pacífico sustentan un ecosistema diverso que se cree que ha evolucionado conjuntamente con las algas durante los últimos 14 millones de años.

Pero un nuevo estudio muestra que las algas marinas florecieron en la costa noroeste hace más de 32 millones de años, mucho antes que las poblaciones modernas de mamíferos marinos, erizos de mar, aves y bivalvos que hoy habitan en los bosques.

La edad mucho más antigua de estos bosques costeros de algas marinas, que hoy son un rico ecosistema que alberga nutrias, leones marinos, focas, muchas aves, peces y crustáceos, significa que probablemente fueron una importante fuente de alimento para un antiguo mamífero ahora extinto llamado demosteliano. Se cree que este animal de pastoreo del tamaño de un hipopótamo está relacionado con los dugongos, los manatíes y sus parientes terrestres, los elefantes, que existen en la actualidad.

«Al principio la gente decía: 'No creemos que las algas marinas existieran hace 14 millones de años, porque los organismos asociados con los bosques de algas marinas modernos aún no existían'», dijo la paleobotánica Cindy Lowe, profesora de biología integrativa en la Universidad de California en Berkeley.

«Ahora, demostramos que las algas estaban allí, pero todos los organismos que se esperaría que estuvieran asociados con ellas no estaban allí. Esto no es sorprendente, porque primero se necesitan las bases para todo el sistema antes de que pueda surgir algo más».

Evidencia de la antigüedad de los bosques de algas marinas, informada en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, proviene de fósiles recientemente descubiertos de la fortaleza de las algas marinas: la parte de las algas marinas en forma de raíz que las une a las rocas u organismos adheridos a las rocas en el fondo del mar. La punta o vástago está unido al estabilizador y sostiene las palas que normalmente flotan en el agua gracias a la vejiga de aire.

El colega de Lowe, Steven Keil, ha fechado estos bastiones fosilizados, que todavía albergan mariscos y encierran percebes y caracoles, hace 32,1 millones de años, en medio de la Era Cenozoica, que se extiende desde hace 66 millones de años hasta el presente. El fósil de algas más antiguo conocido anteriormente, que consistía en una vejiga de aire y una cuchilla similares a las que se encuentran hoy en las algas, se remonta a hace 14 millones de años y se encuentra en la colección del Museo de Paleontología de la Universidad de California (UCMP).

Una porción de un bastión fósil de 32 millones de años muestra un háptero en forma de dedo que crece más que un percebe. Crédito: Steven Keil

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Una porción de un bastión fósil de 32 millones de años muestra un háptero en forma de dedo que crece más que un percebe. Crédito: Steven Keil

«Nuestros bastiones proporcionan buena evidencia de que las algas marinas son una fuente de alimento para un enigmático grupo de mamíferos marinos, Demostilia», dijo Kiel, autor principal del artículo y curador jefe del Museo Sueco de Historia Natural en Estocolmo.

«Este es el único orden de mamíferos del Cenozoico que realmente se extinguió durante el Cenozoico. Durante mucho tiempo se ha sugerido que las algas marinas son una fuente de alimento para estos mamíferos marinos del tamaño de un hipopótamo, pero falta evidencia real. Nuestra creencia es que las algas son el candidato probable. .”

Según Keil y Lowe, autor principal del artículo y curador de paleobotánica en la UCMP, estos primeros bosques de algas probablemente no eran tan complejos como los bosques que evolucionaron hace unos 14 millones de años. Los fósiles del Neolítico tardío a lo largo de la costa del Pacífico indican una abundancia de bivalvos (almejas, almejas y mejillones), aves y mamíferos marinos, incluidas sirenas relacionadas con los manatíes y los antepasados ​​​​de la extinta nutria marina parecida a un oso, llamada Colponomus. Tal diversidad no se había encontrado en el registro fósil desde hace 32 millones de años.

«Otro indicio es que el registro fósil ha demostrado una vez más que la evolución de la vida (en este caso, los bosques de algas marinas) fue más compleja de lo que se había estimado a partir de datos biológicos únicamente», dijo Keil. «El registro fósil muestra que muchos animales aparecieron y desaparecieron de los bosques de algas durante los últimos 32 millones de años, y que los ecosistemas de bosques de algas que conocemos hoy sólo evolucionaron durante los últimos millones de años».

Valor para los entusiastas de la caza de fósiles

Los fósiles fueron descubiertos por James Goedert, un coleccionista aficionado de fósiles que trabajó en Kiel en el pasado. Cuando Goedert rompió cuatro nódulos de piedra que encontró a lo largo de la playa cerca de Jansen Creek en la Península Olímpica de Washington, vio lo que parecía un bastión de algas marinas y otras algas grandes comunes a lo largo de la costa actual.

Keil, un especialista en la evolución de los invertebrados, aprobó las rocas y luego las fechó basándose en su proporción de isótopos de estroncio. También analizó los niveles de isótopos de oxígeno en las conchas de los bivalvos para determinar que los necrófilos vivían en aguas ligeramente más cálidas que las actuales, en el rango superior de temperaturas que se encuentran en los bosques de algas modernos.

Esta línea de tiempo representa la evolución de los bosques de algas y organismos asociados a lo largo de la costa del Pacífico durante los últimos 32 millones de años, junto con los cambios en la temperatura del agua. Las barras negras indican miembros de ecosistemas de algas marinas modernos y complejos: nutrias marinas, abulones, erizos de mar y, hasta hace poco, vacas marinas. Las barras verdes indican miembros ahora extintos de los primeros lechos de algas, incluidos dimóstiles y plutopteridos parecidos a pingüinos. Crédito: Steven Keil y Cindy Lowe

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Esta línea de tiempo representa la evolución de los bosques de algas y organismos asociados a lo largo de la costa del Pacífico durante los últimos 32 millones de años, junto con los cambios en la temperatura del agua. Las barras negras indican miembros de ecosistemas de algas marinas complejos y modernos: nutrias marinas, abulones, erizos de mar y, hasta hace poco, dugongos. Las barras verdes indican miembros ahora extintos de los primeros lechos de algas, incluidos dimóstiles y plutopteridos parecidos a pingüinos. Crédito: Steven Keil y Cindy Lowe

Lowe se acercó a la coautora Dula Parkinson, científica del equipo de Fuente de Luz Avanzada en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, para obtener ayuda para obtener una exploración de rayos X en 3D de uno de los fósiles fijos mediante microscopía de tomografía de rayos X de barrido (SRXTM). . . Mientras observaba cortes detallados de rayos X del fósil, me sorprendió ver percebes, caracoles, mejillones y pequeños foraminíferos unicelulares escondidos dentro del reducto, así como los bivalvos que se posaban en él.

Sin embargo, Lowe señaló que la diversidad de invertebrados encontrados dentro del bastión fosilizado de 32 millones de años de antigüedad no era tan alta como la que se puede encontrar hoy en el bastión de algas marinas.

«Las fortalezas ciertamente no son tan ricas como si estuvieras en un ecosistema de algas marinas en este momento», dijo Lowe. «La diversidad de organismos que viven en estos ecosistemas aún no ha comenzado».

Keil y Lowe planean realizar más estudios de los fósiles para ver qué revelan sobre la evolución del ecosistema de algas del Pacífico Norte y cómo se relaciona con los cambios en el sistema climático del océano.

Otros coautores del artículo incluyen a Rosemary Romero, especialista en algas que obtuvo su doctorado. de la Universidad de California, Berkeley en 2018, y ahora es ecologista del Departamento de Pesca y Vida Silvestre de California; el paleobotánico Michael Krings de la Universidad Ludwig Maximilians de Munich, Alemania; y el ex estudiante universitario de UC Berkeley Tony Huynh. Goedert es investigador asociado en el Museo Burke de Historia Natural y Cultura de la Universidad de Washington, Seattle.

más información:
Keil, Stephen et al., Resiliencia de las algas del Oligoceno temprano y evolución gradual del ecosistema de algas del Pacífico Norte, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (2024). doi: 10.1073/pnas.2317054121. doi.org/10.1073/pnas.2317054121

Información de la revista:
procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias


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