El enfriamiento climático del Cenozoico tardío desplazó biogeográficamente las comunidades de plancton marino
Los investigadores han descubierto un desplazamiento global de las zonas latitudinales marinas hacia el Ecuador, probablemente debido al desarrollo de capas de hielo bipolares durante el Cenozoico tardío, según publican en la revista 'Nature'.
El estudio de los cambios en los patrones biogeográficos marinos y de los factores que influyen en ellos a lo largo del tiempo geológico puede ayudar a los científicos a comprender las respuestas actuales de los organismos al cambio climático provocado por el hombre.
Por ejemplo, los investigadores saben que los organismos marinos se están desplazando geográficamente hacia los polos de la Tierra en respuesta al cambio climático provocado por el hombre, pero no ha sido fácil predecir hasta qué punto se desplazarán las especies y cómo se interrelacionan esos desplazamientos con los episodios de extinción.
Sin embargo, un grupo de organismos, los foraminíferos planctónicos, ha ayudado recientemente a los investigadores a responder cómo los fenómenos climáticos del Cenozoico tardío reestructuraron las comunidades mundiales de plancton marino, lo que puede ayudar a predecir el impacto del cambio climático actual en todos los organismos oceánicos.
Los foraminíferos planctónicos son organismos eucariotas marinos unicelulares que poseen caparazones calcáreos (carbonato cálcico). Sus caparazones calcáreos ayudan a preservar estos diminutos organismos, que quedan enterrados en el fondo marino como microfósiles. Su fisiología, incluidas sus conchas, es sensible a las alteraciones del medio que los rodea, lo que hace que sus restos calcáreos sean útiles como trazadores climáticos de las condiciones ambientales pasadas y presentes en la columna de agua del océano.
En un nuevo estudio publicado en Nature, los investigadores examinaron los fósiles de foraminíferos planctónicos (forams) y descubrieron un desplazamiento global de las zonas latitudinales marinas hacia el Ecuador, probablemente debido al desarrollo de capas de hielo bipolares. El estudio demostró además que el desplazamiento no estaba ligado a un acoplamiento de rasgos funcionales y diversidad de especies, sino más bien a la combinación de rasgos ecológicos y morfológicos de los organismos.
"En la ecología moderna, la diversidad de especies y los rasgos funcionales se consideran sinónimos --explica Anshuman Swain, coautor del estudio, investigador postdoctoral del Departamento de Biología Evolutiva y Organísmica y miembro de la Sociedad de Investigadores de la Universidad de Harvard--. Pero, mirando hacia atrás en el tiempo, descubrimos que esta correlación se rompe al cabo de dos millones de años, por lo que nuestra suposición de que podemos utilizarla para predecir el cambio climático futuro podría ser errónea".
Swain y el coautor principal Adam Woodhouse, investigador postdoctoral del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas Austin (Estados Unidos), examinaron los datos fósiles de las forams planctónicas del Cenozoico tardío, concretamente los últimos ocho millones de años, para ver cómo cambiaba su distribución relativa en respuesta a los fenómenos climáticos.
Sin embargo, en lugar de centrarse en la diversidad de especies, Swain y Woodhouse clasificaron los datos por características ecológicas de ecogrupos (dónde viven en la columna de agua) y morfogrupos (categorías morfológicas de sus conchas).
Hay forams bentónicas y planctónicas. Las planctónicas se encuentran flotando en la parte superior del océano. Esta ubicación es importante, ya que las distribuciones globales de muchos otros organismos se correlacionan con las de las forams debido a su baja ubicación en la cadena alimentaria.
Muchos organismos marinos (como peces depredadores, calamares, krill, tiburones y cetáceos) dependen de cadenas alimentarias estables, por lo que la respuesta de las forams al cambio climático puede ser un indicador para estos y otros organismos.
Otra ventaja de estudiar estos organismos es la incomparable calidad de los datos fósiles disponibles. Los investigadores aplicaron métodos de ciencia de redes a Tritón, un conjunto de datos mundial de registros de foraminíferos planctónicos con más de 500.000 especies individuales. Los especímenes fueron recogidos por el Programa Internacional de Perforación Oceánica en todos los océanos de la Tierra durante más de 50 años de perforaciones científicas.
"El registro fósil de los foraminíferos planctónicos representa un archivo biológico increíble y presenta un registro de especies del Cenozoico mejor incluso que el mejor registro de géneros de cualquier grupo de macroinvertebrados, lo que los convierte en la solución perfecta para nuestro estudio", afirma Woodhouse.
Los investigadores analizaron diecisiete morfogrupos y seis ecogrupos de forams. La mayoría de los estudios examinan cómo surgen y cambian las especies. En este estudio, los investigadores se preguntaron cómo responden los organismos al cambio climático y a los factores ambientales desde el punto de vista ecológico.
"Los ecogrupos y morfogrupos son grupos más consistentes a lo largo de la era Cenozoica --explica Swain--, por lo que tienen ventajas sobre los estudios de especies, que son grupos inconsistentes. Así es más fácil hacer predicciones a partir de rasgos que de especies".
Reunieron un amplio conjunto de datos de rasgos y trazaron los patrones de distribución biogeográfica en los ecogrupos y morfogrupos durante el Cenozoico tardío (0-15 millones de años). Sus hallazgos mostraron un desplazamiento latitudinal global hacia las regiones ecuatoriales dentro de las comunidades de clados tanto en grupos ecológicos como morfológicos, especialmente durante los últimos ocho millones de años.
"Una vez vimos los resultados, nos dijimos: esto es salvaje --recuerda Swain--. Antes de este cambio, todo era un poco aleatorio, no había un patrón fuerte discernible. Pero entonces se produjo un fuerte cambio que coincidió con la formación de las capas de hielo".
El estudio mostró una biogeografía dinámica entre los foraminíferos planctónicos en los últimos ocho millones de años, incluyendo reordenamientos espaciales a gran escala de los patrones de biodiversidad que parecen estar acoplados con la aparición de las capas de hielo bipolares.
La expansión de los casquetes polares afectó a las latitudes donde los grupos ecológicos eran más felices, provocando su desplazamiento debido a una serie de factores, entre ellos dónde había más oxígeno disponible. Sorprendentemente, esta tendencia no se observó cuando sólo se analizaron los datos de las especies.
"No sabemos la razón exacta --reconoce Swain--, pero se puede tener la misma abundancia de especies sin tener una idea de los distintos ecosistemas. Lo que sí vimos fue que los ecogrupos mostraban esta tendencia".
"Lo que significa que este acontecimiento climático afectó a la distribución de los foraminíferos y, a su vez, a la de otros organismos --explica--. La correlación de los foramíferos con grupos de animales marinos antropogénicamente importantes puede llevarnos a predecir más alteraciones de sus áreas de distribución y de la estructura de sus comunidades impulsadas por el cambio climático en curso".
Woodhouse indica que "la biosfera actual de la Tierra ha evolucionado lentamente durante millones de años para adaptarse a un mundo de glaciaciones, por lo que las tendencias que documentamos son potencialmente preocupantes porque si el cambio climático impulsado por el hombre nos cambia de repente a una Tierra de hace ocho millones de años [antes de la glaciación], podríamos estar reestructurando perjudicialmente las comunidades marinas de todo el océano".
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