El Cedazo

Dejamos la entrada anterior una vez más con el corazón encogido. No era la primera vez en esta serie sobre la Biografía de la Vida que nos había tocado presenciar un retroceso brutal de la biodiversidad: el periodo Triásico, en el que habían señoreado los reptiles. Muy al principio los mamiferoides lograron ser la locomotora de la repoblación tras la catástrofe de la extinción del Pérmico. A ellos les siguieron los muy preparados saurópsidos en su versión “familia cocodrilo”. Muy al final del periodo cederían el testigo a sus primos los dinosaurios, aún por entonces en versión reducida. Tras la crisis con la que terminó el Triásico estos saldrían reforzados, mientras los mamíferos, constantes y vigilantes, esperaban sus oportunidades. Hoy vamos a empezar a ver este renacer adentrándonos en el Jurásico, periodo que bascula entre 200 y 145 millones de años antes de hoy.

El nombre de Jurásico proviene de las primeras rocas estudiadas de este periodo, que se encuentran en los montes del Jura, prolongación de los Alpes entre Suiza y Francia. Es también en este periodo cuando Pangea se empieza a desmembrar, con el resultado de la separación de las tierras del hemisferio norte y las del sur.

Ésta es la época de los dinosaurios, los δεινός σαῦρος, los “lagartos terribles”, que dominan la Tierra. Las aves verdaderas comienzan a surcar los cielos, mientras que quedaban aún en segundo plano los activos mamíferos.

Pangea empieza a movilizarse y a rotar todas sus piezas, cada una de ellas empujada por distintas fuerzas, motorizadas por la inusitada actividad de las dorsales oceánicas, que poco a poco iban adentrándose en los continentes. Los rifts que se formaron se transformaban en fallas hundidas que se iban anegando de agua, aumentando progresivamente la superficie líquida del planeta gracias al creciente número de mares de aguas someras que iban apareciendo.

El más importante fue el rift ecuatorial de Pangea, que progresivamente se fue abriendo para originar lo que sería el Atlántico Norte con dos ramificaciones, una que generaría el golfo de Méjico y otra que iniciaría la separación de África y Sudamérica. En el sur, otro rift secundario se generó entre las actuales África e India. Junto a estas tremendas grietas magmáticas se generaron un sinnúmero de volcanes que dejaron grandes cantidades de lavas basálticas.

Posiblemente la importante actividad volcánica con emisión de grandes volúmenes de magma fue la que motivó el que el nivel del mar durante el Jurásico se elevara, lo que se tradujo en la inundación de grandes extensiones de tierra, como podemos comprobar que sucedió en el centro de Norteamérica y en casi toda la futura Europa, que en aquel momento era más un conglomerado de islas que un auténtico continente. Esta circunstancia fue la que propició la formación de ricos depósitos sedimentarios de calizas. Junto a las costas se crearon también abundantes depósitos sedimentarios de rocas fragmentadas cementadas con materiales finos, que al consolidarse quedaban aprisionados en su interior formando así una especie de guirlache.

Mientras en la costa norte del océano de Tetis se consolidaba la orogenia Cimmeriana de la que ya comentamos en la entrada número 38 acerca del Triásico, el movimiento hacia el oeste de Laurasia sobre el océano Pacífico inició el arco orogénico norteamericano de las Montañas Rocosa y de Sierra Nevada.

El incremento de la erosión y sedimentación en las cada vez más extensas líneas de costa, hizo que los cadáveres de los animales marinos que antes se descomponían en el fondo del mar consumiendo oxígeno, ahora no lo hicieran al estar enterrados por capas y capas de calizas. La consecuencia fue el incremento de este gas en la atmósfera. En donde también iba creciendo la concentración del CO₂ emitido por la intensa actividad volcánica en los rifts y dorsales.

El anterior panorama esconde los datos claves condicionantes del clima durante el Jurásico, lo que impuso un cambio de tendencia en el posterior Cretácico. Comentaremos con mayor detalle el proceso en el siguiente capítulo.

Se había salido del Triásico con un clima que empezaba a cambiar debido al inicio de la ruptura de Pangea. Las temperaturas globales presentaban unas tendencias a la disminución, aunque manteniéndose los máximos en unos 5º o 6º superiores a las medias actuales, apoyado por el efecto invernadero de un cada vez más abundante CO₂. La humedad en el interior del continente se había incrementado, e incluso se debían producir nevadas estacionales en las regiones polares. Durante todo el Jurásico la tendencia siguió el mismo rumbo: más humedad y estacionalidad menos extrema, manteniendo un nivel medio alto de temperaturas.

La biota vegetal.

Habíamos dejado a la Pangea del Triásico con un clima y un territorio árido que poco a poco fue cambiando a medida que se introducía el Jurásico, cálido y húmedo. La influencia fue grande en especial en las latitudes elevadas, ya que allí comenzaron a prosperar bosques de jungla con una rica vegetación. La compartimentación de los continentes hizo que la flora fuera diversa y geográficamente muy particular.

Las gimnospermas fueron las plantas mejor representadas. Entre ellas dominaban nuestras conocidas del Triásico las cicadáceas, árboles semejantes a las palmeras con troncos rechonchos y una fronda de hojas que recuerdan también a la de las palmeras.

De todas formas, las coníferas siguieron siendo los árboles más grandes conjuntamente con los helechos arbóreos, que podían alcanzar los 20 metros de altitud. En latitudes medias y altas del hemisferio norte siguieron proliferando los ginkgos mientras que las podocarpáceas, una especie de araucaria, abundaban en el hemisferio sur. Bajo estos árboles prosperaban los pequeños helechos.

En los cinturones de clima tropical y cálido, que eran las regiones donde habitaban preferentemente los dinosaurios, continuaba el paisaje del Triásico con escasez de bosques y una abundancia en vegetación abierta de matorrales y pantanos.

De nuevo dejamos volar la imaginación, y antes de rellenar el escenario con la fauna, nos trasladamos al pasado gracias a la anterior representación artística de un paisaje del Jurásico. Al fondo, unos cerrados bosques de coníferas. El primer plano está dominado por cicadáceas y helechos. También un tronco caído sobre el pantano, que posiblemente se transformará en carbón al ser engullido por el limo.

La biota animal

Así como el clima y la vegetación del Jurásico fueron una continuación del anterior Triásico, lo mismo sucedió con la fauna. La naturaleza fue pródiga con los dinosaurios. Y por lo que nos importa a nosotros, cuidadosa con los escurridizos mamíferos. Con el resto de especies continuó trabajando en una tranquila vía evolutiva. De todas formas, las crónicas del momento bien pudieran hablar de los siguientes temas.

Entre los insectos le seguiremos la pista a los himenópteros, ya que a principios del Jurásico tuvieron lugar dos hechos evolutivos fundamentales: la aparición de la cintura de avispa y el desarrollo del parasitismo. La estrategia del parásito consistía en poner los huevos dentro del animal parasitado, de forma que las larvas podían alimentarse de sus tejidos mientras disfrutaban de un “hogar” donde desarrollarse.

Otra de las grandes innovaciones de los himenópteros apareció a finales de este periodo, y fue el desarrollo del aguijón que inicialmente se usaba para matar o paralizar presas, tal y como hacen algunas especies en la actualidad, y que posteriormente se desarrolló como arma defensiva.

También en este periodo encontramos lo que parecen ser los primeros insectos polinizadores -en este caso de las plantas gimnospermas del momento- representados por las viejas “moscas escorpión“, los mecópteros, que ya a finales del Jurásico habían desarrollado una probóscide.^[1]

En el mar continuaba floreciendo la fauna que conocemos del Triásico con una gran variedad de invertebrados. Dijimos más arriba que en estos momentos Pangea se estaba dividiendo, dejando entre las partes resultantes mares no muy profundos en donde las condiciones para la Vida eran espléndidas. Se cree que esto pudo ser el motor evolutivo que empujó hacia la aparición de nuevas especies marinas, modificación de las más antiguas, con unas incrementadas capacidades de predación y supervivencia. En estos mismos momentos una revolución semejante alteraba también la vida de los invertebrados marinos, lo que se conoce como la Revolución Marina del Mesozoico de la que hablaremos en la próxima entrada 44 de esta serie, “La biota animal en el Cretácico I“.

Así pues, entre los peces aparecen por primera vez un tipo de teleósteo y grupos de modernos tiburones. Los primeros habían osificado su esqueleto, lo que les permitía insertar más potentes músculos. No sólo eso, se habían despojado de las pesadas escamas protectoras de sus antepasados y su aleta caudal se había hecho simétrica, lo que le proporcionaba una mayor eficiencia y maniobrabilidad. En resumen, los nuevos teleósteos eran peces mucho más ágiles, veloces y con gran dinamismo. Ventajas evidentes tanto a la hora de predar como de no ser predados. El más primitivo de ellos -apareció durante el Triásico tardío- fue Pholidophorus. Esta potente evolución de los teleósteos impactó tremendamente en la de los tiburones. Cosas de las carreras armamentísticas. De forma que pasaron de los fenotipos propios de los Hybodontiphorma a los de los modernos tiburones, los Neoselacimorpha, lo que permitía a estos últimos una natación más potente de forma que, a finales del Cretácico, los primeros habían desaparecido bajo la presión de los segundos.

En las aguas del Jurásico también continuaron los reptiles marinos del periodo anterior, como los ictiosaurios y familia, así como los voladores pterosaurios. De esta época son también las primeras evidencias de las serpientes ya que se conocen al menos cuatro nuevas especies, procedentes de Inglaterra, Portugal y Estados Unidos, cuyos fósiles datan de hace entre 167 a 143 millones de años. No se sabe muy bien si eran terrestres o marinas.^[2]

Los cocodrilomorfos, de los que comentábamos que dominaron los finales del Triásico, siguieron siendo abundantes y diversos tanto en agua como en tierra.

Y no nos vamos a despedir en esta pequeña reseña del mundo animal sin hablar de los anfibios, ya que es en este periodo cuando aparecen las nuevas formas que nos van a acompañar hasta el día de hoy: ranas, sapos, tritones y salamandras. A su lado seguían decayendo los ancestrales temnospóndilos, viejos conocidos desde el Pérmico o incluso antes.

A pesar del continuismo en la biosfera que parece insinuar una gris monotonía, en este periodo Jurásico hay que resaltar y poner foco en dos argumentos fundamentales. El primero corresponde al desarrollo y dominio de los dinosaurios a lo largo de los 135 millones de años que aún quedan del Mesozoico, y el segundo, relativo a la escondida vida de los mamíferos, expertos supervivientes en el mundo hostil de los dinosaurios, y que sólo explotarían cuando aquellos desaparecieron a finales del Cretácico.

Ambos, mamíferos y dinosaurios, como parientes del árbol genealógico de los reptiles, representan dos alternativas metabólicas, dos apuestas distintas para afrontar la vida, dos caminos impulsados por las circunstancias del medioambiente y acotados según criterios de selección natural.

Todo va de movimiento y resistencia. La Vida exige, lógicamente, actividad, agilidad y velocidad, características dinámicas fundamentales para sobrevivir, alimentarse, depredar, huir o aparearse. Y eso se puede llevar a cabo aplicando diversas estrategias. La de los reptiles, por ejemplo, implica un metabolismo basal bajo, pero con el suficiente punto de potencia instantánea como para salir de la necesidad en una milésima de segundo: veo una mosca y arranco a correr, percibo una amenaza y llego al abrigo en un suspiro… pero hecho lo hecho, me he agotado y ya no puedo más. Un reptil tras una carrera tiene que parar a descansar y reponer su respiración, su temperatura corporal se le agota rápidamente. Tienen un metabolismo basal bajo y un sistema de sangre “fría” que no les permite una regulación fina y continua en la generación/consumo de energía en el esfuerzo. De hecho, los reptiles se enfrían mucho por la noche, pierden capacidad de actuación en estos momentos en donde cuentan exclusivamente con su metabolismo basal, que por definición es muy bajo y sin posibilidad de recargarlo hasta que la luz solar caliente el día, y eso es lo que hacen antes de iniciar su jornada o tras un esfuerzo puntual: se suben a una piedra cara al sol. Tienen potencia, pero no resistencia a corto plazo. Y eso es importante si eres pequeño, más pequeño que tus depredadores. Quizás por ello la selección natural fue pastoreando a algunos reptiles, los dinosaurios, hacia cuerpos cada vez mayores, con los que la única preocupación era conseguir comida o conseguir pareja. Y para esto, siendo gigante, con poder pegar una carrerita o comer vegetales estaba todo resuelto. Por lo tanto, la primera alternativa metabólica: acelerador puntero pero de corto recorrido, relativamente pocas necesidades alimentarias, proceso que tampoco necesitaba que fuera extremadamente eficiente, vida diurna y modorra nocturna o invernal.

No obstante, no podemos dejar de decir que, como veremos en la entrada siguiente, parece ser que algunos dinosaurios, en especial los más pequeños, sí pudieron tener algún metabolismo con capacidad de regulación de la temperatura corporal.

Bien, pues la segunda alternativa metabólica sólo podía ser la que permitiera hacer una vida complementaria a la de los que habían optado por la primera vía: actividad y resistencia. No sólo moverse para cubrir la necesidad de cada día, sino también, en un mundo amenazante, lleno de depredadores gigantescos, aprovechar cada oportunidad, cada momento. Había que estar en perfecto estado de revista cada segundo, atento y dispuesto a comer sin que te coman, a correr, a aparearse, a cuidar de la prole. Y esto sólo lo consiguieron aquellos animales que permanecían vitales e infatigables las veinticuatro horas del día. Aquellos cuyo metabolismo basal era lo suficiente activo como para estar con el gatillo preparado para disparar en un instante, en cada instante. No sólo tener un punto de máxima potencia sino tenerlo siempre, infatigablemente. Un metabolismo punta explosivo y un metabolismo basal a muchas revoluciones, exprimiendo al máximo las oportunidades energéticas del oxígeno. Hay muchos que opinan que no es casual la resistencia de estos pequeños animales en un mundo hostil, ligándola con la oportunidad que les iba brindando el incremento del oxígeno que se inició en esta época, del que comentábamos unos párrafos más arriba. Así se podía sobrevivir siendo un pequeño animal en el Jurásico o en el Cretácico, al abrigo de los dinosaurios. Y esto conllevaba un nivel energético alto, continuo, una sangre caliente con temperatura mantenida y controlada, un metabolismo trepidante, unas necesidades alimenticias importantes, una eficiencia en la transformación de materia en vida. Quemar energía sólo para obtener calor: la realidad es que el metabolismo de sangre caliente es diez veces más rápido por unidad de masa.

Había que esconderse de los depredadores, había que aprovechar los momentos en que los competidores gigantescos estuvieran aletargados por el frío de la noche, tenían que salir a buscarse la vida tras un periodo de entrenamiento en una infancia protegida y preparadora, llena de experiencias aprendidas de los mayores. Vida nocturna, oportunidades durante el frío, largo y oscuro invierno… sólo se podían gestionar con sangre caliente, con un metabolismo basal consistente. Así sobrevivieron los mamíferos. Quizás reminiscencia de aquella época y costumbres sean los hábitos nocturnos de los mamíferos murciélagos en competición por las oportunidades del aire y vuelo con las aves, hijas de los dinosaurios, diurnas.

La noche era su aliada, el clima frío era su aliado. El tamaño era su cortina de humo. Triunfaban aquellos que mutaban para aprovechar al máximo estos entornos para los que los dinosaurios no estaban preparados, ni falta que les hacía. Su debilidad fue la cuña por donde entraron los mamíferos.

Sangre caliente y unos sentidos preparados para la nocturnidad. Una capa pilosa que ayudaba a mantener la temperatura del metabolismo basal, unas glándulas sudoríparas que regulaban esta temperatura, vida nocturna en la que era fundamental un sensible sentido del olfato para identificar amenazas y oportunidades, una visión adaptada a las sombras de la noche sin demasiada necesidad de nitidez ni colores, apta para bajos índices de luminosidad. Un tamaño diminuto con el que no tener grandes problemas para el cobijo. Un metabolismo activo para correr sin fatigarse. Una estructura de conductos respiratorios con los que respirar, jadear y correr, e incluso comer a la vez; para ello el diafragma, que no tenían los reptiles, ayudaba. Un aparato masticador y digestivo eficaz para optimizar la poca comida de forma que pudiera alimentar este metabolismo tan activo que les permitía sobrevivir sin competir. Numerosos artrópodos a su disposición, insignificantes para la mayoría de la fauna de gran tamaño.

Así se transformaron los cinodontos mientras los dinosaurios medraban. Pequeños animales, ágiles, vivos y oportunistas. De todas formas, aún no se había alcanzado el salto evolutivo completo pues aunque les llamamos mamiferoides, con “forma de mamífero“, no dejaban de ser todavía unos reptiles.

No hay un gran registro fósil de estos pequeños animales con aspecto de mamífero. Un espécimen que podemos considerar próximo a los mamíferos basales del Mesozoico es el Hadrocodium wui que vivió en el Jurásico temprano, hace unos 195 millones de años. Era extremadamente pequeño, con una longitud de 3,2 centímetros y unos dos gramos de peso.^[3]

Un poco más tarde aparecen los multituberculados, clasificados ya como mamíferos, de los cuales se conocen más de 200 especies fósiles datadas entre el Jurásico medio y el comienzo de la era siguiente, el Cenozoico. El nombre del grupo proviene de la estructura de los molares, con muchas cúspides (tubérculos), pero la dentadura se caracteriza además por un par de incisivos en la mandíbula inferior y ausencia de caninos. Tenían una constitución corporal semejante a las actuales ardillas.

Parientes próximos a los multituberculados fueron los triconodontos. Habitaron en casi toda la superficie terrestre del planeta a lo largo de un largo periodo, el comprendido entre el Triásico tardío y el Cretácico tardío. Su nombre proviene de que sus dientes presentaban tres cúspides, indicio de que eran usados para moler el alimento. Eran muy pequeños, entre un gato y un ratón, y se alimentaban de insectos.

También parientes de los multituberculados son los haramíyidos. Contemporáneos de los triconodontos, alargaron su existencia un poco más, hasta principios de la era Cenozoica. Haremos mención a dos de sus especímenes de los que se han encontrado en China algunos de sus fósiles datados del Jurásico, entre 160 y 165 millones de años. Se trata del arborícola Arboroharamiya y del más primitivo Megaconus. El estudio de estos fósiles ha dado lugar a cierta indefinición sobre el origen de los mamíferos, aunque todo parece indicar que el origen de los verdaderos mamíferos podría situarse a finales del período Triásico, hace más de 200 millones de años.

Las nuevas habilidades que iban consiguiendo los primitivos mamíferos eran fruto de modificaciones corporales. Andaban de forma más erguida, ya que las patas se situaron más verticalmente por debajo del cuerpo consiguiendo así un considerable ahorro energético durante el desplazamiento. Con esta disposición los mamíferos soportaban directamente el peso del cuerpo con las patas, lo que en grandes animales ofrecía una ventaja mecánica considerable. Además, con las patas en posición ventral se podía abandonar el movimiento ondulatorio de la marcha reptil, lo que dificultaba el llenado de los pulmones con aire.

Los dientes, que inicialmente se usaban para sujetar y desgarrar la presa para luego tragarla entera, cambiaron para dar paso a dientes especializados, entre ellos los molares, con los que mejoraban la masticación de la comida, lo que facilitaba una rápida digestión. También desarrollaron un paladar secundario en el techo de la cavidad bucal, innovación que les permitía masticar y respirar al mismo tiempo.

En cuanto a su capacidad mordedora, la efectividad de su nueva mandíbula inferior “monopalanca” –de un solo hueso-, con la que la presión se efectuaba en los dientes y no en su articulación, se vio reforzada por una fosa temporal, por la que se les conoce como sinápsidos. Tal fosa se fue haciendo cada vez más amplia y situándose más cerca de la órbita ocular, con la que llegó casi a unirse, en donde se acomodaban los grandes músculos que movían la mandíbula inferior. Con ello se liberó al cráneo de colaborar en esta función, que a fin de cuentas le constreñía el tamaño, con lo que se le permitió el desarrollo craneal en volumen.

El efecto monopalanca de la mandíbula se había conseguido al disminuir su número de huesos comparándolo con la de los reptiles, llegando a estar formada por uno sólo. Recordemos de la entrada número 29 anterior dedicada al periodo Silúrico, como provenían de los huesos del primer arco branquial de los peces. Algunos de estos huesos migraron hacia la parte posterior para desempeñar una función completamente distinta, como parte del oído medio.

El estribo es uno de los huesos del oído medio de reptiles y mamíferos, y se corresponde con el hiomandibular de los peces, una pieza que les sirve de soporte de la mandíbula con el cráneo.

El estribo en los primeros vertebrados terrestres podría haber tenido una triple función. Se trataba de un hueso denso y robusto, de modo que podría realizar una función de unión craneomandibular, a la par de colaborar con el sentido del oído y en la respiración. Cuando en el camino evolutivo de los mamíferos el cráneo perdió su elasticidad y la caja craneana se soldó, el estribo ya no fue necesario como elemento de soporte y utilizó su potencial evolutivo en dedicarse exclusivamente a la función auditiva.

Por delante del hiomandibular en los reptiles, anfibios y aves, y resultado de la evolución de la parte superior del ancestral primer arco branquial de los peces, se encontraban los huesos cuadrado y articular, que efectivamente constituían la bisagra que articulaba ambas mandíbulas. Con el paso del tiempo esta articulación se fue desplazando hacia delante, hacia el hueso dentario o mandíbula inferior, transformándose el hueso cuadrado en el yunque del oído medio de los mamíferos, y el articular en el martillo. La hendidura entre los dos primeros arcos pasó a formar la trompa de Eustaquio.

La audición mejorada permitía a los cinodontos relacionarse mejor con su ambiente, lo que se habría desarrollado a la par que la mejora en la capacidad cerebral para procesar el cúmulo de información auditiva al que tenían acceso.

Además de un sistema auditivo desarrollado, los mamíferos disponían de un olfato privilegiado que también les servía para manejarse en su entorno nocturno habitual, así como para reconocerse gracias al desarrollo de nuevas glándulas odoríferas. La cobertura de pelos ayudaba a este propósito. Este sentido debió ser muy importante para los mamíferos, e incluso hay estudios que proponen que fue el olfato el que espoleó la evolución de cerebros complejos en estos animales.^[4]

Estos estudios también especulan sobre la influencia del pelo corporal en el desarrollo del tamaño del cerebro. Por el análisis de los fósiles de Castorocauda lutrasimilis, un pequeño animal mamaliaforme de costumbres semiacuáticas, sabemos ya de la existencia de estas excrecencias de queratina hace unos 164 millones de años. Los pelos sirvieron inicialmente, además de para regular la temperatura corporal, como pequeños sensores que orientaban el movimiento, permitiendo a estos animales circular con seguridad a través del accidentado terreno y evitar daños en la oscuridad. El control de la gran cantidad de información generada bien pudo estimular el desarrollo de sus redes neuronales.

Un mejor olfato, un mejor oído, un mejor tacto, una mejor coordinación motora, en fin, una mejora en la habilidad de producir movimientos musculares diestros usando los sentidos, además de la atención en el cuidado de sus crías, desembocó finalmente en la formación de campos sensoriales intrincados en el neocórtex de los mamíferos, es decir, promovieron el desarrollo de su cerebro y de sus capacidades.

Las glándulas de la piel no sólo servirían para su función original, dar señales odoríferas, sino que evolucionaron más tarde para poder regular también el calor vía la sudoración e incluso, tras una especialización, a segregar líquido alimenticio para las crías, transformándose en las glándulas mamarias específicas de esta clase de animales.

Llega el momento de tener que dejar a los mamíferos del Jurásico, ya una realidad en el árbol genealógico del reino Animalia. La siguiente entrada seguirá transcurriendo en los dominios de este periodo geológico, y la vamos a dedicar a los grandes protagonistas del momento, los dinosaurios. Hasta entonces.

1. Más detalles en esta reseña “Prehistoric pollination: sawfly mouthparts fit tubular channels of gymnosperm cones” de la web del Smithsonian Museum de noviembre de 2009, o en el informe original “The Pollination of Mid Mesozoic Seed Plants and the Early History of Long-proboscid Insects”, Conrad C. Labandeira, publicado en Annals of the Missouri Botanical Garden de 2010. [↩]
2. Más información en este enlace a la revista Nature de enero de 2015. [↩]
3. Una mayor información en este enlace a la publicación de AAAS de mayo de 2011. [↩]
4. En este enlace a la publicación de la revista Science de mayo de 2011 podéis encontrar más información al respecto. [↩]