Un estudio publicado recientemente examina las primeras comunidades de grandes organismos multicelulares en el registro fósil, lo que revela porqué la vida en los primeros océanos de la Tierra aumentó de tamaño.
¿Por qué las primeras formas de vida comenzaron a hacerse más grandes y qué ventajas tenían este aumento de tamaño? Los biólogos de la UCLA que trabajaron con un equipo internacional de científicos, examinaron las primeras comunidades de grandes organismos multicelulares en el registro fósil para ayudar a responder esta pregunta.
Los científicos utilizaron una novedosa aplicación de técnicas de modelado en una variedad de escalas para comprender los procesos científicos que operaban en las profundidades del mar hace 580 millones años. La investigación revela que un aumento de tamaño proporcionaba acceso al flujo de nutrientes de las corrientes marinas, dando una ventaja a las eucariotas multicelulares que existían antes de la explosión cámbrica de la vida animal, dijo David Jacobs, profesor de ecología y biología evolutiva en la Universidad de UCLA de Letras y Ciencias y autor principal de la investigación.
Los hallazgos del estudio aparecen en la revista Current Biology
Un equipo multidisciplinario de investigación reconstruyó el flujo del océano en la comunidad de fósiles usando “modelos de flujo de canopías”, una clase particular de modelos de flujo en consonancia con el denso espaciamiento de los organismos en el antiguo lecho marino.
La investigación se inspiró en “Fundamentos de la vida compleja” del Instituto de Astrobiología de la NASA de la reunión en Terranova, Canadá, donde las comunidades fósiles más antiguas de los grandes organismos multicelulares – llamadas colectivamente rangeomofos – se encuentran en la superficie de las rocas expuestas a lo largo de la costa. Estas plumas-o criaturas con forma de cepillo variaron en tamaño desde varios milímetros a decenas de centímetros.
Los científicos abordan las propiedades de absorción de las superficies de los rangeomorfos, basándose en los resultados del modelo. Estos rangeomorfos no podrían realizar la fotosíntesis porque vivían en las profundidades extremas, donde la luz no penetraba, dijo Jacobs. Sus superficies complejas sugieren que absorbían los nutrientes disueltos directamente del agua – lo que plantea la cuestión de cómo compitieron con las bacterias, que también se especializaron en la absorción de nutrientes del agua de mar.
Entender que ventajas adquirieron con respecto a bacterias al crecer de tamaños proporcionaría a los científicos ideas sobre lo que impulsó la evolución de las primeras comunidades de grandes formas de vida en el registro fósil, dijo Jacobs.
Los científicos descubrieron que los rangeomorfos tenían una ventaja cuando crecieron fuera el fondo del mar, ya que estaban expuestos a un mayor caudal, generando mucha mayor “absorción de nutrientes.”
La incitación a crecer es una función de la canopia, que controla la velocidad del agua del océano a medida que avanza a través de la comunidad de rangeomorfos, dijo Jacobs. “A medida que las personas crecen, lo hacen las propiedades de cambio de flujo de agua, lo que favorece un mayor crecimiento al alza.”
Tanto los modelos de superficie de captación de canopías representan avances significativos en la capacidad de los científicos para comprender la ecología de los fósiles y de las comunidades modernas, dijo Jacobs. Tal modelado puede resultar fundamental para comprender los procesos que afectan a la vida del océano actualmente, como el blanqueamiento de los corales, dijo.
Los co-autores de la investigación son David Gold, estudiante graduado en el laboratorio Jacobs de UCLA; Roger Summons (MIT) y David Johnston (Harvard), que ayudaron a reconstruir la paleoceanografía de ese tiempo, y Guy Narbonne (Universidad de Queens), Marc LaFlamme (Universidad de Toronto) y Matthew Clapham (UC Santa Cruz), quien contribuyeron con datos paleontológicos necesarios para rellenar el modelo. Marco Ghisalberti de la Universidad de Australia Occidental en Perth desarrolló y llevó a cabo el modelado en colaboración con Jacobs y Gold, que desarrollaron los modelos conceptuales paleo-biomecánicos de prueba, montados por el equipo de investigación que también la dirigió. La investigación está financiada por el Instituto de Astrobiología de la NASA.