Los trilobites variaron de tamaño con los niveles de oxígeno

Un estudio reciente muestra que los niveles de oxígeno marino fueron cruciales para la evolución del tamaño corporal de los trilobites del Paleozoico temprano.

El hallazgo sugiere que el oxígeno también podría haber influido en la evolución del tamaño corporal de otros animales.

La investigación, que incluyó un análisis exhaustivo de la evolución del tamaño corporal de los trilobites -un grupo muy representativo de invertebrados fósiles-, fue dirigida por los profesores Zhao Fangchen y Zhu Maoyan, del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing de la Academia China de Ciencias. Los resultados se publicaron en Science Advances.

Los patrones de evolución del tamaño corporal animal han sido durante mucho tiempo un foco de atención de la investigación científica, con diferentes teorías que intentan explicarlos. Por ejemplo, la Regla de Cope sostiene que las especies animales tienden a evolucionar para hacerse más grandes con el tiempo. En cambio, la Regla de Bergmann afirma que, en el caso de los animales de sangre caliente, como los mamíferos y las aves, las especies que viven en climas más fríos tienden a ser más grandes que las que viven en climas más cálidos. Ambas teorías se desarrollaron en el siglo XIX.

Recientemente, algunos estudios han enfatizado el papel del oxígeno en la evolución del tamaño corporal animal, pero muchos de estos estudios se basan en vertebrados fósiles. Entre los invertebrados, la investigación sobre la evolución del tamaño corporal se ha limitado a unos pocos grupos, como los braquiópodos y los insectos.

El Paleozoico temprano es un período ideal para evaluar la importancia relativa de los niveles de oxígeno y otros mecanismos ambientales en el tamaño corporal, debido a las fluctuaciones ambientales en los niveles de oxígeno marino, la química marina y la temperatura durante esta época.

Los trilobites han sido un foco central de los estudios macroevolutivos (es decir, aquellos que involucran cambios a gran escala en las formas de vida en lugar de especies individuales) debido a su larga historia geológica, diversas adaptaciones ecológicas y abundante registro fósil.

Con tamaños corporales adultos que van desde unos 2 mm (Acanthopleurella stipulae) hasta más de 700 mm (Isotelus rex u Ogyginus forteyi), constituyen un clado ideal para evaluar la dinámica evolutiva del tamaño corporal. Además, se han realizado pocas evaluaciones exhaustivas sobre la evolución del tamaño corporal en trilobites gigantes, a pesar del interés que han suscitado desde hace tiempo.

Para explorar el potencial macroevolutivo de los trilobites, los investigadores recopilaron un extenso conjunto de datos sobre el tamaño corporal de las formas Cámbricas y Ordovícicas, que abarca 1091 géneros y representa más del 90 % de las familias de trilobites durante este período. Examinaron el papel del oxígeno marino y la temperatura en la determinación de las tendencias evolutivas del tamaño de los trilobites, informa la Academia de Ciencias de China.

EL OXÍGENO MARCO LA DINÁMICA EVOLUTIVA

Sus resultados destacan el impacto a largo plazo de los niveles de oxígeno marino en la evolución del tamaño corporal de los trilobites, lo que confirma aún más el importante papel que desempeñó el oxígeno en la dinámica evolutiva de los primeros metazoos.

El conjunto de datos muestra que los patrones de tamaño corporal de los trilobites durante los períodos Cámbrico y Ordovícico pueden dividirse en seis fases (I-VI), con cambios en el tamaño corporal concentrados en cinco breves eventos: a principios de la Edad 4 (aprox. 514 Ma -millones de años-), el Wuliuano tardío (aprox. 506,5 Ma), el Guzhangiano (aprox. 500,5 Ma), el Tremadociano tardío (aprox. 480 Ma) y el Katiano tardío (aprox. 450 Ma).

Las diferencias de tamaño a lo largo de las seis fases son significativas; no se deben a diferencias en el tamaño de la muestra entre intervalos. Se produjeron cambios de tamaño importantes en cada región geográfica principal, en particular durante la Edad 4, el Guzhangiano y el Tremadociano medio, lo que sugiere que los patrones globales reflejaron las tendencias regionales. En conjunto, estos resultados implican que los cambios en el tamaño corporal de los trilobites probablemente se vieron influenciados por factores globales en lugar de regionales.

Para investigar si los cambios episódicos en el tamaño corporal ocultan un patrón direccional subyacente, los investigadores identificaron tendencias en el tamaño corporal promedio en las 24 familias de trilobites más diversas. La mayoría de las familias de trilobites bien muestreadas no mostraron cambios significativos de tamaño a lo largo del tiempo, descartando la Regla de Cope a nivel familiar. Además, los investigadores reconstruyeron y representaron gráficamente el tamaño corporal ancestral en la filogenia a nivel familiar, ajustando cinco modelos diferentes de macroevolución continua de rasgos.

Los resultados indican que la mayoría de las familias de trilobites se acercaron al tamaño promedio, con algunos clados evolucionando independientemente a tamaños mayores o menores a diferentes edades. Sin embargo, ninguno de los resultados respalda una tendencia general en la evolución del tamaño corporal. En general, estos análisis no revelan una dirección preferencial en el tamaño corporal de los trilobites durante los períodos Cámbrico y Ordovícico que respalde la Regla de Cope.

En contraste, el tamaño de los trilobites se correlacionó notablemente con las fluctuaciones en la oxidación-reducción marina (es decir, los niveles de oxígeno marino), especialmente durante los conocidos eventos anóxicos de este intervalo.