El registro fósil del límite Proterozoico/Fanerozoico muestra la aparición de un grupo especial de seres vivos: los metazoos. Se trata de animales pluricelulares con células diferenciadas y agrupadas en tejidos, órganos y aparatos. La emergencia de los metazoos estuvo acompañada de otros cambios de gran calado para la vida. Debido a su rapidez a escala geológica y a los enormes efectos que tuvo para la historia posterior de nuestro planeta, este evento se conoce como “explosión cámbrica”.
A pesar de los estudios realizados, es un evento sobre el cual permanecen abiertas numerosas preguntas: ¿por qué en ese momento? ¿qué desató el cambio? ¿fue precedido de una importante fase de extinción? ¿a qué se debe la enorme disparidad morfológica alcanzada? ¿por qué no ha habido nuevos eventos similares? Preguntas que, esperemos, tengan respuesta en los próximos años.
En los inicios del período Cámbrico, aproximadamente entre los 541 y 515 millones de años Este evento tiene una duración relativamente rápida a escala geológica, de unos 25 millones de años. Sin embargo, es importante señalar que se han identificado organismos y comportamientos precursores de varios de los que protagonizan este evento, por lo que su duración sería superior.
Figura 2. Tras la fragmentación del supercontinente Rodinia (hace unos 1100 Ma), se formaron tres grandes continentes cuya unión dio lugar a Pannotia, un probable supercontinente formado hace unos 600 Ma. Su desintegración marca la paleogeografía del Cámbrico, en la que destaca el protocontinente del sur, Gondwana, en cuyo margen norte se encuentra el embrión de la actual península ibérica. En este contexto paleogeográfico tuvo lugar la explosión cámbrica. Fuente: PALEOMAP proyect. www.scotese.com
La explosión cámbrica suele describirse como un evento rapidísimo de diversificación biológica que afectó especialmente al desarrollo del reino Animalia. Sin embargo, fue un acontecimiento mucho más complejo, en el que se vieron implicados diversos tipos de seres vivos. Resumiendo mucho, los principales acontecimientos fueron:
- Origen y diversificación de los primeros metazoos, todos ellos marinos. Este hecho supone la expansión de la vida macroscópica y el desarrollo de formas y funcionamientos complejos.
- Origen de la mayoría de los grupos (filos y clases) de animales actuales y de muchos otros ya extintos. Resulta destacable que los fósiles de este evento exhiben ya una alta disparidad, es decir, variedad de planes corporales
.- Desarrollo de los procesos de biomineralización. Los animales comienzan a generar partes duras fabricadas con minerales, como conchas, caparazones, o esqueletos.
- Evolución de estructuras morfológicas características de los metazoos: ojos, bocas, mandíbulas, dientes, garras, patas, branquias, antenas, etc.
- Aumento en número y variabilidad de los llamados icnofósiles
. Las huellas dejadas por los organismos pasan a ser numerosas y diversas. Muchas de ellas muestran diversas actividades que acontecen en el interior de las arenas, limos y arcillas que forman los fondos marinos.- La actividad de estos organismos “infaunales” alteró completamente las condiciones físico-químicas del sustrato, dando lugar a la llamada revolución agronómica
.- Diversificación de comportamientos, evidenciada por la gran variedad de estructuras morfológicas y de icnofósiles. Entre estos nuevos comportamientos, destaca el establecimiento de patrones de depredación y, con ellos, de las relaciones depredador-presa que predominan en muchos ecosistemas actuales.
- Importante diversificación de algas y de protistas (organismos unicelulares).
Es interesante señalar que muchas de estas innovaciones, como la biomineralización o el desarrollo de numerosas estructuras morfológicas (por ejemplo, los ojos) surgieron en diferentes grupos o linajes de forma independiente.
En resumen, la radiación del Cámbrico sentó las bases para el desarrollo de la vida en nuestro planeta tal y como la conocemos hoy día
Debido a la rápida expansión de los metazoos y al desarrollo de partes biomineralizadas, la probabilidad de conservación de los organismos aumentó y, con ella, el número de fósiles que nos permiten estudiar la historia de la vida. Por ello, la explosión cámbrica marca el inicio del Fanerozoico.
Figura 3. El registro fósil muestra que, alrededor de 540 Ma, los principales filos del reino animal estaban ya establecidos. EN ELABORACIÓN.
Figura 4. Fósiles del yacimiento de Burgess Shale. Algunos de estos fósiles representan partes determinadas de un cuerpo antes que organismos completos. En la parte inferior de la figura se puede ver una “garra” de Anomalocaris mientras que en la parte superior derecha se encuentra una boca de este mismo taxón.
Figura 5. Los trilobites se cuentan entre los primeros organismos con capacidad de generar biominerales. Tenían su parte dorsal de quitina ligeramente calcificada y por este motivo fosiliza con cierta facilidad. En la imagen, trilobites y conchas de moluscos en el yacimiento cámbrico de Burgess Shale.
Figura 6. Roca con tres icnofósiles asignados al género Cruziana. Se trata de contrahuellas producidas al rellenarse el surco generado en un fondo marino blando por el desplazamiento de, posiblemente, un trilobites.
Figura 7. La evolución de los icnofósiles y la revolución agronómica según Mángano y Buatois (2020). Cuadro resumen de los cambios en la diversidad y disparidad de los icnos a través del límite Proterozoico/Fanerozoico. Se observa un progresivo aumento de la complejidad en la forma y comportamiento registrado por los icnos así como los cambios que este proceso supone en la estructura del sustrato marino. https://doi.org/10.1098/rsfs.2019.0103
A pesar de ser objeto de numerosos estudios, este evento sigue rodeado de incógnitas. Quizá la principal está relacionada con los acontecimientos que hicieron que, precisamente en esos momentos, tuviera lugar una radiación evolutiva de gran impacto y que no ha vuelto a repetirse nunca más.
Como en casi todos los eventos, debemos aceptar que su origen es multicausal, es decir, que se produce por la conjunción de diversos acontecimientos que interactúan entre sí. Entre estos acontecimientos destacan los siguientes.
1. Aumento del nivel del mar, que dio lugar a un incremento de la superficie de las plataformas continentales en las que vive un gran número de organismos y, por tanto, del ecoespacio disponible.
2. Una historia reciente marcada por la actividad de numerosas dorsales oceánicas así como importantes procesos de erosión. Ambos fenómenos favorecieron la llegada al océano de varios elementos químicos (C, Si, Ca, P, K, Fe, etc.) implicados en los procesos de biomineralización y que funcionan como nutrientes básicos para los organismos autótrofos.
3. El importante incremento en la cantidad de oxígeno en el agua y en la atmósfera, que permitió la aparición de animales multicelulares de cierto tamaño, así como sus procesos metabólicos asociados.
4. Duplicaciones sucesivas en los genes Hox, que se tradujeron en importantes modificaciones relacionadas con la morfología de los organismos (fenotípicas) y que están en el origen de la disparidad biológica y de numerosas innovaciones morfológicas. De alguna manera, estos genes y sus mutaciones, fueron los responsables de la “capacidad de evolucionar” que han demostrado los animales.
Estas innovaciones permitieron un mayor grado de interacción con el ambiente (biótico y abiótico), que condujo al desarrollo de nuevas funciones biológicas y nichos evolutivos, a cambios en la cadena alimenticia y al desarrollo de nuevas formas de competencia y cooperación.