En el artículo " Scanning the fossil record: stratophenomics and the generation of primary evolutionary-ecological data" firmado por el investigador del ICP Jan A. van Dam insta a los investigadores en biología evolutiva y ecología a mejorar y ampliar sus trabajos con información paleontológica. La razón para hacerlo es doble: por un lado, la riqueza del registro fósil y, por otro, la disponibilidad de nuevas técnicas y métodos que permiten extraer información cuantitativa de la edad, la forma y el ambiente en el que vivieron organismos extintos. Se introduce el concepto de “estratofenómica” para describir esta nueva aproximación al registro fósil. El artículo ha sido publicado en la revista Evolutionary Ecology.
A pesar de la importante intersección entre la biología y la paleontología, que nadie quiere ni puede negar, la verdad es que en la mayoría de las teorías evolutivas y ecológicas actuales la paleontología no está jugando un papel importante. Como el investigador Jan van Dam nos dice: "La teoría de la evolución en sus inicios está fuertemente basada en lo que hemos aprendido de los fósiles. Sin embargo, el auge de la genética y otras disciplinas de la biología han dejado a los paleontólogos en la sombra. Esto es lamentable, ya que sólo el registro fósil contiene auténticas observaciones sobre la evolución de las especies en la escala de millones de años de su existencia. En los últimos años, el registro fósil ha crecido mucho, y la información que obtenemos de los fósiles y los yacimientos se ha hecho más y más accesible. Y eso que todavía hay una enorme cantidad de datos ocultos en las colecciones existentes y, por supuesto, en las propias rocas. La conexión de estos datos con los obtenidos de la genética y la ecología serán cruciales para nuestro conocimiento de la evolución. "
De hecho, es gracias al registro fósil que conocemos la biodiversidad en la Tierra en escalas de tiempo geológico de millones de años. Además, tenemos información sobre el clima y el hábitat en el que vivieron estas especies. La comparación de lo que hemos aprendido sobre la extinción de flora y fauna con lo que sabemos del mundo actual nos permiten desarrollar una amplia comprensión de los fenómenos ecológicos y evolutivos, que a priori se rigen por leyes que son independientes del tiempo. Esto sin duda nos ayudará a comprender mejor las amenazas actales sobre la biodiversidad y la ecología.
En su artículo van Dam afirma que ni los fósiles los tenemos sólo para llenar los museos ni el registro fósil es tan discontinuo como algunos creen. Nuevos campos como la morfometría 3D, la esclerocronología y la astrocronología, de los que se dan algunos detalles a continuación, nos permitirán aprender mucho más del registro fósil. Para una aproximación “estratofenómica” a gran escala es necesario desarrollar todo el potencial del registro fósil.
La forma del fósil
Por lo general, los paleontólogos describen las formas de los fósiles mediante la medición de distancias aisladas, de ángulos, etc. Por el contrario, en la morfometría geométrica (GM) información de todo el organismo se mantiene por medio del registro de ciertas coordenadas. En combinación con los avances en escaneos de alta resolución, las técnicas de visualización 3D pueden combinarse con GM para generar representaciones 3D de los organismos, que pueden ser utilizadas para todo tipo de propósitos, incluyendo la reconstrucción filogenética y funcional. Otra gran ventaja es que el interior de los fósiles puede ser inspeccionado sin necesidad de cortar o destruir el ejemplar. Además, esta digitalización permite el acceso a los datos de los fósiles desde cualquier parte del mundo, sin tener que ir al museo donde se conserva el fósil.
Tiempo y la evolución
Saber con la mayor precisión posible cuando vivieron las especies es uno de los principales retos en el análisis de los datos paleontológicos. La estratigrafía y la geocronología son las disciplinas responsables de ponerle fecha a las diferentes capas geológicas. Con edades exactas se pueden establecer correlaciones entre los fósiles, el clima y la geografía de todo el mundo. La astrocronología es una de las técnicas geológicas más innovadoras y ha significado un gran avance en la precisión de la edad de los datos paleontológicos. Mejora la resolución temporal de manera significativa mediante el estudio de los ritmos sedimentarios y la identificación de los llamados Ciclos de Milankovitch, que son causados por los movimientos astronómicos, especialmente los relacionados con los cambios en la dirección y la inclinación del eje de la Tierra y su órbita alrededor del sol.
Isotopos y paleohistología
El uso de los isótopos de los fósiles para su datación es el método más conocido, por ejemplo usando isótopos no estables (método carbono-14). Sin embargo, el estudio químico de los isótopos estables también tiene una larga tradición en geología y paleontología, ya que permite reconstrucciones paleoambientales. Por ejemplo, hay una correlación muy clara entre los episodios alternantes cálidos y fríos en el clima y la distribución de los isótopos de oxígeno-16 y oxígeno-18 en los carbonatos de las conchas de organismos del fondo marino. Una técnica muy reciente es el estudio de los enlaces entre isótopos específicos de carbono y oxígeno (13C-16O) que permite realizar estimaciones de la temperatura con mucha precisión. Además, usando las composiciones isotópicas de otros elementos como el nitrógeno, el hidrógeno y el estroncio es posible reconstruir los cambios en la aridez, las corrientes oceánicas, la altitud de la tierra, la dieta y el comportamiento de las migraciones.
Especialmente poderosa es la combinación de los estudios isotópicos de fósiles con la esclerocronología, un campo en expansión que estudia las líneas de crecimiento en los tejidos fósiles (huesos, dientes, conchas, corales, etc.) Estas técnicas paleohistológicas, basadas en el estudio microscópico de láminas delgadas o incluso en escaneos 3D, han permitido un entendimiento más profundo de la historia de vida de las especies extintas, su clima y las correlaciones ecológicas.
Este artículo ha sido redactado por Carolina D'Amico Ongaro, alumna del Máster en Comunicación Científica, Médica y Ambiental de la UPF.
