Las pistas sobre el cambio climático que arroja un estudio sobre la biodiversidad de moluscos marinos que vivieron hace 18 millones de años atrás

Los créditos por la foto son de Marcelo Rivadeneira.

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  • El análisis de los fósiles de moluscos marinos que poblaron los océanos durante el periodo del Mioceno se realizó con 262 especies de gastrópodos fósiles con 29,411 individuos y 93 especies de bivalvos fósiles con 7,009 individuos, lo que permitió reconocer el fenómeno de “patrón inverso de biodiversidad” en sus formas de adaptación al medio ambiente oceánico. A partir de esto, los investigadores ven una ventana probable a cómo podrían ser las condiciones en un futuro escenario de cambio climático, observando el comportamiento de la Tierra a través de la historia.

“Durante el Mioceno se observó un alza global en la temperatura del planeta, muy similar a lo que pronostica en escenarios de cambio climático futuros pesimistas. Así, al estudiar el Mioceno se abre la posibilidad de anticipar cómo responderían los ecosistemas al cambio climático futuro. Además, el Mioceno es un momento crítico en la historia geológica reciente del planeta, porque ocurren grandes cambios tectónicos, climáticos y biológicos  Por ejemplo, en Chile se produce el alzamiento de la cordillera de los Andes, y comienza la formación del Ecosistema Marino de la Corriente de Humboldt” explica el Dr. Marcelo Rivadeneira, investigador titular del Laboratorio de Paleobiología de CEAZA.

Esta posibilidad de examinar la evolución del cambio climático específicamente en las costas chilenas, a partir del estudio de fósiles que vivieron durante esta escala temporal geológica mencionada, adquiere relevancia en materia de planificación tanto para la conservación de los medios marinos así como para los sectores productivos asociados. El trabajo fue publicado en la Revista Ecography, titulado “The latitudinal gradient of functional diversity of Miocene marine mollusks from Chile”.

“El Mioceno como periodo geológico nos ofrece varias oportunidades. Los moluscos estudiados son los mismos géneros que existen todavía en las costas pacíficas de Sudamérica, aunque las especies son distintas. Además, el clima era más cálido que el clima actual, que nos da una ventana probable a como pueden ser las condiciones en un posible futuro en el escenario del cambio climático. Y como los fósiles vienen del Mioceno temprano, un tiempo de hace alrededor de 18 millones de años atrás, no tenemos influencia humana, lo que nos permite analizar un ambiente no alterado por explotación humana” señala Mariana Grossmann, líder de investigación y parte del Programa de Doctorado en Ciencias mención Ecología y Evolución de la Universidad Austral de Chile.

En cuanto al concepto de biodiversidad, el Dr. Rivadeneira, explica que es “medido como el número de especies o formas vivientes, suele incrementarse desde las zonas polares (altas latitudes) hacia las zonas tropicales (bajas latitudes). Un patrón inverso rompe dicha tendencia; el número de especies se incrementa desde bajas a altas latitudes”. Es decir, usualmente hay más seres vivos habitando en bajas latitudes.

Grossmann apunta que ambas latitudes se diferencian “en temperaturas del agua del mar. En las latitudes bajas la temperatura promedio durante el año es más alta que en latitudes altas. Otra diferencia es el área. Si vemos la Tierra como un globo, en latitudes bajas hay más área disponible que en latitudes altas, entonces hacia el ecuador hay más espacio que soporta más organismos que hacia los polos, donde hay menos área”.

En este caso, moluscos de diversas procedencias mostraron un cambio en sus patrones de biodiversidad durante el período del Mioceno. “Aunque nuestro trabajo trata de visibilizar el patrón “normal” de biodiversidad en los moluscos fósiles durante el Mioceno temprano, un patrón inverso también puede generarse en áreas de alta productividad, donde hay más nutrientes en comparación con otros lugares dentro de la misma latitud. Para este fin se puede comparar por ejemplo la costa del Pacífico actual con la costa del Atlántico actual para comparar un área de alta productividad, por ejemplo, un área de surgencia, con un área de baja productividad sin surgencia en la misma latitud” indica la líder de la investigación.

La importancia de los fiordos

Uno de los motivos por los que ocurren estos desplazamientos inusuales de las especies (el patrón inverso de biodiversidad) es que, mientras están en latitudes altas, habitan dentro de fiordos, valles hundidos bajo el agua que se van formando por acción de los glaciares. “Son zonas complejas desde el punto de vista del paisaje, de la geomorfología de la costa y del fondo marino. Esta complejidad hace que se creen condiciones ambientales muy distintas en zonas geográficamente cercanas dentro de un mismo fiordo. La existencia de estas condiciones ambientales distintas permiten que las especies puedan “ubicarse” en nichos ambientales específicos, donde pueden desarrollarse”, indica el Dr. Rivadeneira.

“En los fiordos se encuentran distintos hábitats en un área relativamente pequeña. Más la influencia de lluvia desde el continente, que trae nutrientes y componentes químicos al agua del mar y además diluye la salinidad. Así por los cambios en salinidad pueden vivir organismos de agua dulce cerca de la orilla y en la superficie del agua. Como el agua salada es más densa, se encuentra en la profundidad, donde pueden vivir los organismos marinos acostumbrados a la salinidad del mar. También los fiordos cuentan con protección del viento y las tormentas y son más profundos que otras áreas cerca del mar, por ejemplo las playas. Los fiordos generan diferentes condiciones ambientales donde los organismos pueden encontrar un amplio espectro de variables ambientales, que permiten que varios organismos se adapten o no a ellas” señala Grossmann.

“Ya que los fósiles en este estudio tienen más del doble de edad que el comienzo de los glaciares formadores de los fiordos, podemos inferir que no había fiordos en la costa chilena durante el Mioceno temprano. Entonces la costa constaba con playas rocosas y playas de arena, como actualmente en el norte de Chile. Así que la costa sudeste del Pacífico estaba más estrecha y con menos relieve y variabilidad. Por lo tanto, de acuerdo con nuestra investigación, la diversidad antes de la formación de los fiordos era mayor en latitudes bajas”, complementa.

Qué se estudió sobre los fósiles

En cuanto al análisis realizado, la investigadora comenta que “en nuestro caso consideramos tres rasgos funcionales, que son su tipo de alimentación, el tipo de sustrato, como arena o barro, y si viven encima o dentro del sustrato. Estos tres rasgos forman un código para cada especie, que resulta en un número de individuos de todas las especies con los mismos rasgos, entonces el mismo código forma grupos que representan la misma función en su ecosistema. Al final teníamos 24 diferentes grupos funcionales de gastrópodos y 12 diferentes grupos funcionales de bivalvos en total. Con análisis estadísticos podemos comparar la cantidad de individuos con el mismo código y cómo cambia ese número entre las latitudes”.

“Como resultados tenemos más grupos funcionales distintos en latitudes bajas, en comparación a latitudes altas, entonces una diversidad más grande en latitudes bajas durante el Mioceno temprano de Chile” aclara.

Finalmente, el Dr. Rivadeneira entrega una de las conjeturas que proviene del estudio. “Se ha hipotetizado que en la zona norte y centro de Chile, la baja riqueza de especies podría emerger como consecuencia de grandes extinciones, relacionadas al enfriamiento de las masas de agua que ocurrió desde el Mioceno al presente”.

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