Diente molar de un toxodonte, un herbívoro de América del Sur de hace 20 millones de años- Regan Dunn

Diente molar de un toxodonte, un herbívoro de América del Sur de hace 20 millones de años- Regan Dunn


Investigadores argentinos y estadounidenses publican hoy un artículo en Science en el que explican un nuevo método para cuantificar la vegetación de épocas pasadas a través de registros fósiles y lo aplican para documentar los cambios que tuvieron lugar en la cobertura vegetal de la Patagonia durante 38 millones de años de la Era Cenozoica.

Generalmente, los científicos miden la densidad de la vegetación a través del índice de área foliar o LIA (del inglés leaf area index), que básicamente estima la superficie que ocupan las hojas de las plantas en relación con la superficie de terreno en el que se asientan.

“Las hojas son los principales órganos fotosintéticos de la Tierra y la fotosíntesis determina el flujo de energía y agua”, explica Regan Dunn, investigadora de la Universidad de Washington especialista en paleobotánica. Por eso, “la vegetación descrita en términos de LAI controla muchos de los procesos que ocurren sobre la Tierra”, fenómenos meteorológicos, el ciclo del carbono o la erosión.

Comprender los cambios de épocas pasadas

Sin embargo, hasta ahora no había un método para analizar la vegetación del pasado y comprender estos cambios ambientales en otras épocas, así que medir el índice de área foliar en el registro fósil fue el gran reto que se propusieron los investigadores de las universidades estadounidenses de Washington, Chicago y Boise State y la argentina de Universidad Nacional de La Plata.

dunn2HR
Los paleontólogos Alfredo Carlini y Martín Ciancio, del Museo de La Plata recogen un fósil de perezoso de la formación Colhue-Huapi, en Gran Barranca, Chubut, Argentina. / Regan Dunn

Para ello, comenzaron por realizar un estudio en ecosistemas actuales de Costa Rica, donde existe una gran diversidad de vegetación en términos de estructura, desde la selva tupida que tiene un LAI muy elevado hasta zonas de sabana donde es bajo.

De forma paralela, estudiaron en la Patagonia argentina restos de plantas fosilizadas, denominados fitolitos. “Cuando una hoja cae al suelo y se descompone libera partículas sólidas de sílice que pueden preservarse como fósil”, apunta la científica.

Los fitolitos preservan la forma y el tamaño de las células de la epidermis de las hojas y estos aspectos ofrecen a los investigadores mucha información. Por ejemplo, está comprobado que las células grandes y onduladas se relacionan con hojas de plantas de sotobosque que están bajo la sombra.

Los ecosistemas de Costa Rica sirvieron para estudiar la relación entre vegetación y fósiles y así elaborar el modelo

La parte de la investigación desarrollada en Costa Rica, realizada con el apoyo de la Organización de Estudios Tropicales y el Área de Conservación de Guanacaste y tomando datos de la vegetación actual y de los fotolitos esos mismos lugares, sirvió para confirmar este tipo de observaciones, de manera que se pudo establecer una relación entre el registro fósil y el índice de área foliar. “Este modelo fue el que aplicamos a los fósiles vegetales de la Patagonia, así que pudimos calcular el LAI para distintos momentos del pasado entre 49 y 12 millones de años y así encontramos patrones de cambio muy interesantes”, señala Regan Dunn.

Relación entre clima y bosque

La evolución que ha revelado este trabajo está muy relacionada con la historia del clima terrestre y marino que ya se conocía. Durante el Eoceno, hace alrededor de 49 millones de años, el clima terrestre fue más cálido y la Patagonia se cubrió de bosques densos que posteriormente se fueron abriendo. Así, hace 38 millones de años la zona se parecía mucho a la actual, con escasa vegetación, y en los siguientes 20 millones de años muestra numerosas fluctuaciones. Entre hace 16 y 14 millones de años, la Patagonia volvió a ser un gran bosque que nuevamente se fue abriendo en épocas posteriores.

La investigación relaciona estos datos con otros aspectos de la flora y la fauna y uno de los más curiosos tiene que ver con los animales herbívoros. En las zonas de escasa vegetación hay más erosión y más polvo transportado por el viento, lo que hace que los herbívoros estén en contacto con una mayor cantidad de minerales abrasivos que desgastan sus dientes.

Así, “en la Patagonia, la evolución de las estructuras de los dientes para resistir el desgaste ocurre en intervalos que se corresponden con una baja LAI y mayor intensidad de los vientos, que arrastran y acumulan cenizas volcánicas”. Por eso, los investigadores creen que aumenta el número de herbívoros con dientes de corona alta cuando el índice de área foliar es más bajo.

Las coronas de los dientes de los herbívoros son más altas cuando hay poca vegetación porque se desgastan más

Asimismo, toda esta información contribuye a entender mejor los cambios climáticos que han ocurrido en el pasado. Los sedimentos del fondo del mar sirven habitualmente para determinar cómo fue el clima en una determinada época y ahora “por primera vez podemos medir el impacto de los cambios en la vegetación terrestre”, apunta  la investigadora de la Universidad de Washington.

Por ejemplo, cuando la temperatura del mar desciende, se registran menos precipitaciones terrestres y esto provoca que disminuya la vegetación. Por el contrario, un océano más caliente contribuye a que aumente la densidad de las plantas. Así, “nuestro nuevo método para estimar el LAI en el registro fósil parece ser una herramienta sensible para examinar detalles del impacto ambiental provocado por los cambios climáticos”, asegura.

dunn4HR
Regan Dunn muestrea suelos para encontrar fitolitos bajo el denso bosque del Parque Nacional Rincón de la Vieja, en Costa Rica. / Crédito: Melanie Conner

Además, los científicos consideran que este método “completamente nuevo” podría aplicarse en muchos contextos distintos, en distintas escalas de tiempo y en diferentes geografías. Si llega a servir para construir mapas sobre la vegetación que existía en la Tierra en determinadas épocas del pasado, podría ser una herramienta de gran ayuda para comprender la relación entre el clima y la vegetación, lo cual a su vez sería de utilidad en el estudio de cambios climáticos futuros.

Referencia bibliográfica:

Regan E. Dunn, Caroline A. E. Strömberg, Richard H. Madden, Matthew J. Kohn, Alfredo A. Carlini. “Linked canopy, climate, and faunal change in the Cenozoic of Patagonia”. Science, 2015. DOI: 10.1126/science.1258437

VIDEO: