En noviembre de 2017, el geólogo Bernardo Freitas, de la Universidad de Campinas (Unicamp), y la bióloga Luana Morais, en ese entonces realizando una pasantía posdoctoral en la Universidad de São Paulo (USP), regresaron de una expedición a Bonito, en Mato Grosso do Sul, con sus mochilas repletas de rocas recogidas en una zona minera. Meses después, al observar con un microscopio las láminas cortadas de esas rocas, formadas hace 571 millones de años, esperaban encontrar vestigios de organismos unicelulares, como bacterias. Lo que hallaron ‒y confirmaron en muestras recolectadas en otras siete excursiones a Serra da Bodoquena‒ fue algo mejor: fósiles milimétricos de organismos con un caparazón similar a la concha de los organismos marinos modernos. Descritos en un artículo publicado en junio en la revista Scientific Reports, posiblemente se trate de los registros más antiguos de animales con concha que se hayan encontrado en el mundo.
Estos descubrimientos amplían el mapa de los primeros organismos multicelulares identificados en Sudamérica, todos en el período geológico Ediacárico, que comenzó hace 635 millones de años y culminó hace 538 millones de años, cuando el subcontinente todavía estaba unido a África. El mapeo, coordinado por el geólogo Lucas Warren, de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en su campus de la localidad de Rio Claro, y detallado en un artículo publicado en noviembre en la revista Earth-Science Reviews, identifica tres regiones de Brasil con registros muy antiguos ‒Vale do Itajaí, en Santa Catarina; la región de Corumbá, en Mato Grosso do Sul, y el norte de Minas Gerais‒ además de otras áreas en Paraguay, Argentina, Uruguay y, posiblemente, en Bolivia.
Durante décadas, los geólogos no sospechaban que la cuenca del Itajaí, una región de 1.700 kilómetros cuadrados (km2) en el nordeste de Santa Catarina, pudiera albergar organismos de la denominada biota de Ediacara, compuesta por animales y algas marinas. Sin embargo, un grupo de la Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos), en Rio Grande do Sul, anunció en el Congreso Brasileño de Paleontología de 1997 el descubrimiento de un ejemplar de la familia Chanceloriidae, fósiles de una fauna extinta cuyo formato era similar al de las esponjas con pelos. Posteriormente, se reinterpretó que este fósil se había formado por la acción de minerales, pero abrió el camino para que otros investigadores buscaran indicios de esta biota en la región.
Otros hallazgos dejaron en claro que, hace entre 565 y 550 millones de años, los territorios que actualmente conforman los municipios catarinenses de Blumenau, Indaial y Apiúna estaban cubiertos por un mar poco profundo, de aguas calmas y cálidas. Allí vivían Palaeopascichnus, posiblemente un protozoo, en forma de anillos superpuestos con ramificaciones, y Aspidella, que se asemejan a discos y habrían servido de anclaje a estructuras con forma de hojas. Allí también se encontraron sendas y vestigios fosilizados (icnofósiles) bajo la forma de largos hilos, que indican la presencia de seres extraños.
Organismos multicelulares como estos ‒los metazoos, formados por grupos de células diferentes con funciones especializadas‒ también habrían poblado otros mares superficiales y cálidos que en aquella época cubrían partes de lo que hoy en día son Canadá, Estados Unidos, Argentina, Paraguay, Bolivia, España, Reino Unido, Francia, Italia, Rusia, China, Irán, Senegal, Guinea-Bissau, Omán y Australia. Tenían un cuerpo blando sin caparazón y fueron hallados en rocas con una edad estimada de hasta 575 millones de años. Hallazgos recientes indican que los animales con conchas aparecieron en esos mismos ambientes unos 20 millones de años más tarde.
Antes del descubrimiento anunciado en junio, las rocas del Grupo Corumbá, que se encuentran en Bonito, eran conocidas por los fósiles de Corumbella werneri, recogidos en 1982 por el equipo del geólogo alemán Detlef Walde, de la Universidad de Brasilia (UnB), que posteriormente se hallaron en otros lugares. Se trataba de cnidarios, el grupo al que pertenecen las medusas y los corales, con un esqueleto en forma de pirámides invertidas apiladas y de hasta 10 centímetros (cm) de largo, el doble de los fósiles del mismo género desenterrados más tarde en el norte de Paraguay.
Allí, hace entre 550 y 538 millones de años, también vivían organismos del género Cloudina. Probablemente miembro del filo de los anélidos, del cual forman parte las lombrices y los gusanos marinos llamados poliquetos, las cloudinas, identificadas en Namibia (África) en 1972, y luego en otros continentes, tenían un esqueleto cónico y llegaban a medir 3 cm de longitud (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 199).
En aquella misma época, el mar de poca profundidad que ocupaba el norte de Minas Gerais y dio origen al llamado Grupo Bambuí, estaba habitado por una biota poco diversa, compuesta por cloudinas y grupos de algas con forma de vesículas esféricas, antiguamente denominadas Bambuites erichsenii, identificadas por el geólogo de origen germano Friedrich Wilhelm Sommer en 1971.
“La presencia de fósiles de organismos multicelulares complejos en distintos lugares y con la misma edad sugiere una posible conexión con el océano”, comenta Freitas, de la Unicamp. “En cambio, la presencia aislada de algunos de ellos en el tiempo y en el espacio apunta a ambientes acotados que funcionarían como oasis para la vida”, arriesga Morais, pasante posdoctoral en la Unesp.
Una cosa parece ser cierta: los primeros animales marinos eran raros, frágiles y a veces se los confunde con los surcos que deja un bloque rocoso al deslizarse sobre otro. “Los primeros metazoos pueden haber formado linajes que evolucionaron y perduraron, pero muchos se extinguieron, a menudo porque no eran viables”, comenta Warren, de la Unesp. “Algunos eran muy raros, incluso carecían de simetría”. El mapeo que él coordinó también incluyó icnofósiles ‒vestigios de organismos antiguos‒ y microbialitas, rocas formadas por la actividad metabólica de comunidades microbianas (véase el mapa).
“Solo existían mapeos completos de este tipo para otros lugares del mundo”, dice Warren. En 2022, tras concluir su tesis de libre docencia sobre la biota del período Ediacárico, se propuso reunir y organizar en el tiempo y en el espacio los hallazgos de otros investigadores y los suyos propios, como las cloudinas en el norte de Minas Gerais de 2012, y los vestigios de arrecifes marinos del norte de Paraguay, en 2017 (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 256). Poco después, descubrió que el biólogo Bruno Becker Kerber, del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS) de Campinas, también preparaba un artículo de revisión sobre la fauna de Ediacara, y decidieron trabajar juntos. Poco a poco, otros expertos de Brasil, incluidos Freitas y Morais, y de Argentina, reforzaron el grupo. Entre los autores de la reconstrucción de la vida compleja en América del Sur se encuentra el geólogo estadounidense Thomas Fairchild, de la USP, uno de los pioneros del estudio sistemático de estas formas de vida antiguas en el continente sudamericano, quien identificó microfósiles en Mato Grosso do Sul a finales de la década de 1980.
“El orden propuesto es el mejor posible dados los datos disponibles”, dice el geólogo Claudio Riccomini, de los institutos de Geociencias (IGc) y Energía y Medio Ambiente (IEE) de la USP. El biólogo Antonio Carlos Marques, del Instituto de Biociencias (IB) de la USP, quien tampoco participó del estudio comenta: “Los lugares en donde existió la fauna de Ediacara en gran parte no han dejado fósiles, lo que es normal en la paleontología”.
Otros descubrimientos recientes refuerzan esta cronología. En agosto, geólogos de Unisinos ‒entre ellos Paulo Paim, quien participó en el hallazgo de los primeros fósiles en Vale do Itajaí‒ describieron en la revista Geosystems and Geoenvironment microfósiles de organismos marinos del final del Ediacárico encontrados en la cuenca del río Camaquã, en el centro-sur de Rio Grande do Sul.
Todavía no queda claro qué pudo haber hecho que organismos unicelulares, que vivieron en la Tierra en sus primeros 3.500 millones de años, se unieran casi al mismo tiempo en varios sitios del planeta en estructuras mayores y más complejas hace aproximadamente 575 millones de años. “En el período Ediacárico se produjeron cambios en la química de los océanos, se formó un gran supercontinente ‒Gondwana‒ y aumentaron los niveles de oxígeno en la atmósfera”, dice Warren. En el artículo en Earth-Science Reviews, él y otros expertos sugieren que los ambientes de aguas poco profundas pueden haber combinado la temperatura y salinidad adecuadas y proporcionado los nutrientes necesarios para que florecieran estas formas de vida.
Luana Morais / Unesp | Bruno Becker Kerber / LNLFósiles de animales marinos de 571 millones de años: especies aún desconocidas (imágenes 1 y 4) y ejemplares de Corumbella (2) y Cloudina (3)Luana Morais / Unesp | Bruno Becker Kerber / LNL
“La existencia de los metazoos depende del ambiente marino y del incremento de la oxigenación que aconteció en la era Neoproterozoica, de la que el Ediacárico es el período final, sumado a la creciente aporte de nutrientes, probablemente asociado a la erosión de grandes cadenas montañosas”, comenta Riccomini. “El problema radica en probar que estas montañas existieron en el intervalo de tiempo adecuado. Si existieron, no fue en las regiones cercanas a donde aparecieron los fósiles”.
Kerber reitera la importancia del aumento de la oxigenación en el Ediacárico para favorecer la formación y la proliferación de organismos multicelulares. Pero advierte: “En la cuenca de Corumbá, la mayoría de los microfósiles encontrados vivían en un ambiente anóxico [sin oxígeno]”.
Marques ahonda la incertidumbre: “No sabemos si otros o los mismos grupos existieron antes y no se fosilizaron. Algunas dataciones del reloj molecular sitúan el origen de los metazoos varios cientos de millones de años antes de lo que nos dicen los fósiles”.
Según el investigador, muchos de los grupos considerados como los primeros linajes de metazoos ya no existen: “Unos pocos aún tienen representantes vivos, pero diferentes de los linajes primitivos”. Entre los ejemplos más conocidos cita al grupo de los poríferos [Porifera], compuesto por las esponjas, y los cnidarios [Cnidaria]. De cualquier forma, la vida multicelular se mantuvo circunscrita al mar durante unos 100 millones de años. Las primeras plantas terrestres aparecieron hace unos 450 millones de años y los primeros vertebrados con patas, los tetrápodos, hace 397 millones de años.
Este artículo salió publicado con el título “Los primeros animales de América del Sur” en la edición impresa n° 345 de noviembre de 2024.
Proyectos
1. Mecanismos de biomineralización y paleobiología de microfósiles eucariontes neoproterozoicos de la Franja Paraguay Sur (no 17/22099-0); Modalidad Beca posdoctoral; Investigador responsable Ricardo Ivan Ferreira da Trindade (USP); Becaria Luana Pereira Costa de Morais; Inversión R$ 599.962,91.
2. Los diez millones de años que transformaron el planeta. El contexto paleoambiental de la evolución de los primeros animales con esqueleto en el período Ediacárico Terminal (no 18/26230-6); Modalidad Ayuda de Investigación – Regular; Investigador responsable Lucas Verissimo Warren (Unesp); Inversión R$ 93.760,65.
3. El origen de los sustratos marinos fanerozoicos y los controles paleoambientales de la revolución agronómica en la transición Ediacárico-Cámbrico (no 23/14578-6) Modalidad Ayuda de Investigación – Regular; Investigador responsable Lucas Verissimo Warren (Unesp); Inversión R$ 236.073,70.
4. Para revelar lo oculto. Una investigación sobre los primeros animales mediante sincrotrón MicroCT y aprendizaje automático profundo (no 20/11320-0); Modalidad Beca posdoctoral; Investigador responsable Miguel Angelo Stipp Basei (USP); Becario Bruno Becker Kerber; Inversión R$ 522.290,22.
5. La tomografía por difracción de rayos X y la tomografía por función de distribución de pares: nuevas herramientas para las investigaciones paleontológicas (no 22/06133-1) Modalidad Becas posdoctorales en el exterior Investigador responsable Miguel Angelo Stipp Basei (USP); Becario Bruno Becker Kerber; Inversión R$ 304.195,85.
Artículos científicos
DENEZINE, M. et al. Organic-walled microfossils from the Ediacaran Sete Lagoas Formation, Bambuí Group, Southeast Brazil: Taxonomic and biostratigraphic analyses. Journal of Paleontology. p. 1-25. 18 mar. 2024.
LEHN, I. et al. From the sea to the land: How microbial mats dominated marine and continental environments in the Ediacaran Camaquã Basin, Brazil. Geosystems and Geoenvironment. v. 3, n. 3, 100283. ago. 2024.
MORAIS, L. et al. Dawn of diverse shelled and carbonaceous animal microfossils at ~ 571 Ma. Scientific Reports. v. 14, 14916. 28 jun. 2024.
PAIM, P. S. G. et al. Preliminary report on the occurrence of Chancelloria sp. in the Itajaí basin, Southern Brazil. Revista Brasileira de Geociências. v. 27, n. 3, p. 303-8. sep. 1997.
WARREN, L. V. et al. The Ediacaran paleontological record in South America. Earth-Science Reviews. v. 258, 104915. nov. 2024.
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