En 2017, el geólogo Roberto Ventura Santos y su equipo, de la Universidad de Brasilia (UnB), pasaron cuatro días en una piscina de plástico instalada en un hotel en Puerto Maldonado, una ciudad de 40.000 habitantes en la región oriental de Perú.
Con la ayuda de los empleados del hotel, vaciaron en la piscina las bolsas de tierra recogida de hasta 80 metros (m) de profundidad a orillas del rio Huallaga, uno de los afluentes del Amazonas. A continuación, llenaban grandes zarandas con los sedimentos que flotaban y separaban los que pudiesen contener un mineral marrón muy resistente, el circón. Durante las semanas siguientes, con los equipos de los laboratorios de la UnB, determinaron las proporciones de los elementos químicos (principalmente uranio y plomo) y definieron la edad y el origen de las 46 muestras del también llamado silicato de circonio.
De esta manera, extendieron a 65 millones de años el conocimiento de la historia geológica y ambiental de la Amazonia ‒ hasta entonces, estudios minuciosos como estos se limitaban a 20 millones de años ‒ y contribuyeron a detallar los mecanismos de generación de la riqueza biológica de la Amazonia, cuya abundancia de especies se estima en 40.000 plantas, 2.500 peces y 425 mamíferos. En un artículo publicado en abril en la revista Journal of South American Earth Sciences, el grupo de Ventura Santos reafirmó la importancia de la cordillera de los Andes para la formación de las estructuras geológicas de la Amazonia, que a su vez determinaron su riqueza biológica, y añadió una nueva variable: el agua del océano, con los organismos que transporta, también puede haber venido del sur y no solo del norte, como ya se sabía, y habría ocurrido millones de años más tarde.
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La datación del circón reveló que hace unos 60 millones de años, cuando la cordillera de los Andes estaba empezando a elevarse, agua y organismos procedentes del Atlántico Sur podrían haber llegado a través del Río de la Plata hasta las tierras actualmente cubiertas por la selva en la región de Madre de Dios, cerca de la frontera con el estado brasileño de Rondônia. Según Ventura Santos, los granos de polen hallados entre los sedimentos desenterrados en Perú refuerzan el origen común de la Amazonia y el Pantanal, que también se habría formado como resultado de la elevación de los Andes. Una de las especies identificadas por medio del polen pertenece a la familia de las araucarias, plantas que hoy en día son típicas del clima frío del sur de Brasil.
Compuestos por 104 montañas con una altitud media de 4.000 metros (m) a lo largo de 8.000 kilómetros (km), desde el norte de Colombia hasta el sur de Argentina, los Andes siguen regulando el funcionamiento y la biodiversidad de la mayor parte de la cuenca amazónica de dos maneras distintas.
Las cabeceras en la cordillera y su continua erosión aportan el agua y los sedimentos (tierra y arena) que alimentan a los ríos en el sector occidental de la Amazonia. El menor volumen de agua procedente de las montañas pudo haber contribuido a la intensa sequía de este año en la región, generalmente atribuida únicamente a la disminución de las lluvias debido a El Niño. Según un estudio realizado por científicos peruanos y brasileños publicado en abril de 2022 en la revista Remote Sensing, como resultado del calentamiento global, la superficie de los glaciares del norte de los Andes se redujo de 2.429 km2 a 1.409 km2 (un 42 %) entre 1990 y 2020, por lo que ha suministrado menos agua a los ríos.
HOORN, C. et al. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2023Los delfines rosados indican que el agua del mar alguna vez ocupó el interior de la AmazoniaHOORN, C. et al. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2023
“Aún actualmente, alrededor del 80 % de los sedimentos que los ríos de la Amazonia transportan hasta el mar proceden de los Andes”, dice el geólogo Maurício Parra, del Instituto de Geociencias de la Universidad de São Paulo (IGc-USP), también autor de estudios en este campo. “A lo largo de 60 millones de años, los sedimentos procedentes de los Andes formaron capas de espesor decreciente, de 2 km de profundidad al oeste de la Amazonia hasta 800 m en la isla de Marajó, en el este.
Asimismo, los Andes influyen en el clima de la región al bloquear la humedad proveniente del Atlántico que retorna a la selva, incrementando las precipitaciones. “El clima en Lima (Perú) es muy seco porque la masa de aire húmedo no llega hasta allí”, comenta Santos.
Una inmensa ciénaga
“La elevación de los Andes no fue un proceso continuo, sino por pulsos”, dice la geóloga Michele Andriolli Custódio, de la Universidad Federal de Amazonas (Ufam). Según la investigadora, las montañas reorganizaron el paisaje a medida que crecían. Al erguir uno de los lados de los terrenos inundados por el agua proveniente del mar Caribe, obligaron a los ríos que aún desembocaban al pie de los Andes a fluir hacia el este, en dirección al Atlántico. A su vez, la inversión del sentido de los ríos unió áreas y poblaciones que anteriormente estaban aisladas, o bien, por el contrario, separó a aquellas que vivían juntas, generando las condiciones para la aparición de nuevas especies vegetales y animales.
Cristian Dimitrius / InpaPolen encontrado en sedimentos que reflejan los cambios en la vegetación (en sentido horario): Crototricolpites annemariae, Grimsdalea magnaclavata, Malvacipolloides, Rhoipites irregularisCristian Dimitrius / Inpa
“Como la red de drenaje actual solo quedó establecida hace entre 10 y 9 millones de años, la mayor parte del tiempo los ríos fluían hacia el oeste, en sentido inverso al que presentan hoy en día”, comenta el biólogo Carlos D’Apolito, de la Universidad Federal de Acre (Ufac), coautor de un estudio sobre las antiguas redes de drenaje de la región que salió publicado en julio en la revista Sedimentary Geology.
“Los Andes generaron una vasta depresión en el oeste de la Amazonia, que se convirtió en un pantanal de dimensiones continentales, probablemente con lagos gigantescos”, explica. “Era el hábitat de yacarés, tortugas y peces, todos ellos enormes. Entre las plantas, los bosques de palma de moriche o buriti, como se la conoce en Brasil [Mauritia flexuosa], sin duda eran lo más común, porque crecen en zonas inundadas, habituales hace entre 20 y 7 millones de años”. Los fósiles de conchas marinas que aún actualmente pueden encontrarse en las riberas del río Solimões y sus afluentes atestiguan la ocupación del mar, que actualmente se ha retirado y se encuentra a más de 1.000 km de distancia (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 329).
Los delfines rosados o botos (Inia geoffrensis), los manatíes amazónicos (Tricherchus inunguis) y las rayas o chuchos de río (Potamotrygon spp.), que aún viven en los ríos de la región, refuerzan la idea de que el interior de la selva antaño estuvo cubierto por agua salada. Las antiguas poblaciones de estas especies pueden haber quedado atrapadas debido al cierre de las conexiones con el mar. Posteriormente, a lo largo de generaciones, se adaptaron al nuevo ambiente y se diferenciaron de sus parientes marinos.
“Gran parte de las especies de la flora y la fauna hoy presentes en la Amazonia surgieron en los últimos 5 millones de años, si bien forman parte de familias mucho más antiguas que ya habitaban la Amazonia hace unos 60 millones de años”, comenta la botánica Lúcia Lohmann, de la USP y de la Universidad de California en Berkeley (EE. UU.). Según ella, las respuestas de las plantas a los cambios ambientales indican que la Amazonia es tanto un refugio como una cuna de biodiversidad.
En 2016, Lohmann coordinó la recolección de 10 especies de plantas que crecían a orillas de los ríos Negro y Branco, al norte de Manaos. Los análisis genéticos demostraron que los ríos pueden surtir distintos efectos en la formación de nuevas especies, lo que se conoce como especiación: el Negro, al ser más antiguo y ancho, favoreció la diferenciación genética de las especies que crecían en sus riberas, mientras que el Branco, más joven y angosto, no tuvo un impacto relevante en la diferenciación de las especies de plantas examinadas, aunque puede haber propiciado la diversificación de poblaciones de aves y primates.
Ippbio.inpa.gov.brMoriches a orillas del rio Juruá, en Acre: uno de los linajes de plantas preservados a lo largo de millones de añosIppbio.inpa.gov.br
No existe una regla simple. Los ríos como barreras y las variaciones de altura o de temperatura pueden favorecer la formación de nuevas especies para algunos grupos de plantas y animales, pero no así para otros. “Los mismos factores pueden desencadenar procesos evolutivos diferentes, influyendo de distintas maneras en la historia biogeográfica y en la diversificación de los organismos amazónicos”, afirma la investigadora.
Un análisis del polen y de los genes de las plantas reveló las profundas relaciones entre la geología y la biodiversidad, que se ve reflejada en las distintas formas de la selva, a veces más densa y otras más abierta a lo largo de los últimos 23 millones de años. “Los períodos de mayor elevación de los Andes se correspondieron con los de mayor diversificación para varios grupos de plantas”, comenta Lohmann, una de las coordinadoras de una síntesis sobre la historia de la formación de la vegetación amazónica a lo largo de ese período, publicada en mayo en la revista Annual Review of Earth and Planetary Sciences.
De acuerdo con este trabajo, una selva continua que ocupaba casi toda Sudamérica quedó separada hace unos 30 millones de años por una zona de clima seco, formando al oeste lo que sería la Amazonia, y al este el Bosque Atlántico. Luego se produjeron cambios en la estructura y en la composición de la selva. Por ejemplo: en el período situado entre 23 y 16 millones de años atrás, la Amazonia albergaba una gran diversidad de formas de vegetación, desde manglares hasta bosques de tierra firme, en un ambiente de estuario en el que se mezclaban el agua del mar y la de los ríos.
El polen hallado en los sedimentos a orillas de los ríos indica que en aquella época ya existían 48 familias de plantas en la Amazonia. El número de familias aumentó a 79 hace entre 16 y 12 millones de años; luego descendió a 25 entre los 12 y 6 millones de años, dando lugar a un bosque abierto, que volvió a expandirse hace entre 5 y 2 millones de años, ampliándose a 117 familias. “A lo largo de milenios, la vegetación de la Amazonia se ha adaptado a cambios geoclimáticos mucho mayores de lo que imaginábamos. Tal vez sea por ello que muchas especies de allí que se abrieron camino hasta el Cerrado, el Bosque Atlántico y las selvas de América Central consiguieron sobrevivir en ambientes tan disímiles”, dice. “La historia de la vegetación amazónica nos enseña cómo se han adaptado las especies a los cambios climáticos a una escala de millones de años, una información crucial hoy en día”.
Pero no todo está tan bien. En un artículo publicado en enero de 2023 en la revista Science, Lohmann y otros investigadores de Brasil, Estados Unidos y otros países evaluaron el impacto de 11 tipos de cambios de origen humano, como la expansión urbana y agrícola, y 21 naturales, como la elevación de los Andes y la separación de Sudamérica y África. Según este análisis, los cambios de origen humano se están produciendo más deprisa que la capacidad de las plantas para adaptarse a nuevos ambientes. Si este curso no se detiene, este desfasaje puede conducir, entre otros efectos, a una disminución de la cantidad de lluvia que abastece a las regiones agrícolas del centro-oeste y sudeste de Brasil.
Proyectos
1. La evolución tectónica y estratigráfica de las cuencas intermontanas asociadas a ambientes de antearco utilizando la Depresión Preandina de Chile en los Andes Centrales como estudio de caso (no 19/13349-8); Modalidad Ayuda de Investigación – Regular; Investigador responsable Mauricio Parra Amézquita (USP); Inversión R$ 117.223,39.
2. Estructuración y evolución de la biota amazónica y su ambiente. Un abordaje integrador (no12/50260-6); Modalidad Proyecto Temático; Investigadora responsable Lúcia Garcez Lohmann (USP); Inversión R$ 6.291.421,95.
3. Proyecto de Perforación Transamazónica. El origen y la evolución de los bosques, el clima y la hidrología tropical de América del Sur (no18/23899-2); Modalidad Proyecto Temático – Programa de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales; Investigador responsable André Oliveira Sawakuchi (USP); Inversión R$ 766.559,95.
Artículos científicos
CAYO, E. Y. T. et al. Mapping three decades of changes in the tropical Andean glaciers using Landsat data processed in the Earth engine. Remote Sensing. v. 14, n. 1974. p. 1-21. abr. 2022.
CUSTÓDIO, M. A. et al. New stratigraphic and paleoenvironmental constraints on the Paleogene paleogeography of Western Amazonia. Journal of South American Earth Sciences. v. 124, 104256. abr. 2023.
HOORN, C. et al. Neogene history of the Amazonian flora: A perspective based on geological, palynological, and molecular phylogenetic data. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. v. 51, p. 419-46. 31 may. 2023.
RODRIGUES, M. de A. et al. New insights into the Cretaceous evolution of the Western Amazonian paleodrainage system. Sedimentary Geology. v. 453, 106434. 15 jul. 2023.
ALBERT, J. S. et al. Human impacts outpace natural processes in the Amazon. Science. v. 379, n. 6630. 27 ene. 2023.
