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Paleontología

Por qué Crato preserva fósiles

Una hipótesis adjudica a la actividad bacteriana la conservación de vestigios de plantas y de animales en la cuenca de Araripe

Un camarón hallado en Crato ilustra la riqueza de detalles de los fósiles de la región

Suzana Matos

Al comienzo del mes de julio, un grupo de paleobotánicos anunció el hallazgo de un fósil de una nueva especie de lirio, Cratolirion bognerianum, que existió hace 115 millones de años. La delicadeza de esa planta, con raíces, pétalos y células individuales conservadas asombró a los científicos. No obstante, el sitio donde se halló la flor no causó sorpresa: la Formación Crato, en la cuenca de Araripe, en el estado de Ceará, un emplazamiento geológico que ha revelado decenas de fósiles con sus tejidos blandos muy bien preservados. “La manera en que el lirio se conservó, en un antiguo lago, es bastante infrecuente para una planta herbácea”, dice el francés Clemént Coiffard, del Museo de Historia Natural de Berlín, uno de los autores del artículo con la descripción de la flor, que publicó en coautoría con Mary Elizabeth Cerruti Bernardes-de-Oliveira, de la Universidad de São Paulo (USP), en la revista Nature Plants. “Más allá de la deposición ‘clásica’ con ramas, hojas de árboles y arbustos, muchas de las plantas de esa zona se conservaron incluso con sus raíces enterradas en arcilla”.

No se sabe el motivo por el cual la Formación Crato conserva tanta riqueza paleontológica, pero los científicos brasileños esbozaron una hipótesis para explicar ese fenómeno. Según un estudio publicado en julio en la revista científica Palaios, una cobertura de microbios habría contribuido en la fosilización de una vasta gama de organismos. La acción de los microorganismos habría sido fundamental para fijar y proteger la totalidad de los restos de plantas y de animales en el fondo de ese paleolago.

Entre las criaturas que emergieron de Crato se cuentan una serpiente con vestigios de patas, pterosaurios con sus crestas conservadas y aves con trazas de plumas, aparte de insectos, crustáceos, peces y plantas. El sitio es una de las pocas ventanas del planeta para que los paleontólogos estudien la biodiversidad tropical del Cretácico inferior, un período que comprende entre 146 y 100 millones de años atrás.

“Para que un organismo pueda preservarse deben confluir varios eventos”, dice el geólogo Lucas Warren, del Instituto de Geociencias y Ciencias Exactas de la Universidade Estadual Paulista (IGCE-Unesp) y coautor del estudio. “Se trata de un proceso complejo, para el cual planteamos una hipótesis más sencilla y concreta”. En busca de pistas sobre ese proceso, hace cuatro años, Warren y su alumno de doctorado Filipe Varejão comenzaron a estudiar colecciones de fósiles y muestras geológicas de la región, y realizaron expediciones en las cuales exploraron puntos diversos de la zona denominada lagerstäte (“yacimiento”, en alemán), la formación calcárea de donde surgieron la mayoría de los fósiles de la región.

En el período en el que los sedimentos estaban formando ese tipo de roca, Brasil todavía no se había separado completamente de África. La región actual del Atlántico Sur estaba comenzando a inundarse, y el lagerstäte de Crato estaba, por lo tanto, conectado con la región marina en la cual se estaban formando los depósitos del presal, la estructura geológica sumergida donde Brasil comenzó recientemente a explotar las reservas de petróleo.

Según la hipótesis más genérica para la formación de esos sedimentos, su origen estaría basado exclusivamente en procesos químicos, en la interacción de las rocas con el agua y con la atmósfera. Una limitación para esta idea radica en que otros estratos geológicos similares no ofrecen el mismo grado de riqueza paleontológica. En 2016, Warren y Varejão llevaron a cabo un descubrimiento interesante en el lugar que sumó un elemento nuevo al escenario: estructuras antiguas formadas por colonias de cianobacterias, microorganismos que realizan fotosíntesis.

Esas colonias, preservadas en estructuras macroscópicas denominadas estromatolitos, son capaces de alterar significativamente el ambiente en el que habitan. “Arribamos a la conclusión de que la región de Crato era, de hecho, un ambiente lacustre: un lago a orillas del mar, más o menos similar al que hoy podemos ver en Shark Bay, Australia Occidental, donde pueden hallarse estromatolitos expuestos”, explica Warren. Además de los remanentes de estromatolitos, los científicos hallaron en la región fósiles de crustáceos con vestigios de EPS (una sustancia polimérica extracelular). “Ese compuesto es un polímero natural pegajoso segregado por los microorganismos que puede preservarse y fosilizarse”, dice el investigador.

La presencia de las cianobacterias era un indicador de dos factores importantes para la preservación de fósiles, según refiere el estudio. En primer lugar, un medio con esos microorganismos representa un ambiente estéril para otras formas de vida, tales como animales, que podrían consumir esos microorganismos alimentándose del EPS. En segunda instancia, la capa de cianobacterias y otros microbios que se acumula en el fondo de un lago funciona como un ancla de los vestigios de flora y fauna, impidiéndoles ser desmembrados por las corrientes. En pocas semanas, la alfombra de bacterias cubre los restos de los seres vivos. “Los vestigios quedan encapsulados, en forma similar a un sarcófago”, dice Warren.

Museo de Historia Natural de Berlín Cratolirion bognerianum, un lirio fosilizado de 115 millones de añosMuseo de Historia Natural de Berlín

La estabilidad mecánica que proporciona ese tapizado microbiano permite que ocurran los procesos de mineralización que solidifican al fósil. En el caso de Crato, tienen lugar tres procesos distintos: la piritización, que es la sustitución de los tejidos por sulfato de hierro; la querogenización, en la cual la materia orgánica se transforma en materia inorgánica e insoluble; y la fosfatización, en la cual los fosfatos reemplazan a las fibras de los seres muertos. La alfombra microbiana se divide en capas. Las cianobacterias ocupan el estrato superior. En las capas inferiores están presentes las bacterias quimioautróficas, que producen energía a partir de compuestos inorgánicos en ausencia de luz. Dependiendo del estrato en el que murió y quedó depositado un organismo, ocurre un proceso final de fosilización diferente.

Como la Formación Crato exhibe fósiles excepcionalmente preservados y configurados por los tres procesos, no era fácil elaborar una explicación única que los agrupase a todos. El modelo de alfombra microbiana propuesto por Varejão, Warren y otros coautores, incluyendo a Mario Assine, líder del grupo en la Unesp, procura dilucidar esa incógnita sin necesidad de postular procesos químicos y geológicos más tortuosos.

La fijación mecánica generada por el tapiz de microorganismos ayudaría a explicar el hallazgo de ejemplares de fósiles bien conservados en la Formación Crato, tal como es el caso del lirio de 115 millones de años. Esa especie, por cierto, cubre una laguna importante de la historia evolutiva de las plantas monocotiledóneas, cuyas semillas poseen un reservorio de energía (el cotiledón), y revela que ellas probablemente se diseminaron por el planeta a partir de las regiones tropicales.

La comprensión del origen de la Formación Crato también ayuda a los geólogos a buscar otros sitios que tengan rocas similares e igualmente puedan cobijar fósiles bien conservados. Este tipo de labor no debe postergarse. Las áreas con abundancia de fósiles casi siempre están sujetas a presiones externas. En Crato, por ejemplo, los científicos dicen que la región ya ofrece síntomas de agotamiento. “Los mineros comentan que ahora encuentran menos fósiles que en el pasado”, relata Varejão. “Ellos dicen que conservan las piezas más hermosas, pero muchas son descartadas. No siempre el fósil más atractivo es el de mayor valor científico”.

Proyectos
1. Abordaje multiindicadores del sistema mixto carbonático-siliciclástico de la Formación Crato: Evolución sedimentaria, paleogeográfica y tectónica (nº 16/13214-7); Modalidad Beca de Doctorado; Investigador responsable Lucas Warren (Unesp); Becario Filipe Varejão; Inversión R$ 132.667,08
2. Contexto estratigráfico y paleoambiental de los conglomerados de macroinvertebrados de la Formación Romualdo, Cretácico de la Cuenca de Araripe y sus implicaciones paleogeográficas (nº 17/20803-1); Modalidad Beca de Posdoctorado; Investigador responsable Marcello Guimarães Simões (Unesp); Becaria Suzana Aparecida Matos da Silva; Inversión R$ 202.219, 29

Artículos científicos
VAREJÃO, F. G. et al. Exceptional preservation of soft tissues by Microbial entombment: Insights into the taphonomy of the Crato Konservat-Lagerstatte. Palaios. v. 34, n. 7, p-331-48. jul. 2019
COIFFARD, C. et al. Fossil evidence of core monocots in the Early Cretaceous. Nature Plants. v. 5, p. 691-96. jul. 2019

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