Desde bosques llenos de helechos hasta bosques llenos de flores:las plantas comenzaron a producir flores atractivas que contienen recompensas azucaradas para los insectos que transportan granos de polen (básicamente el esperma masculino de las plantas) a otras flores, ayudar a las plantas a reproducirse. Esta estrategia tuvo tanto éxito que las plantas con flores se apoderaron de los bosques tropicales, y el mundo. Crédito:De:Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Instituto Alexander von Humboldt e Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.
Las selvas tropicales de hoy son puntos críticos de biodiversidad y juegan un papel importante en los sistemas climáticos del mundo. Un nuevo estudio publicado hoy en Ciencias arroja luz sobre los orígenes de las selvas tropicales modernas y puede ayudar a los científicos a comprender cómo responderán las selvas tropicales a un clima que cambia rápidamente en el futuro.
El estudio dirigido por investigadores del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) muestra que el impacto de un asteroide que acabó con el reinado de los dinosaurios hace 66 millones de años también provocó la extinción del 45% de las plantas en lo que hoy es Colombia. y dio paso al reinado de las plantas con flores en las selvas tropicales modernas.
"Nos preguntamos cómo cambiaron las selvas tropicales después de una drástica perturbación ecológica como el impacto de Chicxulub, así que buscamos fósiles de plantas tropicales, "dijo Mónica Carvalho, primer autor y becario postdoctoral conjunto en STRI y en la Universidad del Rosario en Colombia. "Nuestro equipo examinó más de 50, 000 registros de polen fósil y más de 6, 000 fósiles de hojas de antes y después del impacto ".
En América Central y del Sur, los geólogos se apresuran a encontrar fósiles expuestos por cortes de carreteras y minas antes de que las fuertes lluvias se los lleven y la selva los vuelva a esconder. Antes de este estudio, Poco se sabía sobre el efecto de esta extinción en la evolución de las plantas con flores que ahora dominan los trópicos americanos.
Carlos Jaramillo, paleontólogo del personal de STRI y su equipo, en su mayoría becarios de STRI, muchos de ellos de Colombia, estudiaron los granos de polen de 39 sitios que incluyen afloramientos rocosos y núcleos perforados para la exploración petrolera en Colombia, pintar un gran imagen regional de los bosques antes y después del impacto. El polen y las esporas obtenidos de rocas más antiguas que el impacto muestran que las selvas tropicales estaban igualmente dominadas por helechos y plantas con flores. Coníferas, como parientes del pino Kauri y el pino de la isla Norfolk, vendido en supermercados en Navidad (Araucariaceae), eran comunes y proyectaban sus sombras sobre los rastros de los dinosaurios. Después del impacto, las coníferas desaparecieron casi por completo de los trópicos del Nuevo Mundo, y las plantas con flores se hicieron cargo. La diversidad vegetal no se recuperó durante unos 10 millones de años después del impacto.
Los fósiles de hojas le dijeron al equipo mucho sobre el clima pasado y el medio ambiente local. Carvalho y Fabiany Herrera, investigador asociado postdoctoral en el Instituto Negaunee para la Ciencia y la Acción de la Conservación en el Jardín Botánico de Chicago, dirigió el estudio de más de 6, 000 ejemplares. Trabajando con Scott Wing en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian y otros, el equipo encontró evidencia de que los árboles de los bosques tropicales anteriores al impacto estaban muy separados, permitiendo que la luz llegue al suelo del bosque. Dentro de los 10 millones de años posteriores al impacto, algunos bosques tropicales eran densos, como los de hoy, donde las hojas de los árboles y las enredaderas proyectan una sombra profunda sobre los árboles más pequeños, arbustos y plantas herbáceas debajo. Las copas más dispersas de los bosques anteriores al impacto, con menos plantas con flores, habrían movido menos agua del suelo a la atmósfera que las que crecieron en los millones de años posteriores.
"Fue tan lluvioso en el Cretácico, pero los bosques funcionaban de manera diferente ", dijo Carvalho.
El equipo no encontró evidencia de árboles leguminosos antes del evento de extinción. pero luego hubo una gran diversidad y abundancia de hojas y vainas de leguminosas. Hoy dia, las leguminosas son una familia dominante en las selvas tropicales, y a través de asociaciones con bacterias, tomar nitrógeno del aire y convertirlo en fertilizante para el suelo. El aumento de las legumbres habría afectado drásticamente el ciclo del nitrógeno.
Taxones foliares representativos. (A a K) Taxa del Paleoceno Bogotá y (L a W) Maastrichtian Guaduas floras. (A) Menispermaceae (BF6). (B) Salicaceae (BF5) con agalla en la nervadura central. (C) Folleto de Fabaceae (BF38) con daño de alimentación superficial. (D) Euphorbiaceae (BF37) con alimentación de orificios y márgenes. (E) Fabaceae, Caesalpinioideae (BF21). (F) Helecho de agua, Salvinia bogotensis, Salviniaceae (BF22). (G) Malvaciphyllum sp. Malvaceae (BF4). (H) Ejemplo de punta de goteo en Salicaceae (BF23). (Yo) aff. Eleaocarpaceae (BF13). (J) Folleto de Fabaceae (BF21, 5 mm) con daños en la alimentación del orificio. (K) Arecaceae (BF27). (L) Arecaceae (GD47, 10 cm). (M) aff. Lauraceae (GD54). (N) aff. Hamamelidaceae (GD56). (O y P) Fragmentos fértiles y estériles de Polypodiaceae (GD22). (Q) aff. Salicaceae (GD6). (R) Lauraceae (GD7) con punta de goteo. (S) aff. Urticaceae (GD52). (T) Zingiberales (GD46, 5 cm). (U) aff. Cucurbitáceas (GD8). (V) Bernhamniphyllum sp. Rhamnaceae (GD1). (W) aff. Dilleniaceae (GD3). Crédito:Carvalho et al., Ciencia (2021)
Carvalho también trabajó con Conrad Labandeira en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian para estudiar el daño de los insectos en los fósiles de las hojas.
"El daño de los insectos en las plantas puede revelarse en el microcosmos de una sola hoja o en la extensión de una comunidad vegetal, la base de la estructura trófica en un bosque tropical, "Labandeira dijo." La energía que reside en la masa de tejidos vegetales que se transmite a lo largo de la cadena alimentaria, en última instancia, a las boas, águilas y jaguares:comienza con los insectos que esqueletizan, masticar, perforar y chupar, mía, agalla y perfora los tejidos vegetales. La evidencia de esta cadena alimentaria de consumo comienza con todos los diversos, formas intensivas y fascinantes en que los insectos consumen plantas ".
"Antes del impacto, vemos que diferentes tipos de plantas tienen diferentes daños:la alimentación era específica del huésped, "Carvalho dijo." Después del impacto, encontramos el mismo tipo de daño en casi todas las plantas, lo que significa que la alimentación era mucho más generalista ".
¿Cómo se transformaron las secuelas del impacto? bosques tropicales ricos en coníferas de la era de los dinosaurios en las selvas tropicales de hoy:árboles altísimos salpicados de amarillo, flores moradas y rosadas, goteando con orquídeas? Basado en evidencia tanto del polen como de las hojas, el equipo propone tres explicaciones para el cambio, todo lo cual puede ser correcto. Una idea es que los dinosaurios mantuvieron abiertos los bosques anteriores al impacto alimentándose y moviéndose a través del paisaje. Una segunda explicación es que la caída de cenizas del impacto enriqueció los suelos de los trópicos, dando una ventaja a las plantas con flores de crecimiento más rápido. La tercera explicación es que la extinción preferencial de las especies de coníferas creó una oportunidad para que las plantas con flores se apoderaran de los trópicos.
"Nuestro estudio sigue una pregunta simple:¿Cómo evolucionan las selvas tropicales?" Dijo Carvalho. "La lección aprendida aquí es que bajo perturbaciones rápidas, geológicamente hablando, los ecosistemas tropicales no simplemente se recuperan; son reemplazados, y el proceso lleva mucho tiempo ".
