¿Por qué es tan biodiversa la selva Amazónica?

Author: Anónimo (no verificado) Fecha:Octubre 28, 2017 / Etiquetas: Ciencia, Amazonas, Amazonía, geología, Genética

Por Ángela Posada-Swafford

Según expertos colombianos del Smithsonian y la Universidad del Norte, al menos dos pulsos de agua marina cubrieron la Amazonía en ocasiones separadas, explicando en parte la biodiversidad de esta selva. Otras teorías dicen que fue más bien el levantamiento de la cordillera de los Andes.

La selva amazónica

Alucinante, febril, una vorágine de agua, aves, insectos, barro y trillones de hojas verdes que esconden ocelotes, jaguares, virus, monos, loros y perezosos. Con cada paso que uno da sobre esa tierra rojiza y mojada, está pisando quién sabe cuántos millones de microbios aún no descritos por la ciencia porque el Amazonas alberga la colección más grande de plantas y animales vivientes del planeta.

Pero, ¿cómo se formó y evolucionó esta selva colosal y cuál es la causa de su asombrosa biodiversidad? He aquí uno de los más grandes retos de la biogeografía actual. Un misterio que científicos en varios países han estado intentando aclarar desde hace décadas. Estudios independientes que van desde la geología hasta la genética de plantas, la paleontología y la química de sedimentos están pintando un cuadro algo más completo, pero aun controvertido de la historia de esta selva de proporciones continentales.

Una reciente investigación publicada en la edición de mayo de Science Advances añade otra pieza al rompecabezas, describiendo el contenido de dos núcleos de sedimentos perforados en el oriente de Colombia y el noroccidente de Brasil. Según el estudio del palinólogo (experto en polen) Carlos Jaramillo, del Smithsonian Tropical Research Institute (Panamá), y el climatólogo Jaime Escobar, de la Universidad del Norte (Colombia), y colegas, en dos ocasiones separadas en el Mioceno (entre 18 y 12 millones de años atrás) el mar Caribe franqueó las costas de Venezuela y Colombia, cubriendo enormes extensiones de la antigua Amazonía con una lengua de agua salada que llegó hasta bien adentro del continente. El análisis de la química de las capas de sedimento muestra que en Colombia las dos inundaciones duraron 900.000 y 3,7 millones de años, mientras que en la Amazonía occidental, que está más lejos del océano, permanecieron por 200.000 y 400.000 años, respectivamente.

Además de varias especies de dinoflagelados y moluscos, los macrofósiles más interesantes hallados dentro del núcleo de sedimentos de 4 cm de ancho perforado en el área de Saltarín, en los Llanos Orientales de Colombia, son un diente de tiburón del género Carcharhiniforme (posiblemente un pez martillo o un aletinegro) y varios camarones mantis, que son seres estrictamente marinos que se entierran en la arena de los océanos tropicales.

“Hallar un diente de tiburón en un núcleo tan sumamente angosto significa que debe haber muchos más, y eso indica la intensidad de las incursiones de agua marina”, dice Jaramillo, añadiendo que la presencia de delfines de río en el Amazonas moderno es otra prueba poderosa del pasado salado de la cuenca. Según su colega Jaime Escobar, el estudio sugiere cómo, a medida que el agua salada avanzaba hacia el continente, iba perdiendo profundidad, convirtiéndose en un ecosistema salobre y finalmente en un área marginal, o de transición, donde el agua dio paso a la tierra firme.

Los nuevos hallazgos concuerdan con investigaciones previas hechas por la geóloga y palinóloga Carina Hoorn, que trabaja con las universidades de Amsterdam y de IKIAM, en Ecuador. En 2016, Hoorn (que no está involucrada en el estudio de Jaramillo), determinó que el río Amazonas comenzó a fluir hace nueve millones de años. “Tomada en su totalidad, la nueva evidencia de las incursiones marinas en la Amazonía es realmente abrumadora”, dice la experta. “Y abre el camino para llevar a cabo nuevas investigaciones acerca de cómo este medio ambiente marino pudo haber influenciado la evolución de la biodiversidad de la región”.

Los científicos en general conceden que la causa de la rica biodiversidad del Amazonas está en los brutales cambios geológicos que sufrió este lugar del planeta. Desde las inundaciones masivas hasta el desplazamiento de las costas del continente, el cambio de curso de los ríos y el mismísimo levantamiento de los Andes fragmentaron y transformaron hábitats, obligando a las criaturas y plantas a adaptarse, y como consecuencia, a formar especies nuevas. 

No obstante, los expertos difieren en la naturaleza misma de esos cambios geológicos. ¿Cómo era la cuenca amazónica antes de que el río se formara? ¿Fue siempre una selva? ¿Estuvo más inundada que cubierta de tierra firme? ¿Fueron las inundaciones de agua marina? ¿O habría sido más bien un enorme lago de agua dulce? ¿Una red interconectada de ríos en forma de abanico de proporciones continentales (como la que alguna vez fluyó en Marte)?

“La investigación de Jaramillo y sus colegas en Colombia provee evidencia importante, aunque no absolutamente concluyente, de incursiones marinas”, dice el biólogo evolucionario Christopher Dick de la Universidad de Michigan, quien estudia la diversificación de las plantas en varias partes del Amazonas. “Pero incluso con estos nuevos datos, los otros escenarios siguen siendo posibles”.

Los Andes colosales

Tal vez el más dramático de estos escenarios es el surgimiento de las montañas andinas. “Estamos examinando no solo rocas sino fósiles y plantas vivientes cuyos genomas tienen las claves de dónde y cuándo se diversificaron”, dice Paul Baker, un geólogo de la Universidad de Duke en Carolina del Norte. Baker opina que cuando se elevaron las montañas, la explosión de nuevos hábitats en las laderas, cimas y valles fue tan extrema como la transformación geológica. “Si uno tuviera que señalar un único suceso para explicar la biodiversidad del neotrópico, ese sería el levantamiento de los Andes”, dice.

En efecto, cuando se sube o baja de una montaña, la relación entre la topografía y la riqueza de especies es muy obvia. Cada piso térmico es una explosión de seres nuevos. Y todo eso culmina en el bosque de niebla, ya que este es el hervidero donde todas estas especies se mezclan, se unen, compiten y se diversifican.

Entonces, dice Baker, no solo no hay necesidad de invocar una invasión de agua salada para explicar la diversidad actual del Amazonas, sino que posiblemente tal inundación nunca sucedió. “Los científicos que apoyan las incursiones marinas usan ejemplos de cosas que creen que son marinas, pero cuando la evidencia es estudiada en detalle, se debilita”. Por ejemplo, el diminuto plancton llamado foraminífera puede existir en aguas de salinidades variables, incluso agua dulce, afirma. Y en cuanto a los delfines y rayas que hoy habitan el río Amazonas, es posible que sus ancestros vivieran cerca de la desembocadura del río y fueran migrando hacia arriba.

Los análisis geoquímicos también señalan que hace entre 23 y 10 millones de años el Amazonas occidental era un sistema de agua dulce. Según la revista Science en un artículo de 2015, Werner Piller, un paleontólogo de la Universidad de Graz, en Austria, estudió ostrácodos fosilizados, unos pequeños crustáceos con un caparazón como de almeja, provenientes de una muestra del Amazonas occidental. Piller analizó la proporción de isótopos de oxígeno en los caparazones para determinar si se habían formado en agua dulce o salada: “obtuvimos una clara lectura de agua dulce”, le dice a Science.

Según Carina Hoorn, “eso es justamente lo que uno espera ver en un ambiente de estuario, donde el agua dulce y el agua salada se van mezclando a medida que las incursiones de mar van y vienen”. Es decir, un ambiente igual al que Jaime Escobar y Carlos Jaramillo detectaron en su núcleo de sedimento colombiano.

Estos dos últimos expertos hacen notar, además, que los parientes marinos de muchas de las especies de peces amazónicos, incluyendo las rayas de agua dulce, viven hoy en el Caribe a lo largo de la costa del norte de Suramérica, justo en el punto por donde el reciente estudio de Science Advances indica que penetró el mar. No solo eso sino que sus árboles genealógicos sugieren que esos linajes invadieron el río Amazonas de sopetón, en lugar de avanzar lentamente de afuera hacia adentro desde su desembocadura.

“Yo estoy ciento por ciento seguro de que por lo menos dos veces en la larga historia del Amazonas, el mar Caribe penetró hacia bien adentro del continente”, dice Jaramillo, quien usó el polen dentro de los núcleos de sedimento para datar las muestras.

No se está quieto

Y es que, aunque hay puntos de la selva amazónica moderna en los que el tiempo parece haberse detenido, lo cierto es que este es un sistema sumamente dinámico. Cuando se formaron los Andes, las enormes montañas fueron creando una depresión frente a ellos, que lentamente se fue llenando de sedimentos.

“Desde entonces hasta ahora, el suelo del Amazonas ha ido ‘rebotando’, levantándose nuevamente”, dice Jaramillo. “Pero al mismo tiempo, el río sigue taladrando su propia cuenca, encañonándose cada vez más. Por eso, hoy en día el Amazonas inunda solo 20% de la cuenca que inundaba hace millones de años, cuando la diferencia de alturas entre el río y el bosque a su alrededor no era tan grande como la de hoy. Esto es lo que se llama ‘topografía dinámica’. Ahora, la mayoría del bosque amazónico vive en áreas donde no se inunda. Pero en el Mioceno, eso era al revés: la roca muestra que eran bosques que se inundaban todo el tiempo porque el piso estaba más debajo de lo que está hoy. El Amazonas era un pantano del tamaño de Norteamérica, y por eso no extraña la cantidad de cocodrilos: hasta siete especies en un mismo lugar”.

De hecho, dice Escobar, “el Amazonas nos podrá parecer altamente diverso hoy, pero es mucho menos de lo que era antes de que los cambios geológicos (pasar de pantano salobre a bosque de tierra firme) redujeran en 40% el área de ese ecosistema”.

Escobar también está interesado en el papel que ese sistema preamazónico pantanoso podría haber tenido en el secuestro de carbono. “Ese volumen de pantano bien podría haber alterado el ciclo del carbono global”, afirma. “Para eso trabajaremos analizando un sistema similar a ese Amazonas antiguo. Hoy en día es difícil encontrar un análogo moderno de ese ecosistema: estar en el trópico dentro de una zona con muchas lluvias, y cuyo piso también se esté hundiendo, como sucedió cuando se alzaron los Andes”.

Ese ecosistema análogo escogido por Escobar y Jaramillo para el análisis está en Colombia y se llama la Depresión Momposina. Se trata de otro gran hueco que se formó cuando se levantó la Sierra Nevada de Santa Marta, al norte de Colombia, y que se llenó de sedimentos del río Magdalena. “Así mismo nos imaginamos cómo fue el antiguo Amazonas, pero a escala continental. Queremos entender cómo viven las plantas en el sedimento moderno de este lugar. Durante la época seca hay partes de la Depresión en las que la vegetación se apelmaza y muere. En el Amazonas pasaba lo mismo pero con doseles altos”.

La geogenómica al ataque

Por su parte, el biólogo Christopher Dick tiene su propia novela de detectives acerca del pasado del Amazonas. Dick ha estado recolectando muestras de plantas amazónicas para hallar las claves, insertadas en sus genes, que cuenten su historia ambiental. Una de estas plantas es la Poulsenia armatta, un pariente silvestre de la mora cuyas hojas están cubiertas de pequeñas espinas (viene armada, como su nombre lo indica).

La Poulsenia crece a ambos lados de los Andes, en el Amazonas, Ecuador y hasta en Panamá. Pero es una especie que tiende a quedarse quieta en su lugar, y solo dispersa sus semillas a través de animales cercanos. Según Dick, no hay manera de que pueda trepar por la montaña. Por eso, lo más seguro es que la planta ya existiera, creciendo desde Panamá hasta Perú cuando los Andes se levantaron. La aparición de las montañas separó a ambas poblaciones de Poulsenia, echándolas a andar por sendas evolutivas diferentes.

Desde entonces, cada población de Poulsenia ha venido acumulando mutaciones en su ADN. Haciendo un recuento de esos cambios, el biólogo puede jugar con ideas acerca del papel que los Andes podrían haber jugado en la especiación de plantas. El enfoque se llama “geogenómica” y es muy útil cuando no existen acantilados de roca con las capas de geología expuestas, como es el caso de la selva amazónica. Por eso, los núcleos de sedimentos son el producto más precioso que pueda caer en manos de quien quiere estudiar la evolución del Amazonas.

“Muchos soñamos con poder perforar la cuenca del Amazonas en varios lugares, desde la desembocadura del río hasta el piedemonte de los Andes”, dice Jaramillo. Es la única forma de tener una visión continua del paisaje durante el curso de los últimos 65 millones de años (desde que se empezaron a formar los Andes), en lugar de tener que armar una fotografía a base de muestras dispares y difíciles de conseguir. Un núcleo es la mejor máquina del tiempo que existe, pero también es una joya sumamente cara, de millones de dólares, incluso si se le encarga y compra a la industria petrolera.

Pareciera que el trabajo detectivesco de este río de los mil ríos y la selva que nutre se extenderá bien hacia el futuro.

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