La hazaña evolutiva a la que le debemos las papas

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Annie Damian Parra

Hace muchos, muchos años (unos 8 o 9 millones), en ese lugar que luego se llamaría Sudamérica, cuando los Andes estaban en su adolescencia, la vegetación era salvaje y los humanos, inexistentes, había dos plantas...

"Más bien dos poblaciones de plantas", precisó, en entrevista con BBC Mundo, la doctora Sandra Knapp, taxónoma de plantas en el Museo de Historia Natural de Londres.

"Eran los ancestros de lo que hoy reconocemos como tomates (Solanum lycopersicum) y los de un grupo de plantas llamado Solanum etuberosum, cuyas tres especies actuales se encuentran en Chile y en las Islas Juan Fernández", agregó.

Como quizás notaste por los nombres, eran parientes, y entre ellas pasó algo que sucede hasta en las mejores familias: tuvieron relaciones sexuales.

Los especialistas lo llaman hibridación interespecífica y ocurre con frecuencia, a veces con resultados parcial o totalmente desafortunados.

La mula, por ejemplo, nace de un encuentro íntimo entre una yegua y un asno, y aunque es un híbrido exitoso y apreciado desde la antigüedad, no tiene la capacidad de reproducirse.

En el reino vegetal, comenta Knapp, cruces entre especies "suceden mucho: así es como a menudo obtenemos nuestras plantas de jardín".

De manera natural o con intervención humana, "en ocasiones se hibridan y crean una generación de plantas que parecen intermedias entre sus padres, pero a veces son estériles, por lo que no se convierten en una nueva población", explicó la experta.

Pero cuando la mezcla de los ingredientes es idónea, el fruto de la unión supera las expectativas.

Así fue en este caso: de ese encuentro casual hace millones de años entre dos especies de la familia Solanaceae nació la papa.

"Es fascinante que algo tan cotidiano y tan importante para nosotros como la papa tenga un origen tan antiguo y extraordinario", comentó entusiasmada Knapp.

"Resolvimos por fin el misterio del origen de las papas", celebró Sanwen Huang, investigador de la Academia China de Ciencias Agrícolas.

"El tomate es la madre y el etuberosum es el padre", añadió el científico, quien dirigió al equipo internacional que realizó el revelador estudio publicado en la revista Cell.

El del origen no fue el único misterio develado.

Cómo lo supieron
El punto de partida fue lo ya sabido.
A pesar de que, si los vemos en el mercado, la papa -dura y almidonada- no se parece mucho al tomate -rojo y jugoso-, "son muy, muy similares", apuntó Knapp.

"Si miras las plantas, las hojas son muy parecidas, las flores, aunque de diferentes colores, también, y si tienes la suerte de tener una planta de papa que produce frutos, verás que es como un pequeño tomate verde".

Más allá de lo que se ve a primera vista, agregó la taxónoma, "sabíamos desde hace mucho tiempo que las papas, tomates y etuberosum estaban estrechamente relacionados".

"Lo que no sabíamos -continuó- era cuál era el más cercano a las papas, porque diferentes genes nos contaban historias distintas".

Los científicos habían pasado décadas tratando de descifrar el enigma del origen del popular tubérculo, pero se habían tropezado con una dificultad: la genética de la papa es inusual.

Mientras que la mayoría de las especies de seres vivos, incluidos nosotros, tienen dos copias de cromosomas en cada célula, la papa tiene cuatro.

Para resolver la paradoja, el equipo analizó más de 120 genomas de decenas de especies que abarcan los grupos de la papa, el tomate y el etuberosum.

Lo que encontraron es que los de papa que secuenciaron presentaban aproximadamente la misma división tomate-etuberosum. El ancestro "no era uno o el otro: eran ambos", subrayó Knapp.

Así se enteraron de ese romance en las faldas de las montañas sudamericanas hace millones de años.

Fue una unión tremendamente exitosa "pues generó combinaciones de genes que le permitieron a este nuevo linaje prosperar en los recién creados hábitats de gran altitud de los Andes", explicó.

Eso en gran parte fue gracias a que, aunque la planta de papa en la superficie se parecía mucho a sus procreadores, había algo oculto que ninguno de ellos tenían: tubérculos.

Contar con ellos es como tener una lonchera contigo todo el tiempo: almacenan energía, que ayuda a sobrevivir al invierno, la sequía o cualquier condición desfavorable para el crecimiento.

Y los científicos descubrieron algo fascinante: los desarrollaron gracias a que se ganaron una lotería genética.

Resulta que cada uno de sus progenitores tenía un gen crucial para la formación de tubérculos.

Ninguno era suficiente por sí solo, pero combinados, desencadenaron el proceso que transformó los tallos subterráneos en sabrosas papas.

El equipo chino con el que trabajó Knapp incluso logró comprobarlo, cuenta la taxónoma: "Hicieron muchos experimentos muy elegantes", eliminando esos genes para confirmar su hipótesis, "y sin ellos, los tubérculos no se formaban".

La hibridación que creó a la papa fue más que un accidente feliz.
Expertos que han comentado sobre el estudio destacan que ese cruce entre los ancestros de los tomates y los de los etuberosum creó un nuevo órgano.

Y que ese órgano, la papa, marca una hazaña de la evolución.
Su existencia le permitió a la planta reproducirse sin necesidad de semillas ni polinizadores.

Así se adaptó a varias altitudes y condiciones, y se expandió, lo que dio lugar a una explosión de diversidad.
Incluso hoy en día "hay más de 100 especies silvestres, que sólo se encuentran en América, desde el suroeste de Estados Unidos hasta Chile y Brasil", dijo Knapp.

No obstante, esa capacidad de propagarse asexualmente también ha jugado en su contra.
"Para cultivar papas, se plantan pequeños trozos, lo que significa que si tienes un campo de una sola variedad, esencialmente son clones.

"Al ser genéticamente uniformes, son muy susceptibles a las enfermedades, pues si aparece una nueva contra las que no tienen defensas, todas sufren igual", explicó Knapp.

Esto nos lleva a la razón que los llevó a hacer esta investigación.

Knapp contó que el equipo chino "quiere crear papas que se puedan reproducir a partir de semillas, para poderlas modificar genéticamente más fácilmente, introduciendo genes de especies silvestres, y así hacer variedades que puedan resistir el cambio climático y otros problemas ambientales".

"Yo y los otros biólogos evolutivos en este estudio, por nuestro lado, queríamos averiguar quién era el pariente más cercano de las papas, y por qué son tan diversas", agregó.

"Así que abordamos la investigación desde perspectivas muy diferentes y pudimos hacernos preguntas desde cada una de nuestras perspectivas, lo que hizo que fuera un estudio realmente divertido en el cual participar y trabajar".

Cómo será el ser humano dentro de 50.000 años según la ciencia

Un lapso de 50.000 años puede parecer eterno desde la perspectiva humana. Sin embargo, en términos evolutivos, este intervalo es apenas un parpadeo. A pesar de ello, la ciencia sugiere que, incluso en este tiempo relativamente corto, podrían ocurrir cambios notables en la especie. Estos ajustes, impulsados por una mezcla de factores naturales, sociales y tecnológicos, están moldeando el futuro de la humanidad de formas fascinantes y, a menudo, inesperadas.


La evolución no se ha detenido. Aunque hoy contamos con herramientas que minimizan las amenazas a la supervivencia, como la medicina moderna y la tecnología, los mecanismos evolutivos siguen en marcha, ahora enfocados en la reproducción y en la adaptación a un entorno cultural y globalizado. Los expertos apuntan que, si bien los cambios no serán dramáticos como el crecimiento de alas o branquias, nuestras características físicas y genéticas podrían evolucionar significativamente.

Uno de los cambios más probables, según Jason Hodgson, antropólogo y genetista evolutivo de la Universidad Anglia Ruskin, es la disminución de las diferencias genéticas entre grupos humanos. “Actualmente, los fenotipos que asociamos con regiones geográficas, como la piel oscura en África o la piel clara en Escandinavia, están mantenidos por patrones de apareamiento selectivo. Sin embargo, el aumento del mestizaje podría homogeneizar estos rasgos”, explicó en diálogo con Newsweek.

La selección sexual, un componente clave de la evolución moderna, también juega un papel en este escenario. Nick Longrich, paleontólogo y biólogo evolutivo de la Universidad de Bath, predice que características como la estatura y el atractivo físico podrían volverse más prominentes debido a las preferencias en las parejas.

Uno de los cambios más intrigantes podría venir de la mano de la biotecnología. Herramientas como CRISPR ya permiten editar genes, y aunque su aplicación masiva en humanos sigue siendo un tema ético controvertido, los expertos creen que será inevitable en el futuro.

Hodgson añadió: “Es posible que la evolución en ese punto sea más una cuestión de elección que de adaptación natural”.

La humanidad dentro de 50.000 años será el resultado de una compleja interacción entre biología, cultura y tecnología. Desde la homogeneización genética hasta el posible diseño de nuestras propias características, el futuro plantea preguntas tanto emocionantes como éticamente desafiantes. Como señaló Mailund, el mayor misterio reside en lo impredecible: “La evolución es en parte determinista y en parte aleatoria. Podemos hacer conjeturas educadas, pero el poder predictivo es bajo”.

Descubierta una de las primeras amistades entre especies diferentes

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Guillermo Florez Gonzalez

Por caminos muy lejos del mar, como los de algunos pueblos de León y Palencia, un paseante atento puede detectar una presencia asombrosa: arcaicos arrecifes de coral en pleno monte, entre vacas y antiguas minas. Son los vestigios de otra era, el Paleozoico, cuando los mares tropicales cubrían buena parte de lo que hoy es Europa. El equipo del geoquímico Alfredo Martínez García ha hecho ahora un descubrimiento inesperado. Los investigadores han analizado corales fósiles del interior de Alemania y el norte de África y han identificado el rastro químico más antiguo de la cooperación entre extraños de la que depende buena parte de la vida en la Tierra: la simbiosis entre el único animal visible desde el espacio, el coral, y unas algas de una sola célula. El hallazgo, una amistad de 385 millones de años, se publica este miércoles en la revista Nature, uno de los escaparates de la mejor ciencia mundial.

En el drama de la evolución, la simbiosis es la fuerza sosegada que rediseña destinos y redefine posibilidades, en palabras del ensayista estadounidense Dorion Sagan. Un botánico alemán, Albert Bernhard Frank, acuñó el término simbiosis en 1877, para referirse a la vida en común de dos especies totalmente diferentes en un solo organismo: el liquen, una pareja inseparable formada por un hongo y un alga. El biólogo Leopoldo García Sancho proclama en un nuevo libro, El triunfo de una extraña amistad (Ediciones Pirámide), que estas pequeñas simbiosis “mueven el mundo”.

García Sancho, catedrático de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid, no exagera. El profesor recuerda que, en abril de 1836, un naturalista inglés de 22 años, llamado Charles Darwin, llegó a los atolones de Cocos, en el océano Índico, a bordo del buque HMS Beagle. El joven científico intuyó que los corales crecían hacia la luz y trataban de permanecer muy cerca de la superficie. García Sancho explica el porqué. Los corales son diminutos animales sedentarios con tentáculos, pero obtienen la mayor parte de los nutrientes gracias a unas algas unicelulares que viven dentro de su organismo. Es una endosimbiosis intracelular, “la forma más íntima de relación entre extraños”, según el catedrático.

Esas algas que viven en el interior del animal, denominadas zooxantelas, necesitan la luz del sol para hacer la fotosíntesis y transformar el dióxido de carbono (CO₂) en azúcares, por eso los corales solo viven en aguas cristalinas y luminosas. Esta simbiosis perfecta produce “el milagro”, como lo describe García Sancho. Los arrecifes cubren solo el 0,2% del fondo del océano, pero albergan una cuarta parte de todas las especies marinas, facilitando alimentos a 500 millones de personas, según Naciones Unidas.

El geoquímico Alfredo Martínez García, nacido en Castellón de la Plana hace 42 años, dirige desde 2015 su propio grupo en el Instituto Max Planck de Química, en Maguncia (Alemania). Él y su colega estadounidense Daniel Sigman desarrollaron hace más de una década una nueva técnica revolucionaria, capaz de analizar unos microgramos de materia y averiguar la concentración de las dos variantes estables del nitrógeno: el nitrógeno-14 (ligero) y el nitrógeno-15 (pesado). “Esto nos da información sobre las relaciones entre diferentes organismos: quién se come a quién”, señala Martínez García.

“Cuando comes, metabolizas más rápido el nitrógeno ligero y es el que excretas en la orina, así que en proporción quedas enriquecido en nitrógeno pesado respecto a tu comida. Es muy interesante, porque es una cantidad bastante fija entre diferentes organismos”, prosigue el investigador del Max Planck. Los científicos miden este enriquecimiento en partes por mil. Un herbívoro estaría enriquecido unas cuatro partes por mil respecto a la planta que se come. Y un carnívoro estaría enriquecido unas cuatro partes por mil respecto al herbívoro que se zampa y unas ocho partes por mil respecto a la planta, según detalla Martínez García. “Midiendo la concentración de los tejidos de animales puedes reconstruir redes tróficas complicadas”, celebra.

Su equipo ha analizado corales fósiles recién recogidos en Sauerland, una zona montañosa del interior de Alemania, y otros ejemplares históricos custodiados en el Museo de Historia Natural de Fráncfort, procedentes de la región volcánica alemana de Eifel, de Tafilálet (Marruecos) y del Sáhara Occidental. Son los restos de arrecifes del Devónico, un periodo del Paleozoico que comenzó hace unos 419 millones de años y terminó hace unos 359 millones de años, cuando en el planeta había dos supercontinentes: Gondwana y Laurrusia.

El grupo de Martínez García también ha examinado corales vivos actuales. En un mismo arrecife, la mayoría posee algas unicelulares en su interior, pero otros no tienen y consiguen alimento con sus tentáculos. El equipo ha observado que los corales que comen por su cuenta están enriquecidos en nitrógeno pesado alrededor de un cuatro por mil, en comparación con los corales que obtienen nutrientes de sus algas. “Si tienes simbiontes estás un nivel trófico por debajo, como una planta. Desde el punto de vista del nitrógeno, es como si hicieras la fotosíntesis tú”, apunta el geoquímico.

Esta característica ha permitido inferir que algunos corales fósiles ya vivían en simbiosis hace 385 millones de años, casi el doble de tiempo de lo que se sabía hasta ahora. Es la primera evidencia de simbiosis en corales, pero se conocen otras amistades más antiguas entre especies diferentes. El fósil de un liquen hallado en Weng’an, en el sur de China, tiene unos 600 millones de años.

La vieja amistad entre corales y algas explicaría por qué los arrecifes alcanzaron tamaños descomunales en el Paleozoico, pese a la escasez de nutrientes del entorno. En la actualidad, la Gran Barrera de Coral de Australia es “la mayor estructura viva de la Tierra y la única visible desde el espacio”, según la Agencia Espacial Europea. El biólogo Leopoldo García Sancho alerta de que estos gigantes se enfrentan a una amenaza: el blanqueamiento, un fenómeno provocado por el aumento abrupto de las temperaturas, que hace que los corales expulsen a sus coloridas algas, adquiriendo un tono pálido.

“Se calcula que, si la temperatura media del agua superficial aumenta 1,5 grados, buena parte de esta simbiosis desaparecerá sin posibilidades de recuperación. Es posible que algunos arrecifes sobrevivan en los lugares donde parecen menos sensibles al calentamiento, como el golfo Pérsico y el mar Rojo, pero serán solo los restos de un mundo magnífico que se desvanece y cuya desaparición arrastrará a buena parte de la diversidad de nuestros océanos”, advierte García Sancho en El triunfo de una extraña amistad.

Científicos descubren que los perritos están entrando en una nueva fase de la evolución

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VALERIA ATZIYADE RAMIREZ CRUZ

En la actualidad, los perritos se han convertido en verdaderos integrantes de la familia y han pasado de ser solo mascotas a compañeros leales que traen alegría y amor a los hogares de millones de personas.

Incluso, muchos dueños consideran a sus lomitos como sus mejores amigos, compartiendo momentos cotidianos, celebraciones y hasta vacaciones juntos.

Esta conexión especial se refleja en la forma en que cuidamos de ellos, brindándoles atención, cariño y hasta tratamientos de salud que antes eran impensables. Los perritos hoy en día no solo enriquecen nuestras vidas, sino que también nos enseñan sobre empatía, responsabilidad y el valor de la compañía incondicional.

Sin embargo, al parecer este comportamiento de los humanos con los perritos está provocando un cambio en la evolución de estos animales que los científicos están estudiando para entender como impactará en la vida de estas mascotas.

Así están cambiando los humanos la evolución de los perritos

De acuerdo con científicos, los perritos podrían estar viviendo una nueva era de domesticación, impulsada por el anhelo de los humanos de tener compañeros que sean amigables, tranquilos y perfectos para un estilo de vida más sedentario.

Hace apenas unas décadas, los lomitos eran vistos principalmente como animales de trabajo, dedicados a cazar plagas, pastorear ganado y proteger el hogar.

Sin embargo, en la actualidad, la búsqueda de compañía y afecto se ha vuelto una prioridad mucho más significativa para los dueños de mascotas.

Los científicos han descubierto que este cambio ha aumentado los niveles de una hormona responsable del vínculo social en los perros, y especialmente en los perros de servicio.

Este cambio refleja un profundo deseo de conexión y calidez en nuestras vidas, donde los perros no solo son amigos leales, sino también parte fundamental de nuestras familias.

Un estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Linköping, Suecia, reveló que la hormona oxitocina es la clave que impulsa a los perros a buscar el contacto con sus dueños, incluida su voluntad de "pedir ayuda" cuando se enfrentan a un problema difícil.

A medida que los humanos domesticaron a los lobos, transformándolos en las cariñosas mascotas que conocemos hoy, la sensibilidad de los perros a la oxitocina fue aumentando, según los investigadores.

Estos hallazgos ofrecen una idea de cómo la domesticación ha alterado los genes que influyen en las habilidades sociales de los perros. Ahora, los expertos caninos Brian Hare y Vanessa Woods dijeron que los rasgos de comportamiento de los perros están experimentando una tercera ola de domesticación.

Este proceso, estaría más centrado en adaptar las personalidades de los perros a nuestro mundo moderno, Woods y Hare creen que los humanos deberían asumir un papel activo para facilitar este proceso.

"Para la felicidad de los perros y sus dueños, los humanos necesitan criar y entrenar más perros como animales de servicio, embarcándose en una nueva ola de domesticación de perros para ayudarlos a adaptarse al nuevo mundo que hemos creado", escribieron.

Esta fascinante conexión hormonal podría explicar por qué nuestros amigos peludos son tan afectuosos y deseosos de estar cerca de nosotros. Es una muestra más de cómo el amor y la lealtad se han entrelazado.

El misterioso mundo precámbrico: así fue el amanecer de los primeros animales de la historia

En 1947, Reginald Sprigg era el geólogo de una expedición que buscaba cobre en Ediacara, una zona árida y rojiza del sur de Australia, cerca de Adelaida, junto a los montes Flinders. No obstante, su pasión eran los fósiles, así que cada vez que tenía algo de tiempo libre se dedicaba a tratar de localizar alguno. Pero lo que encontró en aquella zona acabaría superando todas sus expectativas. Se trataba de los restos de unas extrañas formas de vida que pulularon por los suelos marinos hace 600 millones de años. A Sprigg le costó dos años convencer a la escéptica comunidad paleontológica de la importancia de su descubrimiento. Y no era para menos, pues lo que estaba mostrando a sus colegas era un mundo totalmente nuevo, poblado por seres de cuerpo blando, sin esqueleto, conchas u otras partes duras.

Los misterios de la fauna de Ediácara
Se han encontrado indicios de su existencia en Canadá, Siberia, Terranova o el suroeste de África y, aun así, su lugar en el árbol de la vida sigue siendo uno de los misterios sin resolver de la paleobiología. De hecho, un mismo fósil ha llegado a clasificarse como un alga, un liquen, un protozoo gigante o una formación rocosa natural sin relación alguna con un ser vivo.

En las llanuras de Nama, en Namibia, se han encontrado algunos de los mejores ejemplares de la biota de Ediacara. Los primeros aparecieron en 1908, y entre 1929 y 1933 el paleontólogo alemán Georg Gürich describió con gran detalle los numerosos especímenes que allí descubrió. Pero la comunidad científica no sabía muy bien qué hacer con ellos. ¿Cómo es posible? Debemos tener en cuenta que, salvo rarísimas excepciones, el proceso de fosilización no deja rastro de la anatomía o fisiología de los animales.

De los dinosaurios, por ejemplo, nos quedan los huesos y unos pocos restos de otros tejidos, como piel o plumas. A partir de ellos podemos deducir algo de su biología, pues es posible relacionar la disposición de sus costillas, su columna o sus dientes con la de los animales actuales. Lo mismo pasa con los trilobites; aunque se extinguieron hace 250 millones de años, su cuerpo segmentado y sus patas articuladas los encontramos en los artrópodos de hoy en día. Y es aquí donde subyace el problema con los fósiles de Ediacara: no hay forma de relacionar su estructura con nada conocido.

Las citadas llanuras de Nama están salpicadas de lomas que se asemejan a túmulos funerarios, pero no las alzó una desconocida civilización del pasado, sino las diminutas cianobacterias, cuando esta región era un fondo marino que yacía a poca profundidad, al final del periodo ediacárico, hace 543 millones de años.

Si pudiéramos verlo, ese mundo nos parecería un lugar desconcertante. Los océanos contenían tan poco oxígeno que los peces modernos no durarían mucho en sus aguas. El lecho estaba cubierto por una alfombra pegajosa de bacterias fotosintéticas sobre la cual vivían unos seres enigmáticos, vagamente parecidos a las medusas, cuyos cuerpos se asemejaban a almohadas delgadas y acolchadas. Otros eran de forma tubular, y los había que recordaban a las hojas de los helechos. Ninguno tenía estómago o aparato digestivo reconocible, y preferían las aguas someras y bien iluminadas, por lo que se piensa que podían hacer la fotosíntesis. De hecho, es posible que contaran con algas fotosintéticas en sus tejidos o que se alimentaran a través de su piel, si es que su capa externa puede llamarse así. La mayoría se mantenían inmóviles, pero unos pocos eran capaces de deambular a ciegas.

La extraña biología de los primeros animales
De entre todos ellos, uno de los más misteriosos es un ser segmentado, ancho y ovalado conocido como Dickinsonia. Se han recogido fósiles en sus diferentes estados de crecimiento –algunos especímenes, de hasta un metro de longitud–, pero no se ha encontrado ningún indicio de su estructura interna. Es más, no se sabe en cuál de los dos extremos estaba su cabeza. Y ello si suponemos que la tuviera. Sea como fuere, la vida de estos vendozoos, que es como también se conoce a la fauna de Ediacara, era bastante tranquila; no había depredadores ni tenían que luchar por el alimento.

Se han identificado más de treinta géneros de estos organismos, y aunque han pasado unas cuantas décadas desde su descubrimiento, aún no sabemos qué fueron. ¿Podría tratarse de los más antiguos antepasados de ciertos animales modernos, como las esponjas, los pennatuláceos –una forma de coral blando– o los gusanos segmentados? ¿O quizá son las reliquias de un experimento evolutivo fallido, sin relación alguna con los organismos actuales? Dicho de otro modo, son como seres vivos de otro planeta.

La revolución del Cámbrico
Pero la verdadera revolución llegó con el Cámbrico, hace 540 millones de años, cuando el planeta conoció una explosión de vida sin precedentes. En un corto periodo de tiempo, evolucionaron o aparecieron todas las formas orgánicas animales que hoy conocemos: los artrópodos, los moluscos y los cordados.

En este punto, la fauna de Ediacara desaparece del registro fósil, que es ocupado por los trilobites y sus congéneres, tal como nos muestran los mejores restos que han podido recuperarse, en Burgess Shale, en la Columbia Británica (Canadá). ¿Qué ocurrió con los animales de Ediacara? ¿Por qué se produjo semejante estallido de vida animal? De momento, no hay una respuesta clara a todas estas cuestiones.

El desarrollo de la masticación, y por tanto de la depredación, dio el pistoletazo a una carrera armamentística que transformó el planeta. Las primeras estructuras similares a dientes se encuentran en el género Protohertzina. Este estaba integrado por criaturas muy similares a los gusanos flecha que forman parte del plancton oceánico actual. Su aparición devino en las prilas de Maikhanella, con sus diminutas conchas en forma de gorra construidas a partir de grupos de espinas.

El plancton empezó a invadir los mares del Cámbrico, lo que modificó notablemente la red trófica, pues sirvió de comida para la inmensa diversidad de animales que acababan de aparecer.

Entre los invertebrados que poblaron aquellos primitivos ecosistemas nos topamos con seres tan fascinantes como Hallucigenia, cuyo nombre nos da una idea de su aspecto. Este es tan surrealista que trae de cabeza a los paleontólogos desde su descubrimiento, en 1911.

Aunque su cabeza no se puede diferenciar claramente de la cola, se cree que la parte frontal tenía un cuello largo, rematado en dos o tres pares de apéndices sin pinzas o tentáculos. También se piensa que tenía un único intestino, muy sencillo, que recorría todo su cuerpo, cubierto de espinas. Aparentemente, se movía por el fondo marino, nutriéndose de restos de otras criaturas muertas, aunque hay quien cree que seguía una dieta de tejidos blandos de esponjas.

Pikaia gracilens también nos resultaría muy llamativo. Parecía un gusano plano, como hoja de 5 cm de longitud. No se sabe si tenía ojos poco desarrollados o era ciego. Se movía lentamente por la capa de sedimentos y estaba provistos de boca diminuta, sin partes masticadoras. Pero lo que lo hace realmente interesante es que podría ser un remoto ancestro de los actuales vertebrados, pues parece poseer una primitiva columna vertebral.

No era el único. En 1999, en la provincia china de Yunnan, se hallaron unos restos fosilizados de Myllokunmingia y de Haikouichthys, de 530 millones de años. Se cree que el primero tenía un cráneo cartilaginoso, y aunque se han preservado algunas partes del sistema digestivo, no ha sucedido así con la boca o con su cola. Del segundo, se sospecha que se trata de un pez sin mandíbula, el más antiguo conocido. Ambos son vertebrados. La explosión del Cámbrico también produjo artrópodos con patas y ojos compuestos, gusanos con branquias plumosas y depredadores veloces que podían agarrar a sus presas con sus primitivos dientes. La tranquilidad de la vida precámbrica había desaparecido, y ya nunca más volvería.

La tierra en bola de nieve y su papel en la evolución de los animales
Los biólogos han discutido durante décadas qué provocó ese big bang evolutivo. Entre los factores que se barajan se encuentra el fuerte aumento del oxígeno atmosférico, que provocó un incremento en el número de organismos fotosintéticos. Esto pudo facilitar el desarrollo de ciertas moléculas, como el colágeno, una proteína estructural en muchos tejidos animales. También, la mayor actividad volcánica, que junto a la erosión terrestre disparó la cantidad de calcio disuelto en el mar. Ello abrió la puerta a la aparición de las primeras conchas y exoesqueletos. Pero hay un fenómeno climático que parece haber desempeñado un papel notable: la formación de la llamada Tierra bola de nieve.

Todo comenzó en la década de 1960, cuando los científicos empezaron a descubrir las primeras pruebas de la existencia de una tremenda glaciación en el pasado. Los datos que iban recogiendo indicaban que cerca del final de la era neoproterozoica, que abarca desde hace aproximadamente 1000 millones hasta hace 543 millones de años, los hielos se extendían hasta las zonas tropicales.

En 1964, el geólogo de la Universidad de Cambridge Brian Harland postuló que nuestro planeta había pasado por una edad del hielo en esa época. Había encontrado depósitos glaciares que daban muestra de ello en prácticamente todo el mundo. Pues bien, por entonces, algunos físicos estaban desarrollando ciertos modelos matemáticos del clima terrestre que acabarían revelando un hecho asombroso.

Mijaíl Ivanovich Budyko, un investigador del Observatorio Geofísico de Leningrado, averiguó de ese modo que todo el planeta podría haberse congelado. Si se iba enfriando y el hielo hacía acto de presencia, en el momento en que alcanzaba las latitudes treinta grados norte y sur, el enfriamiento se retroalimentaba y la congelación del globo era inevitable. Pero quien empezó a encajar las piezas fue Joseph Kirschvink, un experto en paleomagnetismo del Instituto Tecnológico de California que, tras estudiar los depósitos del Neoproterozoico en Australia, mostró que había habido hielo cerca del ecuador hace 700 millones de años.

En 1992 escribió un artículo donde expuso todas sus ideas y acuñó el citado término Tierra bola de nieve. Con el tiempo, encontró pruebas de que esto también había sucedido hacía 2500 millones de años. Así que nos hallamos ante dos casualidades tremendamente llamativas. Ambos fenómenos Tierra bola de nieve precedieron a los dos grandes avances en la evolución de la vida: la aparición de las células con núcleo, las eucariotas, aquellas con las que estamos hechos la inmensa mayoría de los seres vivos, hace 2200 millones de años; y la fauna de Ediacara, hace unos 600 millones, a la que sucedió la explosión del Cámbrico, cuando surgieron los animales tal como los conocemos.

¿Será que nosotros y todas las formas de vida complejas debemos nuestra existencia a una Tierra totalmente congelada?

Descifrando el enigma del origen de la vida

Cuando la Tierra se formó, hace aproximadamente 4500 millones de años, era una esfera de roca estéril, azotada por meteoritos y cubierta de volcanes en erupción. Unos mil millones de años más tarde, se encontraba habitada por microorganismos. Hoy, la vida cubre cada centímetro del planeta, desde las montañas más altas hasta lo más profundo del océano. Y, sin embargo, todos los demás planetas del Sistema Solar parecen inertes. ¿Qué sucedió con nuestro joven mundo? ¿Cómo fue posible que de la aridez de esas rocas, arenas y sustancias químicas surgiera algo vivo?

Se han propuesto muchas ideas para explicar ese intrigante comienzo. La mayoría dan por sentado que las células son demasiado complejas para formarse de golpe, por lo que la vida debe de haberse inaugurado con la supervivencia de un único componente que de algún modo creara los que lo rodean. Ahora bien, puestas en práctica en el laboratorio, estas conjeturas no dan lugar a nada que recuerde particularmente a la vida. Algunos investigadores empiezan a darse cuenta de que es como intentar fabricar un coche construyendo primero el chasis y esperar luego a que las ruedas y el motor aparezcan de manera espontánea.

El surgimiento de la vida, una perspectiva completa
La alternativa, que la vida surgiera de una vez, completamente formada, parece aún menos probable. No obstante –y quizá para sorpresa de muchos, dos líneas de investigaciones convergen para sugerir que eso habría sido exactamente lo que ocurrió. Resulta que todas las moléculas clave de la biología pueden provenir de la misma química simple, basada, eso sí, en un elemento de la tabla periódica: el carbono. Es más, dichas moléculas se combinan con facilidad para formar protocélulas que se asemejan sorprendentemente a los microorganismos vivos. Además de explicar cómo empezó, esta idea que llamaremos del todo a la vez tiene también implicaciones en relación a dónde surgió, así como sobre cuáles son los lugares en los que es más probable que apareciera fuera de nuestro planeta.

El problema de entender el origen de la vida es que no sabemos cómo era esta al principio. Los fósiles más antiguos encontrados datan de hace 3500 millones de años, pero no son de gran ayuda. Se hallan en antiguas formaciones rocosas llamadas estromatolitos, y consisten en organismos unicelulares semejantes a las bacterias actuales. Son relativamente complejos: hasta los microbios modernos más simples poseen más de cien genes. Los primeros terrícolas tienen que haber sido, por fuerza, más simples. Los virus properan con un menor número de genes, pero, ahora bien, solo pueden reproducirse infectando células, por lo que tampoco es posible que fueran los primeros en salir a escena.

Dada la falta de pruebas tangibles, los científicos dedicados a investigar el origen de la vida empiezan por hacerse dos preguntas. La primera: ¿cuáles son los procesos fundamentales que sostienen este fenómeno? Y la segunda: ¿qué sustancias químicas intervienen en ellos? A continuación resumimos las respuestas.

Los fundamentos básicos de la vida
La vida puede reducirse a tres conceptos básicos. En primer lugar, tiene integridad estructural, lo cual significa que cada célula posee una membrana exterior para mantener unido todo el conjunto. En segundo lugar, funciona gracias a un metabolismo, esto es, una serie de reacciones químicas que permiten obtener energía del entorno. Y, por último, se reproduce por medio de genes que contienen las instrucciones para fabricar células; estas instrucciones se transmiten a su descendencia.

Los bioquímicos conocen también las sustancias químicas que sustentan esos mecanismos. Las membranas celulares están formadas por lípidos, moléculas que contienen largas cadenas de átomos de carbono. El metabolismo funciona merced a las proteínas, cadenas de aminoácidos retorcidas en forma de lazo. En este ámbito, juegan un papel determinante las enzimas, que ayudan a catalizar las reacciones químicas y las aceleran. Y los genes están codificados en unas moléculas llamadas ácidos nucleicos, como el ácido desoxirribonucleico, más conocido como ADN.

Más allá de estas instrucciones básicas, las cosas empiezan a complicarse, ya que los tres procesos se encuentran entrelazados. Los genes contienen las instrucciones para fabricar proteínas, lo cual significa que la existencia de estas últimas depende de los primeros. Pero las proteínas son también esenciales para mantener y copiar los genes, por lo que la dependencia va en ambos sentidos. Y, por si fuera poco, las proteínas –fabricadas por los genes– son cruciales para construir los lípidos de las membranas. Cualquier hipótesis que pretenda explicar el origen de la vida debe tener todo esto en cuenta. Y si suponemos que resulta improbable que los genes, el metabolismo y las membranas surgieran a la vez, uno de ellos tendría que haber existido antes y haber inventado los demás.

El papel de la proteína y el ARN en el origen de la vida
Una primera teoría puso a las proteínas en el asiento del piloto. En los años cincuenta, el bioquímico estadounidense Sidney Fox descubrió que si calentaba aminoácidos, estos se unían en cadenas. En otras palabras, formaban proteínas, aunque con una secuencia aleatoria en vez de determinada por un código genético. Fox les dio el nombre de proteinoides y descubrió que podían formar esferas semejantes a las células y catalizar reacciones químicas, pero no se llegó mucho más lejos. Hay todavía investigadores que intentan encontrar comportamientos similares a la vida en simples proteínas, pero la idea de que ellas por sí mismas fueran el origen de todo ha sido mayormente rechazada.

Más recientemente, gran parte de los estudios se han centrado en una idea conocida como el mundo de ARN (ácido ribonucleico), que, igual que el ADN, lleva genes. El descubrimiento de que algunos tipos pueden catalizar reacciones químicas sugirió que las primeras moléculas de ARN pudieron haber sido enzimas que se autorreplicaran, dando lugar a la vida. Sin embargo, los bioquímicos se han esforzado durante décadas en conseguir el autoensamblaje o la autorreplicación del ARN en el laboratorio, con la conclusión de que cualquiera de los dos procesos necesita mucha –demasiada– ayuda.

Entonces ya solo nos quedan las membranas. Esta es la opción que ha defendido David Deamer, de la Universidad de California en Santa Cruz (Estados Unidos). En la década de los setenta, su equipo descubrió que los lípidos presentes en las membranas celulares podían crearse mezclando con agua dos simples sustancias químicas, la cianamida y el glicerol, y calentando todo a 65 ºC. Si dichos lípidos se metían luego en agua salada y se agitaban, formaban masas esféricas con dos capas exteriores, igual que las células. “La función más simple es el autoensamblaje de las membranas: se produce de modo espontáneo”, dice Deamer, quien, sin embargo, admite que esto no es suficiente, puesto que los lípidos no pueden portar genes o formar enzimas.

Más allá de las dificultades de la exploración del origen de la vida: la hipótesis del 'todo a la vez'
Las dificultades que encuentran estos modelos para explicar el origen de la vida han llevado a Deamer y a otros colegas a explorar la posibilidad, aparentemente menos factible, de que los tres sistemas surgieran a la vez en una forma muy simplificada. Esta idea no es nueva. En 1971, el bioquímico húngaro Tibor Gánti escribió un libro en el que imaginaba cuál era el objeto más simple que los biólogos pudieran considerar algo vivo. Su quimiotón –así lo llamó– consistía en un rudimentario metabolismo basado en enzimas, capaz de producir genes y una membrana. Cuando los fragmentos de ADN se autorreplicaban, liberaban subproductos que acababan en dicha membrana y hacían que el quimiotón creciera y, al final, se dividiera. Las ideas de Gánti no obtuvieron reconocimiento hasta principios del siglo XXI, y para entonces otros habían hecho propuestas similares. Ahora, la hipótesis del todo a la vez está ganando impulso.

La primera línea de apoyo a esta teoría viene de la bioquímica de los tres sistemas clave de la vida. Desde el punto de vista químico, los ácidos nucleicos, como el ARN, son muy distintos de las proteínas, que a su vez difieren radicalmente de los lípidos. Por eso, hasta hace poco, los bioquímicos dieron por sentado que era improbable que esas tres piezas biológicas se formaran en el mismo lugar y a partir de las mismas sustancias.
Los meteoritos, claves del origen de la vida

Una pista fundamental procede de los meteoritos, muchos de los cuales son tan antiguos como la Tierra, y, por tanto, nos dan información sobre cómo era el planeta en su primera infancia. Uno de los más estudiados es el llamado Murchison, que cayó en 1969 en Australia. En 1985, Deamer descubrió que contenía moléculas de tipo lipídico, susceptibles de formar membranas. Otros encontraron aminoácidos y, en 2008, la astrobióloga portuguesa Zita Martins, por entonces miembro del Imperial College de Londres, identificó un componente de ARN en la roca procedente del espacio. Ninguna de estas sustancias químicas eran abundantes, pero su presencia allí indicaba que, efectivamente, podían formarse a la vez.

Entretanto, Ernesto di Mauro, biólogo de la Universidad de Roma La Sapienza (Italia), ha dedicado dos décadas a estudiar cómo puede ocurrir esto en la Tierra. Di Mauro se ha centrado en la formamida, sustancia química relacionada con el cianuro y que posee solo seis átomos en cada molécula. Se encuentra en todo el universo y probablemente fuera común cuando la Tierra acababa de formarse. En 2001, su equipo observó que la formamida o metanamida podía dar lugar a varios componentes del ARN si se la calentaba a 160 ºC en presencia de minerales como la caliza. Luego los investigadores descubrieron que este fenómeno se veía favorecido por un tipo común de arcilla llamado montmorillonita. Además, la formamida también es capaz de generar aminoácidos, los ingredientes fundamentales de las proteínas.

Los misterios de la química prebiótica
Y este no es el único compuesto susceptible de realizar tales hazañas. Por el procedimiento de combinar una sustancia orgánica similar, denominada cianamida, con otras simples, John Sutherland, del Laboratorio de Biología Molecular MRC, en Cambridge (Inglaterra), ha creado nucleótidos, los componentes básicos del ARN. Para esta reacción se requiere luz ultravioleta, calor, un proceso de secado y otro de humedecimiento con agua. El equipo de Sutherland ha descubierto que las mismas sustancias químicas iniciales también son capaces de crear los precursores de los aminoácidos y los lípidos. “Todos los subsistemas celulares pueden haber surgido simultáneamente a través de la química común”, concluye. La clave está en lo que Sutherland denomina misterio de Ricitos de Oro: una mezcla con suficiente variedad para que tengan lugar reacciones complejas, pero sin que se convierta en un caos.

O sea, es posible que todas las moléculas clave de la vida puedan haberse creado juntas. Pero ¿cómo se combinaron en una célula primigenia? Deamer sigue sosteniendo que los primeros lípidos formaron espontáneamente protocélulas basadas en membranas, aunque ahora piensa que los tres grupos de moléculas trabajan estrechamente juntos. Los contenedores lipídicos ayudan al ARN y a las proteínas a formarse, mientras que el ARN estabiliza las membranas. Si todos están presentes, el sistema funciona mejor.

Jack Szostak, biólogo molecular de la Escuela de Medicina de Harvard (Estados Unidos), ha conseguido notables avances en la tarea de entender cómo pudo haber sucedido eso. Su equipo, que empezó a trabajar en 2003, creó modelos de células con capas exteriores de ácidos grasos que rodeaban un espacio interior capaz de contener ARN. Estas protocélulas se formaban con especial rapidez en presencia de diminutas partículas de montmorillonita, que a menudo quedaban atrapadas dentro de ellas y llevaban el ARN al interior. Cuanto más ARN obtenían las protocélulas, más crecían; es decir, estaban compitiendo. Es más, estos protoentes vivos podían dividirse y formar hijos, igual que las células modernas.

“El crecimiento y la división pueden ser el resultado de simples fuerzas fisicoquímicas, sin ninguna maquinaria bioquímica compleja”, resumió el grupo de Szostak, cuyos investigadores han conseguido incluso que el ARN se autorreplique dentro de las protocélulas.

Desafíos y avances en el metabolismo prebiótico
El único sistema que falta en estos prototipos es el metabolismo, algo particularmente difícil, porque supone crear secuencias enteras de reacciones químicas. En los organismos modernos, dichas secuencias están controladas por batallones de enzimas proteicas cuya existencia no era posible cuando comenzó la vida. Algunos investigadores, no obstante, han conseguido poner en marcha procesos químicos metabólicos sin proteínas. Resulta que muchas de las reacciones clave pueden ser inducidas por metales como el hierro –a menudo combinado con azufre–, materiales que siempre han sido abundantes en la Tierra. Recientemente, Szostak y otros han demostrado que dentro de las protocélulas pueden formarse cúmulos de átomos de hierro y azufre debido a la acción de la luz ultravioleta. Queda por saber si en su interior pueden producirse también reacciones metabólicas.

Las creaciones de Szostak son hasta ahora el mejor modelo con que contamos para conocer el aspecto que pueden haber ofrecido los primeros organismos vivos. Pese a incluir solo un puñado de sustancias químicas, estos entes de laboratorio crecen y se reproducen y contienen genes capaces de autorreplicarse. Aún es pronto para decir si surgen del tipo de química que defiende Di Mauro o si es Sutherland el que está más cerca de dar en el blanco. Eso depende del entorno en que haya surgido la vida, algo que no podemos saber con seguridad. Y, curiosamente, es la propia química la que nos ayuda a reducir las opciones.

Si la idea del todo a la vez sobre los orígenes de la vida es correcta, la génesis tuvo lugar en condiciones muy específicas. La mayoría de las reacciones químicas de Sutherland y Di Mauro dependen de la luz ultravioleta, y algunos pasos fundamentales requieren secado. Entonces habría sido necesaria una superficie mineral sólida que en condiciones ideales incluiría arcilla, como la montmorillonita, luz solar con una cierta cantidad de radiación ultravioleta y calor suficiente para que el agua se evaporase periódicamente.

Este escenario parece descartar la extendida suposición de que la vida surgió en fuentes hidrotermales ricas en sustancias químicas situadas en las profundidades del mar. En su lugar, los investigadores del todo a la vez creen que comenzó en tierra firme, en lagunas químicamente ricas.

Sutherland ha desarrollado un modelo con corrientes de agua que discurren por el cráter dejado por el impacto de un meteorito. Deamer prefiere lagos geotermales en entornos volcánicos, y eso es lo que está centrado en investigar. Ha demostrado, por ejemplo, que los lípidos pueden formar protocélulas en el agua de los espacios lacustres, pero no en agua de mar.

Además de ayudar a localizar el entorno en el que se originó la vida en la Tierra, la idea del todo a la vez también sugiere dónde buscarla fuera. Los requisitos bioquímicos dejarían fuera a dos favoritos: los satélites Europa, de Júpiter; y Encélado, de Saturno. De ambos se cree que albergan océanos bajo una capa de hielo que podrían mantener vida si esta fuera introducida, pero no son lugares apropiados para que surja de cero. Marte sí cuadra. En la actualidad, es un planeta frío y carece de agua líquida en la superficie, pero hace miles de millones de años probablemente fluyeran ríos sobre sus rocas. Era también volcánicamente activo, por lo que pudo haber albergado lagos geotermales como los que estudia Deamer.

Obviamente, esto depende de que la idea del todo a la vez sea correcta, y faltan piezas en el puzzle. Quizá el argumento más persuasivo sea, como en muchas otras cosas en la vida, que el comienzo probablemente fuera más complejo de lo que habíamos pensado.

Las 5 grandes extinciones de la historia de la Tierra

En 2016 una reunión de científicos definió una nueva época geológica, el Antropoceno, que sucedería al Holoceno desde mediados del siglo XX y que está caracterizado por el profundo impacto de la huella humana en el planeta. Uno de los rasgos más acusados de este nuevo periodo —que aún no ha sido ratificado por los organismos competentes— es una acelerada extinción masiva de especies que ha sido calificada como el sexto evento masivo de este tipo, y el primero causado por una de esas especies: nosotros. 

A lo largo de la historia de la Tierra han sido numerosas las grandes extinciones, pero solo unas pocas cumplen el criterio para formar parte del Big Five: periodos de menos de 2,8 millones de años en los que han desaparecido las tres cuartas partes de las especies. Para entender el significado de estas catástrofes, repasamos aquí estos cinco episodios —y uno adicional— que se debieron a causas naturales y que cambiaron el curso de la evolución y la vida en la Tierra.

0 – 2.400-2.000 MILLONES DE AÑOS: LA GRAN OXIDACIÓN
Aunque no suele incluirse dentro de las cinco grandes extinciones, sin duda fue el primer gran golpe de timón a la evolución biológica: entre 2.400 y 2.050 millones de años atrás, en el Paleoproterozoico, la atmósfera y la superficie de los océanos comenzaron a llenarse de oxígeno, un gas hasta entonces muy minoritario en la Tierra. 

Se asume que los responsables de este fenómeno conocido como la Gran Oxidación fueron los microorganismos fotosintéticos, aunque aún se discute si las principales responsables fueron las cianobacterias u otros microbios más primitivos, como también se investiga cuáles fueron las causas de esta drástica deriva.

Se cree que durante el período Proterozoico la mayor parte del planeta estaba cubierta por una capa de hielo. 

Fueran cuales fuesen las causas, el resultado fue un cambio radical. Una atmósfera rica en oxígeno hizo posible la vida tal como hoy la conocemos, pero a cambio exterminó a los seres unicelulares que hasta entonces habían dominado el planeta y para los cuales el oxígeno era un veneno. 

Las consecuencias fueron aún mucho más profundas: el descenso del metano, un potente gas de efecto invernadero que hasta entonces abundaba en la atmósfera, sumió a la Tierra en una inmensa glaciación hoy llamada huroniana. Este giro rotundo en el curso de la historia terrestre nos advierte de la extrema sensibilidad del clima a las alteraciones ecológicas.

1 – 443 MILLONES DE AÑOS: EXTINCIÓN ORDOVÍCICA-SILÚRICA
Durante más de 2.000 millones de años de vida en la Tierra solo existieron seres unicelulares, hasta que hace unos 575 millones de años comenzaron a aparecer los primeros organismos multicelulares, un fenómeno llamado explosión de Avalon. 

Esta diversificación, posibilitada por el fin de la glaciación global, aún oculta muchos secretos a la ciencia. Uno de ellos es hasta qué punto aquella fauna del periodo Ediacárico dejó descendientes en el gran estallido de vida que acaeció poco después, hace 540 millones de años: la explosión cámbrica.

En el período Cámbrico surgieron los linajes animales de los que desciende la mayoría de la fauna actual. 

En el Cámbrico nacieron los principales grandes linajes de fauna de los cuales descendemos la mayoría de los animales actuales, aunque por entonces la vida aún estaba limitada al agua y sus orillas. Pero hace unos 443 millones de años, y de forma casi repentina en tiempo geológico, el 85% de las especies desaparecieron del planeta. 

Se habla de una gran glaciación que cubrió Gondwana, el supercontinente del sur, e hizo descender el nivel de los mares, condenando a los seres que habitaban en las plataformas continentales. A ello siguió un posterior calentamiento rápido que de nuevo subió el nivel de las aguas pero dejó océanos pobres en oxígeno y ricos en metales tóxicos. 

Las causas de todo ello aún no son bien conocidas; se ha propuesto que la aparición de la cordillera de los Apalaches en los actuales EEUU por los movimientos tectónicos expuso nueva roca cuya erosión química retiró CO2 de la atmósfera, reduciendo así el efecto invernadero. Otras teorías hablan de volcanismo o de un estallido de rayos gamma de una supernova que habría eliminado la protección del ozono atmosférico contra la letal radiación ultravioleta del sol.

2 – 372 MILLONES DE AÑOS: EXTINCIÓN DEVÓNICA
Hace 419 millones de años comenzó el Devónico, hoy conocido como la era de los peces, ya que estos animales crecieron y se diversificaron hasta colonizar todos los ambientes acuáticos; uno de ellos, el Dunkleosteus, alcanzaba casi los 9 metros. 

También los vertebrados comenzaron a abandonar tímidamente las aguas para aventurarse en tierra seca con sus aletas que, como en el caso del tiktaalik, iban transformándose en patas para originar los primeros tetrápodos. Pero el Devónico fue también cuando la Tierra se hizo verde: las plantas cubrieron el paisaje formando grandes bosques que se poblaron de invertebrados como miriápodos, arácnidos y los primeros insectos.

La extinción del Devónico solo afectó a las especies acuáticas, que comenzaron a desarrollar la habilidad de salir a la superficie. 

A finales del Devónico comenzó una serie de extinciones que se prolongaron durante millones de años y que en conjunto exterminaron hasta un 75% de todas las especies. 

El carácter gradual de la segunda gran extinción de la historia de la Tierra ha hecho aflorar múltiples hipótesis sobre sus causas, incluyendo las habituales como el volcanismo o el impacto de un objeto espacial. 

Una teoría interesante es que fueron las plantas las causantes de todo ello: sin herbívoros que controlaran su proliferación, la explosión de vida vegetal provocó un fuerte descenso del CO2 atmosférico que redujo el efecto invernadero, desencadenando un enfriamiento global. 

A ello se unió la liberación de nutrientes a los océanos por la acción de las plantas sobre la roca, con una consecuente proliferación de algas que eliminó el oxígeno del agua. La extinción del Devónico solo afectó a las especies acuáticas. Los trilobites, uno de los grupos de mayor éxito del Paleozoico, perdieron la mayoría de sus especies.

3 – 252 MILLONES DE AÑOS: EXTINCIÓN PÉRMICA-TRIÁSICA
Hace 252 millones de años se produjo la que se considera la mayor extinción en la historia terrestre, tan extensa como para marcar la muerte de una era, el Paleozoico, y el nacimiento de otra, el Mesozoico, que hoy conocemos como el reinado de los dinosaurios. 

La causa suele atribuirse a un episodio volcánico masivo que originó la región conocida como traps siberianos, liberando grandes cantidades de CO2 que originaron un calentamiento global catastrófico, aunque no se descarta el posible impacto de un objeto espacial. 

El resultado fue la extinción de más del 85% de las especies marinas en solo 100.000 años. Y aunque fue el final definitivo para algunos animales emblemáticos del Paleozoico, como los pocos trilobites que habían sobrevivido a las dos extinciones anteriores, la extinción en tierra pudo ser más prolongada y afectar al 70% de la fauna, incluyendo numerosos reptiles, anfibios e insectos.

El nacimiento del Mesozoico está marcado por la mayor extinción en la historia del planeta: el 85% de las especies desaparecieron en apenas 100.000 años. 

Según un estudio de 2021, a la extinción siguió una proliferación de bacterias y algas en las aguas que las convirtió en una sopa tóxica e inhabitable durante cientos de miles de años; la Tierra tardó 4 millones de años en recuperarse, y los arrecifes de coral no volverían a su antiguo esplendor hasta 14 millones de años después. 

Los autores del estudio advertían de que esto mismo está sucediendo en la emergencia climática actual: el excesivo vertido de nutrientes y el calentamiento de los mares provoca esta eutrofización que consume el oxígeno del agua, creando zonas muertas y liberando a la atmósfera grandes cantidades de N2O, un gas de efecto invernadero.

4 – 201 MILLONES DE AÑOS: EXTINCIÓN TRIÁSICA-JURÁSICA
El Triásico, el primer periodo de la era Mesozoica, es un lapso de 50 millones de años flanqueado por dos de las grandes extinciones terrestres. No fue hasta mediados de este periodo cuando la vida comenzó a recuperar la diversidad que tenía antes de la catástrofe del fin del Pérmico, solo para que poco después un nuevo cataclismo volcánico en la región del actual océano Atlántico —según la hipótesis corriente— evacuara inmensas cantidades de CO2, provocando un calentamiento del planeta y una acidificación de los océanos que fueron devastadores para la biosfera.

La extinción triásica, que acabó con el 80% de las especies, dio paso a la era de los dinosaurios. 

Con la desaparición al final del Pérmico de muchos de los terápsidos, los primeros mamíferos, eran los reptiles los que comenzaban a dominar la Tierra en el Triásico, una época de clima cálido y seco. 

A finales de este periodo aparecieron los dinosaurios y los pterosaurios, los primeros vertebrados voladores, pero por entonces eran los ancestros de los cocodrilos el grupo dominante. 

Esto cambió con la gran extinción que acabó con el 80% de las especies, diezmando sobre todo a los cocodrilos y los mamíferos, y permitiendo que los dinosaurios se convirtieran en los reyes del Jurásico, el periodo posterior.

5 – 66 MILLONES DE AÑOS: EXTINCIÓN CRETÁCICA-TERCIARIA
La última de las cinco grandes extinciones es sin duda la más popularmente conocida, ya que marcó el fin de la era de los dinosaurios. 

Está sobradamente extendida la idea de que el causante del cataclismo fue el impacto de Chicxulub, un asteroide de unos 12 kilómetros que colisionó junto a la actual península mexicana de Yucatán con la potencia de 10.000 millones de bombas atómicas, abriendo un cráter de 150 kilómetros de diámetro y 20 de profundidad. 

El enfriamiento y oscurecimiento global que produjo acabó con las tres cuartas partes de la vida terrestre, sobre todo los animales de mayor tamaño. Durante años ha circulado una hipótesis alternativa que atribuye la llamada extinción K-T o K-Pg (cretácica-terciaria o cretácica-paleógena) a un fenómeno de vulcanismo que originó los llamados traps del Decán en la actual India. 

Aunque la teoría de Chicxulub es la más aceptada, hoy se piensa que los volcanes también contribuyeron al desastroso resultado final.

La extinción más conocida, la que acabó con la mayoría de dinosaurios, fue clave en la proliferación de los mamíferos y por tanto en la aparición del ser humano. 

Sin embargo, no es del todo preciso decir que los dinosaurios se extinguieron, ya que no todos lo hicieron. Del grupo de los dinosaurios aviares, animales más pequeños que sobrevivieron a la catástrofe, se originaron todas las aves actuales, que la taxonomía actual clasifica también como dinosaurios de pleno derecho. 

La desaparición de los grandes reptiles dio ocasión a que los mamíferos, hasta entonces pequeños animales que se escondían bajo tierra, tuvieran su oportunidad de multiplicarse y poblar el planeta, hasta dar origen al ser humano; la única especie capaz de iniciar por sí misma una gran extinción a un ritmo mucho más acelerado de lo que la naturaleza jamás ha conseguido.

15 cambios que nos hicieron humanos

Los humanos somos probablemente la especie más rara que jamás ha existido.

Tenemos cerebros extravagantemente grandes que nos permiten construir complicados artefactos, entender conceptos abstractos y comunicarnos usando el lenguaje.

También somos casi lampiños, tenemos mandíbulas débiles y nos cuesta dar a luz. ¿Cómo evolucionó una criatura tan estrafalaria?

1 - Vivir en grupo

Hace 60-30 millones de años
Los primeros primates, el grupo que incluye a monos y humanos, evolucionaron poco después de la desaparición de los dinosaurios.

Muchos comenzaron rápidamente a vivir en grupos. Eso supuso que cada animal debía moverse en una compleja red de amistades, jerarquías y rivalidades.

Así que vivir en grupos puede haber impulsado un aumento sostenido de la capacidad intelectual.

2- Más sangre al cerebro

Hace 15-10 millones de años
Humanos, chimpancés y gorilas descienden todos de una especie desconocida de homínido extinguida.

En este ancestro, un gen llamado RNF213 comenzó a evolucionar rápidamente.

Esto puede haber estimulado el flujo de sangre hacia el cerebro al ensanchar la arteria carótida.

En humanos, las mutaciones de RNF213 causan la enfermedad de Moyamoya, en la que la arteria es demasiado estrecha, una condición que conduce al deterioro de la capacidad cerebral por falla de irrigación.

3 – La división de los primates: primeros cambios de genes

Hace 13-7 millones de años

Nuestros ancestros se separaron de sus parientes parecidos a los chimpacés hace unos 7 millones de años.

En un principio, tendrían una apariencia similar. Pero dentro de sus células, el cambio ya estaba en marcha.

Después de la división, los genes ASPM y ARHGAP11B empezaron a mutar, así como un segmento del genoma humano denominado región HAR1.

No está claro que provocó estas modificaciones, pero HAR1 y ARHGAP11B están involucrados en el crecimiento del córtex cerebral.

4 – Subidón de azúcar: energía para el cerebro

Hace menos de 7 millones de años

Después de que la línea evolutiva humana se separó de la línea de los chimpancés, dos genes mutaron.

SLC2A1 y SLC2A4 forman proteínas que transportan glucosa dentro y fuera de las células.

Las modificaciones pueden haber desviado glucosa de los músculos hacia el cerebro de aquellos homínidos primitivos, y es posible que esta glucosa los haya estimulado y permitido que crecieran los cerebros.

5 – Las manos más hábiles

Hace menos de 7 millones de años
Nuestras manos son inusualmente hábiles y nos permiten hacer bellas herramientas de piedra o escribir palabras.

Eso puede deberse en parte a un fragmento de ADN llamado HACNS1, que ha evolucionado rápidamente desde que nuestros ancestros se dividieron de los ancestros de los chimpancés.

No sabemos qué hace HACNS1, pero se activa cuando se desarrollan nuestros brazos y manos.

6 – Mandíbulas débiles: más lugar para el cerebro

Hace 5,3 - 2,4 millones de años

En comparación con otros primates, los humanos no pueden morder con demasiada fuerza porque tienen músculos delgados en la mandíbula.

Esto parece deberse fundamentalmente a una mutación del gen MYH16, que controla producción de tejido muscular.

Este cambio ocurrió hace entre 5,3 y 2,4 millones de años. Las mandíbulas más pequeñas pueden haber liberado espacio para que crezca el cerebro.

7 – Dieta variada: carne en el menú

Hace 3,5 – 1,8 millones de años
Nuestros ancestros primates más antiguos comían principalmente fruta, pero especies posteriores como el Australopithecus ampliaron su gusto.

Además de alimentarse con una variedad más grande de plantas, como las hierbas, parece que comieron mucha más carne e incluso que la troceaban con herramientas de piedra.

Más carne supuso más calorías y menos tiempo de masticación.

8 – Pelados: no más vello corporal

Hace 3,3 millones de años
Los humanos son primates casi lampiños. Nadie sabe por qué, pero ocurrió hace entre 3 y 4 millones de años.

Fue entonces fue cuando evolucionaron las ladillas, que solo pudieron infectar el pubis cuando el resto del pelo había desaparecido.

Expuesta al sol, la piel se oscureció. A partir de entonces, todos nuestros ancestros fueron negros, hasta que algunos humanos modernos dejaron los trópicos.

9 - Conexiones: un gen de inteligencia

Hace 3,2 – 2,5 millones de años
Un gen llamado SRGAP2 fue duplicado tres veces.
Como resultado, nuestros ancestros tuvieron varias copias, algunas de las cuales podrían haber evolucionado libremente.

Una de las copias mutadas resultó ser mejor que la original.

Es probable que haya provocado que las células del cerebro modelaran más prolongaciones, permitiéndoles formar más conexiones.

10 – Cerebros más grandes: primates pensantes

Hace 2,8 millones de años
Los humanos modernos pertenecen a un grupo o género de animales conocido como Homo.

El fósil de Homo más antiguo conocido fue hallado en Etiopía y tiene 2,8 millones de años.

La primera especie fue probablemente Homo habilis, aunque este supuesto ha sido disputado.

En comparación con sus ancestros, estos nuevos homínidos tenían cerebros mucho más grandes.

11 – Parto complicado: una cabeza muy grande

Hace 2,5 millones – 200.000 años
Para los humanos, el parto es difícil y peligroso.
A diferencia de otros primates, las madres casi siempre necesitan ayuda.

Esto es porque caminar en dos piernas supone un canal pélvico más estrecho para el paso de un bebé humano, cuya cabeza ha crecido en relación a sus ancestros.

Para compensar el parto dificultoso, los bebés nacen más pequeños e indefensos.

12 - Control del fuego

¿Hace 1 millón de años?
Nadie sabe cuándo nuestros ancestros aprendieron a controlar el fuego.
La prueba directa más antigua proviene de la Cueva Wonderwerk, en Sudáfrica, que contiene cenizas y huesos quemados de hace 1 millón de años.

Pero hay evidencias de que los homínidos procesaban los alimentos incluso antes y de que eso podía incluir cocinar con fuego.

13 – El don de la charla

Hace 1,6 millones – 600.000
Todos los grandes homínidos tienen sacos de aire en sus tractos vocales que les permiten lanzar fuertes bramidos.
Pero los humanos no, porque esos sacos de aire hacen que sea imposible producir diferentes sonidos vocales.

Nuestros ancestros los perdieron aparentemente antes de que nos bifurcáramos de nuestros primos Neandertales, lo que sugiere que ellos también podían hablar.

14 - Un gen para el lenguaje

Hace 500.000 años
Algunas personas tienen una mutación en un gen llamado FOXP2.
Como resultado, les cuesta entender gramática y pronunciar palabras.

Eso sugiere que FOXP2 es crucial para aprender y usar el lenguaje.

El gen moderno se desarrolló en el ancestro común de los humanos y los Neandertales: el FOXP2 neandertal es igual al nuestro.

15 – Saliva reforzada para comer carbohidratos

La saliva contiene una enzima llamada amilasa, fabricada por el gen AMY1, que digiere el almidón.

Los humanos modernos cuyos ancestros fueron agricultores tienen más copias AMY1 que aquellos cuyos ancestros siguieron siendo cazadores recolectores.

Este refuerzo digestivo puede haber ayudado para dar inicio a los cultivos, los poblados y las sociedades modernas.