Árboles tan viejos como el tiempo: uso de resina de árbol para reconstruir ecosistemas de millones de años


Las resinas de árboles fósiles abren una ventana al pasado profundo ya que sus compuestos orgánicos, denominados biomarcadores, se pueden usar para identificar la procedencia botánica de estos árboles antiguos, así como las condiciones paleoambientales en las que crecieron. 


por Hannah Bird, Phys.org


El ámbar, una de esas resinas, es una piedra preciosa preciada, pero también puede preservar plantas e insectos que viven en el árbol en el momento de la exudación de resina con detalles inmaculados.

Debido a esta conservación excepcional, a las resinas se les ha dado un nombre especial para indicar su importancia paleontológica y geológica: Konservat Lagerstätten. Las resinas tienen un propósito práctico para los árboles, ya que tienen propiedades antifúngicas y antibacterianas, y disuaden las invasiones de organismos hostiles, como los insectos, que finalmente se preservan. Además, pueden atraer polinizadores para ayudar en la reproducción.

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Las rocas sedimentarias producen resinas fósiles en la escala de varios centímetros hasta unos pocos milímetros y, a menudo, se transportan a ambientes costeros y cercanos a la costa, pero incluso pueden extenderse a las profundidades del mar. Son estos sedimentos los que los científicos toman muestras para obtener resinas para análisis químicos para comprender los cambios ambientales y ecológicos a través del tiempo.

Cada uno de los biomarcadores de resina preservada en estos sedimentos tiene un patrón químico distinto, que madura con el tiempo a medida que la resina se entierra bajo más sedimento, formando un bioterpenoide. Los investigadores han utilizado tecnología de punta para estudiar estos bioterpenoides con el fin de identificar familias de árboles de hace millones de años.

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Estos métodos incluyen la cromatografía de gases-espectrometría de masas, mediante la cual se trituran pequeñas muestras de la resina y reaccionan con productos químicos mientras se calientan y se evaporan, lo que hace que los compuestos orgánicos se separen. Luego, el equipo de espectrómetro de masas muestra una imagen visual de estos compuestos, conocida como cromatograma, que se puede analizar. Esto permite que la resina fósil se clasifique en una de las cinco clases principales que se sabe que están asociadas con familias de árboles particulares, lo que ayuda en la reconstrucción de comunidades botánicas pasadas.

En la escala más grande, la resina se puede identificar como perteneciente a una gimnosperma (plantas que se reproducen a través de semillas expuestas y tienden a ser de hoja perenne, como pinos, cedros y ginkgo) o angiospermas (plantas con flores y frutos y árboles que generalmente pierden su hojas en otoño, como robles y arces).

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La investigación resumida realizada por científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología AGH, Polonia, recientemente publicada en Earth-Science Reviews identifica 25 biomarcadores clave en las gimnospermas y 15 en las angiospermas que pueden asociarse con condiciones ambientales particulares, recopilando una gran cantidad de estudios previos de ámbar de diferentes ubicaciones globales y edades.

Curiosamente, la razón por la que se extruyó la resina influye en qué biomarcadores están presentes, como explica el investigador principal Jan Pańezak. “La aparición de algunos compuestos puede ser indicativa de un paleoambiente, pero no todos los compuestos pueden proporcionar información directa, por ejemplo, debido a las razones de la exudación de la resina, como si esta resina específica exudara debido al ataque de herbívoros o microbios”.

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Estos biomarcadores incluyen monoterpenos, que se encuentran inicialmente en todas las resinas, pero se transforman con el tiempo y, por lo tanto, generalmente solo se encuentran en resinas de árboles geológicamente más recientes, como las del Plioceno tardío y el Pleistoceno temprano (hace 3,6 a 0,77 millones de años) que se encuentran dentro del ámbar. del Himalaya oriental. Hoy forman parte de los aceites esenciales de las plantas que atraen a los polinizadores.

Los sesquiterpenos son otro grupo de biomarcadores tempranos que maduran y poseen propiedades antimicrobianas y defensivas en plantas y árboles modernos. Los ejemplos incluyen bicadinanes, que son indicativos de climas cálidos y húmedos, conocidos en zonas tropicales del sudeste asiático durante el Cenozoico (hace 66 millones de años hasta la actualidad), mientras que rosane sugiere un ambiente con altos niveles de oxígeno.

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Por el contrario, los biomarcadores más complejos que se incluyen en las categorías de diterpenos y triterpenos incluyen formas sulfuradas que indican la presencia de bacterias reductoras que prosperan en condiciones de deficiencia de oxígeno. A través del proceso de identificación de las condiciones en las que se forma un biomarcador en particular, los científicos han podido ubicar regiones específicas en las que se habrían originado los árboles y determinar qué familias de árboles prosperaban en condiciones climáticas particulares.

Además, el paleoclima en el momento de la expulsión de la resina puede determinarse por la composición isotópica de oxígeno, carbono e hidrógeno, ya que estos permanecen fijos a lo largo del tiempo y pueden ser indicadores importantes de la paleotemperatura, destacando así los eventos de cambio climático. Dado que estos biomarcadores todavía se encuentran en plantas y árboles existentes, mirar hacia el pasado es una clave importante para comprender cómo las comunidades de plantas modernas también pueden funcionar durante el cambio climático actual y futuro.

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Más información: Jan Pańczak et al, Biomarcadores en resinas fósiles y su significado paleoecológico, Earth-Science Reviews (2023). DOI: 10.1016/j.earscirev.2023.104455



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