El turbio mundo en el fondo de los océanos ahora es un poco más claro, gracias a un nuevo estudio que rastrea la evolución de las capas de sedimentos marinos a lo largo de cientos de millones de años.
por Jim Shelton, Universidad de Yale
Es una historia de construcción de mundos a gran escala, pero granular, lograda por una sucesión de animales marinos que excavaron y excavaron túneles a través del calor y el frío, la expansión de especies y las muertes masivas. Los científicos llaman a este proceso bioturbación: la excavación y mezcla de sedimentos y suelos por parte de animales excavadores, especialmente para buscar refugio y sustento.
«La bioturbación es una de las formas más importantes de ingeniería de ecosistemas en la actualidad, tanto en los océanos como en la tierra», dijo Lidya Tarhan, profesora adjunta de ciencias de la Tierra y planetarias en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale, y autora principal del estudio publicado en la revista Science Advances .
En los océanos, la bioturbación desempeña un papel fundamental en la configuración de la habitabilidad y la ecología del fondo marino, así como en la regulación del ciclo de nutrientes en las aguas oceánicas suprayacentes —afirmó Tarhan—. Sin embargo, desde hace tiempo se desconoce cómo ha variado la bioturbación a lo largo del pasado de la Tierra y cuándo los bioturbadores se convirtieron en los ‘ingenieros’ de enorme impacto que son hoy.
Además de sus propios datos —que incluyen observaciones de trabajos de campo geológicos en EE. UU., Canadá, España y Australia, así como núcleos de perforación de sedimentos recolectados en los océanos actuales—, Tarhan y sus colaboradores analizaron más de 1000 estudios científicos previos. Buscaron específicamente información sobre la intensidad de la agitación de los sedimentos del fondo marino, así como seis tipos de madrigueras fosilizadas que se encuentran típicamente entre las más profundas del fondo marino. Finalmente, recopilaron una base de datos que abarca 540 millones de años de historia de la Tierra, casi la totalidad de la historia evolutiva de la vida animal.
El equipo obtuvo varios conocimientos nuevos de su investigación.
En primer lugar, descubrieron que los dos tipos principales de bioturbación —la excavación y la mezcla de sedimentos por parte de los animales— se desarrollaron por separado. La excavación profunda comenzó en las primeras etapas de la evolución animal; la mezcla de sedimentos tardó cientos de millones de años en desarrollarse.
«Los animales excavadores, como los gusanos, y posteriormente las almejas y los crustáceos, eran abundantes y estaban muy extendidos, al menos en los océanos poco profundos», afirmó Tarhan, quien también es curador adjunto del Museo Peabody de Yale. «Les tomó más tiempo aventurarse a las profundidades oceánicas. Sin embargo, la mezcla de sedimentos se retrasó. Nuestra hipótesis es que el estrés por oxígeno en los océanos, especialmente en intervalos de climas cálidos de efecto invernadero, pudo haber sido un factor determinante».
Los niveles de oxígeno oceánico probablemente eran muy bajos cuando las comunidades animales del fondo marino se estaban estableciendo, afirmó. Con temperaturas del agua más cálidas, las tasas metabólicas de los animales aumentan, al igual que su necesidad de oxígeno. Esto probablemente significó que la mezcla de sedimentos , que requiere un gran gasto de energía, quedó relegada a un segundo plano frente a una excavación menos intensiva.
Los investigadores también pudieron empezar a documentar cómo la bioturbación se ha visto afectada por grandes cambios ambientales y extinciones masivas a lo largo de la historia. Por ejemplo, durante la extinción masiva del Pérmico Final, hace 252 millones de años, cuando se extinguió potencialmente más del 90 % de las especies animales , la bioturbación cesó temporalmente. Posteriormente, comenzaron a reaparecer lentamente pequeñas madrigueras horizontales.
Se investigará más a fondo qué papel tuvo esta bioturbación enormemente reducida en el restablecimiento de nutrientes en el océano y la posterior regeneración de los ecosistemas.
«Sin una visión clara de cómo respondieron los bioturbadores a los estresores ambientales y con qué rapidez se recuperaron tras las extinciones, nuestra comprensión de la mecánica de las cascadas ecológicas que impulsan la extinción y determinan la recuperación es muy confusa», afirmó Tarhan. «Esto, sin duda, agrava los desafíos que enfrentamos al intentar predecir los impactos ecológicos de nuestra actual crisis de extinción».
Kate Pippenger, estudiante de posgrado del laboratorio de Tarhan en Yale, es coautora del estudio. Otros coautores son Alison Cribb, de la Universidad de Southampton; Michelle Zill y David Bottjer, de la Universidad del Sur de California; William Phelps, del Riverside Community College; Mary Droser, de la Universidad de California-Riverside; y Matthew Clapham, de la Universidad de California-Santa Cruz.
Más información: Lidya G. Tarhan et al., Seguimiento de la bioturbación a través del tiempo: La evolución de las capas sedimentarias marinas mixtas y de transición, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu7719
