Los Suelos Primigenios: ¿Comenzó la vida pluricelular sobre la tierra firme antes que en el mar? (Los Suelos de Ediacara)

Y (…) ¡cómo no! ha tenido que ser Don Gregorio quien en base a nuevas evidencias empíricas ha lanzado la siguiente conjetura. La vida pluricelular y con ella la formación de suelos emergidos se adelanta 100 millones de años a lo que se pensaba hasta la fecha. Es decir, los primeros medios edáficos podrían haberse generado hace unos 542-635 millones de años, mucho antes de la denominada explosión cámbrica marina. El afamado yacimiento australiano de Ediacara, albergaría pues una biota primigenia terrestre y sus suelos fósiles, que no a los populares organismos pluricelulares marinos de Stephen Jay Gould  en su best seller “La Vida Maravillosa” (ver en breve resumen de lo conocido hasta la fecha pinchando aquí). El estudio que analizamos hoy, es decir el de Don Gregorio, ha sido recientemente publicado en la Revista Nature causando conmoción en el mundillo científico, por cuanto de ser corroboradas sus conclusiones, cambiarán las concepciones actuales de la evolución de la vida sobre el Planeta Tierra. Luego os explico mi admiración por Don Gregorio. Prosigamos ahora elaborando una breve síntesis que anteceda a las tres notas de prensa que os ofrecemos hoy sobre esta primicia edafológica, de gran calado.  El reciente estudio de este investigador australiano, residente en EE.UU., nos habla de un una biota del tipo de las  Costras Biológicas del Suelo  y/o tapetes microbianos actuales en los desiertos fríos. Aquellos suelos de Ediacara, al parecer se generaron sobre sedimentos de loess en ambientes muy fríos, periglaciares con acusados rasgos de crioturbación, es decir de la acción mecánica del hielo que remoza los materiales edáficos. De acuerdo a Don Gregorio, estos primigenios ecosistemas terrestres ayudaron a liberar nutrientes de la tierra firme a los océanos, favoreciendo, a la postre, la evolución y eclosión de vida pluricelular marina, es decir la explosión cámbrica. Hablaríamos pues, sorprendentemente, de que los primeros registros edáficos se encontraron en los edafotaxa que hoy agrupamos bajo los nombres genéricos de “Crisosuelos” o Gelisuelos”. Sería también por tanto la edafosfera emergida y su vida la que estimularon la marina y no al revés. Consideramos que las noticias son lo suficientemente claras para no divagar más. Os explico ahora mi admiración por Don Gregorio.

Costras biológicas en desiertos fríos actuales. Fuente: blog Practicalbio

Ya os comenté que en el ámbito de la ciencia del suelo no atesora líderes destacados, lo cual en mi opinión es síntoma del estancamiento creativo que sufre nuestra disciplina. Sin embargo, en muy escasas ramas de la edafología sí aparece algún investigador singular cuya figura se alza sin cuestionamiento sobre todos los demás. Este es el caso de Don Gregorio, es decir de Gregory J. Retallack. Sus estudios de paleoedafología, centrados en eras geológicas remotas, son casi únicos. Más aun,  para cualquier interesado en el tema las dos ediciones de su libro “Soils of the past” son de ineludible lectura y obligada referencia. Eso sí, debemos reconocer que mi aprecio por este investigador se debe esencialmente a que trabaja como franco tirador, es decir que aborda una línea de investigación que, por desgracia, apenas interesa a la comunidad de edafólogos, mucho más ensimismados en el estudio de paleosuelos mucho más recientes, en términos geológicos. Por el contrario, Retallack se remonta cientos de millones de años atrás extrayendo evidencias edáficas de las rocas más antiguas del registro geológico. Hace ya años que intente iniciar un curso sobre la evolución de los suelos a lo largo de la historia de la Tierra. Empero se trata de “suelos pantanosos” ya que lo que se dice un día es desmentido al siguiente. En consecuencia, el primer post que edité sobre el tema Evolución de los Suelos Desde el Origen de la Tierra: Resumen Preliminar, quedó en eso, “preliminar”, a pesar de tener compilado bastante material. Con el tiempo fui añadiendo otros, pero sin la consistencia argumental necesaria como para hablar de curso. Y no debo arrepentirme ya que las últimas investigaciones de Don Gregorio, habrían puesto patas a riba todo lo escrito con anterioridad. No os aburro más, y os dejo con esta primicia edafológica de gran calado. Eso sí también debemos recordar que antes de Retallack, otro investigador postuló, contra corriente, que las primeras formas de vida unicelulares debieron surgir del suelo por razones que ya apuntamos. Hablamos de Graham Cairns-Smith.

Areniscas de Edicaria. Fuente: Wikipedia

Juan José Ibáñez

Algunos post previos relacionados son el tema

La Vida y Formación del Suelo en los Desiertos: Las Costras Biologías del Suelo

Tipos de Costras sobre la Superficie del Suelo

Costras Biológicas del Suelo

Los Suelos y el Origen de la Vida

Evolución de los Suelos Desde el Origen de la Tierra: Resumen Preliminar

Proponen que la fauna edicarense estaba constituida en realidad por formas de vida muy simples que habitaban tierra firme

Se trataría de formas de vida sésiles con forma tubular y de hoja que habitaron en la Tierra en el fondo de mares someros. O eso se creía hasta el momento. Ahora llega una noticia que no deja ser absolutamente sorprendente de confirmarse.

FUENTE | LaFlecha 29/12/2012

Según Gregory Retallack, de University of Oregon, la fauna de Ediácara australiana no correspondería a animales marinos muy simples, sino a tapetes microbianos o líquenes que vivían en tierra firme. Este resultado adelantaría la primera conquista de tierra firme por parte de la vida terrestre en más de 100 millones de años.

Hasta ahora se consideraban que esta fauna eran seres similares a las medusa, a gusanos y a otros invertebrados marinos, aunque no se les consideraba antepasados de los seres que vinieron después, sino un experimento evolutivo fallido que desapareció al surgir animales más avanzados. Siempre han supuesto un misterio para los paleontólogos y su ubicación en el árbol filogenético ha sido complicada.

Retallack ha analizado, junto a sus colaboradores, unos ejemplares de fósiles procedentes de esa zona de Australia (en concreto del sitio Flinders Ranges) con las últimas técnicas de análisis químico y de microscopía. Encontraron que las rocas que contienen estos fósiles presentan una superficie distintiva, denominada «piel de elefante», que se corresponde a superficies que han sido conservadas por lechos de arena. Las grietas y otras características de esta piel de elefante corresponderían no a seres marinos, sino a tapetes microbianos que aparecen hoy en día en tierra firme en los desiertos modernos.

La diversidad de los fósiles analizados reflejaría, según los investigadores implicados, una preferencia de estos organismos por suelos descongelados bajos en salinidad y ricos en nutrientes como sucede hoy en día. Otros ejemplares podrían ser líquenes, cuerpos fructíferos de hongos o mohos del limo. Algunos de ellos podrían tener incluso un origen no biológico y ser fruto de la congelación y otros procesos. La clave está en el ordenamiento granular, que indica que la acumulación de arena se debió a la acción del viento, algo que no se encuentra en el caso marino. La composición química y los colores de estas rocas indican que cuando se formaron fueron expuestas a los elementos atmosféricos.

Además las imágenes de microscopía revelan que justo debajo de los fósiles hay estructuras tubulares ramificadas de un centímetro o más de longitud. Esto recuerda a los sistemas de anclaje al suelo de los modernos musgos y líquenes. Todo apunta a que estos seres fueron cubiertos por arena en la misma posición que cuando vivían sobre prominencias del suelo en donde crecían. Las señales de congelación y la composición química muestran que se trataría de suelos secos en tierra firme similares a los que se encuentran en la tundra hoy en día en lugar de ser lagunas marinas tropicales. Recordemos que por esa época la Tierra acaba de salir de un profundo periodo glaciar que congeló casi toda la superficie del planeta.

Esta fauna sería una radiación evolutiva de vida sobre tierra firme que precedería en 20 millones de años a la explosión del Cámbrico que se dio en el mar. Puede que quizás la vida en tierra firme era más grande y compleja que la vida que había por aquel entonces en el mar. Los autores especulan que quizás la acción de los seres en tierra firme pudo haber proporcionado lo nutrientes que, una vez arrastrados al mar por la meteorización, alimentaría la famosa explosión. Aunque esta acción sobre tierra firme sería menos efectiva que la acción de los ecosistemas modernos, en los que abundan plantas de gran tamaño. De todos modos Retallack sugiere que quizás otros ejemplares de fósiles edicarenses encontrados en otros lugares del mundo no tengan un origen en tierra firme, pero que de todos modos hay que reevaluarlos. Es, sin duda, una propuesta interesante.

Australian Multicellular Fossils Point to Life On Land, Not at Sea, Geologist Proposes

Dec. 12, 2012 — Ancient multicellular fossils long thought to be ancestors of early marine life are remnants of land-dwelling lichen or other microbial colonies, says University of Oregon scientist Gregory J. Retallack, who has been studying fossil soils of South Australia.

Ediacaran (pronounced EDI-akran) fossils date to 542-635 million years ago. They’ve been considered fossil jellyfish, worms and sea pens, but are preserved in ways distinct from marine invertebrate fossils. The fossils — first discovered in 1946 in Australia’s Ediacara Hills — are found in iron-colored impressions similar to plant fossils and microbes in fossil soils.

Retallack, a native of Australia, examined ancient Ediacaran soils with an array of state-of-the-art chemical and microscopic techniques, including an electron microprobe and scanning electron microscope in the UO’s CAMCOR Microanalytical Facility headed by John Donovan and rock-analysis technology in the UO’s stable isotope laboratory of Ilya Bindeman.

The soils with fossils, Retallack writes in his study, «are distinguished by a surface called ‘old elephant skin,’ which is best preserved under covering sandstone beds.» The healed cracks and lumpy appearance of sandy «old elephant skin» are most like the surface of microbial soil crusts in modern deserts.

«This discovery has implications for the tree of life, because it removes Ediacaran fossils from the ancestry of animals,» said Retallack, professor of geological sciences and co-director of paleontological collections at the UO’s Museum of Natural and Cultural History. His evidence, mostly gathered from a site in the Flinders Ranges, is presented in a paper placed online ahead of print by the journal Nature.

«These fossils have been a first-class scientific mystery,» he said. «They are the oldest large multicellular fossils. They lived immediately before the Cambrian evolutionary explosion that gave rise to familiar modern groups of animals.»

Retallack studied numerous Ediacaran fossils and determined that the diversity reflects a preference by the ancient organisms for «unfrozen, low salinity soils, rich in nutrients, like most terrestrial organisms.» Thus the fossils in Australia’s iconic red-rock ranges, he concludes, were landlubbers. In his closing paragraph, Retallack outlines implications for a variety of other Edicaran fossils, that could have been lichens, other microbial consortia, fungal fruiting bodies, slime molds, flanged pedestals of biological soil crusts, and even casts of needle ice.

Ediacaran fossils, he said, represent «an independent evolutionary radiation of life on land that preceded by at least 20 million years the Cambrian evolutionary explosion of animals in the sea.» Increased chemical weathering by large organisms on land may have been needed to fuel the demand of nutrient elements by Cambrian animals. Independent discoveries of Cambrian fossils comparable with Ediacaran ones is evidence, he said, that even in the Cambrian, more than 500 million years ago, life on land may have been larger and more complex than life in the sea.

Retallack leaves open the possibility that some Ediacaran fossils found elsewhere in the world may not be land-based in origin, writing in his conclusion that the many different kinds of these fossils need to be tested and re-evaluated.

«The key evidence for this new view is that the beds immediately below the cover sandstones in which they are preserved were fossil soils,» he said. «In other words the fossils were covered by sand in life position at the top of the soils in which they grew. In addition, frost features and chemical composition of the fossil soils are evidence that they grew in cold dry soils, like lichens in tundra today, rather than in tropical marine lagoons.»

Fossil soils are usually recognized from root traces, soil horizons and soil structures, but in rocks of Ediacaran age, before the advent of rooted plants, only the second two criteria can be used to recognize fossil soils. Ediacaran fossil soils, Retallack said, represent ecosystems less effective at weathering than the modern array of ecosystems, so that soil horizons and soil structures are not as well developed as they are in modern soils.

«The research conducted by Dr. Retallack helps to unravel the mystery of very ancient life on Earth,» said Kimberly Andrews Espy, UO vice president for research and innovation, and dean of the graduate school. «It also serves as an example of how technology, some of it developed at the University of Oregon, can be used to analyze materials from anywhere in the world.»

Story Source: The above story is reprinted from materials provided by University of Oregon.

Note: Materials may be edited for content and length. For further information, please contact the source cited above.

Journal Reference: Gregory J. Retallack. Ediacaran life on land. Nature, 2012; DOI: 10.1038/nature11777

Resumen de la Nota de Nature | Letter

Ediacaran life on land. Gregory J. Retallack; Nature(2012)doi:10.1038/nature11777Received 11 July 2012 Accepted 09 November 2012 Published online 12 December 2012

Ediacaran (635–542 million years ago) fossils have been regarded as early animal ancestors of the Cambrian evolutionary explosion of marine invertebrate phyla, as giant marine protists and as lichenized fungi. Recent documentation of palaeosols in the Ediacara Member of the Rawnsley Quartzite of South Australia confirms past interpretations of lagoonal–aeolian deposition based on synsedimentary ferruginization and loessic texture. Further evidence for palaeosols comes from non-marine facies, dilation cracks, soil nodules, sand crystals, stable isotopic data and mass balance geochemistry. Here I show that the uppermost surfaces of the palaeosols have a variety of fossils in growth position, including Charniodiscus, Dickinsonia, Hallidaya, Parvancorina, Phyllozoon, Praecambridium, Rugoconites, Tribrachidium and ‘old-elephant skin’ (ichnogenus Rivularites). These fossils were preserved as ferruginous impressions, like plant fossils, and biological soil crusts of Phanerozoic eon sandy palaeosols. Sand crystals after gypsum and nodules of carbonate are shallow within the palaeosols, even after correcting for burial compaction. Periglacial involutions and modest geochemical differentiation of the palaeosols are evidence of a dry, cold temperate Ediacaran palaeoclimate in South Australia. This new interpretation of some Ediacaran fossils as large sessile organisms of cool, dry soils, is compatible with observations that Ediacaran fossils were similar in appearance and preservation to lichens and other microbial colonies of biological soil crusts, rather than marine animals, or protists.