La evolución de las raíces de los árboles puede haber desencadenado una serie de extinciones masivas que sacudieron los océanos de la Tierra durante el Período Devónico hace más de 300 millones de años, según un estudio dirigido por científicos de la Universidad de Indiana, junto con colegas del Reino Unido.

Las pruebas de esta nueva visión de un periodo notablemente volátil de la prehistoria de la Tierra se recogen en el Boletín de la Sociedad Geológica de América, una de las publicaciones más antiguas y respetadas en el campo de la geología. El estudio fue dirigido por Gabriel Filippelli, profesor de Ciencias de la Tierra en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Indiana, y Matthew Smart, estudiante de doctorado en su laboratorio en el momento del estudio.

Nuestro análisis muestra que la evolución de las raíces de los árboles probablemente inundó los océanos del pasado con un exceso de nutrientes, causando un crecimiento masivo de algas, dijo Filippelli. Estas floraciones de algas rápidas y destructivas habrían agotado la mayor parte del oxígeno de los océanos, desencadenando eventos de extinción masiva catastróficos.

El período Devónico, que tuvo lugar hace entre 419 y 358 millones de años, antes de la evolución de la vida en la Tierra, es conocido por los sucesos de extinción masiva, durante los cuales se estima que pereció casi el 70% de toda la vida en la Tierra.

Científicos recogen muestras de rocas en la isla de Ymer, en el este de Groenlandia, uno de los varios yacimientos cuyo análisis ha permitido conocer la composición química de los lechos lacustres en el periodo Devónico | foto John Marshall, Universidad de Southampton.

El proceso descrito en el estudio -conocido científicamente como eutrofización- es notablemente similar al fenómeno moderno, aunque a menor escala, que actualmente alimenta amplias “zonas muertas” en los Grandes Lagos y el Golfo de México, ya que el exceso de nutrientes de los fertilizantes y otras escorrentías agrícolas desencadenan floraciones masivas de algas que consumen todo el oxígeno del agua.

La diferencia es que estos eventos pasados fueron probablemente alimentados por las raíces de los árboles, que extrajeron nutrientes de la tierra durante los tiempos de crecimiento, y luego los vertieron abruptamente en el agua de la Tierra durante los tiempos de decadencia. La teoría se basa en una combinación de pruebas nuevas y existentes, dijo Filippelli.

Basándose en un análisis químico de los depósitos de piedra de antiguos lechos lacustres -cuyos restos persisten en todo el mundo, incluidas las muestras utilizadas en el estudio procedentes de yacimientos de Groenlandia y de la costa noreste de Escocia-, los investigadores pudieron confirmar los ciclos previamente identificados de niveles más altos y más bajos de fósforo, un elemento químico que se encuentra en toda la vida de la Tierra.

También pudieron identificar los ciclos húmedos y secos basándose en los signos de “meteorización” -o formación del suelo- causados por el crecimiento de las raíces, donde una mayor meteorización indica ciclos húmedos con más raíces y una menor meteorización indica ciclos secos con menos raíces.

Reconstrucción de la planta progimnosperma extinta Archaeopteris macilenta a partir de los fósiles de las montañas Catskills de Nueva York | foto Retallack en Wikimedia Commons

Lo más significativo es que el equipo descubrió que los ciclos secos coincidían con niveles más altos de fósforo, lo que sugiere que las raíces moribundas liberaban sus nutrientes en el agua del planeta durante estas épocas.

No es fácil mirar más de 370 millones de años en el pasado, dijo Smart. Pero las rocas tienen una larga memoria, y todavía hay lugares en la Tierra donde se puede utilizar la química como un microscopio para desvelar los misterios del mundo antiguo.

Teniendo en cuenta que los ciclos del fósforo se produjeron al mismo tiempo que la evolución de las primeras raíces de los árboles -una característica de Archaeopteris, también la primera planta que cultivó hojas y alcanzó una altura de 9 metros-, los investigadores pudieron señalar la descomposición de las raíces de los árboles como el principal sospechoso detrás de los eventos de extinción del Período Devónico.

Afortunadamente, según Filippelli, los árboles modernos no causan una destrucción similar porque la naturaleza ha desarrollado sistemas para equilibrar el impacto de la madera en descomposición. La profundidad del suelo moderno también retiene más nutrientes en comparación con la fina capa de tierra que cubría la Tierra antigua.

Pero la dinámica revelada en el estudio arroja luz sobre otras amenazas más recientes para la vida en los océanos de la Tierra. Los autores del estudio señalan que otros han argumentado que la contaminación por fertilizantes, estiércol y otros desechos orgánicos, como las aguas residuales, han colocado a los océanos de la Tierra al “borde de la anoxia”, es decir, de la falta total de oxígeno.

Estos nuevos conocimientos sobre los resultados catastróficos de los acontecimientos naturales en el mundo antiguo pueden servir de advertencia sobre las consecuencias de condiciones similares derivadas de la actividad humana en la actualidad, afirmó Fillipelli.

Fuentes

Indiana University | Matthew S. Smart, Gabriel Filippelli, William P. Gilhooly III, John E.A. Marshall, Jessica H. Whiteside; Enhanced terrestrial nutrient release during the Devonian emergence and expansion of forests: Evidence from lacustrine phosphorus and geochemical records. GSA Bulletin 2022; doi.org/10.1130/B36384.1

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