dissabte, 27 d’agost de 2016

Sousatitan. Noves restes de Titanosaures al Brasil.

En la segona notícia de Sauròpodes d'avui no es movem de les pàgines de la Cretaceous Research per parlar sobre un Ttanosaure de l'altra banda de l'Atlàntic, del Brasil. Coincidint amb la celebració dels Jocs Olímpics en aquell país, el blog angloparlant Everything Dinosaur (del qual a vegades ha extret informació) va donar a conèixer un estudi publicat al 5 de juliol per paleontòlegs de la Universitat Federal de Pernambuco i la de Sao Carlos al Brasil i la de Ciutat del Cap a Sud-àfrica.
A l'estat de Paraiba, al nord-est del Brasil, i més concretament en una regió coneguda com Sousa, s'han identificat varis rastres de dinosaures cretàcics i alguns ossos, encara que molt pocs i molt dispersos entre si. Un d'aquests ossos, un peroné, ha estat identificat com el d'un Titanosaure. El fòssil pertany geològicament a la Formació Rio Piranhas del Cretaci inferior Hauterivià-Barremià (circa 136 M.A.). És el primer fòssil corporal de Titanosaure desenterrat en aquesta part del Brasil, un país del qual s'han descrit nou tàxons. L'exemplar ha rebut el nom de Sousatitan ("tità de Sousa"), un nom que sembla científic però que realment és afectuós ja que li faltaria la part específica (un altre cas és el també Titanosaure Sibirosaurus, de Rússia). Un sol peroné no ha estat considerat suficient com per nombrar-lo científicament.

El peroné del Sousatitan vist en diferents angles. En la foto més a la dreta de l'os complet hi ha un rectangle on s'indica la part del cos on hi ha hagut el tall per fer l'anàlisi histològica.
Foto: Cretaceous Research.
La peça va ser desenterrada pel resident local Luiz Carlos Gomes, que va publicar el seu descobriment on-line per mitjà d'una foto, i va ser per aquí que els paleontòlegs es van adonar de la troballa i el van extreure per a l'estudi del qual parlo avui. L'os es va comparar amb els rastres d'icnites de Titanosaures presents també a Sousa, els quals semblen pertànyer a animals adults amb una mida aproximada de 16 m. El peroné semblava ser el d'un exemplar més petit, que podria tractar-se o d'un juvenil o d'un tàxon nan. L'anàlisi histològica de la zona mitjana del peroné va confirmar que la criatura a la qual pertanyia la resta era un subadult que tindria entre un 40% i un 50% de les dimensions d'un possible adult. El Sousatitan podria haver tingut una llargada de 5,7 m i una alçada d'1,6 m, i ja hauria passat bona part de la fase de creixement juvenil, sense acabar de fer el procés.
Una nova aventura amb Titanosaures ha començat al país de la samba i el carnaval. El descobriment del Sousatitan també ja ha estat anunciat en mitjans brasilers.

Relació de mida entre el Sousatitan (negre) amb dos exemplars identificats a partir d'icnites (els dos tons de gris). Els tres dinosaures estan a la vegada posats en relació a un humà.
Foto: Universitat de Ciutat del Cap.

Lohuecotitan pandafilandi, el Titanosaure de Conca.

Aquest dissabte presento dues notícies sobre l'estudi dels Sauròpodes ocorregudes durant aquests juliol i agost. Totes dues van sobre noves espècies, una de la Península Ibèrica descrita amb nom binomial permanent i una del Brasil la qual encara només posseeix un nom afectuós.
Doncs comencem parlant de l'espècie ibèrica. En una entrada anterior ja vaig parlar del jaciment de Lo Hueco (Conca, Cretaci superior Campanià-Maastrichtià), d'on els Sauròpodes Titanosaures són els fòssils estrella. Des del 2007 que s'han anat desenterrant restes postcranials d'aquests dinosaures, la descripció de les quals per fi ha sortit a la llum sota un nom científic binomial: Lohuecotitan pandafilandi. El nom genèric significa "el tità de Lo Hueco" (titan és un sufix molt utilitzat amb els Titanosaures en referència al nom del grup i la seva gran mida). I l'específic és una referència cultural a en Miguel de Cervantes i la seva obra mestra Don Quixot de La Manxa, a través del gegant Pandafilando de la Fosca Vista. L'article que el presenta, signat pel Grup de Biologia Evolutiva de la UNED, la UAM i el Museu d'Història Natural de Berlín va ser publicat a la Cretaceous Research l'11 d'agost. El dinosaure va ser presentat per alguns dels científics autors en una roda de premsa el 19 d'agost al Museu Paleontològic de Castella-La Manxa.

Reconstrucció d'un Lohuectotian caminant per una zona costera. Els osteoderms del llom estan realitzats a partir d'altres Titanosaures.
Foto: Eloy Manzanero i Francisco Gascó.
L'holotip del Lohuecotitan està descrit per un esquelet parcial desarticulat compost per tres vèrtebres cervicals, sis dorsals, fragments de les vèrtebres sacres, vint vèrtebres caudals, el cúbit esquerre, els dos isquis, el pubis esquerre i el fèmur, tíbia i peroné drets. Representa un animal entre 15-20 metres de longitud que va viure fa uns 75 M.A. El Lohuecotitan és el segon Titanosaure cretàcic autòcton de  la Península Ibèrica després del Lirainosaurus, identificat a Castella i Lleó i el País Valencià. Encara que la proporció de fòssils d'aquests Sauròpodes a la Península va augmentant, segueixen sent pocs els que estan descrits a partir de restes suficients i les relacions filogenètiques amb els Titanosaures més comuns i coneguts d'altres continents segueixen sent poc clares. El Lohuecotitan s'ha situat en l'anàlisi filogenètica dins del clade de Titanosaures conegut com Lithostrotia a partir d'articulacions amb un angle molt pronunciat a les vèrtebres dorsals. Això situa al Sauròpode de Conca a prop del mongol Ophistocoelicauda, el nord-americà Alamosaurus i els Saltasàurids (Saltasauridae), que inclou als Titanosaures més coneguts. El peroné també presenta afinitats amb el de l'indi Jainosaurus. Per una altra banda, el Lohuectotian es diagnostica a partir de vuit característiques pròpies de les vèrtebres. Per ara, encara s'ha d'esperar per obtenir una visió més general dels Titanosaures ibèrics i les seves afinitats evolutives.

De dalt a baix i d'esquerra a dreta: Sacre, cúbit, fèmur, isqui, pubis, peroné i tíbia (alguns en diferents vistes) de l'holotip del Lohuecotitan.
Foto: Cretaceous Research.

dijous, 25 d’agost de 2016

El retorn del "rex". Noves restes de Tiranosaure.

Els resultats de les campanyes d'excavació fetes cada estiu per museus i universitats són presentats per les institucions organitzadores. Aquí destaco un cas procedent dels EUA, en la campanya feta pel Museu Burke o Museu d'Història Natural i Cultura de l'Estat de Washington (Seattle) als jaciments de la Formació Hell Creek a Montana.
El 17 d'agost, el Museu Burke va publicar el descobriment més espectacular fet durant la campanya d'enguany, un esquelet parcial de Tiranosaure, el rei de Hell Creek. Fins llavors s'havia desenterrat el 20% de les restes, que incloïen un crani, les dents, costelles, certes vèrtebres i la pelvis. Els fòssils de Tiranosaure sempre són especials, ja que el dinosaure no aviari més popular de tots és un animal escàs en els jaciments. Això fa que molts dels esquelets parcials que s'han desenterrat d'aquest Teròpode tinguin noms afectuosos com la femella adulta Sue del Museu Field d'Història Natural (Chicago), la femella juvenil Jane del Museu Burpee d'Història Natural (Rockfield, Illinois) o el mascle Stan de l'Institut de Rcerca Geològica dels Turons Negres (Hill City, Dakota del Sud). En aquest cas, els paleontòlegs de Seattle han anomenat al nou exemplar el "Rex Tufts-Love", en homenatge a dos paleontòlegs voluntaris que el van identificar per primera vegada: en Jason Love i en Luke Tufts.

Quatre paleontòlegs del Museu Burke cobrint de guix el crani del "Rex Tufts-Love", abans de ser transportat a Seattle.
Foto: Museu Burke/Dave DeMar.
El "Rex Tufts-Love" té una edat aproximada de 66, 3 M.A., pel que és 300000 anys anterior al Límit K/T. Els paleontòlegs que l'han desenterrat ja han indicat alguns aspectes que es podrien extreure del "Rex Tufts-Love", encara que falta molt de temps perquè es comenci un estudi seriós. Per exemple, diuen que aquest exemplar podria tenir 15 anys a l'hora de morir, una edat que, després de molts estudis anteriors, està considerada la longevitat mitjana d'un Tiranosaure, que podria arribar als 25 anys. Per avui, 25 d'agost, el crani i les costelles del "Rex Tufts-Love" ja va ser transportats a Seattle mitjançant un camió. Les restes transportades, inclòs el recobriment de guix, pesen més d'una tona i 130 kg. Pesava tant que es va tenir que utilitzar un tractor d'alta resistència per posar el fòssil dins del camió. La càrrega va arribar al Museu Burke el 18 d'agost.

Una de les dents del "Rex Tufts-Love". Les dents són algunes de les parts millor conservades d'aquest mou Tiranosaure.
Foto: Museu Burke/Tom Wolken.
Segons l'equip de Seattle, el crani del "Rex Tufts-Love" es troba entre els 15 més complets de Tiranosaure. Creuen que un exemplar tant ben conservat del gegantesc depredador podria ser una atracció important del Museu Burke. Des del 20 d'agost, i fins al 2 d'octubre, el crani de Tiranosaure està exposat al museu encara envoltat del recobriment de guix. A partir d'aquí, començarà el procés de preparació i descripció del fòssil, la qual supera l'any en casos com aquests. També es desenterraran la resta d'ossos del Tiranosaure durant la campanya de l'estiu que ve. El Museu Burke està en procés de renovació i un nou edifici s'inaugurarà al 2019. Sent optimistes, l'equip de paleontòlegs considera previst exhibir el crani totalment extret de la roca en el nou museu.

diumenge, 21 d’agost de 2016

Els mamífers al Límit K/T. Investigacions 2016.

Després dels dinosaures no aviaris, el llinatge d'animals sobre el qual s'han dedicat més investigacions respecte a la seva situació al Límit K/T són els mamífers, considerats els grans supervivents per ocupar els nínxols ecològics terrestres bacants després de que les aus ocupessin els aeris. Enguany s'han publicat varis estudis sobre la relació mamífers-Límit K/T, i aquí en comentaré dues que semblen el suficientment interessants, sobretot per aparèixer en certs mitjans tant divulgadors com generals.

Imatge humorística sobre el canvi de rols en els ecosistemes terrestres abans i després del Límit K/T. El mamífer passa de ser la presa al depredador i al dinosaure li toca el camí contrari.
MAMÍFERS NO TANT DOMINATS...

La visió clàssica en els estudis paleontològics sobre els mamífers mesozoics, i la que s'ha difós més al públic per mitjans com els documentals, és que tots aquests animals eren criatures nocturnes, de dieta insectívora, no més grans que una mostel·la i poc diversificats, a causa de la supremacia ecològica dels dinosaures en els medis terrestres. L'extinció del Límit K/T va permetre que els mamífers poguessin adquirir les formes que coneixem actualment, o semblants.
Mentre aquest paradigma continua sent el més popular entre el públic, en la última dècada i mitja s'han descrit tot un seguit de mamífers juràssics i cretàcics, majoritàriament xinesos, que no concorden amb l'esquema anterior (com el Volaticotherium, semblant a un esquirol volador, el Castorocauda, el nom del qual significa "cua de castor", o el Repenomamus, d'una mida considerable i amb un holotip associat a unes cries de Psittacosaurus que podrien ser les seves preses). Però, tot i el caràcter extraordinari d'aquests fòssils, a vegades s'han tractat com casos aïllats.

Baix-esquerra: foto de l'esquelet holotip del Castorocauda, imprès en una placa de roca de la Formació Jiulognshan (Mongòlia Interior). Dalt-esquerra: dibuix dels ossos de l'holotip i les impressions del seu pelatge. Dreta: reconstrucció de l'esquelet en un hipotètic comportament aquàtic.
Foto: Science.
Els exemples anteriors són del Juràssic superior i del Cretaci inferior, però ara l'enfocament s'ha traslladat al Cretaci superior, on sembla que aquesta diversificació mamífera es va produir a una escala major. Doncs aquí arriba el moment de presentar la investigació d'en David Grossnickle, de la Universitat de Chicago, i l'Elis Newham, de la Universitat de Southampton, publicada a la Proceedings of the Royal Society B el 8 de juny. El seu objecte d'estudi són els molars inferiors de diversos mamífers Teris (marsupials i placentaris) del Cretaci superior (les seves restes més comunes), els quals mostren una significativa diferenciació entre ells, el que indica una varietat important de dietes entre aquests animals. La conclusió obtinguda és que els Teris ja podrien ocupar algun nínxol ecològic una mica més elevat que el d'un insectívor entre uns 10 i uns 20 M.A. del Límit K/T.

Gràfics que mostren la diversitat dels Teris segons la regió, el clade i la morfologia dels molars, entre altres.
Foto: Proceedings of the Royal Society B.
Els motius d'aquesta diversificació i petita promoció ecològica dels Teris cretàcics no acaben d'estar clars, però els dos investigadors ho relacionen amb un equivalent semblant del món vegetal, les Angiospermes, que proporcionarien nous tipus d'aliments a animals de mida mitjana-petita. En el cas dels insectívors, l'aparició de molts insectes pol·linitzadors també els hauria afectat positivament. L'estudi també llença per terra el concepte que el Límit K/T va ser beneficiós pels mamífers, més aviat va tenir un efecte semblant al dels dinosaures. Altres conclusions que han tret del registre fòssil dels Teris cretàcics és que van patir un fenomen d'extinció selectiva, on els tàxons amb una dieta especialitzada van desaparèixer i van sobreviure els tàxons amb una dieta generalitzada. Els dinosaures van passar més o menys pel mateix, però les aus supervivents eren les que tenien la dieta més especialitzada. Conclusió final: l'"època dels mamífers" ja es preludiava als últims moments de l'"època dels rèptils".

...PERÒ TAMBÉ VAN PATIR CERTS PROBLEMES

A finals del mateix mes, més concretament al 23 de juny, la Revetlla de Sant Joan a Catalunya, es va publicar a la Journal of Evolutionary Biology la investigació feta per en Nicholas Longrich de la Universitat de Bath i dos col·laboradors de la mateixa institució, la qual també té els mamífers del Límit K/T com a objecte d'estudi. Tot i que no menciona si els mamífers estaven molt diversificats abans dels fatídics 66 M.A., mostra un escenari més catastrofista per aquests cosins llunyans nostres.
L'equip va examinar el màxim nombre possible de restes fòssils mamíferes (8000 fòssils pertanyents a 145 espècies) del Cretaci superior i el Paleocè d'Amèrica del Nord. Els resultats obtinguts mostren que l'extinció de fa 66 M.A. hauria tingut afectes negatius per a molts mamífers, com en la investigació Grossnickle-Newham, però a una escala molt major, en una proporció de quatre espècies supervivents d'un grup de 59, amb el que els mamífers gairebé que acaben desapareixent. El patró observat per en Longrich i els col·laboradors mostra que els tàxons amb una àmplia distribució geogràfica (tenint en compte que només s'ha investigat un continent, encara que sigui el més proper a Chicxulub) són els que tenen més possibilitats de sobreviure, condemnant als animals de distribució reduïda.
Les conclusions de l'equip de Bath mostren un tempo molt ràpid geològicament pel que fa a la recuperació faunística després del Límit K/T. En uns 300000 anys, la diversitat mamífera nord-americana augmenta fins a arribar a una proporció major a la que existia al Cretaci superior. La nova fauna mostra una varietat morfològica i un nivell d'endemisme (de diferència entre àrees geogràfiques reduïdes) també major a la cretàcica. En Longrich va parlar sobre la seva investigació a la revista de la Smithsonian Institution (Washington DC), on va senyalar que l'endemisme va afavorir a l'èxit dels mamífers durant el Cenozoic pel fet que cada àrea experimentava evolutivament d'una manera diferent. Però la conclusió final és que gairebé el nostre llinatge deixa aquest món i la supervivència hauria estat més un cop de sort. Els dinosaures haurien quedat en ridícul! O haurien continuat sent els amos si algunes aus haguessin ocupats els nínxols ecològics dels seus desapareguts cosins.

Mapes amb la situació dels jaciments d'on provenen els fòssils de mamífers estudiats en Longrich i els seus col·laboradors i una gràfica amb la diversitat d'espècies de cadascun.
Foto: Journaol of Evolutionary Biology.

dissabte, 20 d’agost de 2016

Un estiu d'Heterodontosàurids.

Els Heterodontosàurids, petits Ornitisquis basals existents des del Triàsic fins al Cretaci, han protagonitzat dues investigacions realitzades aquest estiu, una al juny publicada en una revista científica i l'altra al juliol presentada als mitjans.

EL PRIMER ORNITISQUI ARBORÍCOLA

El 27 de juny es va publicar a la Journal of Paleontology de la Universitat de Cambridge la descripció d'unes les restes òssies d'Heterodontosàurid procedent de la Formació Cañón Asfalto (Chubut, Argentina) per part de paleontòlegs del Museo Paleontológico Eigidio Feruglio (Trelew, també a Chubut), la Universidad Nacional de Río Negro i el Museu Estatal de Paleontologia i Geologia de Baviera (Munic). Els fòssils consistien en un peu format per dos metatarsians complets amb les seves respectives falanges i unes vèrtebres caudals associades.
A la Formació Cañón Asfalto ja s'havia identificat amb anterioritat (2011) una espècie d'Heterodontosàurid, el Manidens condorensis ("mà i dents de Cerro Cóndor", un poble proper al jaciment on es va desenterrar l'holotip). Tot i que les noves restes són molt fragmentàries com per assignar-les a un tàxon, l'equip considera que el propietari podria ser un Manidens per ser de la mateixa àrea i època (Juràssic inferior Toarcià, circa 180 M.A.). Per desgràcia, les úniques restes no conegudes del Manidens són, casualitat o no, els peus. Per les característiques histològiques, el nou exemplar seria un subadult.

Falanges de l'exemplar no identificat de la Formació Cañón Asfalto i el peu complet comparat amb els de l'Heterodontosaurus (Juràssic inferior, Sud-àfrica, 1), el Tianyulong (Cretaci inferior, Xina, 2) i un altre exemplar no identificat argentí (3).
Foto: Journal of Paleontology.
Mentre que la confirmació d'aquest peu al Manidens es manté amb dubtes, la morfologia en si dels ossos ha mostrat caràcters molt interessants. Amb comparació amb altres Heterodontosàurids, una vora a la part posterior del peu indica que l'individu tindria un tendó de més. Algunes de les característiques són típiques d'animals bípedes corredors, el comportament assignat majoritàriament als Heterodontosàurids, però les falanges són més llargues del normal i les urpes tenen una forma estreta i corbada. Aquests últims trets, dins dels dinosaures, només són presents en les aus arborícoles, pel que aquest individu argentí podria tindre un mode de vida semblant. Es tracta així del primer cas de comportament arborícola en un Ornitisqui. A més, la morfologia del primer dit del peu, més curt que la resta, indica que el dinosaure podria agafar objectes amb aquest dígit, com un "polze".

Reconstrucció del propietari del peu de la Formació Cañón Asfalto.
Foto: Julio Lacerda.

DESCOBERT PELS RAIGS MÉS POTENTS

Just un mes després de la presentació del peu de la Formació Cañón Asafalto, certs mitjans de comunicació generals, com la BBC, van presentar un projecte realitzat a partir d'un esquelet de l'espècie tipus d'Heterodontosàurid, l'Heterodontosaurus tucki (el nom específic prové del cognom d'un patrocinador de les investigacions que van desenterrar els primers exemplars). El fòssil va ser trobat pel paleontòleg sud-africà Billy de Klerk al 2005 en un torrent fangós en els terrenys d'una granja a la província de Cap Oriental. Aquesta mostra és de 1,1 m de llargada i 10 kg de pes.  Es tracta de l'esquelet més complet d'Heterodontosaurus descobert fins ara. La majoria de la informació estreta sobre aquest gènere prové de fòssils més aviat fragmentaris.
Però hi havia un problema, el fòssil era massa fràgil i la roca massa dura com perquè es pogués estudiar amb mitjans convencionals (com el TC) sense que sofrís algun dany. L'exemplar va anar a parar a mans d'en Jonah Choiniere i en Vincent Fernandez, paleontòlegs de la Universitat de Witwatersrand (Johannesburg). Van decidir que utilitzar radiografies seria la millor manera d'examinar l'exemplar. I no van utilitzar una màquina de raigs X qualsevol, si no la Instal·lació Europea de Radiació de Sincrotró (European Synchrotron Radiation Facility, ESRF) de Grenoble (França), la màquina de raigs X més potent del món.

Foto de l'esquelet d'Heterodontosaurus al complet.
Foto: Billy de Klerk.
Com en un TC, es va poder obtenir una imatge en 3D dels ossos amb la qual es pot observar les cavitats d'antics òrgans com l'encèfal, per investigar posteriorment sobre la seva biologia. Es va observar que els ossos del crani no estaven units del tot, pel que seria un juvenil. Les dents d'aquest Heterodontosaurus estan totes intactes i algunes d'elles estaven a punt de ser reemplaçades per altres, sent la primera prova d'aquest comportament de substitució de dents, comú en molts llinatges de dinosaures, en aquesta espècie.

Escàner del crani de l'Heterodontosaurus fet amb la tecnologia de l'ESRF.
Foto: ESRF.
Postdata: No he trobat proves de que aquests resultats estiguin publicats en una revista científica. 

dimecres, 17 d’agost de 2016

Extinció sobtada al Límit K/T antàrtic.

Ja s'ha vist que l'extinció del Límit K/T no va exterminar només als dinosaures no aviaris. La resta d'animals que van desaparèixer al desastre de fa 66 M.A., sent sobtat o gradual, són molt importants per comprendre el desenvolupament dels esdeveniments, ja que els dinosaures són animals més aviats escassos en el registre fòssil. Els fòssils que més ajudarien a extreure conclusions sobre els ambients passats són els d'uns éssers que no desperten tanta simpatia, els animals bentònics (del fons marí), com els Bivalves i els Gasteròpodes.
Encara que el registre fòssil de Bivalves i Gasteròpodes sigui moltíssim més comú que el dels dinosaures, també existeixen diverses interpretacions d'aquest a favor d'extincions sobtades provocades per impactes gegantins com el de Chicxulub o d'extincions graduals sorgides a part d'un canvi climàtic. El cas que vinc a presentar avui no es refereix als animals bentònics d'una regió qualsevol, si no dels de la mateixa Antàrtida. La hipòtesi majoritària referent a la fauna propera als pols és que es va veure afectada per l'extinció massiva del Límit K/T amb una mica de retràs respecte a la fauna propera als tròpics, on van succeir els fenomens considerats culpables (Chicxulub i traps del Dècan). Enguany també s'ha publicat una investigació referent a aquest tema, que mostra una visió que contradiu a la tradicional.
El 26 de maig es va publicar a la Nature una investigació feta per la Universitat de Leeds i pel Centre d'Investigació Antàrtica de la Gran Bretanya (Cambridge) que revisava més de 6000 fòssils marins procedents de la Formació López de Bertodano, situada a la illa de Seymour (ubicada geogràficament a la Península Antàrtica, on també s'han trobat fòssils terrestres d'una època semblant). La Formació López de Bertodano representa 4 M.A. entre el final del Maastrichtià i l'inici del Danià (la primera etapa del Paleocè). Els fòssils analitzats s'han recol·lectat al llarg de sis anys i corresponen a una gran varietat d'animals marins tant bentònics com nectònics (els que viuen nedant entre la superfície i el fons), que van des dels comuns Bivalves i Gasteròpodes fins als més aviat escassos Mosasaures i taurons, passant pels Ammonits.

Diplomoceras, un Ammonit del Cretaci superior present en els fòssils investigats per l'equip de Leeds i Cambridge.
Foto: James McKay.
Altres grups d'investigadors van proposar que l'extinció del Límit K/T seria menys intensa als pols que als tròpics per la variació de la latitud i per la suposició que els animals de les primeres regions podrien sobreviure millor degut a que haurien d'estar adaptats a condicions característiques dels pols com la nit permanent durant l'hivern. Estudis fets anteriorment amb altres localitats marines del Maastrichtià en latituds similars mostraven que aquests ecosistemes ja sofrien un episodi d'extinció abans del Límit K/T, que s'havia identificat amb un escalfament global començat 2 M.A. abans. La nova evidència de la Formació López de Bertodano mostra que la proporció faunística es va mantenir estable al llarg d'aquest interval, amb una taxa d'extinció molt baixa. Al final, un 70% dels animals desapareix del registre fòssil durant els fatídics 66 M.A., una proporció semblant a la dels ambients marins de jaciments amb una paleolatitud tropical durant el Maastrichtià. Tot i que existeix un període d'escalfament, aquest no influeix amb els canvis observats. L'inici de la recuperació de la fauna hauria començat 350000 anys després de l'extermini generalitzat. Això fa que s'hagi tret la conclusió de que l'impacte meteòric de Chicxulub sigui el principal responsable del desastre, amb una possible "col·laboració" dels traps del Dècan, en el cas que les datacions del basalt indi indiquin un període d'erupció molt continuat.

Gràfica que mostra la diversitat dels fòssils de la Formació López de Bertodano i els seus patrons d'extinció al llarg del Maastrichtià.
Foto: Nature.

dimarts, 16 d’agost de 2016

Dinosaures en vermell.

Aquí comentaré algun d'aquells estudis biològics que no tenen els dinosaures no aviaris com a objecte d'investigació, però a l'examinar dos tipus d'animals propers a ells, hi ha una referència als "reis del Mesozoic" en la conclusió. Aquesta referència fa que els resultats de la investigació apareguin en mitjans divulgadors, si no passarien desapercebuts.
Els animals propers als dinosaures mesozoics sobre els quals s'ha investigat són les tortugues i les aus, i el tema d'estudi és la vista i la pigmentació en vermell que presenten els dos clades. L'última aportació a aquest tema es troba en un article publicat a la Proceedings of the Royal Society B per biòlegs de les Universitats de Cambridge, Iowa i Göteborg (Suècia) el 3 d'agost. El seu objectiu era ampliar la informació obtinguda en les investigacions fetes amb els pinsans zebra o diamants clapats (Taeniopygia guttata), un petit granívor que habita a Austràlia. A partir dels pinsans es va poder identificar el gen que posseeix a les aus de la detecció visual del vermell i la pigmentació corporal també en aquest color, anomenat CYP2J19. El nou article ha relacionat aquesta característica de les aus amb un comportament similar present en les tortugues.

Una parella de diamants clapats. El nom alternatiu de pinsans zebra prové de les ratlles negra i blanca que hi ha sota dels ulls.
Foto: EFinch.
Per arribar fins aquí cal conèixer com són les retines, on s'identifiquen els colors per mitjà de les cèl·lules fotosintètiques (els cons), de rèptils i aus. En aquests animals, els cons contenen una sèrie de gotes d'oli que es diferencien segons el color, cosa que no passa en els mamífers. Dins dels rèptils, les tortugues són l'únic llinatge que presenta gotes d'oli vermell als cons, com també ho tenen els ocells. Les gotes separen la llum que entra a la retina en diferents longituds d'ona, el que permet una detecció més sensible de tons vermellosos. Gràcies a això, aus i tortugues poden veure amb més vermells que els humans, alguns dels únics mamífers que el detecten. Les dietes herbívores i granívores de moltes tortugues i aus contenen molts pigments grogs. La funció del gen CYP2J19 és transformar el pigment groc en vermell, augmentant l'espectre de visió en aquest color que ja proporcionen les gotes dels cons. Com ja s'ha senyalat abans en el cas dels pinsans, el gen CYP2J19 provoca a la vegada l'aparició de pigmentació vermella en el cos dels animals (plomes en les aus i closques en les tortugues). Com més vermell sigui un exemplar, més saludable és i també és més atractiu per al gènere oposat.

Tortuga aquàtica de la família dels Emídids (Emydidae) que presenta una coloració vermella al seu cos.
Foto: Nicole Valenzuela (una de les científiques que han signat l'article).
D'aquesta manera, els investigadors han traçat l'evolució del gen CYP2J19 en els Arquelosaures (Archelosauria), un clade que ajunta les tortugues amb els Arcosaures (la classificació de les tortugues dins dels basals Anàpsids és invàlida des del 2015). Així doncs, el gen hauria aparegut cap als 250 M.A. (Permià/Triàsic), abans de quan es considera la separació del llinatge de les tortugues del dels Arcosaures, però després de que els seus avantpassats comuns es diferenciessin dels Escamosos, que no poden veure en vermell. Els cocodrils, que es van començar a diferenciar després de les tortugues, no presenten el gen CYP2J19. Es considera que aquesta pèrdua estaria deguda a l'adopció d'hàbits nocturns pels cocodrils primitius, ja que el vermell no és tan present durant la nit. I és aquí quan s'ha arribat a la conclusió de que els dinosaures no aviaris i també els Pterosaures tindrien el gen CYP2J19, al trobar-se en aquesta posició intermèdia, encara que argumentar això ja entra dins de l'àrea de l'especulació.

Cladograma dels Tetràpodes on estan assenyalats els llinatges on està present el gen CYP2J19.
Foto: Proceedings of the Royal Society B.

diumenge, 14 d’agost de 2016

La hipòtesi de l'extinció gradual al Límit K/T.

Aquí mostraré generalment els motius que justifiquen els defensors de l'extinció gradual al Límit K/T, tant pel que respecte als animals del Cretaci superior d'Amèrica del Nord com de la resta del món. A més, comentaré un nou estudi que ha sorgit sobre el tema.

EL LÍMIT A HELL CREEK

La majoria d'informació que s'ha obtingut sobre aquest tema prové, com ja s'ha senyalat en entrades anteriors, dels jaciments del tipus badland ("terres dolentes" en anglès, terreny sec format per roques sedimentàries molt erosionades) de l'oest d'Amèrica del Nord, sent l'exemple més clar la Formació Hell Creek (Cretaci superior Maastrichtià), que es troba superposada per la Formació Tullock (Paleògen Paleocè). El límit entre les dues es troba en una capa de carbó (coneguda com la capa carbó-Z), situada per sobre de la capa d'iridi esmentada en altres entrades.

Dos exemples de badlands de la Formació Hell Creek.
Foto: Ed Murphy/North Dakota Geological Survey.
Segons els paleontòlegs William Clemens (Universitat de Califòrnia, Berkeley) i Robert Sloan (Universitat de Minnesota), que han excavat a Hell Creek des dels anys 1950, no hi ha proves en el registre fòssil dels dinosaures de Hell Creek que suggereixi una extinció ràpida i catastròfica d'aquests animals. Un exemple d'això es veu amb el nombre de gèneres dinosaurians que hi ha amb el pas del temps. A la base, s'han identificat 19 gèneres; mentre 16 metres més amunt només n'hi ha 12 i s'acaba a la capa superior amb 7. Per una altra banda, els mamífers incrementen la seva diversitat durant el Maastrichtià i només s'extingeix un 30% dels gèneres de rèptils. Això indica que l'extinció del Límit K/T s'ha d'aplicar a tot el Maastrichtià i estaria més relacionada amb factors ecològics, com un refredament climàtic progressiu, un canvi els vegetals a conseqüència de la variació de temperatures o, en el cas específic dels dinosaures, una possible competència amb els diversos mamífers (en una altra entrada parlaré sobre les novetats que hi hagut enguany entre la relació mamífers-Límit K/T). Consideren que l'impacte de Chicxulub només seria un cop fluix que portaria als animals en declivi a l'extinció que ja tenien anunciada o fan retrocedir l'esdeveniment uns quants milers d'anys abans del límit. La geòloga nord-americana Gerta Keller va publicar al 2004 que el cràter mexicà seria 300000 anys anterior. 
Aquesta és l'explicació sobre el Límit K/T que mostra menys simpatia popular ja que és partidària d'una causa molt complexa d'aquesta extinció massiva que resulta poc atractiva comparada amb l'impacte d'un meteorit gegant. Però sempre hi ha el problema de que el patró que mostren les evidències estigui degut més a una característica incompleta del registre fòssil més que a un factor real de reducció progressiva de la diversitat. Els defensors de l'extinció sobtada defensen que la naturalesa incompleta de les evidències és la responsable de les hipòtesis pro-extinció gradual. Els pro-extinció sobtada consideren important per justificar les seves hipòtesis el fet que es coneixen més gèneres de dinosaures globalment del Cretaci superior (245) que del Cretaci inferior (147), el Juràssic
(+/- 90) i el Triàsic (+/- 30). Però això no respon a una visió global, com si només els dinosaures fossin importants.

Escena de la vida al Hell Creek del Maastrichtià. Un Tiranosaure s'apropa al cadàver d'un Triceratops del qual s'alimenten dos Dromeosàurids Acheroraptor.
Foto: Julius Csotonyi.
VISIÓ GLOBAL

Doncs ara es tractarà la hipòtesi de l'extinció gradual des d'una visió global que inclogui tots els animals i vegetals que existien durant el Cretaci superior en totes les regions del món i en ecosistemes tant terrestres com marins. L'últim període del Mesozoic és una època d'altibaixos on alguns llinatges comencen una llarga decadència (els que ja existeixen des del principi del Mesozoic o abans) mentre que altres es troben en el seu "vigor evolutiu" (els que havien aparegut durant el Cretaci mateix). En els ecosistemes marins, els Ammonits i alguns grups de Bivalves com els Rudistes ja estaven en les seves últimes abans del Límit K/T. També ho estaven els Plesiosaures i els Ictiosaures ja havien desaparegut fa 90 M.A., mentre que els Mosasaures, apareguts només a principi del Cretaci superior, es trobaven en el seu millor moment.

En Bruce, nom afectuós d'un exemplar del Mosasaure Tylosaurus pembinensis exposat al Centre Canadenc dels Descobriments de Fòssils (Canadian Fossil Discovery Centre) a Morden (Manitoba).
Foto: Robyn Hanson/Viquipèdia.
El Cretaci va ser una època molt important per a les plantes, van aparèixer les plantes amb flors o Angiospermes, que van anant substituint les plantes Gimnospermes (les cicadàcies, les coníferes i els ginkgos) i les falgueres com a reines vegetals dels ecosistemes. Així, fa 66 M.A., trobem a les Angiospermes com la part més importants de la flora a bona part del món, mentre que les cicadàcies i els ginkgos havien estat desplaçats cap a les zones polars, llavors amb molt pocs casquets de gel. La clau de l'èxit de les Angiospermes es troba en que van millorar la seva eficiència fotosintètica amb l'augment de la densitat dels nervis de les seves fulles, i l'adquisició d'un nou mètode de pol·linització a través dels insectes que acudien a les seves flors i dels vertebrats que transportaven les seves llavors després de menjar els seus fruits. Les cicadàcies continuen actualment existint en estat salvatge a les zones tropicals i sub-tropicals d'Àsia i Oceania. I de ginkgo només hi ha una espècie supervivent en l'Actualitat, Ginkgo biloba, que viu a la Xina i el Japó. 

Fulla fòssil de Ginkgoites australis, un ginkgo del Cretaci inferior d'Austràlia (aquest exemplar prové de les Capes de Koonwarra, a Victòria).
Foto: Virtual Fossil Museum.
El cas més dramàtic de reducció en la diversitat faunística durant el Cretaci superior en les Tetràpodes es troba amb els Pterosaures. En aquests rèptils voladors apareguts durant el Triàsic, es pot veure una dràstica pèrdua de llinatges a partir de mitjans del Cretaci. Durant les primeres etapes del Cretaci superior només sobrevivien quatre famílies de gran mida: els Pteranodòntids (Pteranodontidae, "ales sense dents"), els Ornitoquèrids (Ornitocheridae, "mans d'au"), els Tapejàrids (Tapejaridae, "éssers antics" en la llengua ameríndia tupí) i els Azdàrquids (Azhdarchidae, en homenatge al drac Ashdaar de la mitologia persa). Al Maastrichtià només sobrevivien els Azdàrquids, dels quals forma part el conegut Quetzalcoatlus nord-americà.

Esquelet reconstruït de Quetzalcoatlus al Museu de Ciències Naturals de Houston (Texas), en posició de caminar sobre terra ferma.
Foto: Stephanie Pappas.
Des de principis del Cretaci ja es veu en els dinosaures un canvi faunístic important, en que disminueixen les faunes herbívores dominades per Sauròpodes i Estegosaures, substituint-los pels Ceratopsians i els Hadrosàurids, sobretot pel que respecta a l'Hemisferi Nord. Els Estegosaures ja no existeixen a finals del Cretaci i els Sauròpodes han perdut bona part dels seus llinatges, encara que els Titanosaures es poden trobar durant el Maastrichtià a gairebé tots els continents. Els Ceratopsians i els Hadrosàurids no apareixen a tot el món, però estant en millors condicions evolutives.
Per últim cal parlar dels mamífers. Des de la seva aparició a finals del Triàsic a partir d'un avantpassat compartit amb els Sinàpsids Cinodonts, van experimentar durant el Mesozoic cinc episodis de diversificació seguits de l'extinció d'alguns llinatges. Els supervivents eren els que es diversificaven llavors. Els marsupials i placentaris actuals formen part de la subclasse dels Teris (Theria), els quals sorgiren al Cretaci inferior i van viure durant el Cretaci superior la seva primera diversificació, encara que es té que esperar al Cenozoic per veure els primers membres dels actuals clades. Els Monotremes (ornitorincs i equidnes actualment) apareixen també al Cretaci inferior, però són desconeguts a finals del període. Altres clades de mamífers més arcaics ja són molt comuns, excepte els Multituberculats (Multituberculata, "amb vàries protuberàncies", per la presència en els seus molars de vàries cúspides alineades), que van sobreviure al Límit K/T.

Esquelet d'Eomaia, un placentari basal del Cretaci inferior (circa 125 M.A.) de Liaoning, coexistint amb els famosos dinosaures emplomallats de la regió. Exposat al Museu de la Ciència de Hong Kong.
Foto: Viquipèdia.
NOVA EVIDÈNCIA (PERÒ NOMÉS PELS DINOSAURES)

Tornem a caure, lamentablement, dins de la posició cèntrica que tenen els dinosaures no aviaris en l'estudi del Límit K/T per presentar un estudi publicat aquest 2016 defensant l'extinció gradual d'aquests animals. El 18 d'abril es va publicar a la PNAS el treball fet per en Manabu Sakamoto i en Chris Venditti de la Universitat de Reading i en Michael Benton de la Universitat de Bristol, que aplicava per primera vegada un enfocament filogenètic al dilema dels últims dinosaures no aviaris.
Mitjançant un anàlisi estadístic, han classificat les dades en tres tipus de grups: els Ornitisquis, els Sauropodomorfs i els Teròpodes. Han conclòs que els resultats obtinguts mostren una disminució a llarg termini dels tres grups durant el Cretaci superior. Sembla que en general, els dinosaures van disminuir la seva taxa d'especiació (el procés derivat de l'evolució en que sorgeixen noves espècies), amb el que els costaria més adaptar-se als canvis mediambientals i augmentaria la seva taxa d'extinció certs milions d'anys abans dels fatídics 66 M.A. Les taxes d'extinció varien segons els llinatges, sent la més gran la dels Sauròpodes. Els únics clades en que no s'ha identificat aquesta davallada són els Ceratopsians i els Hadrosàurids.

Gràfica sobre les taxes d'especiació i extinció dels Sauròpodes, Teròpodes no aviaris, Tireòfors, Hadrosàurids i Ceratopsians, de l'estudi abans esmentat.
Foto: PNAS

Les novetats 2016 sobre el cràter Chicxulub.

En el que portem de 2016, hi ha hagut dos esdeveniments relacionats amb el cràter de Chicxulub, el possible causat de l'extinció massiva del Límit K/T. Un d'ells és un estudi publicat a la Scientific Reports i l'altre és un projecte de camp al mateix cràter per un posterior estudi.

PERFORANT CHICXULUB

Entre el 5 d'abril i el 27 de maig, un equip multidisciplinari de 33 científics nord-americans, mexicans, japonesos, canadencs, xinesos, britànics, entre altres, va treballar en la perforació del sediment del cràter de Chicxulub que està submergit sota les aigües del Golf de Mèxic. Una de les investigadores cap del projecte ha estat la Joanna Morgan de l'Imperial College (Londres), que ja va proposar una acció similar ja fa 20 anys. L'objectiu inicial de l'expedició, ancorada en una plataforma marina a 37 km de Puerto Progreso (estat mexicà de Yucatán) era arribar als 1500 metres de profunditat, tallant a través dels "anells de bec" (peak ring en anglès), que es formen després de que el sòl es recupera d'un impacte meteòric.
Es va acabar el pressupost i no es va poder arribar als 1500 metres, però amb la profunditat final de 1300 metres, es va considerar que es disposava de material suficient, el qual ja és molt. S'han obtingut 300 nuclis rocosos de la qualitat suficient com per servir en la revisió el coneixement que es té sobre l'impacte. Segons va explicar a la BBC, la Joanna Morgan no s'esperava en un principi resultats tan bons. Els nuclis van ser dipositats en un congelador, on van viatjar primer als Estats Units per realitzar una TC i després a Alemanya, on, a partir del 21 de setembre, els 33 investigadores es reuniran a Bremen durant un any per analitzar les mostres i extreure'n les conclusions. Cada científic estudiarà els nuclis que més li siguin apropiats segons la disciplina científica que treballi, tenint com a objectius principals revisar el procés de formació del cràter, l'energia involucrada en l'impacte o, fins i tot, suggerències sobre la recuperació dels organismes a l'àrea afectada. Ara, a esperar un any a veure que s'ha tret.

La Joanna Morgan dipositant els nuclis rocosos de Chicxulub al congelador en que han marxat de les aigües mexicanes.
Foto: Max Alexander/BBC.
   
IMPACTE AMB FUM NEGRE

Per la seva banda, un altre equip ja ha tret les seves conclusions sobre un altre aspecte del tema. Es tracten de quatre geòlegs de la Universitat de Tohoku i tres més de l'Institut de Recerca Meteorològica de Tsukuba, totes dues institucions del Japó. En un article publicat el 14 de juliol a la Scientific Reports, han relacionat el sutge del petroli amb l'impacte de Chicxulub a partir de mostres recollides del Límit K/T en una zona propera al cràter (jaciment de Beloc, Haití) i en una altra de llunyana (Caravaca de la Cruz, Múrcia). 
Consideren que els aerosols (fums) d'àcid sulfúric que es van alliberar a l'Estratosfera després de l'impacte no va provocar una foscor i un refredament generalitzats en els mesos posteriors, argumentant que això hauria provocat l'extinció de més formes de vida a més dels dinosaures no aviaris o els Pterosaures, com la gran majoria dels cocodrils. Apel·len a estudis anteriors en que es concloïa que els aerosols d'àcid sulfúric no aguanten molt de temps en suspensió després d'un impacte meteòric. Mentre que el sutge, també conegut en català com fum negre, si que pot mantenir els seus efectes durant un llarg període a l'Estratosfera. En el cas de l'impacte de Chicxulub, el sutge identificat a Beloc i Caravaca de la Cruz provindria dels incendis forestals posteriors o al mateix xoc del cos extraterrestre, ja que el Golf de Mèxic és ric en petroli (no cal oblidar que es va identificar per primera vegada quan s'estava buscant petroli). Una comparació amb això seria cremar petroli ininterrompudament durant molts anys.
Mitjançant un model informàtic a partir de les dades del registre geològic, els científics japonesos han calculat que l'emissió de partícules de sutge en 1500 Tg (temperatura de transició vítria) podria provocar l'extinció dels dinosaures no aviaris, els Pterosaures i els Ammonits, entre alguns altres animals, però amb la supervivència de bona part dels cocodrils i dels mamífers i els Neornites. Els resultats també donen que els efectes de l'enfoscament i refredament de la Terra posteriors al xoc no serien iguals per a tot el planeta, sent més forts a l'Equador i molt més lleus a les latituds més altes o baixes. Així, alguns cocodrils van desaparèixer a les àrees equatorials juntament amb els dinosaures no aviaris, mentre que els cocodrils que vivien entre els tròpics i els cercles polars van poder sobreviure, encara que això seria més causa de poder amagar-se sota l'aigua ja que els dinosaures no aviaris eren massa grans per fer-ho.
Aquesta notícia va ser exposada a Big Vang, la pàgina de divulgació científica de La Vanguardia, on les notícies de Paleontologia són comentades per en Albert Sellés, de l'ICP. En Sellés s'ha mostrat molt crític respecte als resultats de l'equip japonès. Segons ell, les conclusions de l'estudi indiquen que els supervivents del Límit K/T van passar dècades alimentant-se de detritus, i no està demostrat que un animal pugui sobreviure tant de temps menjant només restes podrides. Això va tant pels animals terrestres com els marins, ja que el sutge afectaria a les capes superficials dels oceans i les zones profundes no resultarien afectades. També critica el fet de que tindrien que haver estudiat sediments d'altres parts del món. Per en Sellés, les conclusions dels nipons li semblen una contradicció amb altres coneixements que es tenen del Límit K/T i obra més interrogants dels que es tenien abans.

Mapa estratigràfic de Beloc i Caravaca de la Cruz amb una llegenda sobre els tipus de roca, la variació dels isòtops de carboni i la situació paleogeogràfica dels dos jaciments al Cretaci superior.
Foto: Scientific Reports.

dijous, 11 d’agost de 2016

Visió general sobre l'evolució reproductiva de les aus.

El sistema reproductiu de les aus és únic entre els Tetràpodes ovípars, amb l'existència d'un sol ovari, la incubació per part dels progenitors o l'estat precoç de les cries. Com és d'esperar, els Teròpodes primitius del Mesozoic presenten semblances amb els seus parents voladors a l'hora de cuidar la seva descendència.
Ahir, 10 d'agost, els investigadors de la Universitat de Montana David Varricchio i Frankie Jackson van publicar a la revista Ornithological Avances ("avenços ornitològics") una revisió de la història evolutiva del sistema reproductiu de les aus utilitzant tres patrons clau, la informació obtinguda a partir de les aus Neornites i la que es pot suggerir a través dels fòssils d'aus primitives mesozoiques i de Teròpodes Celurosaures no aviaris.
Abans de mostrar les conclusions de l'equip, veurem les semblances i diferències entre el sistema reproductiu de les aus Neornites i els Celurosaures primitius dels quals es coneixen els fòssils de nius i ous com els Oviraptorosaures de Mongòlia i els Troodòntids de Montana. En els dos tipus d'animals, els ous són asimètrics i amb una estructura similar, la formació de tots els ous a la vegada (i no simultàniament com en els rèptils), la incubació de part del pare o la mare (que els cobreixen amb plomes per mantenir una temperatura estable) i la posterior cura de les cries. Però els ous de Teròpodes no aviaris eren més petits en relació a la mida dels adults que els de les aus, no posseïen la cinta que sosté el rovell i permet un millor desenvolupament de l'embrió (la calaza), no podien rotar, i els pares els enterraven parcialment en sediments. I els adults tenien encara dos ovaris, una característica primitiva dels seus avantpassats. Segons va apuntar ja fa cert temps l'Institut de Paleontologia de Vertebrats i Paleoantropologia (Beijing), la desaparició del segon ovari en els Neornites podria estar relacionada amb l'adquisició del vol.

Reconstrucció d'un niu d'Oviraptorosaure (sense sediment per sobre dels ous) basat en els identificats en els jaciments cretàcics mongols. Exposat a l'exposició L'Eclosió del passat (sobre els ous i cries de dinosaures no aviaris) en la seva visita a Sabadell al desembre del 2014.
Foto particular.
Pel que fa a les aus basals, com els Enantiornis, la reproducció d'aquestes és encara força semblant a la dels seus cosins terrestres, amb els nius coberts de sediment (a vegades totalment enterrats) i una combinació entre el terra i l'adult a l'hora d'incubar, encara que ja només posseïen un sol ovari. Va ser en aquesta zona de l'evolució aviària que hi va haver al pas cap al sistema reproductiu actual. En Varricchio i la Jackson han conclòs que existeixen cinc moments clau en la història evolutiva de la reproducció en els Teròpodes derivats: els Celurosaures no Maniraptors, els Oviraptorosaures, els Troodòntids (i possiblement els Dromeosàurids, considerant als primers com els germans de les aus), els Enantiornis i els Neornites. Els canvis són respecte a la fi de la coberta dels nius amb sediments, el canvi en la forma i la mida dels ous i la desaparició del segon ovari. Els dos ornitòlegs consideren que la incubació només per part del progenitor dels Neornites els va afavorir a sobreviure al Límit K/T, sent els mètodes de la resta de Teròpodes un factor que els va portar a l'extinció.

Cladograma dels Teròpodes on es mostra a cada tipus de llinatge incubant els seus ous segons la forma del niu que, excepte els Neornites, indica el registre fòssil.
Foto: D. Anduza.

dimecres, 10 d’agost de 2016

Altres hipòtesis no ecològiques sobre el Límit K/T.

Encara que l'impacte del meteorit de Chicxulub sembla el fenomen més congruent per explicar l'extinció del Límit K/T, durant el Maastrichtià van existir altres dos esdeveniments que, en el cas de no provocar directament l'extinció, podrien haver-hi influït molt. Són el vulcanisme continuat i la regressió marina.

VULCANISME CONTINUAT

Els traps (terme que ve de la paraula sueca per "estel") són tot un seguit de turons d'origen volcànic que s'estenen al llarg d'una extensa àrea, causats per intenses i continuades erupcions durant un llarg període de temps. Un dels traps més grans es troba a l'altiplà del Dècan, a la Índia occidental (estats de Madhya Pradesh, Chhattisgarh, Maharastra, Andhra Pradesh i Karnataka), que ocupa una superfície d'uns 500000 quilòmetres quadrats actuals i va ser originat entre els 69 i els 63 M.A., pel que seria algú molt sospitós d'haver causat l'extinció del Límit K/T. S'ha deduït que els traps del Dècan haurien ocupat una àrea original de 2000000 de quilòmetres quadrats, amb la lava ocupant un volum de la mateixa quantitat en quilòmetres cúbics. És possible que tantes erupcions al mateix temps produirien un augment notable dels nivells del diòxid de carboni atmosfèric, i al llarg dels mil·lennis va provocar un refredament global, segurament amb uns efectes iguals de devastadors que l'impacte de Chicxulub.

Mapa del sud de l'Índia amb els traps del Dècan pintats de lila.
A vegades, es relaciona un episodi de vulcanisme continuat com la prova d'una extinció gradual, però la majoria de volcans del Dècan van erupcionar durant l'últim milió d'anys del Maastrichtià, pel que al final es tractaria d'una extinció bastant ràpida, encara que no tant com l'impacte meteòric. Abans de la publicació dels resultats de l'equip Álvarez-Asaro-Michel, la hipòtesi del vulcanisme continuat dels traps indis era la més acceptada entre la majoria de paleontòlegs i geòlegs. Actualment, encara hi ha científics que argumenten que el meteorit no va tenir res a veure amb l'extinció i que tot el protagonisme se li ha de donar als traps. Creuen que les erupcions continuades haurien sedimentat la capa d'iridi dels 66 M.A. Tot i això, les erupcions no solen produir algunes característiques singulars de la capa que si que es troben en restes d'impactes meteòrics. Els defensors dels traps també consideren que el cràter mexicà seria realment d'origen volcànic o que l'impacte hauria passat uns 300000 anys abans del Límit.

Foto dels turons dels traps del Dècan, a prop de Bombai. Els estrats de color negre estan formats per basalt i són d'origen volcànic.
Foto: Paleontología y Evolución en la UCM.
REGRESSIÓ MARINA

La regressió marina és un fenomen geològic en que el nivell dels mars i oceans descendeix durant certs milers d'anys, augmentant la proporció de terra emergida. Algunes estimacions apunten que les noves terres emergides a partir de la regressió tindrien una superfície equivalent a l'Àfrica actual. Una de les conseqüències d'aquest esdeveniment és la desaparició dels ambients costers, generalment rics en recursos (molts jaciments on s'han trobat fòssils de dinosaures, inclosos els catalans, representen sediments d'antigues àrees costeres), substituint-los per hàbitats on les plantes serien més escasses a causa de climes més secs. No és una teoria amb proves directes, encara que en alguns jaciments les roques més properes al Límit K/T representen hàbitats totalment terrestres mentre que les més antigues són d'ecosistemes marins. Algunes evidències fòssils semblen contradir aquesta hipòtesi, mostrant que durant els últims moments del Maastrichtià que alguns dinosaures van tenir un petit increment de mida, pel que la vegetació no hauria de disminuir.

Exemples esquematitzats de com funciona la regressió i la transgressió marines (el fenomen contrari, on l'aigua envaeix el medi terrestre) en els estrats sedimentaris. Com més a dalt, més recent.
Foto: Old Dominion University (Norfolk, Virgínia).
COMBINACIÓ DE TEORIES

Actualment, la major part dels científics que defensen una extinció sobtada al Límit K/T es troben en dues faccions: els que creuen que només l'impacte del meteorit de Chicxulub ja va ser suficient i els que consideren que el xoc del cos extraterrestre, el vulcanisme continuat i la regressió marina van causar el mateix efecte. La segona facció de paleontòlegs i geòlegs postula que la regressió marina a tots els continents va portar a canvis ambientals que van reduir el nombre o la mida dels ramats de grans animals herbívors. Al mateix temps, les cendres i els gasos procedents dels traps del Dècan acabarien de fer malbé els ecosistemes també en una escala global. I l'impacte meteòric va causar el "cop de gràcia". Els de la primera facció responen que apel·lar al vulcanisme i la regressió marina és innecessari perquè Chicxulub seria tan poderós que ho explicaria tot, ja que els dos fenomens anteriors ja han ocorregut altres vegades en la historia dels ecosistemes terrestres sense haver provocat extincions massives, mentre que no passa el mateix amb els asteroides (que també s'han considerat els responsables d'altres extincions a gran escala). Creuen també que mencionar els traps i la regressió és també apel·lar a una extinció més aviat gradual, mentre que Chicxulub és el millor exemple que hi ha per parlar d'exterminació sobtada, que a més està el suficientment contrastada.

Dos cadàvers de dinosaures davant d'un seguit de volcans en erupció, basats en els traps del Dècan.
Foto: Zina Deretsky.

La hipòtesi de l'impacte meteòric al Límit K/T.

Dins de la gran hipòtesi d'extinció sobtada per al Límit K/T, la teoria més acceptada en els cercles científics i la més coneguda a nivell popular en l'Actualitat és que l'extinció de fa 66 M.A. es va originar a partir de l'impacte d'un gran meteorit. No ho pot explicar tot, aquesta afirmació està recolzada per un munt d'evidències geològiques, les quals anirem a repassar aquí.

LA CAPA D'IRIDI

Per saber com es va arribar a aquesta teoria, tenim que retrocedir als anys 1970, quan els geòlegs nord-americans Walter Álvarez i Bill Lowrie inspeccionaven la serralada dels Apenins (Itàlia), intentant refutar la hipòtesi de que la cadena muntanyenca s'havia elevat per la rotació de l'escorça continental de la Península Itàlica. En els sediments de roca calcària del Cretaci i del Paleògen a la localitat de Gubbio (Úmbria) s'observaven coses molt diferents. El nivell cretaci presentava un munt de fòssils de microorganismes marins, els foraminífers, però molt pocs d'ells es trobaven al Paleògen (de fet, els foraminífers es troben entre les víctimes més importants del Límit K/T). I a més, el procés d'exterminació dels microorganismes semblava ràpida, pel que l'objectiu era trobar algun component a la zona limítrofa que es sedimentés constantment i indiqués la velocitat de l'extinció.
El pare d'en Álvarez, en Luís Álvarez, físic amb el Premi Nobel de la seva especialitat, va suggerir al seu fill que utilitzés l'iridi com a principal responsable. L'iridi és un metall molt rar a la Terra en condicions normals, en una proporció de 0,1 parts per mil milions (per cada mil milions de grans de sediment, només una desena part de gram és d'iridi). I per si això ja sembla molt, s'han arribat a identificar capes d'iridi que es sedimenten constantment, i s'ha apuntat que el causant d'això serien els meteorits, ja que aquests cossos rocosos extraterrestres si que presenten el metall en una certa quantitat. Al 1978, el químic Frank Asaro va analitzar el sediment de fa 66 M.A. (llavors es considerava que era 65 M.A.) procedent de Gubbio i va trobar que el contingut en iridi era 90 vegades més gran del normal.

La ratlla de l'iridi en els sediments calcaris de Gubbio. La part sud-est correspon al Cretaci i la part nord-oest correspon al Terciari/Paleògen.
Foto: UmbriaTouring.it.

Cartell turístic amb la indicació de la paret rocosa on es va identificar l'iridi del Límit K/T a Gubbio, coneguda com la Gola de l'iridi.
Foto: Ian Cheney.
El següent pas era veure si aquest fenomen de l'iridi només era aplicable a Gubbio o succeïa el mateix en altres parts del món. En Walter Álvarez va visitar posteriorment els penya-segats de Stevns Klint (Dinamarca), també amb sediments cretàcics, i la mateixa capa d'iridi es trobava a la franja dels 66 M.A. Al 1979, en Álvarez va contactar amb els geòlegs holandesos Jan Smit i Jan Hertogen, que van identificar la capa en sediments situats a Caravaca de la Cruz (Múrcia). A partir d'aquí, els Álvarez, juntament amb en Asaro i la química nuclear Helen Michel, va publicar els seus resultats a la Science al 1980. Van apuntar que el causant de la sedimentació de l'iridi seria un gegantesc asteroide de 10 km de diàmetre (en divulgació, a vegades es senyala que seria tan gran com l'Everest). Als anys vuitanta, la capa d'iridi va aparèixer arreu del món i es van publicar més de 2000 articles sobre el tema durant la dècada.

La ratlla de l'iridi als penya-segats de Stevns Klint.
Foto: Martin Lehmann/Politiken (diari danès).
A partir d'aquí també van aparèixer més evidències a favor de l'impacte meteòric al Límit K/T. Com el "quars d'impacte" (shocked quartz en anglès), grans de mineral amb una estructura alterada per la pressió d'un impacte, que només es coneix en situacions on hi ha algun xoc com en alguns laboratoris, en proves nuclears i en cràters de meteorits. I també l'anomenat "pic de les falgueres", característic dels sediments on hi ha proves d'incendis forestals generalitzats on el pol·len de les Angiospermes és reemplaçat en gairebé la seva totalitat per les espores de les falgueres.

EL CRÀTER

El següent pas per confirmar la hipòtesi era la identificació d'algun cràter a l'època del Límit K/T. Una de les suposicions que es va fer és que el cos extraterrestre hauria d'haver impactat en una àrea marítima o costera durant el Cretaci superior, ja que així hauria ocasionat un enorme tsunami que s'hauria sedimentat en forma d'una capa de roca caòtica, coneguda com "tsunamita". L'objectiu era identificar les tsunamites en les localitats amb la capa d'iridi, les quals van aparèixer finalment a la riba del Brazos, un riu de Texas. Al llarg dels anys es van acabar descobrint 16 cràters amb una possible antiguitat de 70-60 M.A. al voltant de l'Oceà Atlàntic, amb el que hi podria haver varis impactes durant el Límit K/T. 
Però actualment, el fet més considerat per la comunitat científica i el més divulgat és el de l'existència d'un sol impacte gegantesc, de les proporcions de l'hipotètic asteroide dels Álvarez, que va succeir a la Península del Yucatán (Mèxic), llavors una zona marina. El cràter en si mateix s'anomena Chicxulub ("cua del Diable" en maia), d'uns 170 km de diàmetre. La hipòtesi de que aquest seria l'impacte prové del geòleg canadenc Alan Hildebrand, que al 1988 va tenir notícia de l'existència de Chicxulub, descobert durant una extracció deu anys abans. Chicxulub presenta totes les característiques de ser un cràter d'impacte meteòric, amb escorça col·lapsada en forma concèntrica a la zona inferior, roques foses riques en iridi, tsunamites al proper Golf de Mèxic i roques del cos extraterrestre amb quars d'impacte en jaciments mexicans i haitians. I la datació de la capa de roca fosa és segurament de 66 M.A. Els primers resultants sobre el tema van ser publicats al 1990, i no s'ha parat des de llavors. En una altra entrada exposaré les notícies que hi ha hagut enguany sobre Chicxulub.

Mapa del nord de la Península del Yucatán on el semicercle mostra la zona del cràter de Chicxulub situada en terres emergides, amb la resta sota el mar.
Foto: NASA (missió Shuttle Radar Topography).

Mapa amb la disposició de les terres emergides durant el Maastrichtià, on Chicxulub està indicat amb una estrella i les localitats amb tsunamites (com el riu Brazos) amb un cercle.
Foto: NAU Geology.
ELS EFECTES DE L'IMPACTE

Imaginar que un meteorit de la mida d'una muntanya impacta contra el nostre planeta, ja sembla que estiguem parlant de l'Apocalipsi, un desastre que canvia la vida de la Terra per sempre. No existeix un consens entre tots els geòlegs i paleontòlegs sobre el probable efecte del meteorit de Chicxulub, però la majoria està d'acord de la globalitat que tindria aquest esdeveniment. Quan els Álvarez i els seus col·laboradors van mostrar els resultats, van suggerir que un gegantesc núvol de pols aixecat per l'impacte va produir una foscor global que pararia la fotosíntesi de les plantes i faria baixar les temperatures molt i molt ràpid, matant primer als herbívors i després als carnívors. També hi hauria una intensa pluja àcida al escalfar-se l'Atmosfera i, si el meteorit hagués aterrat a l'oceà, un efecte hivernacle després de la onada de fred produït per una gran quantitat de vapor d'aigua que hauria pujat a l'Atmosfera després del xoc. Quan es va estudiar Chicxulub per primera vegada, hi ha moltes roques compostes d'anhidrita, un mineral ric en sofre. Les erupcions volcàniques i fenomens semblants com els impactes meteòrics emeten grans quantitats de diòxid de sofre (SO2), que es combina amb el vapor d'aigua originant una capa d'àcid sulfúric a l'Estratosfera que precipita en forma de pluja àcida. El que també passa a causa de la mà humana a partir de les centrals elèctriques i energètiques que funcionen amb combustibles fòssils.

Sediments amb tsunamites del Límit K/T a Arroyo el Mimbral, a l'estat mexicà de Tamaulipas.
Foto: Lunar and Planetary Institute (LPI).
Un exemple d'un estudi amb l'objectiu d'obtenir una relació de conseqüències produïdes per l'impacte de Chicxulub, està el de l'equip dirigit per en Kevin Pope, que al 1993 va crear un model informàtic que intentava reproduir les conseqüències de la catàstrofe, pel que van tenir en compte la forma del cràter i una capa de 3 km de sediment que es troba just damunt d'aquest. Amb el xoc realitzat, les grans quantitats de diòxid de sofre i vapor d'aigua emeses a l'atmosfera es desplaçarien cap a la veïna Amèrica del Nord. Els pols i les cendres també aixecats pel meteorit haurien fet el seu efecte durant més d'un any, però la capa d'àcid sulfúric de l'Estratosfera tindria conseqüències que es perllongarien durant una dècada, impedint el pas d'un 50% de la llum solar i una acidificació elevada del sòl terrestre i l'aigua dolça i marina. El fum, la pols i les cendres, per la seva part, hauria refredat i enfosquit el planeta entre unes setmanes i uns mesos després de l'impacte, amb temperatures properes als 0ºC a gairebé tot el món. Després, els nivells de temperatura i llum retornarien a la seva posició habitual per la calor acumulada als oceans i la condensació del fum i la pols.

Dibuix amb anglès sobre els efectes immediats de l'impacte de Chicxulub a Amèrica del Nord.
Foto: David Kring/LPI.
Al cap de poc, es passaria d'una onada de fred a una onada de calor que hauria afectat negativament als organismes terrestres més grans. Per no parlar dels tsunamis, que arrasarien totes les costes del planeta. L'excés de radiació produït durant les hores següents a l'impacte seria una de les primeres causes de mort en els organismes no marins de gran mida com els dinosaures no aviaris. Els animals més petits tindrien més capacitat de supervivència per trobar refugi en amagatalls, com els caus excavats sota terra en el cas dels mamífers i rèptils més petits, l'aigua pels vertebrats ectotèrmics semi-aquàtics i la vegetació i l'aigua pels vertebrats endotèrmics semi-aquàtics. D'aquesta manera s'explica la supervivència de moltes classes de peixos, amfibis, llangardaixos, serps, cocodrils, marsupials i placentaris, respecte als Pterosaures i als dinosaures no aviaris (per la impossibilitat d'un refugi a causa de la seva gran mida). La causa de l'extinció d'animals més petits durant el Límit K/T és per ara desconeguda.

Tres tipus diferents de mamífers amb un esquelet de Triceratops, que segurament haurien utilitzat com a refugi. Aquest tipus d'imatges són força comunes, mostrant als supervivents respecte als fracassats.
Foto: ND Geological Survey.