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¿Cuándo salieron a tierra firme las primeras plantas y animales, y qué fósiles lo demuestran?

Categoría: Seres vivos

Cuando imaginamos a los animales que salieron del agua, solemos pensar en peces que evolucionaron hacia criaturas con columna vertebral. Sin embargo, se cree que antes de ellos ya existían en la tierra plantas, hongos y pequeños artrópodos con muchas patas. Este artículo explora cuándo aparecieron las plantas y los artrópodos en tierra firme, utilizando dos pistas principales: los fósiles y el reloj molecular. A menudo, las fechas que ofrecen ambos métodos no coinciden.

1. Las esporas microscópicas: la evidencia fósil más antigua de las plantas terrestres

La evidencia fósil más antigua y ampliamente aceptada de las plantas terrestres son esporas microscópicas encontradas en capas de rocas del período Ordovícico medio, hace unos 475 millones de años [1]. Las esporas son partículas similares al polvo que las plantas liberan para reproducirse. Se sugiere que podrían provenir de plantas primitivas cercanas a los musgos. Sin embargo, lo que se encontró fueron las esporas, no el cuerpo de la planta en sí.

2. El reloj molecular: por qué los genes sugieren fechas más antiguas que los fósiles

El reloj molecular es un método que calcula cuándo divergieron las especies midiendo las diferencias en sus genes. Es similar a calcular la hora de encendido de una vela según su longitud, pero si la velocidad de combustión no es constante, el cálculo falla. Un estudio de 2018 estimó que el origen de todas las plantas terrestres ocurrió entre el período Cámbrico medio y el Ordovícico temprano, mientras que el origen de las plantas vasculares (aquellas con tejidos que transportan agua) se sitúa entre el Ordovícico tardío y el Silúrico [2]. Ambas fechas son anteriores a las esporas fósiles encontradas. Estas cifras son estimaciones con márgenes de error. Que no se hayan encontrado fósiles en un periodo no significa que las plantas no existieran, ni que las estimaciones sean fechas definitivas. La brecha entre ambas pistas sigue siendo un tema de investigación actual.

3. Cooksonia: una pequeña planta vascular fósil sin raíces ni hojas

Cooksonia es conocida como el fósil de planta vascular más antiguo cuyo cuerpo se conoce, encontrado en estratos del período Silúrico, como en Gales (Reino Unido). Medía solo unos centímetros de altura, carecía de raíces, hojas y flores, y tenía bolsas de esporas en las puntas de sus tallos ramificados [3]. Según las fuentes, su antigüedad varía entre hace unos 433 millones y 393 millones de años; decir "hierba de hace unos 400 millones de años" es la forma más segura de describirla. No todas las especies eran iguales. Algunas tenían estomas para el intercambio de aire y trazas oscuras que parecen tejidos de transporte de agua, mientras que otras carecían de estos tejidos [3]. Por lo tanto, no se puede afirmar que tuvieran todas las herramientas para vivir en tierra desde el principio.

4. Rhynie Chert: una roca escocesa que conserva un ecosistema de hace 407 millones de años

Rhynie Chert, en Escocia, es una roca del período Devónico temprano (hace unos 407 millones de años) que conserva plantas, artrópodos, hongos y microbios juntos. Se considera uno de los mejores ejemplos de preservación de un ecosistema terrestre temprano, aunque no es el "primer" ecosistema, sino un ejemplo temprano bien conservado [4]. Pequeñas variaciones topográficas en las llanuras de inundación permitieron la coexistencia de ambientes que iban desde tierra seca hasta agua dulce. Junto con artrópodos terrestres, se han preservado huevos dormantes de pequeños crustáceos de agua dulce [4]. Dentro de las células de las plantas de este lugar, se han encontrado estructuras que sugieren que los hongos entraban para intercambiar nutrientes. Se han reportado dos posibles grupos de hongos asociados [5]. Anteriormente, se pensaba que un solo grupo era el socio ancestral, pero esta idea está siendo cuestionada. Que existan pruebas de simbiosis no demuestra que los hongos ayudaran a las plantas a colonizar la tierra; esto último aún no se ha confirmado.

5. Las huellas de artrópodos y el milpiés más antiguo de la tierra firme

Las huellas de artrópodos son una pista distinta de los fósiles de plantas para saber cuándo salieron a tierra. En arenisca de Canadá, se encontraron huellas de artrópodos del período Cámbrico al Ordovícico que, según un informe de 2002, podrían retroceder el registro de la primera llegada a tierra hasta 40 millones de años más atrás [6]. No obstante, estas huellas podrían corresponder a salidas cortas y no necesariamente a una residencia permanente, y las fechas tienen márgenes de error. Respecto a los milpiés, el *Pneumodesmus* de Escocia, que tenía espiráculos (aberturas) para respirar aire, fue considerado durante mucho tiempo el animal terrestre más antiguo que respiraba aire, datado en unos 428 millones de años (Silúrico) [7]. Un estudio de 2017 reevaluó la edad de la capa fósil y propuso unos 413,7 millones de años (con un margen de error de 4,4 millones de años, Devónico más antiguo), lo que le hizo perder el título [8]. Sin embargo, una revisión de 2023 sitúa esa capa en el Silúrico tardío [11]. La controversia sobre cuál fecha es correcta sigue abierta.

6. Rhyniognatha: la mandíbula fósil atribuida al insecto más antiguo

En Rhynie Chert se encontró un fósil consistente solo en mandíbulas grandes (*Rhyniognatha*). En 2004 se identificó como el insecto más antiguo, con una antigüedad estimada entre 407 y 396 millones de años. Sin embargo, una reobservación en 2017 concluyó que las nuevas estructuras visibles no coincidían con los insectos, sino que era más probable que fuera un miriápodo (probablemente pariente de los ciempiés) [10]. El nombre de "insecto más antiguo" sigue siendo objeto de debate. Por otro lado, un análisis filogenético molecular de 2014, utilizando 1478 genes, estimó el origen de los insectos en el Ordovícico temprano (hace unos 479 millones de años) y el origen de la capacidad de volar en el Devónico temprano (hace unos 406 millones de años) [9]. Estos valores son más antiguos que los fósiles, pero son solo una estimación entre otras posibles.

7. Cómo investigar por tu cuenta las esporas de los musgos

Si te interesa investigar más, puedes buscar musgos en parques o al lado de las calles y observar si tienen pequeñas cápsulas con esporas. Con una lupa, podrás ver formas más detalladas. Esto te acercará a la idea de que las esporas, convertidas en fósiles, son la evidencia más antigua de las plantas. Al acercar tu cara al suelo, presta atención a tus pies y a los insectos para evitar accidentes. Para aprender más, busca libros de paleontología en la biblioteca para leer en español sobre cómo se calculan las edades de los fósiles. Se recomienda comparar dos libros para ver si las fechas asignadas a los mismos fósiles difieren.

Fuentes

  1. Wellman, C. H. et al. (2003) "Fragments of the earliest land plants", Nature. https://www.nature.com/articles/nature01884 (Sobre los fósiles de esporas más antiguos.)
  2. Morris, J. L. et al. (2018) "The timescale of early land plant evolution", PNAS. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1719588115 (Sobre el origen de las plantas terrestres según el reloj molecular.)
  3. Wikipedia "Cooksonia". https://en.wikipedia.org/wiki/Cooksonia (Sobre la apariencia, estomas y rango de fechas de Cooksonia.)
  4. Strullu-Derrien, C. et al. "Chytrid fungus in the Rhynie chert" (PMC5156353). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5156353/ (Sobre la edad de Rhynie Chert y los organismos preservados.)
  5. Strullu-Derrien, C. et al. (2014) New Phytologist. https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.12805 (Sobre las estructuras de simbiosis entre plantas y hongos.)
  6. MacNaughton, R. B. et al. (2002) "First steps on land", Geology. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002Geo....30..391M (Sobre las huellas de artrópodos.)
  7. Suarez, S. E. et al. (2017) U-Pb dating of Pneumodesmus (PMC5489152). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5489152/ (Sobre el fósil de milpiés y la reevaluación de su edad.)
  8. ScienceDaily (2017) "Oldest land animal...". https://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170705132945.htm (Sobre la cobertura de la revisión de fechas y su posterior estudio.)
  9. Misof, B. et al. (2014) Science, filogenia y edades de los insectos. https://digitalcommons.memphis.edu/facpubs/844/ (Sobre la estimación molecular del origen de los insectos.)
  10. Haug, J. T. & Haug, C. (2017) "The presumed oldest flying insect: more likely a myriapod?" (PMC5452959). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5452959/ (Sobre la reinterpretación del fósil de mandíbula.)
  11. Wellman, C. H. et al. (2023) "Age of the basal 'Lower Old Red Sandstone' Stonehaven Group of Scotland", Journal of the Geological Society. https://doi.org/10.1144/jgs2023-138 (Sobre la revisión de 2023 que sitúa la capa del milpiés en el Silúrico tardío.)