Increíbles fósiles de bosques tropicales prehistóricos recién descubiertos.
Foto cortesía de Michael Frese
Escrito por Michael Greshko
Un día hace unos años, en el pequeño pueblo de Goole en el sureste de Australia, a unos 25 kilómetros de las afueras. Gulgong, Nigel McGrath pasó un día trabajando duro en su tierra. La tierra estaba cubierta de rocas pesadas ricas en hierro que representaban una amenaza para sus herramientas agrícolas, por lo que McGrath tuvo que arrastrar las piedras sueltas en montones a mano. Fue entonces cuando las notó: hojas fosilizadas perfectamente conservadas, incrustadas en la roca como impresiones en un libro de piedra.
Ahora, los científicos han confirmado que estas rocas de hierro, esparcidas en menos de medio campo de fútbol, contienen uno de los registros de vida más sorprendentes jamás encontrados en una antigua selva tropical.
El sitio, bautizado como McGrath Flat y publicado en la revista Science Advances, es uno de los pocos lugares en el mundo que conserva un ecosistema de selva tropical que se remonta a la época del Mioceno, es decir, hace 23,03 millones de años. a hace 5,33 millones de años. Durante este tiempo, el mundo pasó por enormes cambios ecológicos y Australia comenzó la transición de las selvas tropicales (como lo que hoy es el Amazonas) a las áreas secas de arbustos y heno que vemos hoy.
Se cree que estos fósiles de flores aislados pertenecen a la Malva, un grupo de más de 7.000 plantas vivas, entre ellas el hibisco y el cacao. Fotografía: Michael Frese
Hay otros yacimientos de fósiles del Mioceno en Australia, conocidos por sus esqueletos de mamíferos y reptiles, pero estos yacimientos no siempre contienen las estructuras pequeñas y complejas que formaron la base de los ecosistemas. Pero McGrath Plains es rica en estos pequeños fósiles, que registran la asombrosa y diversa selva tropical que creció en Nueva Gales del Sur hace entre 160.000 y 110.000 años.
En McGrath Flats, las arañas tienen patas fosilizadas y los peces fosilizados tienen vientres llenos de mosquitos. Las hojas están tan bien conservadas que los investigadores pueden incluso ver los estomas que utilizan para absorber dióxido de carbono.
Suzanne Hand, paleontóloga de la Universidad de Nueva Gales del Sur, dijo: "La calidad y cantidad de estos materiales recién descubiertos son excepcionales, y las características biológicas y ecológicas extraídas y presentadas de ellos también lo son. ."
Los fósiles de McGrath Flats incluso contienen momentos congelados de vida. La cabeza de una mosca de sierra está cubierta de polen, presumiblemente del néctar de una flor. La cola del pez lleva un "pasajero": una larva parásita de un mejillón poroso. Mientras nada contra la corriente, se alimenta de la mucosidad del pez.
Matthew McCurry, paleontólogo del Instituto de Investigación del Museo Australiano en Sydney y autor principal del nuevo estudio, dijo: "La calidad de preservación de estos fósiles es bastante buena y podemos hacerlo de manera precisa y vívida. Este es un descubrimiento sin precedentes". Mire estos ecosistemas."
La pluma fosilizada (o una pequeña parte de una hoja) puede haber provenido de una especie de helecho del género Asteria. Incluso los estomas de la planta, de 10 micrones de ancho, están fosilizados y pueden verse con un microscopio electrónico.
El sitio plano de McGrath conserva una variedad de insectos, incluidas larvas de libélula que nadan libremente, llamadas larvas, que son los fósiles que se muestran aquí. Fotografía: Michael Frese
Fósiles excepcionalmente bien conservados
McCurry y sus colegas oyeron hablar del sitio por primera vez a través de McGrath en 2017. Al darse cuenta del significado potencial de los fósiles, comenzaron a visitar el sitio durante tres o cuatro días, estudiando los pedernales para vislumbrar la antigua selva tropical.
Cuanto más analizaban los científicos el sitio, más se daban cuenta de lo inusual que era la preservación del fósil. Los fósiles están enterrados en una capa muy fina de un mineral de óxido de hierro llamado goethita. Se han encontrado fósiles en este tipo de rocas anteriormente, pero los ejemplares de McGrath Plains destacan por su calidad.
Fries añadió que este tipo de fósil inusual hace que los fósiles de McGrath Plain sean particularmente fáciles de analizar con microscopía electrónica de barrido (SEM), el microscopio más potente disponible. Normalmente, las muestras deben recubrirse con una fina capa de oro o platino para microscopía electrónica de barrido, lo que limita el estudio posterior de estas muestras. Los fósiles planos de McGrath son ricos en hierro y tienen buena conductividad eléctrica, por lo que pueden colocarse directamente bajo un microscopio electrónico sin ninguna preparación adicional.
"El fósil fue colocado bajo un microscopio electrónico de barrido justo cuando lo extrajeron", dijo Frese.
El fósil más pequeño ha arrojado algunos descubrimientos sorprendentes. En el único fósil de pluma conocido en el sitio, los investigadores pudieron ver cápsulas negras cuya forma sugería que las plumas podrían haber sido negras o iridiscentes. Los científicos también pueden ver melanina conservada en los ojos de peces fósiles, e incluso han encontrado escamas que se cayeron de las alas de mariposas o polillas hace 110.000 años.
Bajo una lupa, podemos ver que este escarabajo, de unos 2 centímetros de largo, tiene un "pasajero": un pequeño nematodo.
Los fósiles de McGrath Plains incluyen una única pluma de ave, que es muy completa. Bajo un gran aumento de un microscopio electrónico, podemos ver quistes de melanina. Fotografía: Michael Frese
Lago inundado de hierro
La idea actual del equipo es que McGrath Plains alguna vez fue un lago fluvial que se formó en un meandro. Se forma cuando parte de un río se corta . La mayor parte del tiempo, el lago está bastante tranquilo, con bajos niveles de oxígeno y pocos depredadores. Pero a juzgar por las docenas de fósiles de peces que ahora se encuentran en la zona, los peces y otras criaturas del río eran arrastrados periódicamente al lago, posiblemente a medida que los ríos cercanos desbordaban sus orillas.
McCurry y Frese sospecharon que el hierro de los sedimentos basálticos cercanos se disolvía en el agua que fluía a través de la roca erosionada. Esta agua cargada de hierro llega luego al nivel freático y eventualmente se filtra en ríos y lagos desde los lados.
Cada vez que ingresa al lago agua dulce y altamente oxigenada, tal vez a través de fuertes lluvias o inundaciones, los iones de hierro ya no pueden permanecer disueltos y rápidamente se forma goetita en el fondo del lago. Estos minerales que se asientan rápidamente enterrarán las hojas o los cadáveres que se hundan en el fondo del lago. Con el tiempo, la goethita reemplazó el tejido blando enterrado y sus formas están registradas en los fósiles que vemos hoy.
El equipo tiene motivos para creer que la circulación de goethita en el lago puede ser causada por monzones estacionales. De los cientos de fósiles de flores encontrados hasta ahora en McGrath Plain, la mayoría murió antes de florecer, lo que sugiere que el proceso de entierro se produjo en una época determinada del año. El equipo también descubrió numerosos fósiles de insectos. En los ecosistemas modernos, estos insectos aparecen sólo en primavera y verano.
Los investigadores todavía tienen mucho trabajo por hacer para probar sus ideas y analizar el tesoro fósil que descubrieron. McCurry y Frese están tratando de refinar las estimaciones de la edad del sitio fósil, lo que puede ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo McGraths Flat pasó de ser una selva tropical a un matorral seco, una pista de cómo la selva está respondiendo al cambio climático actual.
Esta imagen de microscopio electrónico de barrido coloreada artificialmente muestra cuatro especies de nematodos trematodos hepáticos. Estas y otras esporas pueden servir como referencias de datación de rocas que contienen fósiles. Ayudan a los investigadores a determinar la edad del yacimiento de fósiles: entre 11 y 16 millones de años. Fuente: Michael Frese
Una ventana al pasado y al futuro
Durante el Mioceno temprano y medio, los niveles de dióxido de carbono atmosférico eran de aproximadamente 400 a 500 ppm, lo que concuerda con las estimaciones de actividad humana. de los niveles futuros de dióxido de carbono son similares. También hubo un período de calentamiento sostenido en el Mioceno, como el clima óptimo del Mioceno entre hace 170.000 y 140.000 años, que puede superponerse con el período de tiempo registrado en McGrath Flat.
"Estos resultados pueden ayudar a comprender mejor los cambios futuros en los ecosistemas de la selva tropical causados por el calentamiento global antropogénico", dijo Wang Bo, paleontólogo de la Academia China de Ciencias que no participó en el nuevo estudio.
"Este artículo muestra que la biota tropical ha alcanzado al menos los 37 grados de latitud sur en Australia, pero no sabemos cuándo llegaron, cuándo se fueron y cuáles fueron los mecanismos que los impulsaron".
Mientras el equipo busca más fósiles, dijo McCurry, los investigadores estarán ocupados con los deslumbrantes especímenes que encontraron. "De hecho, todavía nos quedan diez años de trabajo por hacer".
(Traductor: Zhang Yiran)