Ilustración que muestra una típica escena de finales del Cretácico, momentos antes de que se desencadene la gran extinción masiva del límite K-T (provocada por la caída de un gran asteroide), que acabó, entre otras criaturas, con los dinosaurios. Autor: desconocido.
Una extinción masiva (también llamado evento a nivel de extinción o Extinction-Level Event, ELE por sus siglas en inglés) es un período de la historia de la Tierra en el cual desaparece un número muy grande de especies en muy poco tiempo. Se estima que la tasa de extinción de fondo en períodos normales (es decir, las especies que desaparecen con el tiempo) es de entre dos y cinco familias biológicas de invertebrados marinos y vertebrados cada millón de años, cifra que durante los ELE se dispara, alcanzando valores desorbitados.
Las extinciones masivas parecen ser un fenómeno casi exclusivo del eón Fanerozoico, donde las tasas de extinción de fondo bajas aparecen siempre precediendo a los grandes ELE. Que no hayan sido detectadas extinciones de tal calibre en épocas geológicas anteriores probablemente sea debido a la falta de información que los científicos tienen sobre épocas geológicas tan antiguas, una falta de información que se traduce en una gran escasez de fósiles, lo que a su vez podría tener diversas causas:
- Bien los fósiles podrían no haberse producido (los organismos no llegaron a fosilizar), no haberse conservado hasta nuestros días (los fósiles habrían sido destruidos con el tiempo), o no haber sido encontrados todavía;
- o bien no existía tanta diversidad de organismos en épocas anteriores al Fanerozoico.
Las estimaciones sobre el número de grandes extinciones masivas ocurridas en los últimos 540 Ma van desde tan sólo cinco a más de veinte (estas diferencias se derivan del umbral elegido para describir un evento de extinción como «importante», y los datos elegidos para medir la diversidad del pasado). No obstante, se reconocen al menos cinco episodios de extinción muy graves acaecidos a lo largo del transcurso del eón Fanerozoico:
- Hace unos 444 Ma (durante la transición entre los períodos Ordovícico y Silúrico) ocurrieron dos extinciones masivas consecutivas denominadas extinciones masivas del Ordovícico-Silúrico, consideradas en su conjunto como un sólo ELE. Aunque no se conoce a ciencia exacta cuál fue la causa de que ocurriera tal evento, la causa probable fue un período glacial. Al descender el nivel del mar como consecuencia de la glaciación, los hábitats marinos cambiaron drásticamente y muchos organismos perecieron, dando lugar al primero de estos dos eventos. El segundo tuvo lugar unos 500 ka y 1 Ma más tarde, al aumentar el nivel del mar rápidamente y cubrir las zonas que habían quedado expuestas.
- Hace unos 360 Ma (a finales del período Devónico, durante la transición hacia el período Carbonífero) tuvo lugar la extinción masiva del Devónico, durante la cual el 70% de las especies desaparecieron. Este evento duró unos 3 Ma, aproximadamente.
- Hace 251 Ma (a finales del período Pérmico) se produjo la mayor de todas las extinciones masivas conocidas hasta el momento: la extinción masiva del Pérmico-Triásico, debido a la cual cerca del 95% de las especies marinas se extinguieron. Desapareció el 53% de las familias biológicas marinas, el 84% de los géneros marinos y aproximadamente el 70% de las especies terrestres (incluyendo plantas, insectos y vertebrados).
- Hace 210 Ma (a finales del período Triásico) se produjo la extinción masiva del Triásico-Jurásico, que provocó la desaparición de varios grupos de arcosaurios, de los cuales solo sobrevivieron tres: CROCODILIA, DINOSAURIA y PTEROSAURIA. También destaca la extinción casi total de los sinápsidos no mamíferos como el Thrinaxodon (aunque sobrevivieron géneros como Oligokyphus). La causa de este evento fue probablemente volcánica.
- Hace 65 Ma (a finales del período Cretácico) tuvo lugar la más conocida de las extinciones masivas: la extinción masiva del Cretácico-Terciario, en la que desaparecieron cerca del 75% de todas las especies, incluyendo los dinosaurios.
Gráfico que muestra la estimación del porcentaje aparente (no el número absoluto) de los géneros de animales marinos extintos durante el intervalo de tiempo dado (el eón Fanerozoico). No representa todos los géneros marinos, sino aquellos que se fosilizaron con facilidad (los conocidos gracias a la conservación hasta nuestros días de los fósiles). Autor: desconocido.
Pero tal y como puede verse en el gráfico de arriba, a lo largo de estos últimos 542 Ma han ocurrido muchos más eventos de extinción masiva, quizás menos importantes pero también muy notorios. Entre ellos cabe destacar:
- Extinción masiva del final del Botomiense (hace unos 517 Ma) -> Se desconocen las causas.
- Extinción masiva del Dresbachiense (hace unos 502 Ma) -> Se desconocen las causas.
- Extinción masiva del Cámbrico-Ordovícico (hace unos 488 Ma) -> Posible causa: inicio de una intensa glaciación y el posible agotamiento (o escasez) del oxígeno en las aguas marinas.
- Evento Ireviken (hace unos 428 Ma) -> Posible causa: condiciones de anoxia generalizadas en todo el (o gran parte del) fondo oceánico.
- Evento Mulde (hace unos 424 Ma) -> Posible causa: descenso del nivel marino a escala global.
- Evento Lau (hace unos 420 Ma) -> Se desconocen las causas.
- Evento de extinción de finales del Silúrico (hace unos 416 Ma) -> Se desconocen las causas.
- Colapso Selvático del Carbonífero o CRC, del inglés Carboniferous Rainforest Collapse (hace unos 318 Ma) -> Posible causa: importante cambio climático producido por el impacto de un meteorito en Australia (Woodleigh crater).
- Extinción masiva de Olson (hace unos 270 Ma) -> Se desconocen las causas.
- Evento Pluvial del Carniense o CPE, en sus siglas del inglés Carnian Pluvial Event (hace unos 232 Ma) -> Posible causa: intensa actividad volcánica de la Gran Provincia Ígnea de Wrangellia.
- Extinción masiva del Toarciense, del Plensbachiense-Toarciense o, simplemente, del Jurásico Temprano (hace unos 183 Ma) -> Posible causa: erupción volcánica masiva de Karoo-Ferrar (gigantesca inundación de lava que cubrió gran parte de las actuales regiones de Sudáfrica y Antártida).
- Extinción masiva del final del Jurásico (hace unos 145,5 Ma) -> Erupción del Tamu Massif, el volcán de tipo escudo más grande del planeta.
- Extinción masiva del Aptiense (hace unos 117 Ma) -> Posible causa: vulcanismo intenso asociado a la provincia ígnea de Rajmahal Traps, en Bengal (India).
- Extinción masiva del Eoceno-Oligoceno (hace unos 33,9 Ma) -> Posible causa: vulcanismo y dos impactos meteoríticos, uno en Chesapeake Bay, EEUU, y otro en Siberia (cráter de Popigai).
- Extinción masiva del Mioceno Medio (hace unos 14,8 – 14,5 Ma) -> Posible causa: vulcanismo en el Valle del Rift Africano y un posible impacto meteórico en Bavaria, Alemania (cráter de Nördlinger Ries).
- Extinción masiva marina del Plioceno-Pleistoceno (hace unos 2 Ma) -> Posible causa: explosión de una supernova localizada en la Asociación estelar de Scorpius-Centaurus.
- Extinción masiva del Cuaternario (desde hace 50 ka hasta la actualidad) -> Posibles causas: la acción humana y el cambio que parece estar sufriendo el clima actual.
Típico ambiente del período Carbonífero, un período muy rico en O2, durante el cual (en gran parte de la superficie terrestre) se generaron enormes selvas húmedas, con grandes extensiones de pantanos y cenagales. Este tipo de ambientes propició el desarrollo de los anfibios (aparecidos durante el período Devónico), pues requerían de gran humedad para vivir. En ésta época aparecieron también los primeros reptiles, protegidos por escamas, lo que les permitía retener el agua en su interior y no deshidratarse en poco tiempo, pudiendo así alejarse de las zonas de agua y permanecer mucho más tiempo secos que los anfibios. Con el cambio climático que tuvo lugar hace unos 318 Ma, el Colapso Selvático del Carbonífero, todas las junglas desaparecieron y un clima principalmente desértico se extendió por todo el globo, causando una extinción masiva. Autor: Dorling Kindersley; copyright: National Geographic Society.
Como puede verse, a lo largo del eón Fanerozaoico han tenido lugar un gran número de extinciones masivas de mayor o menor importancia, pero antes del inicio de este eón tuvieron lugar, al menos, otros dos grandes ELE, de gran importancia para el desarrollo de los organismos a posteriori.
- Gran Oxidación, también conocida como GOE, del inglés Great Oxygenation Event (comenzó hace unos 2.400 Ma) -> Causa: los primeros organismos fotosintéticos encontraron las antiguas atmósfera e hidrosfera terrestres (muy ricas en CO2) aptas para su desarrollo, extendiéndose rápidamente por todo el planeta, produciendo una gran cantidad de O2 y llevando a muchos organismos a la extinción, pues el oxígeno en aquella época era un veneno letal para la inmensa mayoría de las criaturas.
- Extinción masiva del Ediacariense Tardío (hace unos 542 Ma) -> Posible causa: condiciones de anoxia desarrolladas por todo el fondo oceánico pudieron causar la asfixia de un sinnúmero de organismos. Una gran cantidad de géneros y grupos taxonómicos diversos desapareció para siempre (como la fauna de Ediacara), siendo el momento inmediatamente posterior a esta extinción considerado como el inicio del período Cámbrico y del eón Fanerozoico.
Causas de las extinciones masivas:
Tal y como puede verse en las descripciones dadas a lo largo de la entrada, por regla general las causas de las extinciones masivas han sido atribuidas a (1) el impacto de asteroides, (2) una intensa actividad volcánica, ocasionada a veces por supervolcanes, (3) cambios en las condiciones marinas (desarrollo de anoxia en el fondo oceánico, variaciones en el nivel del mar, etc), muchas veces ligados a la llegada de una nueva etapa glacial o interglacial, (4) fenómenos astronómicos, como las supernovas, y (5) causas endógenas de la propia biosfera, entre otras. Aunque así dicho parezca que las teoría sobre las extinciones se realicen sin mucho fundamento, una buena teoría debe:
- Explicar todas las pérdidas, no sólo explicar la desaparición de unos pocos grupos taxonómicos;
- explicar por qué unos grupos desaparecen y por qué otros logran sobrevivir;
- proporcionar mecanismos que sean lo suficientemente sólidos como para causar una extinción masiva, pero no una extinción total; y
- basarse en los eventos o procesos que pueda demostrarse que han sucedido.
A la hora de establecer una buena teoría, puede ser necesario considerar una serie de combinaciones de causas. Así, Arens y West (2006) propusieron un modelo en el que las extinciones en masa generalmente requieren dos tipos de causas: (1) una presión sobre el ecosistema a largo plazo y (2) una catástrofe repentina hacia el final del período de presión. El análisis estadístico de las tasas de extinción marinos en todo el eón Fanerozoico sugiere que ni la presión por sí sola a largo plazo, ni una catástrofe por sí sola, era suficiente para provocar un aumento significativo en la tasa de extinción.
Existen un sinfín de causas a las que se atribuyen las extinciones masivas. Las más importantes:
- Impactos de asteroides y cometas: Existe una teoría que atribuye todas (o casi todas) las grandes extinciones masivas a impactos meteoríticos. Se ha establecido estadísticamente que, aproximadamente, cada 100 Ma (de media) impacta un asteroide kilométrico contra la Tierra. Si se tiene en cuenta que la vida pluricelular lleva existiendo unos 600 Ma, debería haber habido entre 5 ó 6 grandes extinciones desde entonces (las que realmente han ocurrido). Las otras posibles causas, atribuidas a grandes glaciaciones globales o a erupciones masivas se consideran entre los efectos secundarios que podría producir un gran impacto, por lo que, según algunas hipótesis, no serían más que sinergias de esa misma catástrofe cósmica.
Si estos impactos se producen en el océano, los daños pueden ser incluso mayores que si caen en tierra. Por ejemplo, el CO2 permanece disuelto en grandes cantidades en las aguas oceánicas, siendo estable a temperaturas inferiores a 50 ºC; pero un impacto de un asteroide de gran tamaño evaporaría rápidamente gran cantidad de este CO2 disuelto, que en su forma de gas puede extenderse rápidamente por el globo, asfixiando a multitud de criaturas en zonas de baja altitud.
Ilustración de un asteroide colisionando contra la Tierra y explotando en la atmósfera. Autor: desconocido.
- Vulcanismo: Una intensa actividad volcánica también puede ser suficiente para provocar una extinción masiva por sí sola. Las grandes provincias ígneas, que no son otra cosa que gigantescas inundaciones de lava a escala continental podrían arrojar tanta cantidad de partículas de polvo y aerosoles que inhibieran la fotosíntesis durante un cierto período de tiempo, provocando el colapso de un sinfín de redes tróficas. Además, se darían abundantes fenómenos de lluvia ácida por todo el globo, envenenando a multitud de organismos.
Los supervolcanes, que son gigantescas calderas llenas de magma, también pueden explotar y arrojar gigantescas cantidades de magma y ceniza, teniendo efectos muy similares a los de un impacto meteorítico. Ambos fenómenos pueden llevar a que se produzca un calentamiento del clima a escala global, mediante la acumulación de CO2 y otros gases en la atmósfera durante cientos y/o miles de años, pudiendo provocar incluso el final de etapas glaciales.
Ilustración que muestra los efectos iniciales de una erupción de un supervolcán. Autor: desconocido.
- Hipótesis del fusil de clatratos: La hipótesis del fusil de clatratos (en inglés clathrate gun hypothesis) es una teoría científica que sostiene que el aumento de la temperatura media del globo puede dar lugar a una liberación repentina de metano desde los depósitos de clatrato de metano situados en los fondos oceánicos o bajo el permafrost continental. Esto provocaría una alteración del medio ambiente de los océanos y la atmósfera de la Tierra, creando un calentamiento global sostenido y significativo (ver más abajo).
- Calentamiento global sostenido y significativo: El calentamiento del clima a escala global durante un tiempo significativo tiene la capacidad de reducir o, incluso, eliminar los hielos permanentes de las zonas polares, lo que puede llevar a la extinción de todas aquellas especies habituadas a climas fríos. Este mecanismo incrementaría el área de las zonas tropicales y desérticas, facilitando el desarrollo de las especies habituadas a estos medios; no obstante, muchas especies habituadas a las zonas templadas podrían desaparecer también, al verse obligadas a desplazarse hacia los polos.
En cuanto a las zonas marinas, el volumen de agua de los océanos se incrementaría, pudiendo aumentar el nivel del mar, inundando zonas antes expuestas y aniquilando a muchísimas especies. Entre otros efectos, el calentamiento podría conducir a un estado de anoxia en los océanos (como se verá más adelante).
Ilustración artística en la que se muestra a dos ejemplares de Lystrosaurus, un género de sinápsidos terápsidos que surgió a finales del período Pérmico y que sobrevivió a la gran extinción masiva del Pérmico-Triásico, extinguiéndose millones de años más tarde, durante el Triásico Medio. Este grupo de animales tuvo que soportar las duras y áridas condiciones que ofrecía el planeta tras los cambios climáticos que llevaron al Colapso Selvático del Carbonífero, a la extinción masiva de Olson y a la extinción masiva del Pérmico-Triásico. Autor: desconocido.
- Glaciaciones: Las glaciaciones son una estabilización a largo plazo (y a grandes rasgos) del clima terrestre, que pueden ser ocasionadas por distintos fenómenos (unión de continentes, por ejemplo). Durante las glaciaciones, una buena parte de uno de los casquetes polares (o ambos) se congela de forma prolongada, desarrollándose un clima glaciar constante durante un largo período de tiempo. En la actualidad la Tierra se halla inmersa en una glaciación (pese a lo que mucha gente cree), pero en un período interglacial (es decir, en una etapa más cálida, pero dentro de la glaciación en sí).
El inicio de una de estas etapas glaciales, así como su final o las variaciones climáticas que puedan desarrollarse durante su transcurso, con calentamientos y enfriamientos puntuales durante breves períodos de tiempo (geológicamente hablando, pueden ser varios siglos o miles de años), puede provocar extinciones en masa, atendiendo a lo drástico del cambio. Estas variaciones climáticas pueden desplazar, reducir o destruir las zonas de clima tropical, provocando la muerte de las especies que viven en ellas y encrudecer tanto las condiciones de vida que incluso los organismos habituados al frío polar y las especies de climas templados tengan que emigrar hacia zonas ecuatoriales para poder sobrevivir.
Impresión artística de Europa y África durante la glaciación Winconsiense, ocurrida hace 85-11 ka (basándose en los estudios de Crowley, 1995). Aunque ésta glaciación no supuso una extinción masiva, sí que provocó un incremento en las extinciones de fondo durante sus etapas inicial y final. Autor: desconocido.
- Cambios relativos del nivel del mar: Los cambios relativos del nivel del mar son los ascensos y descensos aparentes del nivel del mar al ser comparado éste con la línea de costa. Se dice que son «relativos» porque se miden siempre en relación con la línea de costa, pero no quiere decir que el nivel del mar esté realmente subiendo o bajando, ya que podría ser el propio continente el que sube y/o baja. Sea como sea, cuando el nivel del mar cae con respecto a la línea de costa, el área de la plataforma continental (la parte más productiva de los océanos) se ve reducida lo suficiente como para causar una extinción en masa marina, pudiendo llegar a alterar los patrones climáticos lo suficiente como para causar la extinción en tierra.
Las caídas relativas del nivel del mar son muy probablemente el resultado de otros eventos, como el enfriamiento global sostenido (un evento de glaciación) o el hundimiento de las dorsales oceánicas, y están asociadas con la mayoría de las extinciones masivas, incluyendo las cinco grandes extinciones mencionadas más arriba. Por otro lado, un ascenso repentino del nivel del mar puede inundar zonas antes expuestas y acabar con ecosistemas enteros.
Un estudio publicado en el 2008 en la revista Nature establece una relación entre la velocidad de los eventos de extinción masiva y los cambios en el nivel del mar y los sedimentos.
- Eventos anóxicos: Un evento de anoxia (falta de oxígeno) es una situación en la que un medio (que pueden ser las capas superiores o inferiores del océano) se vuelve deficiente o carente de oxígeno. Las causas de un evento de este tipo son muy complejas y controvertidas, pero parecen estar vinculadas directamente con etapas de calentamiento global sostenido y significativo, en su mayoría provocadas por un vulcanismo intenso.
- Fluctuaciones del campo magnético terrestre: Otras causas de los ELE apuntan a las fluctuaciones del campo magnético terrestre debidas a los sucesivos cambios de polaridad que tienen lugar (los polos norte y sur se invierten repetidamente con el paso del tiempo), que provocan una fuerte disminución de la protección de la Tierra frente a la fuerte radiación cósmica durante los períodos en los que se producen. No obstante, según estudios recientes, la inversión de la polaridad del campo magnético terrestre no parece tener ningún efecto en las especies, pues en los últimos 200 Ma se han producido innumerables inversiones y no parecen haber tenido una influencia importante en los organismos.
El campo magnético terrestre (en azul) protege la atmósfera de la Tierra del viento solar. Copyright: NASA.
- Un vuelco oceánico: Un vuelco oceánico (en inglés, oceanic overturn) es una interrupción de la circulación termo-halina, de tal manera que el agua superficial (más salina que el agua profunda a causa de la evaporación) se hunde hacia abajo, con lo que el agua anóxica profunda se ve empujada hacia arriba y, por tanto, mata a la mayoría de los organismos que habitan en la superficie y profundidades medias, ya que les falta oxígeno. Puede ocurrir tanto al principio como al final de una glaciación, aunque un vuelco que tiene lugar al inicio de una glaciación es más peligroso porque durante el período de calentamiento que le precede se habrá creado un volumen más grande de agua anóxica.
- Movimiento de las placas tectónicas: El movimiento de las placas tectónicas también es uno de los mayores causantes de extinciones masivas (así como también es uno de los mayores mecanismos impulsores de la biodiversidad). Como agente causante de extinciones, el movimiento de las placas tectónicas puede provocar el choque entre continentes, aniquilando océanos y mares enteros durante la colisión, así como muchos otros ecosistemas. La formación de puentes entre continentes (los istmos) favorecen el paso de unas zonas a otras para las especies, causando que muchas se extingan al no poder competir por los recursos con otras mejor adaptadas.
Así mismo, la unión de varios continentes en un único supercontinente conlleva cambios climáticos, favoreciendo la desertización (el interior del supercontinente es tan seco que no hay precipitaciones) y que las variaciones de temperatura sean mucho más drásticas, permitiendo el desarrollo de extensas glaciaciones en épocas frías o de áridos y calurosos desiertos durante las épocas de calentamiento global sostenido y significativo.
- Supernovas: También se considera como causa probable de extinciones menores o, incluso de las más masivas, a las explosiones de supernovas cercanas. De hecho existe otra teoría que dice que, dado que cada 25 Ma aproximadamente la Tierra entra en la zona densa de la galaxia (los brazos espirales), ésta se ve sometida a un mayor riesgo de explosiones violentas o al azote de vientos estelares intensos. Así mismo, la nube de Oort tiene un mayor riesgo de verse deformada y perturbada por el paso de estrellas cercanas con el consiguiente envío de cometas y asteroides hacia el sistema solar interior, como refleja la hipótesis Shiva.
Remanente de una supernova. Autor: Oliver Krause et al., copyright: NASA.
Frecuencia de las extinciones masivas:
Algunos autores sugieren que los ELE han tenido lugar de forma periódica, cada 26-30 Ma, aproximadamente, y de que la diversidad fluctúa de forma episódica cada 62 Ma. Para intentar explicar esta periodicidad de las extinciones y del desarrollo de la diversidad se han propuesto diversas ideas, como (1) la posibilidad de que el Sol disponga de una hipotética estrella compañera, (2) se produzcan pequeñas oscilaciones en el plano galáctico, o (3) que el Sistema Solar atraviese en su viaje por la Vía Láctea los brazos espirales de la misma (esta última bastante aceptada).
Sin embargo, otros autores han llegado a la conclusión de que los datos sobre las extinciones masivas marinas no son concluyentes y no encajan con la idea de que los ELE sean periódicos ni con la de que los ecosistemas se van saturando gradualmente hasta llegar a un punto en el que una extinción masiva sea inevitable. Se ha discutido sobre si muchas de las correlaciones propuestas son falsas o incorrectas, aunque a día de hoy es un tema muy debatido y nada concluyente.
También se ha sugerido que los océanos se han vuelto cada vez más hospitalarios para la vida durante los últimos 500 Ma, y por lo tanto menos vulnerables a las extinciones en masa.
Figuras:
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–National Geographic Society (2007). “Prehistoric swamp during the Carboniferous period”. National Geographic. [link]
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–Desconocido (2010). «Glaciación wisconsiense». Zonu. [link]
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–Colaboradores de Wikipedia (2008). “Main tycho remnant full.jpg”. Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–NASA – Spinoff (2011). “NASA Headquarters”. [link]
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–Colaboradores de Wikipedia (2011). “Extinction Intensity ESP.png”. Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
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