Hay cinco grandes extinciones masivas en el registro fósil, y la del límite Pérmico-Triásico, hace 252 millones de años, es la mayor de todas. Eliminó el 96% de las especies marinas y el 70% de los vertebrados terrestres. Los paleontólogos la llaman informalmente la Gran Mortandad, y aunque sabían que estaba relacionada con erupciones volcánicas masivas en lo que hoy es Siberia, los detalles del mecanismo exacto por el que esas erupciones mataron a casi toda la vida del planeta permanecían parcialmente sin resolver.
Un equipo de la Universidad de Stanford liderado por Erik Anders Sperling y Andres Marquez publicó el 6 de julio en Proceedings of the National Academy of Sciences el análisis más detallado hasta la fecha de por qué ciertas especies murieron y otras sobrevivieron, y la respuesta tiene una dimensión que va más allá de la paleontología pura: el océano de hace 252 millones de años, justo antes de la extinción, era frío y bien oxigenado. Era, en palabras de Sperling, «muy similar al actual».
El mecanismo: volcanes siberianos, CO₂ y un océano que perdió el oxígeno
Las Trampas Siberianas son una de las formaciones geológicas más extraordinarias del planeta: una provincia volcánica que cubrió más de dos millones de kilómetros cuadrados del norte de Asia con lava basáltica entre hace 252 y 250 millones de años. Durante ese período, las erupciones liberaron cantidades masivas de dióxido de carbono y metano a la atmósfera. El CO₂ provocó un calentamiento global intenso; el metano, un gas de efecto invernadero mucho más potente que el CO₂, amplificó ese calentamiento.
El océano absorbe CO₂ y calor de la atmósfera, lo que tiene dos consecuencias simultáneas. Por un lado, el agua más cálida disuelve menos oxígeno (los gases son menos solubles a mayor temperatura), así que el océano se vuelve hipóxico. Por otro, el calentamiento de la superficie crea una estratificación más fuerte: el agua cálida queda encima y la fría debajo, lo que reduce la mezcla vertical que normalmente lleva oxígeno desde la superficie a las profundidades. El resultado fue un océano que se calentó entre 8 y 12°C sobre su temperatura inicial y perdió oxígeno disuelto de forma generalizada.
El proceso no ocurrió de un día para el otro sino en pequeños incrementos a lo largo de miles de años. Pero para los organismos marinos adaptados a condiciones frías y bien oxigenadas, incluso esos incrementos graduales resultaron letales.
Por qué los braquiópodos murieron y los bivalvos sobrevivieron
La contribución más original del estudio es la explicación de por qué la extinción fue selectiva: no mató a todos por igual. Durante el Paleozoico, los braquiópodos, animales filtradores que se parecen superficialmente a las almejas pero pertenecen a un linaje completamente diferente, dominaban el fondo de los océanos. Eran el grupo de invertebrados más abundante y diverso de los mares paleozoicos. Hoy existen unas 400 especies de braquiópodos. Los bivalvos, el grupo que los reemplazó, tienen entre 10.000 y 15.000 especies.
Para entender por qué los braquiópodos colapsaron mientras los bivalvos sobrevivieron, el equipo realizó experimentos con braquiópodos vivos recogidos en las islas San Juan, en el estado de Washington. El hallazgo fue fisiológico: los braquiópodos toleran relativamente bien los niveles bajos de oxígeno cuando el agua está fría. Pero cuando el agua se calienta, su demanda metabólica, la cantidad de oxígeno que necesitan por unidad de tiempo, se dispara de forma mucho más pronunciada que la de los bivalvos o los equinodermos. En un océano simultáneamente más caliente y menos oxigenado, esa combinación fue fatal.
Los animales con metabolismos más rápidos y flexibles, incluyendo los depredadores y los organismos con mayor capacidad de ajustar su tasa metabólica a las condiciones ambientales, sobrevivieron mejor. «Nuestros hallazgos muestran que, en diferentes grupos de organismos, las extinciones ocurrieron a tasas mucho más altas para aquellos más vulnerables a aumentos de temperatura del agua y disminuciones en la disponibilidad de oxígeno», explicó Sperling.
La advertencia para el presente: el océano actual es ese mismo punto de partida
La razón por la que el estudio tiene relevancia más allá de la paleontología es la que el propio Sperling articuló con claridad: «La mayor extinción masiva de todos los tiempos comenzó en un mundo muy similar al actual en cuanto a un océano relativamente frío y bien oxigenado, y luego hubo una enorme inyección de dióxido de carbono en el sistema terrestre. Entender cómo respondieron la Tierra y la biota terrestre entonces podría informarnos de lo que está por venir».
Las proyecciones climáticas actuales estiman que para 2100 la temperatura del océano habrá aumentado entre 1,5 y 4°C adicionales respecto a los niveles preindustriales, dependiendo del escenario de emisiones. Eso está muy lejos del calentamiento de 8-12°C de la extinción del Pérmico, pero la dirección del proceso y los mecanismos involucrados, calentamiento + desoxigenación + estratificación, son los mismos. Lo que el registro fósil añade es información sobre qué tipos de organismos son más vulnerables cuando esas presiones se combinan.
Como documenta el paper publicado en PNAS, el equipo concluye que los grupos de organismos marinos con mayor vulnerabilidad fisiológica al calor y a la hipoxia, una categoría que incluye a muchos invertebrados actuales con metabolismos poco flexibles, son los que mayor riesgo relativo tienen en un océano que continúa calentándose y perdiendo oxígeno en sus capas intermedias.
