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Ciencia

Un nuevo modelo matemático del MIT revisó 27 crisis ambientales de la historia de la Tierra. La señal que aparece en casi todas las extinciones masivas también apunta al presente

Un modelo publicado en Physical Review Letters comparó 27 episodios de cambio ambiental del registro geológico con la capacidad de adaptación de los animales. La conclusión es clara: las extinciones masivas aparecen cuando el entorno acelera y la evolución no llega a tiempo.
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Las extinciones masivas suelen contarse como una sucesión de catástrofes: volcanes gigantes, océanos ácidos, cambios climáticos extremos, impactos, crisis del carbono. Pero un nuevo estudio del MIT y la Universidad de Leicester propone mirar esos episodios desde otro ángulo. Tal vez lo decisivo no sea solo qué cambió en el planeta, sino a qué velocidad lo hizo.

Según explica MIT News, los investigadores Daniel Rothman, profesor de geofísica y codirector del Lorenz Center del MIT, y Sergei Petrovskii, profesor de matemática aplicada de la Universidad de Leicester, desarrollaron un modelo teórico para relacionar tres variables: la velocidad del cambio ambiental global, la capacidad de adaptación evolutiva de la vida y la gravedad de las extinciones. El trabajo fue publicado en Physical Review Letters bajo el título Relating rates of global change, evolutionary adaptation, and extinction.

La idea central es tan simple como potente: cuando el ambiente cambia más rápido de lo que los organismos pueden adaptarse, aumenta el riesgo de colapso. Esa lógica ya se había observado en especies individuales, pero el nuevo trabajo sugiere que también funciona a escala planetaria. Es decir, no solo para una población concreta, sino para crisis biológicas capaces de borrar grandes ramas de la vida.

Una vieja hipótesis llevada a escala global

La relación entre extinción y cambio ambiental no es nueva. A fines del siglo XVIII, Georges Cuvier planteó que especies enteras podían desaparecer tras estudiar fósiles de animales que ya no existían. Mucho después, a mediados del siglo XX, el geólogo Norman Newell reformuló el problema con una hipótesis más precisa: las extinciones ocurren cuando el ritmo del cambio ambiental supera la velocidad de adaptación de las especies.

Según MIT News, Rothman y Petrovskii retomaron esa idea, conocida como hipótesis del “desajuste de ritmos”, para preguntarse si podía explicar no solo desapariciones puntuales, sino extinciones masivas a lo largo de la historia de la Tierra.

El reto era enorme. Para poner a prueba la hipótesis, necesitaban comparar dos cosas muy distintas: por un lado, la velocidad de los cambios ambientales globales; por otro, la velocidad con que diferentes grupos de organismos pueden adaptarse. La primera puede inferirse a partir del registro geológico. La segunda, en cambio, casi no puede medirse directamente cuando se habla de escalas que van de miles a millones de años.

Ante esa limitación, los investigadores construyeron una teoría matemática general para estimar cómo se distribuyen las tasas de adaptación entre grupos animales. En este contexto, “adaptación” no significa una reacción inmediata, sino cambios acumulados dentro de una especie durante periodos mucho más largos que una generación.

La curva que separa adaptación y extinción

El modelo parte de una base conocida de la teoría evolutiva. Para que una especie se adapte, deben cumplirse varias condiciones: tiene que existir variación dentro de la población, esa variación debe ser heredable, algunas diferencias deben mejorar la supervivencia y los individuos mejor adaptados tienen que dejar más descendencia.

Si una de esas condiciones falla, la población puede extinguirse. A partir de esa lógica, Rothman y Petrovskii dedujeron que la probabilidad de adaptación exitosa puede representarse con una curva en forma de campana. La mayoría de los grupos animales se adaptaría a ritmos intermedios, mientras que menos grupos podrían hacerlo a ritmos extremadamente lentos o extremadamente rápidos.

Luego compararon ese patrón con datos paleontológicos y geoquímicos de 27 episodios de los últimos 450 millones de años en los que el ciclo del carbono sufrió cambios significativos. Ese ciclo suele utilizarse como una señal del cambio ambiental global. También cruzaron esos datos con estimaciones previas de extinción de grupos animales elaboradas por el paleobiólogo John Alroy.

El resultado fue llamativo: en casi todas las grandes extinciones analizadas apareció el mismo tipo de desajuste. Cuando el ambiente cambiaba demasiado rápido y una fracción importante de los animales no podía seguir ese ritmo, la extinción masiva se volvía mucho más probable.

El final del Pérmico como advertencia extrema

Uno de los ejemplos más claros es la extinción del final del Pérmico, ocurrida hace unos 252 millones de años y considerada la mayor crisis biológica conocida. Según MIT News, el modelo es consistente con la idea de que una rápida acidificación de los océanos superó la capacidad de muchos organismos para desarrollar defensas adecuadas. El resultado fue devastador: desapareció más del 80% de las especies marinas del mundo.

Lo importante es que el modelo no solo permite identificar un desajuste. También logra anticipar la gravedad de muchas extinciones del pasado al relacionar la velocidad del cambio ambiental con la fracción de vida animal que no consiguió adaptarse.

Ese punto es clave porque sugiere que las extinciones masivas no fueron simples accidentes inconexos. Cada una tuvo sus causas particulares, pero detrás de muchas de ellas podría existir una misma regla general: la vida resiste cambios enormes, hasta que el ritmo del cambio cruza una frontera que la evolución ya no puede compensar.

Por qué el modelo también mira al presente

Aunque el estudio se concentra en episodios del pasado, sus implicaciones llegan hasta la crisis ambiental actual. Rothman advierte, según MIT News, que los niveles de dióxido de carbono en el océano están aumentando hoy a una velocidad que, una vez reescalada por el modelo, se parece a tasas de cambio del ciclo del carbono apenas inferiores a las asociadas con grandes extinciones del pasado.

Eso no significa que el estudio prediga una extinción masiva inevitable ni que el presente sea una copia exacta del Pérmico. La comparación funciona más bien como una advertencia matemática. El registro geológico muestra que la vida puede adaptarse a transformaciones profundas, pero no infinitamente rápidas.

La señal que dejaron 450 millones de años de crisis biológicas es incómoda porque no habla solo del pasado. Habla del ritmo. De la diferencia entre un planeta que cambia y una biosfera que todavía puede seguirle el paso. Y, según este modelo, esa diferencia puede decidir si una crisis ambiental se convierte en una extinción masiva.

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