Reconstrucción del artista digital Maxi Días (Museo de Ciencias Naturales de San Juan)

Mucho antes de la aparición de los primeros dinosaurios y de que los continentes se estacionaran en su ubicación actual, ellas conquistaron el mundo. Hace alrededor de 500 millones de años, las plantas acuáticas se aventuraron fuera de mares y ríos y se apoderaron de forma gradual de cada rincón de la tierra. Fue una colonización silenciosa, sin testigos. Lo que sabemos de uno de los eventos más significativos en la historia de nuestro planeta es gracias al escaso registro fósil.

En el oeste de Argentina, un equipo de científicos locales encontró los fósiles de flora terrestre de hace 420 millones de años. La investigación extiende el conocimiento sobre la historia evolutiva de las primeras plantas que colonizaron la superficie y volvieron al planeta habitable.

Cada hallazgo expande nuestro conocimiento sobre el tema. Se han encontrado especímenes en China, Estados Unidos, Canadá y República Checa. También en Sudáfrica, Reino Unido, Polonia, Ucrania, Libia y Kazajistán. En 2021, un equipo identificó en el norte de Australia Occidental esporas fosilizadas de 480 millones de años de antigüedad de plantas terrestres primitivas.

Hallamos tallos y las estructuras reproductivas de especies de hace 420 millones de años, son las plantas terrestres más antiguas encontradas hasta el momento de América del Sur
Juan Martín Drovandi, Instituto y Museo de Ciencias Naturales de la Universidad Nacional de San Juan

Ahora, un nuevo descubrimiento en Argentina agrega una pieza al complejo rompecabezas. “Hallamos tallos y las estructuras reproductivas de especies de hace 420 millones de años”, revela a SINC el paleobotánico Juan Martín Drovandi, líder de un grupo que publicó recientemente sus hallazgos en la revista Scientific Reports. “Son las plantas terrestres más antiguas encontradas hasta el momento de América del Sur”.

Parecen pequeñas manchas de no más de un centímetro, pero una vez estudiadas con lupa y microscopio, los científicos se percataron que eran restos de plantas terrestres de hace 420 millones de años. / Juan Martín Drovandi

No lucen muy grandes; más bien son modestamente pequeñas. “Parecen pintitas negras selladas en una arenisca verde”, describe el investigador del Instituto y Museo de Ciencias Naturales de la Universidad Nacional de San Juan (Argentina). “En el campo no llaman mucho la atención. Recién cuando lavamos las muestras y las pudimos observar bajo la lupa nos dimos cuenta de lo que realmente eran. Nos sorprendió la variedad. Nos emocionamos mucho”.

Otro mundo 

“Los mundos del pasado pueden parecer a veces inimaginablemente lejanos”, indica el paleobiólogo inglés Thomas Halliday en su libro Otherlands: A Journey Through Earth´s Extinct Worlds. El registro fósil revela que han sido muy distintos del planeta que conocemos hoy. En los casi cuatro mil millones de años en los que ha existido la vida en la Tierra, los continentes se desplazaron, las condiciones climáticas cambiaron, especies surgieron y desaparecieron completamente.

Cómo las plantas acuáticas dieron el salto a la tierra y lograron sobrevivir en un escenario extraño e inhóspito constituye uno de los mayores misterios de la ciencia

Cómo las plantas acuáticas dieron el salto a la tierra y lograron sobrevivir en un escenario extraño e inhóspito constituye uno de los mayores misterios de la ciencia. Lo cierto es que sin las plantas no existiríamos. La hipótesis más consensuada indica que, en algún momento hace 500 millones de años, algas verdes se adaptaron gradualmente a la vida fuera del medio acuático. Estas plantas que carecen de tallos, raíces, hojas y sistemas vasculares avanzaron sobre un ambiente nuevo, gris, desolado: las costas de los continentes que estaban por entonces en su mayor parte desnudas, a excepción de bacterias y quizás algunos hongos.

Les tomó millones de años e incontables transformaciones, pero una vez que sus descendientes se expandieron como una alfombra verde en la tierra –al convertirse en pantanos, bosques y matorrales– cambiaron la superficie del planeta para siempre. Lo volvieron habitable: inundaron la atmósfera con oxígeno y, gracias a la disminución de los niveles de dióxido de carbono, ciertos animales también pudieron aventurarse y abandonaron los océanos. En la actualidad, las plantas terrestres constituyen alrededor del 80 % de la biomasa de la Tierra.

Hace 420 millones de años, las plantas terrestres no superaban los 10 cm de altura, no tenían hojas, producían clorofila y sus delgados tallos tenían forma de Y. / Reconstrucción del artista digital Maxi Días (Museo de Ciencias Naturales de San Juan)

Reconstruir tales transformaciones es todo un desafío para los paleobotánicos: sin tallo, raíces o partes leñosas y demasiado frágiles para soportar los procesos de fosilización, las primeras plantas descendientes de las algas verdes y establecidas en tierra firme –ancestros de todas las plantas terrestres pasadas y actuales– no han dejado restos. O al menos, aún no han sido encontrados.

La única evidencia que tienen los científicos para reconstruir el inicio del proceso de colonización de los continentes por parte de las plantas son unas estructuras microscópicas conocidas como "criptoesporas": se trata de esporas primitivas con las que se valían estas antiguas plantas para propagarse y que se han preservado en las rocas sedimentarias gracias a su peculiar pared externa resistente.

Las "criptoesporas", esporas primitivas con las que se valían estas antiguas plantas para propagarse, se han preservado en las rocas sedimentarias gracias a su peculiar pared externa resistente

En 2010, científicas argentinas, en colaboración con investigadores belgas de la Universidad de Lieja, anunciaron el hallazgo de criptoesporas de aproximadamente unos 470 millones de años de antigüedad en la sierra de Zapla de la provincia de Jujuy, al norte del país. Miden tan solo unos 40 micrómetros.

“Representan las evidencias fósiles más antiguas de la presencia de plantas en tierra”, comenta a SINC la geóloga Claudia Viviana Rubinstein, del Departamento de Paleopalinología del Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales (IANIGLA), principal autora de esta investigación publicada en New Phytologist. Debido a que la datación de estos restos no es extremadamente precisa, el título, sin embargo, se encuentra en disputa, en especial con las esporas fósiles de hace aproximadamente 480 millones de años descubiertas en Australia y anunciadas en Science en 2021.

La búsqueda de estructuras macroscópicas antiguas –es decir, las plantas no sus esporas– se ha vuelto toda una competencia no declarada entre los científicos. A lo largo del siglo XIX, el geólogo y botánico francés Joachim Barrande recolectó una increíble variedad de fósiles. Al morir en 1883, muchos de estos restos –en especial los recogidos en la región de Bohemia Central– pasaron a formar parte de la colección del Museo Nacional Checo en Praga. Entre ellos, había una laja con una pequeña ramita. Considerado poco atractivo, el espécimen hallado en los alrededores del pueblo de Loděnice fue clasificado como un fósil indeterminado de alga y se guardó en una caja en el depósito.

Zona del hallazgo. Formación Rinconada, Precordillera de los Andes ( San Juan, Argentina) / Juan Martín Drovandi

Hasta 2011, cuando, en medio de una importante reconstrucción y auditoría del edificio, los restos fueron inspeccionados por primera vez en 150 años. Los científicos checos volvieron al lugar señalado por Barrande y para su sorpresa comprobaron que eran sedimentos volcánicos de hace más de 432 millones de años: aquella olvidada ramita era la planta terrestre más antigua del mundo conocida. En un artículo publicado en 2018 en la revista Nature Plants, la llamaron Cooksonia barrandei.

La primera naturaleza

El conocimiento que los paleobotánicos tienen sobre la evolución de las plantas terrestres más antiguas es limitado. Así, cada hallazgo de un fósil vegetal de la época en la que se formaron los primeros ecosistemas terrestres es un auténtico avance. El descubrimiento realizado en el oeste de Argentina expande ahora lo que se sabía.

“Se cree que la flora surgió en la zona ecuatorial y desde ahí se fueron distribuyendo por el planeta”, explica Drovandi. “Hay muy pocos registros a escala mundial de estas antiguas plantas, que eran muy pequeñas, sin hojas, parecidas al musgo. Hasta ahora la mayoría de la flora de hace más de 420 millones de años se ha descrito en el hemisferio norte. Con nuestro hallazgo estamos sumando una nueva pieza a la gran historia evolutiva de las plantas”.

Hasta ahora la mayoría de la flora de hace más de 420 millones de años se ha descrito en el hemisferio norte. Con nuestro hallazgo estamos sumando una nueva pieza a la gran historia evolutiva de las plantas
Juan Martín Drovandi

La investigación expone que en aquella lejana época estas especies también estaban presentes en Gondwana, el supercontinente del que formaba parte Sudamérica por entonces, en un período geológico conocido como Silúrico (hace entre 440 y 417 millones de años). Por entonces, el mundo recién se recuperaba de la primera extinción masiva, la del Ordovícico-Silúrico, una mucho peor que la que acabó con los dinosaurios: desapareció el 85 % de las especies animales que habitaban en el mar. “Era un mundo casi extraterrestre”, describe el investigador argentino. “Se parecía mucho a la superficie de Marte, pero con plantas pequeñas y agua. Nada más”.

Los restos de las plantas halladas por los científicos argentinos miden menos de 1 mm. / Juan Martín Drovandi

El hallazgo sorprendió a los propios científicos. “Encontramos los fósiles en una localidad llamada La Rinconada, que está solo a media hora en automóvil de la ciudad de San Juan” [Argentina], cuenta a SINC el geólogo y especialista en paleobotánica Osvaldo Conde, del Centro de Investigaciones de la Geósfera y Biósfera, Universidad Nacional de San Juan.  “En la facultad, nos habían enseñado sobre esta formación, sin embargo, pocos la habían explorado. Así que fuimos un día a ver qué había. Caminamos 15 minutos y empezaron a aparecer las plantas fosilizadas”.

No estaban solas. Junto a ellas, en las piedras había fósiles de graptolitos. “Se trata de invertebrados marinos ya extintos de pocos centímetros de longitud, fósiles que son muy útiles para datar con precisión la edad de las rocas”, indica a SINC el también geólogo Fernando E. Lopez, quien publicó sobre estos organismos similares al plancton en la revista Gondwana Research. “Fue ahí cuando nos dimos cuenta de que las plantas eran más antiguas de lo que pensamos en un principio”.

Tiempo después, los jóvenes investigadores volvieron al yacimiento en búsqueda de más fósiles. Y regresaron al laboratorio con kilos de lajas con manchas negras de no más de un centímetro. “En la cocina del museo, las lavamos con agua y detergente y las pusimos a secar al sol. Entonces, las inspeccionamos con lupa y microscopio”, recuerda Drovandi.

Buena preservación de los fósiles

Lo que más asombró a los científicos fue la buena preservación de los fósiles, lo que les permitió identificar a las plantas a nivel de género y especie. “Los fósiles de plantas, y especialmente tan antiguos, muchas veces se encuentran fragmentados, rotos, incompletos”, explica a SINC la paleobotánica Eliana Paula Coturel, de la Universidad Nacional de la Plata. Así reconocieron a las especies Aberlemnia caledonica, Caia langii, Cooksonia cambrensis, Cooksonia paranensis, Cooksonia pertoni, Hostinella, Isidrophyton, Salopella marcensis, Steganoteca striata.

Ahora, estos restos de Cooksonia –un género de plantas extintas que llegaban a los diez centímetros de altura, no tenía hojas, eran capaces de producir clorofila y sus delgados tallos tenían forma de ‘Y’– se suman a los identificados en Irlanda, Gales, Inglaterra, Estados Unidos y Australia. En América del Sur, se descubrieron también en los 90 en afloramientos ubicados en el sur de Bolivia. “Sin embargo, no hay forma de establecer una edad precisa de estas rocas”, reconocen los científicos argentinos.

Lo restos encontrados en Argentina de Cooksonia, plantas extintas de unos 10 centímetros de altura, se suman a los identificados en Irlanda, Gales, Inglaterra, Estados Unidos y Australia.

Esta llamativa distribución habría sido producto de los métodos de dispersión desarrollados por estos organismos. “Estas plantas se reproducían liberando esporas, como los helechos y pinos”, revela Drovandi. “Su estrategia era muy simple: aprovechaban el viento. Las esporas pueden dar una vuelta al mundo de este modo. Probablemente, atravesaron grandes mares y así fueron poblando los continentes”.

Si bien este grupo de plantas primitivas tiempo después terminó desapareciendo, el descubrimiento les permite a los científicos tener un panorama global de la distribución de la flora hace tantos millones de años. “Cada nuevo hallazgo extiende nuestro conocimiento sobre la superficie que ocupaban las primeras plantas terrestres y también nos da pautas sobre cómo fue esta expansión en los ambientes costeros”, señala Coturel.

En las rocas se esconden los secretos del pasado. Y estos científicos argentinos sospechan que estas formaciones geológicas en la Precordillera tienen mucho más que contar. “Creemos que este lugar tiene un gran potencial”, confiesa Conde. “Si seguimos buscando, seguramente encontraremos más sorpresas”.

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SINC

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