Hace más de 300 millones de años, nuestros antepasados divergieron de los antepasados de los reptiles y comenzaron el viaje evolutivo hacia convertirse en mamíferos.
¿Cómo eran estos primeros antepasados? Por un lado, no se parecían en nada a los mamíferos modernos. El grupo conocido como sinápsidos, descrito como» reptiles similares a mamíferos», se parecía mucho más a los reptiles, pero se podía distinguir por una sola abertura grande en la mejilla, probablemente para los músculos de la mandíbula. Los sinápsidos subieron lentamente a la cima de la cadena alimentaria, pero todavía sabemos muy poco sobre los primeros 10 millones de años de evolución de la sinápsida.
Como candidatos a doctorado en paleontología, todos estábamos trabajando en diferentes aspectos de la evolución temprana de los tetrápodos — animales de cuatro patas -. Los tres lideramos un equipo de investigación diverso que revisó algunos fósiles que habían sido descritos como un reptil primitivo llamado Asaphestera, recolectados en Nueva Escocia. Nuestro estudio condujo a una serie de resultados sorprendentes, el más significativo de los cuales es nuestra identificación de Asafestera como el fósil de sinápsido definitivo más temprano.
Joggins, un sitio del Patrimonio Mundial de la UNESCO
Originalmente llamado Chegoggin por el pueblo Mi’kmaq, los acantilados fósiles de Joggins, N. S., conservan los restos de un vasto bosque fósil que — hace 318 millones de años — se habría situado en el ecuador. Entre los troncos y tocones de árboles fosilizados, muchos de los cuales se conservan en posición vertical, se encuentra uno de los registros fósiles más ricos de los primeros tetrápodos.
La importancia de estos yacimientos fósiles expansivos fue reconocida hace siglos por algunos de los principales geólogos y paleontólogos del siglo XIX, cuando la teoría de la evolución de Darwin estaba revolucionando el campo de la biología. Fue en los Acantilados Fósiles de Joggins donde el geólogo Charles Lyell desarrolló su teoría fundacional sobre la formación de carbón y donde Lyell y el geólogo Sir John William Dawson descubrieron lo que en ese momento eran los primeros fósiles conocidos de animales terrestres.
Estos fósiles de animales han sido revisados periódicamente, primero por la paleontóloga irlandesa Margaret Steen en la década de 1920 y más tarde por el paleontólogo canadiense Bob L. Carroll, padre de la paleontología de vertebrados canadiense y profesor de larga data en la Universidad McGill.
El misterio de los orígenes de los mamíferos
Los primeros antepasados de los mamíferos aparecieron hace más de 300 millones de años. Sin embargo, al igual que los antepasados de otros grupos de animales vivos, como los anfibios y las aves, los sinápsidos primitivos no se parecían en nada a los mamíferos modernos. En particular, distinguir los sinápsidos primitivos de los reptiles primitivos puede ser un verdadero desafío.
Aunque pensábamos que estábamos estudiando solo un animal, Asaphestera intermedia, uno de nuestros principales hallazgos fue reconocer que lo que los paleontólogos anteriores habían pensado que era un solo animal, ¡en realidad era un compuesto de múltiples fósiles de al menos tres animales muy diferentes! Solo podíamos estar seguros de dos de ellos: un nuevo reptil que llamamos Steenerpeton silvae y una sinápsida temprana, Asaphestera platyris, con evidencia de una sola abertura temporal en el cráneo.
La convolución original de estas especies destaca cuán sutiles eran las diferencias entre los primeros antepasados de los mamíferos y los primeros reptiles, y el valor de reevaluar las colecciones históricas de fósiles para evaluar su identidad a la luz de trabajos más recientes. Asaphestera platyris proporciona la evidencia más antigua de reptiles similares a mamíferos en el registro fósil, estableciendo una fecha firme para su diversificación hace unos 315 millones de años.
Cambio climático y colapso de la selva tropical
Los acantilados fósiles de Joggins conservan un tiempo justo antes de un período de cambio climático drástico. El período entre 370 y 300 millones de años atrás fue un período frío en la historia de la Tierra, con extensas capas de hielo que cubrían gran parte del Hemisferio Sur. Hace unos 307 millones de años, la Tierra comenzó un proceso de calentamiento global. Esto culminó en la extinción masiva más grande en la historia de la Tierra aproximadamente 50 millones de años después.
En ese momento, gran parte de la región ecuatorial estaba cubierta de selvas tropicales y pantanos tropicales, que más tarde se fosilizaron como extensas capas de carbón en América del Norte y Europa. Cuando comenzó el calentamiento, estos hábitats se secaron en un evento llamado colapso de la selva tropical Carbonífera, que provocó una extinción masiva menor en estos puntos calientes de biodiversidad.
Los sobrevivientes fueron todos los primeros representantes de grupos de animales modernos, como anfibios modernos y reptiles modernos, y mostraron adaptaciones para sobrevivir en ambientes más secos.
Joggins es único en preservar una visión temprana de algunos de estos grupos modernos antes del colapso de la selva carbonífera. Lo que encontramos es que los animales que sobrevivieron al colapso de la selva vivían junto a muchos de los animales que se extinguieron, pero eran más raros, más pequeños y más difíciles de identificar, como la Asafestera. Esto contradice algunas ideas sobre el origen de estos grupos posteriores, que sugieren que estos animales más avanzados se originaron en elevaciones más altas o fuera de los trópicos.
Todavía tenemos un camino por recorrer para comprender completamente a estos primeros miembros de nuestro propio linaje, pero estos importantes fósiles de Nueva Escocia están señalando el camino.