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6 minutos de lectura

Identifican fósiles de plantas del Carbonífero que anuncian la evolución de la arborescencia moderna

En la actualidad los árboles son uno de los modelos de plantas más comunes del planeta.

Se sabe que a finales del Devónico medio (hace entre 393 y 383 millones de años) la vida vegetal comenzó su transición hacia la arborescencia, es decir, hacia la forma de los árboles.

En la evidencia fósil de hace 350 millones de años, los árboles se vuelven más comunes como tocones1 con estructuras de raíces intactas, o como troncos enterrados con estructuras de raíces o como ramas del dosel2.

Pero debido al escaso registro fósil de las copas de los árboles, gran parte de la información relacionada con la evolución de la arborescencia a lo largo de la historia de la vida de las plantas, aún permanece en silencio.

No obstante, la ciencia ha perseverado en la búsqueda de hallazgos que permitan escribir la historia de la evolución de los árboles en la Tierra.

En tal sentido, la investigación Enigmatic fossil plants with three-dimensional, arborescent-growth architecture from the earliest Carboniferous of New Brunswick, Canada publicada en febrero de 2024 por un equipo de geólogos, paleobiólogos y biólogos estadounidenses en la Current Biology revela el hallazgo de cinco árboles fósiles en excelentes condiciones de preservación con una morfología de copa única.

Los cinco árboles, encontrados en el este de Canadá, corresponden al Carbonífero temprano (359-347 millones de años atrás).

La importancia del descubrimiento y reciente descripción de estos fósiles es que ha permitido conocer los patrones de ramificación del tronco y de la copa de los árboles de aquella época.

De acuerdo a los investigadores, la arquitectura de crecimiento de los árboles del Carbonífero temprano presagia lo que serían los linajes de los arborescentes modernos.

(Imagen 1) Fotografía de la superficie del bloque donde se observa el tronco más grande. En la porción inferior del tronco se hallan las bases de las hojas mientras que en la porción superior están los pecíolos dispuestos en círculo y orientados perpendicularmente.

(Imagen 1) Fotografía de la superficie del bloque donde se observa el tronco más grande. En la porción inferior del tronco se hallan las bases de las hojas mientras que en la porción superior están los pecíolos dispuestos en círculo y orientados perpendicularmente.

Un hallazgo excepcional

La tafonomía es la rama de la paleontología que se dedica al estudio de los procesos de fosilización y a la formación de los yacimientos fósiles.

El descubrimiento de los cinco árboles fósiles se llevó a cabo en la cantera Sanford de New Brunswick, Canadá, perteneciente a la Formación Alberta (359-347 millones de años atrás).

El análisis de los estratos sedimentarios permitió concluir que el entorno de la formación de los sedimentos habría sido lacustre, ya que algunos de los depósitos de sedimentos corresponden a zonas profundas y otras a los márgenes de un lago.

La sucesión de estratos se habría producido por la sedimentación de bloques que se habrían desplomado a causa de la actividad sísmica de la zona. Lo que a su vez habría provocado el rápido sepultamiento de estos cinco árboles, favoreciendo así su preservación.

Aunque las plantas evolucionaron como árboles en el Devónico medio, la evidencia de arborescencia de aquella época sólo se basa en remanentes de tocones.
Sólo en circunstancias de fosilización únicas, las raíces y la copa se preservan unidas a los tocones. De ahí la gran importancia de este nuevo hallazgo.

Sanfordiacaulis densifolia

Los cinco árboles hallados en la cantera Sanford fueron bautizados como Sanfordiacaulis densifolia y muestran un nuevo patrón arquitectónico en el desarrollo de la copa.

Las hojas se preservaron unidas al tronco gracias a un proceso de fosilización llamado “adpresión”, que supone una comprensión y una impresión simultánea. Es decir, las hojas sufrieron una presión tan grande que se produjo una reducción química de los tejidos quedando así reducidas a un film o película carbonosa (compresión) sobre la roca, donde también se imprimieron los tejidos, quedando marcada la forma y la estructura.

Detalles de la estructura

El espécimen principal está representado por un tronco que sin copa ni raíces mide entre 12 y 16 centímetros de ancho y 2,25 metros de largo.
Otro de los ejemplares es más pequeño. El tronco tiene entre 7 y 8 centímetros de diámetro y conserva las hojas unidas al ápice del tronco.

Los investigadores estiman que la copa de estos árboles habría tenido un volumen de entre 20 y 30 metros cúbicos.

(Imagen 2) (A) Reconstrucción a escala de Sanfordiacaulis densifolia que consiste en un tronco sin ramificaciones rodeado de hojas compuestas dispuestas de forma espiralada. La base del tronco es desconocida. Escala en metros. (B) Imagen que muestra la salida del tronco y hojas a varios niveles de la roca. La moneda se emplea para exhibir la escala. (C) Cambios en la geometría de la sección transversal del pecíolo desde el proximal (línea media) hasta el distal (separado de la línea media). Gastaldo et al. 2024.

Las hojas son compuestas, es decir, tienen un eje central del que salen pinas y pínulas. Los pecíolos de las hojas están conservados. Se observó que nacen desde la porción media del tronco hasta el ápice. En la porción inferior los pecíolos están ausentes.

Las hojas están dispuestas alrededor del tallo siguiendo un patrón espiralado. Son largas y miden hasta 1.75 metros de largo. Aunque en vida, se estima que podrían haber alcanzado una longitud de hasta 2 y 3 metros.

(Imagen 3) (A) Un intervalo de 40 cm que muestra bases de pecíolos de barro dispuestas helicoidalmente con pecíolos carbonizados y de barro que parten del lado del tronco. (B y C) Pecíolos finamente estriados y ranurados que divergen 90° hacia el tronco (flechas blancas). (D) Divergencia de los pecíolos del tronco en dimensiones que reflejan su disposición espiral. Tomado de Gastaldo et al. 2024.

(Imagen 3) (A) Un intervalo de 40 cm que muestra bases de pecíolos de barro dispuestas helicoidalmente con pecíolos carbonizados y de barro que parten del lado del tronco. (B y C) Pecíolos finamente estriados y ranurados que divergen 90° hacia el tronco (flechas blancas). (D) Divergencia de los pecíolos del tronco en dimensiones que reflejan su disposición espiral. Tomado de Gastaldo et al. 2024.

Ampliar la intersección de luz

La disposición espiralada de las hojas indica una estrategia de crecimiento que habría maximizado la interceptación de la luz solar y reducido la competencia por los recursos de la cobertura vegetal.

Dada la morfología, tamaño y volumen de la copa se determinó que estos árboles formaban parte del subdosel arbóreo de los bosques de la época, siendo la evidencia más temprana conocida de subdosel.

Por otro lado, estos árboles muestran que a finales del Devónico y principios del Carbonífero ya existía en el planeta una vegetación compleja, con arquitecturas de crecimiento variadas y posiblemente transitorias.

1 Parte del tronco de un árbol que queda unida a la raíz cuando lo cortan por el pie. (Volver al texto)

2 Hábitat formado por las copas de los árboles. (Volver al texto)

Bibliografía:

Gastaldo RA, Gensel PG, Glasspool IJ, Park AF, Stimson MR & Stonesifer T. 2024. Enigmatic fossil plants with three-dimensional, arborescent-growth architectura from the earliest Carboniferous of New Brunswick, Canada. Current Biology 34, 781-792,

 

 

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