La Explosión Cámbrica. El Big Bang Biológico. Parte 5

Stephen C. Meyer, Marcus Ross, Paul Nelson, y Paul Chien

IV. Objeciones
A. La hipótesis del artefacto: ¿Es real la explosión cámbrica?

Muchos han argumentado que la ausencia de formas intermediarias Precámbricos no refuta las predicciones Neodarwinistas, sino que sólo da testimonio de lo incompleto que es el registro fósil. La diferencia entre lo que el registro fósil muestra y lo que el neodarwinismo implica que debería mostrar ha llevado a muchos a cuestionar, no el mecanismo Neodarwinista o la imagen de la historia de la vida, sino la integridad de los registros fósiles.

Inicialmente, sin embargo, los darwinistas han adoptado un enfoque diferente. Durante muchas décadas después de la publicación de “El origen”, los paleontólogos que simpatizan con la teoría de Darwin trataron de encontrar los desaparecidos ancestros animales del Cámbrico. La búsqueda de los fósiles de las formaciones Precámbricas que faltan en todo el mundo dio lugar a la decepción universal. El mantenimiento de la teoría de Darwin, por lo tanto, hizo necesario con el tiempo formular una hipótesis ad hoc que dé cuenta de la ausencia de ancestros y formas de transición. Varias hipótesis llamadas “del artefacto” se han propuesto para explicar los antepasados que faltan. La hipótesis del artefacto sostiene que los antepasados fósiles existieron, pero por diversas razones no se han conservado de forma “imperfecta y parcial” en el registro fósil. Desde esta perspectiva, la ausencia de los antepasados fósiles representa “un artefacto” de muestreo incompleto del registro fósil y no es una representación exacta de la historia de la vida. Las lagunas en el registro fósil son aparentes, no reales.

Una versión popular de la hipótesis del artefacto fue propuesta por el prominente geólogo estadounidense Charles Walcott en el año 1900. Tomando su ejemplo de Darwin, Walcott propuso un intervalo llamado Lipaliano. Según Walcott, los antepasados de los trilobites vivieron primero y evolucionaron en una época en que los mares precámbricos se habían retirado de las masas de tierra. Luego, a principios del Cámbrico, el mar volvió a aumentar, cubriendo los continentes y depositando trilobites recientemente evolucionados. Según Walcott, los trilobites ancestrales existieron, pero no fueron fosilizados en sedimentos terrestres hasta el comienzo del Cámbrico. Antes del Cámbrico, durante un período de recesión de los mares, los trilobites (y sus formas ancestrales) estaban siendo depositados sólo en aguas sedimentarias profundas.50 Así, Walcott argumentó que los paleontólogos no debe esperar encontrar trilobites fosilizados en los estratos terrestres, pero si encontrarlos sólo en los sedimentos marinos, que en el tiempo de Walcott eran inaccesibles para la Paleontología. La hipótesis del intervalo Lipaliano tenía la ventaja de dar cuenta de la aparición repentina de los trilobites y la ausencia de ancestros y formas de transición. Además, podría ser probado, al menos una vez que la tecnología de perforación mar adentro avanzara para permitir la toma de muestras de las rocas sedimentarias precámbricas enterradas mar adentro.

La hipótesis del intervalo Lipaliano de Walcotts en última instancia fracasó por dos razones. En primer lugar, la tecnología de perforación mar adentro ha sido desarrollada, y los núcleos de perforación mar adentro han fracasado repetidamente en verificar la existencia predicha por Walcott de fósiles en los sedimentos marinos.51 En segundo lugar, y más importante, incluso si los trilobites fósiles hubieran sido encontrados en los sedimentos marinos, tales fósiles no habrían confirmado la existencia de los antepasados precámbricos de los trilobites porque Walcott asume incorrectamente que la corteza oceánica incluye los sedimentos Precámbricos. En el momento en que Walcott propuso su versión de la hipótesis del artefacto, los geólogos consideraban las placas oceánicas y continentales como esencialmente estables y fijas una con respecto a la otra. La formación de montañas, fallas y otros eventos geológicos se creía que es causado por cambios eustáticos (u otros mecanismos favorables en dicha época). La idea de que las placas litosféricas en realidad se movían, el reciclaje de sí mismos a través del proceso de la tectónica de placas, aún no se había propuesto. Según las estimaciones actuales, la parte más antigua de la corteza oceánica es Jurásica (entre 145 y 210 millones de años), es demasiado joven para contener el fósil precámbrico de un antepasado de los trilobites. Por lo tanto, el intervalo Lipaliano fue descartado (como no capaz de iniciarlo) una vez que los geólogos habían aceptado la teoría de la tectónica de placas. Los paleontólogos hoy en día no esperan encontrar antepasados precámbricos de los trilobites en los sedimentos oceánicos, ya que no hay rocas precámbricas en las cuencas oceánicas. En cambio, si los antepasados precámbricos de los trilobites (o cualesquiera otros animales del Cámbrico) sí existen, entonces tendrían que encontrarse dentro de las rocas sedimentarias precámbricas retenidas en la corteza continental. Sin embargo, tales fósiles precámbricos no se han encontrado.

Con los años, los paleontólogos han propuesto varias hipótesis de “estratos desaparecidos” para explicar la ausencia de antepasados. Algunos han sugerido que las rocas contienen fósiles precámbricos transicionales que se encuentran transformados o deformados más allá de lo reconocible. Otros afirmaron que la gran innovación evolutiva se produjo durante los períodos en que la deposición sedimentaria había cesado. Los defensores de esta hipótesis, que ha sido abandonada, sin embargo, una vez que los geólogos empezaron a descubrir los grandes depósitos sedimentarios precámbricos, otra vez no han podido documentar la existencia de antepasados plausibles para los complejos animales del Cámbrico.52

Los defensores de la hipótesis del artefacto han avanzado otras explicaciones. Una afirma que los antepasados precámbricos de los animales del Cámbrico carecían de partes duras como conchas y exoesqueletos. Por lo tanto, según esta versión de la hipótesis del artefacto, no debemos esperar encontrar restos de formas ancestrales en el registro fósil precámbrico desde animales de cuerpo blando dado que estos no dejan restos fósiles.

Sin embargo, esta idea también se ha encontrado con dificultades. Aunque es evidente que el registro fósil no conserva las partes blandas del cuerpo de los organismos tan frecuentemente como las partes duras del cuerpo, se han conservado bastantes animales de cuerpo blando y órganos para hacer esta versión de la hipótesis de artefacto sospechosa. En efecto, representantes enteramente de cuerpo blando de varios filos se han identificado en el Cámbrico.53 Organismos de cuerpo blando también se conservan en estratos precámbricos en todo el mundo. A pesar de ello, estos organismos precámbricos no representan plausibles transiciones intermedias de los representantes de los filos Cámbricos. En cada caso, el salto en la complejidad (como se mide por el número de tipos de células, por ejemplo) y la disparidad morfológica entre los organismos precámbricos y cámbricos aparecen demasiado grandes (véase la sección IV.B).

Por otra parte, la postulación de antepasados exclusivamente de cuerpo blando para los organismos de cuerpo duro del Cámbrico parece no ser plausible en las anatomías terrestres.54 Muchos filos tales como los braquiópodos y los artrópodos no podrían haber evolucionado primero sus partes blandas y luego añadir conchas más tarde, ya que su supervivencia depende en gran parte de su capacidad para proteger sus partes blandas de las fuerzas ambientales. En cambio, las partes blandas y duras debieron surgir juntas.55 Como dice Valentine en el caso de los braquiópodos, “El Baupläne de los braquiópodos no puede funcionar sin un esqueleto resistente.” 56 Admitir que los animales cámbricos de cuerpo duro aún no había desarrollado sus partes duras corporales en el Precámbrico reconoce efectivamente que los animales precursores creíbles aún no se habían desarrollado.57 Como Chen y Zhou explican: “Los animales tales como los braquiópodos y la mayoría de equinodermos y moluscos no puede existir sin un esqueleto mineralizado. Los apéndices articulados de los artrópodos oso requieren asimismo de una cubierta exterior dura orgánica o mineralizada. Por lo tanto, la existencia de estos organismos en el pasado lejano se registrará por huellas y senderos fósiles o restos de esqueletos. La observación de que estos fósiles están ausentes en los estratos precámbricos demuestra que estos filos se originaron en el Cámbrico “58.

Otros han explicado la ausencia de organismos de transición supuestamente como resultado de su tamaño diminuto. Algunos incluso han sugerido que la transición sólo existía en la etapa larval.59 Aunque tal vez sea posible, hay que señalar que las células de los microorganismos filamentosos (interpretados como cianobacterias) se han descubierto y documentado en los grupos de estratos Warrawoona al oeste de Australia. Estos microfósiles, que se encuentran en capas carbonosas , se estiman con una antigüedad de entre 3,300 millones a 3,500 millones de años atrás.60 Las especies de algas unicelulares y la aparición de células con un núcleo alrededor de 2,700 millones de años han sido bien documentados en el registro fósil.61 Si los paleontólogos pueden encontrar minúsculas células individuales en formaciones que son mucho más antiguos (y por lo tanto mucho más raro debido a la mayor probabilidad de destrucción tectónica), parece que los diminutos fósiles supuestamente precursores de los animales del Cámbrico debería haber sido encontrados en algún lugar de los más de 500 millones de años de los estratos sedimentarios debajo del Cámbrico. Más aún, como ya se ha señalado, las rocas precámbricas en China bajo la biota cámbrica de Chengjiang revelan la presencia de diminutos embriones esponjas en las etapas más tempranas de la división célular.62 Si el registro fósil ha preservado estos pequeños organismos en los estratos precámbricos, ¿Por qué tiene que no conservase ninguna de las formas ancestrales supuestamente diminutas o las partes corporales blandas de los animales que aparecen por primera vez en el Cámbrico? Si estos estratos pueden conservar los embriones, entonces deberían ser capaces de preservar a los animales ancestrales de las nuevas formas que surgen en el Cámbrico. Pero no lo hacen.

Por supuesto, hay condiciones en las que es muy poco probable que se conservan los fósiles. Sin embargo, los factores que generalmente hacen la preservación improbable no ayudan a explicar la ausencia específica de formas ancestrales Precámbricas. Sabemos, por ejemplo, que las arenas costeras no favorecen la preservación de los detalles, por no hablar de los detalles finos de los organismos muy pequeños de un milímetro o menos de longitud. Del mismo modo, los paleontólogos raramente encuentran los restos de los parásitos que viven en los tejidos blandos de otros organismos (de hecho, los parásitos representan varios de los filos que no tienen registro fósil) .63 A pesar de ello, estas consideraciones hacen poco para reforzar la hipótesis del artefacto. Los carbonatos, fosforados, y pizarras de los estratos precámbricos debajo de la fauna de Chengjiang, por ejemplo, habrían proporcionado de un moderado a un muy favorable ambiente depósicional en los tiempos precámbricos. Sin embargo, estos estratos no preservan formas ancestrales plausibles para cualquiera de los animales en las capas cámbricas de Chengjiang. Los defensores de la hipótesis del artefacto necesitan mostrar que no solo ciertos factores desalientan la preservación en general (lo cual no se discute), sino también que estos factores eran omnipresentes en los ambientes sedimentarios del Precámbrico en todo el mundo. Si las arenas costeras caracterizan todos los depósitos sedimentarios del Precámbrico, entonces, los paleontólogos no esperarían encontrar cualquier ancestro, o al menos algunas de las diminutas formas ancestrales para los animales del Cámbrico. Sin embargo, está claro que no es el caso. Los estratos precámbricos incluyen muchos tipos de sedimentos que puedan preservar -y en el caso de los embriones de esponja tienen conservados – restos de animales con gran detalle. Sin embargo, ninguna forma plausible intermedia a los animales metazoos se ha encontrado en las capas de este tipo.

La inverosimilitud de las hipótesis del artefacto en sus diversas manifestaciones se ha visto reforzada por recientes trabajos en paleontología estadística. Michael Foote ha demostrado que los nuevos descubrimientos fósiles han caído repetidamente en grupos taxonómicos existentes. Este patrón de descubrimiento sugiere que el registro fósil es, en el mejor de los casos, curiosamente selectivo en su carácter incompleto. Aunque el registro documenta ampliamente los organismos correspondientes a las ramas en el árbol de la vida darwiniano, que inexplicablemente (desde un punto de vista neodarwiniano) no ha preservado los organismos necesarios para conectar las ramas, es decir, las correspondientes a los nodos. Como los fósiles cada vez más encuentran cabida dentro de los actuales grupos taxonómicos superiores, parece cada vez menos probable que la ausencia de formas morfológicamente intermedias refleje un sesgo en el muestreo. En otras palabras, el análisis de Foote sugiere la improbabilidad extrema de descubrir fósiles suficientes que representen a las categorías taxonómicas previas no representadas para cerrar la distancia morfológica entre las formas del Cámbrico. En cambio, con base en el muestreo de la teoría, Foote sostiene que “tenemos una muestra representativa de la diversidad morfológica y por lo tanto podemos confiar en los patrones documentados en el registro fósil.” Como concluye, “a pesar de que tenemos mucho que aprender acerca de la evolución de la forma, en muchos aspectos, nuestra visión de la historia de la diversidad biológica es madura.” 64

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Referencia en este post:

50. Gould, Wonderful Life, 274–75.
51. Ibid., 272, 275–76.
52. Ibid., 272–76.
53. James W. Valentine, “The Macroevolution of Phyla,” in Origin and Early Evolution of the Metazoa, ed. Jere H. Lipps and Phillip W. Signor (New York: Plenum Press, 1992), 525–53, see section 3.2, “Soft-bodied
Body Fossils,” 529–31.
54. Bergström, “Ideas.” “Animals such as arthropods and brachiopods cannot exist without hard parts. The absence of remains of skeletons and shells in the Precambrian therefore proves that the phyla came into being with the Cambrian, not before, even if the lineages leading to the phyla were separate before the Cambrian” (Bergström, “Ideas,” 464).
55. Valentine and Erwin, “Interpreting,” 74–77.
56. James W. Valentine, “Fossil Record of the Origin of Baupläne and Its Implications,” in Patterns and Processes in the History of Life, ed. D. M. Raup and D. Jablonski (Berlin: Springer-Verlag, 1986), 209–22, esp.
215.
57. Moreover, even if advocates of this version of the artifact hypothesis are correct about the existence of soft-bodied Precambrian ancestral forms, they still must explain the origin of the distinctive and functionally necessary hard-bodied parts (such as the arthropod exoskeleton) that actually do appear in the Cambrian. At the very least, they must explain “an explosion” of hard-bodied parts in the Cambrian.
58. Lili et al., Chengjiang Biota.
59. Eric H. Davidson, Kevin J. Peterson, and R. Andrew Cameron, “Origin of Bilaterian Body Plans: Evolution of Developmental Regulatory Mechanisms,” Science 270 (1995): 1319–24.
60. William J. Schopf and Bonnie M. Packer, “Early Archean (3.3-Billion to 3.5-Billion-Year-Old) Microfossils from Warrawoona Group, Australia,” Science 237 (1987): 70.
61. Jochen J. Brocks, Graham A. Logan, Roger Buick, and Roger E. Summons, “Archean Molecular Fossils and the Early Rise of Eukaryotes,” Science 285 (1999): 1033–36.
62. Chien et al., “SEM Observation.” Sponges are assumed by most evolutionary biologists to represent a side branch, not a node on evolutionary tree of life leading to the Cambrian phyla. Thus, sponges are not regarded as plausible transitional intermediates between Precambrian and Cambrian forms (nor are they regarded as ancestral to the Cambrian phyla).
63. As noted, the geological record does preserve soft tissues but only infrequently. When it does, researchers fortunate enough to make such finds will rarely want to destroy important specimens (of softtissue organs) in order to examine them for traces of parasitic infection or habitation. Not surprisingly, therefore, paleontologists have not found the remains of many parasitic organisms in the fossil record.
Michael Foote, “Sampling, Taxonomic Description, and Our Evolving Knowledge of Morphological Diversity,” Paleobiology 23 (1997): 181. In the same vein, paleontologist Michael J. Benton of the University of Bristol writes, “[I]t could be argued that there are fossils out there waiting to be found. It is easy to dismiss the fossil record as seriously, and unpredictably, incomplete. For example, certain groups of organisms are almost unknown as fossils. . . . This kind of argument cannot be answered conclusively. However, an argument based on effort can be made. Paleontologists have been searching for fossils for years and, remarkably, very little has changed since 1859, when Darwin proposed that the fossil record would show us the pattern of the history of life” (“Early Origins of Modern Birds and Mammals: Molecules vs. Morphology,”
BioEssays 21 [1999]: 1043–51, esp. 1046).

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