Así sabemos que los dinosaurios probablemente se extinguieron en primavera

El impacto que puso fin a la era de los dinosaurios hace unos 66 millones de años fue el peor día que ha sufrido la vida en la Tierra. Un asteroide de 10 kilómetros de ancho, llamado Chicxulub, se estrelló contra las aguas de lo que hoy es México, desencadenando una extinción masiva que acabó con más del 75% de las especies de la Tierra.

Terremotos de una potencia insospechada sacudieron la corteza del planeta. Tsunamis de más de 45 metros de altura golpearon las costas de América del Norte. Se produjeron incendios forestales a cientos o miles de kilómetros del lugar del impacto, provocados por el calor abrasador del penacho inicial del asteroide y los torrentes de escombros que le siguieron.

Cientos de yacimientos en todo el mundo conservan vestigios de este cataclismo, pero en un lugar inusual de Dakota del Norte, unos peces fósiles que probablemente murieron una hora después del impacto han resultado contener una información crucial: la vida en la Tierra sufrió este devastador golpe en un fatídico día de primavera.

Los patrones de crecimiento de los huesos fosilizados de los peces, descritos en un nuevo estudio publicado en Nature, sugieren que estos perecieron justo cuando su crecimiento se estaba acelerando por la abundancia de alimento, lo que coincide con la muerte durante la primavera. Los nuevos hallazgos también se suman a la creciente evidencia de que el impacto de Chicxulub fue el peor de los casos.

(Relacionado: 10 dinosaurios increíbles descubiertos en 2021)

Tras la calamidad inicial, la vida en la Tierra se enfrentó a un espantoso "invierno nuclear" que persistió durante meses o años después del impacto. Se trata de la fase del evento de extinción que se cobró el mayor número de especies. Los gases y las partículas que fueron arrojados a la atmósfera borraron el sol, haciendo que las temperaturas cayeran en picado más de 15 grados Fahrenheit y cortando abruptamente los ecosistemas del Mesozoico.

Pero si el asteroide impactó realmente en la primavera del hemisferio norte, muchas criaturas no vivieron lo suficiente como para enfrentarse a esta oscuridad global: durante la primavera, la mayor parte de la flora y la fauna del hemisferio habría salido en busca de comida y pareja. Mientras tanto, los animales del hemisferio sur se habrían estado preparando para refugiarse en el otoño y el invierno, lo que posiblemente les dio una ligera ventaja en la fase inicial de la catástrofe.

"Si no sobrevives al impacto, no tienes ni siquiera una oportunidad de luchar en el invierno nuclear", dice la autora principal del estudio, Melanie During, candidata al doctorado en la Universidad de Uppsala (Suecia). "No creo que se pudiera haber elegido una estación peor".

Peces congelados en el tiempo

El estudio es el último en examinar los exquisitos fósiles del yacimiento de Tanis, en Dakota del Norte (Estados Unidos), donde murieron y quedaron enterrados en masa esturiones y peces espátula. Los restos incrustados en las branquias de los peces sugieren que murieron aproximadamente una hora después del impacto. Un artículo del New Yorker de 2019 describe muchos otros tesoros fósiles del lugar que aún no han sido publicados científicamente.

(Descubre más sobre los fósiles del yacimiento de Tanis)

El yacimiento (llamado así por la antigua ciudad egipcia "perdida") se encuentra en un terreno de un rancho privado dentro de un diminuto afloramiento de la formación más amplia Hell Creek, una serie de capas de roca que han registrado los cientos de milenios que llevaron a la extinción de los dinosaurios. En 2017, During, entonces estudiante de máster en la Universidad Libre de Ámsterdam (Países Bajos), visitó Tanis con un equipo que incluía a Jan Smit, paleontólogo de la universidad, y a Robert DePalma, el paleontólogo que dirigía las excavaciones en el yacimiento.   

Según Smit, esta parte de Norteamérica, hace 66 millones de años, era un valle fluvial cortado a más de 10 metros de profundidad en las llanuras aluviales circundantes. Cuando Chicxulub impactó, el impacto desencadenó potentes temblores que corrieron hacia el exterior a través de la corteza continental y llegaron a Tanis en 15 o 30 minutos. El temblor de la tierra hizo que las olas de un mar interior se precipitaran río arriba hacia el emplazamiento de Tanis, enterrando rápidamente todo lo que había en el agua en ese momento.

Mientras tanto, los restos de Chicxulub se elevaron a la atmósfera y se fusionaron en pequeñas manchas vidriosas. Estas partículas, llamadas tectitas, comenzaron a llover unos 15 minutos después del impacto. Sorprendentemente, los sedimentos de Tanis conservan embudos perforados en el suelo por las tectitas desde lo alto. Los peces también tienen tectitas incrustadas en sus branquias, pero en ninguna otra parte de su tracto digestivo o cuerpo, lo que implica que estos peces murieron justo después de que las tectitas empezaran a llover en el río.

Se pueden encontrar indicios de esta destrucción en todo el yacimiento. En una capa de sedimentos, todos los peces están orientados hacia la izquierda; en la siguiente capa, todos están orientados hacia la derecha, como si los peces hubieran sido revueltos y enterrados por el avance y el retroceso repetido de las olas. "Sigo comparándolo con un accidente de tráfico masivo, y luego simplemente se congeló en el lugar", dice During. 

Pistas en antiguas espinas de pescado

During y Smit regresaron a los Países Bajos con varios esturiones y peces espátula del yacimiento de Tanis, donde se pusieron a trabajar en el análisis de las espinas. Algunas espinas de estos peces crecen en capas a lo largo del tiempo, como los anillos de los árboles. Analizando las pistas de estas capas, su equipo esperaba averiguar la época en la que murieron los peces. 

(Por qué el velocirráptor es uno de los dinosaurios más incomprendidos)

Los peces espátula que se alimentan por filtración, por ejemplo, conservaron los cambios en la química de su alimento. El plancton fotosintético que comen es más productivo en primavera y verano que en otoño o invierno. A medida que la productividad del plancton aumenta, también lo hace su cantidad de carbono-13, un isótopo que es ligeramente más pesado que el isótopo mucho más común, el carbono-12.

Al analizar la composición química de cada capa de un hueso de pez espátula, el equipo de During descubrió que, cuando el pez espátula murió, sus valores de carbono-13 estaban en alza, pero aún no habían alcanzado su máximo, lo que es un signo de una muerte primaveral.

El equipo también analizó los patrones de crecimiento de los huesos. Utilizando la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón de Grenoble (Francia), un acelerador de partículas que produce los rayos X más brillantes del mundo, During y sus colegas hicieron escaneos de estos huesos. Su objetivo: analizar con todo detalle cómo variaba la microestructura del hueso con las estaciones.

En primavera y verano, cuando el alimento es más abundante, los peces crecen más rápido, lo que hace que el hueso depositado durante estos periodos sea más esponjoso y poroso. En las épocas de escasez del otoño y el invierno, el crecimiento de los peces se ralentiza, dejando tras de sí unas reveladoras capas sólidas llamadas "líneas de crecimiento detenido" en los huesos. El equipo de During midió este cambio desde el interior de las espinas hasta sus capas exteriores más jóvenes. El resultado: todos los peces murieron durante una fase de crecimiento que no había alcanzado su punto máximo, un periodo que coincide con la primavera.

Con dos líneas de evidencia que apuntan a la misma estación, los investigadores están más seguros de sus conclusiones. "Por eso creo que nuestro estudio hace un trabajo excepcional al reducirlo a una sola estación", dice el coautor del estudio, Dennis Voeten, investigador de la Universidad de Uppsala.

La vida en diferentes hemisferios

El nuevo estudio sobre el pez de Tanis no es la única investigación de este tipo: en diciembre de 2021, otro equipo dirigido por DePalma publicó su propio análisis de la estación capturada en Tanis en la revista Scientific Reports. Los dos trabajos se basan en fósiles diferentes y utilizan técnicas distintas, pero llegan a conclusiones muy parecidas. Los resultados de DePalma sugieren que Chicxulub impactó en primavera o verano, lo que concuerda con el hallazgo más restringido de During de un impacto en primavera. 

"Aplaudimos el trabajo de investigación y los análisis independientes, y nos complace que estos proyectos se complementen entre sí para conducir a una comprensión más rica del mundo prehistórico", dijo DePalma, profesor de la Universidad Atlántica de Florida y candidato al doctorado en la Universidad de Manchester, en una declaración enviada por correo electrónico. 

Los autores del nuevo estudio esperan que los datos contribuyan a nuevos análisis sobre cómo se produjo la extinción a finales del Cretácico. Por ejemplo, las señales provisionales de algunos yacimientos del hemisferio sur sugieren que después de Chicxulub, el hemisferio sur se recuperó aproximadamente el doble de rápido que el hemisferio norte. ¿En qué medida podría afectar a esta señal la estación del impacto?

El registro fósil del hemisferio sur, menos estudiado que el del hemisferio norte, podría dar más pistas. "Creo que hay un verdadero tesoro [en el hemisferio sur], si podemos conseguir más fondos para los países que carecen de datos", dice During. "Es una brecha enorme".

Kirk Johnson, director del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian estadounidense, señala que, aunque los peces de Tanis muestran sin duda una señal estacional, la Tierra de hace 66 millones de años tenía oscilaciones estacionales menos dramáticas que el planeta actual. Por aquel entonces, no había casquetes polares permanentes y los bosques caducifolios se extendían hasta los polos. Por ello, se pregunta qué ventaja habrían tenido la flora y la fauna del hemisferio sur para sobrevivir a las consecuencias inmediatas del impacto.

"Es mejor que la bomba caiga cuando ya estás en tu refugio antiaéreo que cuando estás arreglando tu techo, esa es la premisa", dice Johnson, paleontólogo especializado en la Formación Hell Creek. "[Pero] creo que la gente que está haciendo ese argumento no está pensando en la poca estacionalidad que había en el Cretácico, así que importa menos, pero probablemente importa un poco".

Johnson añade que futuras investigaciones podrían poner a prueba esta idea. Con Tanis sirviendo ahora de referencia, Johnson y otros están reevaluando otros yacimientos de la Formación Hell Creek, buscando depósitos similares que también puedan preservar el día en que murieron los dinosaurios con un detalle tan impresionante.

"Estamos mejor por el descubrimiento de Tanis porque es algo inusual", dice Johnson. "Han abierto una ventana que no habíamos considerado".