Introducción
Cuando un ser vivo se convierte en fósil, es un trabajo en equipo entre la geología y la biología. En esencia, los fósiles son los restos o las evidencias conservadas de vida extinta que quedó enterrada en sedimento y que normalmente tiene más de 10.000 años. Solo las partes más duras, como huesos, conchas o dientes, suelen sobrevivir el tiempo suficiente para fosilizarse después de la muerte, mientras que los tejidos blandos se pudren rápidamente [2]. Sin embargo, hacen falta las condiciones ambientales adecuadas, que intervengan en el momento oportuno, para convertir el hueso en piedra. De hecho, los paleontólogos identifican dos elementos clave que determinan si un organismo desaparece o se convierte en fósil[3]:
- El entorno de enterramiento: dónde y con qué rapidez el organismo queda enterrado en el sedimento.
- La composición del cuerpo del organismo: de qué materiales estaba hecho el organismo (tejido blando frente a partes duras como hueso o concha mineralizados).
El papel de la biología: partes duras y resistencia a la descomposición
En lo que respecta a la fosilización, algunas partes del cuerpo sencillamente tienen más probabilidades que otras. Las criaturas con partes duras —piensa en conchas de calcita o aragonito, o en huesos cargados de fosfato de calcio— parten con una ventaja considerable [4]. Estos tejidos resistentes ya están construidos a partir de minerales, así que no se deshacen tan deprisa como los tejidos blandos [5]. En otras palabras, la concha de una almeja o el hueso de un dinosaurio tienen una probabilidad razonable de «aguantar» hasta quedar enterrados, mientras que los órganos internos de un animal o el delicado exoesqueleto de un insecto suelen descomponerse mucho antes de poder conservarse. No sorprende, entonces, que el registro fósil esté dominado por las partes duras mineralizadas de los organismos[5]. Las salas de fósiles de los museos están llenas de huesos y conchas, lo que refleja un sesgo en lo que la naturaleza tiende a conservar.
Figura: un pez fósil de la Formación Green River, del Eoceno, muestra un pez más grande que murió mientras se tragaba uno más pequeño. Los esqueletos están exquisitamente conservados, pero ningún tejido blando sobrevivió al proceso de fosilización[6]. Las partes duras y mineralizadas, como el hueso, pueden perdurar lo suficiente para fosilizarse, mientras que la carne blanda normalmente se pierde.
La otra cara es que la mayoría de las especies vivas (y probablemente de las especies del pasado) no tienen partes duras mineralizadas en absoluto. Por ejemplo, los insectos son increíblemente diversos hoy en día, pero como sus cuerpos carecen de huesos o conchas, muy rara vez dejan fósiles en comparación con criaturas con concha como las almejas o los caracoles[7]. Ni siquiera tener partes duras es una garantía: también importa dónde muere un organismo. Un dinosaurio tenía huesos robustos, pero si moría en una zona alta y seca o en un terreno rocoso sin sedimento que lo cubriera, esos huesos podían dispersarse o destruirse antes de llegar a enterrarse. De hecho, muchos grandes animales terrestres como los dinosaurios se conocen solo por restos fragmentarios, porque no vivían en lugares donde fuera probable que el sedimento sepultara rápidamente sus cadáveres[8][9]. Enterrar en sedimento un dinosaurio de varias toneladas requiere una catástrofe poco común (¡imagina la cantidad de barro necesaria para cubrir un titanosaurio de 130 pies de largo!), mientras que enterrar una pequeña concha marina puede ocurrir con una simple ola o una corriente fluvial rutinaria[9]. Así, la biología aporta las «materias primas» (las partes duras que conservar), pero sin un entorno favorable esos materiales no llegarán al registro geológico.
El papel de la geología: enterramiento y procesos de conservación
La geología toma el relevo una vez que el organismo muere, proporcionando las condiciones para conservarlo. El paso más crucial es el enterramiento rápido. Si los restos de una criatura quedan cubiertos rápidamente por sedimento (barro, arena, ceniza volcánica: cualquier cosa que envuelva al organismo), quedan protegidos de las fuerzas destructivas del mundo vivo[10]. El enterramiento aísla los restos del oxígeno, los carroñeros y las bacterias, y ralentiza o detiene la descomposición que de otro modo los desharía[10]. Por eso los fósiles se encuentran normalmente en ambientes deposicionales, lugares donde los sedimentos se acumulan de forma natural. Ejemplos de ello son los deltas fluviales, los fondos de lagos, las llanuras de inundación o los fondos oceánicos[11]. Los organismos que viven en estos entornos ricos en sedimento o cerca de ellos (o que son arrastrados hasta ellos tras la muerte) tienen muchas más probabilidades de fosilizarse que los que viven, por ejemplo, en la cima de una montaña o en un desierto, donde el enterramiento es poco frecuente[12]. Por ejemplo, las almejas marinas que mueren en un fondo marino fangoso pueden quedar enterradas en días o semanas por el siguiente pulso de sedimento, mientras que un animal que muere en una llanura expuesta puede permanecer a la intemperie durante años: tiempo de sobra para ser despedazado o disuelto.
El enterramiento es solo el principio. Una vez sepultados, los procesos geoquímicos empiezan a convertir los restos biológicos en roca. El agua subterránea rica en minerales que percola a través del sedimento puede infiltrarse en huesos, dientes o madera y depositar minerales en sus poros. Con el tiempo, este proceso (llamado permineralización) puede reemplazar por completo la materia orgánica original por piedra, convirtiendo los restos en roca[13]. Entre los minerales conservadores comunes están el carbonato de calcio o la sílice, que pueden rellenar cada espacio minúsculo de un hueso o de un trozo de madera hasta que queda totalmente «petrificado»[13]. Así es como obtenemos madera petrificada y huesos fósiles que, aunque conservan la forma y la estructura microscópica del organismo original, químicamente se parecen más a un ejemplar mineral. En resumen, la geología aporta el cemento mineral que litifica los restos de la vida.
Curiosamente, la composición química del sedimento también puede influir en la fosilización de maneras más sutiles, hasta el punto de determinar si los tejidos blandos tienen alguna oportunidad de fosilizarse. Ciertas arcillas, por ejemplo, tienen propiedades antibacterianas que pueden ralentizar la descomposición. Los experimentos han demostrado que cuando cadáveres de animales (como camarones en un laboratorio) se descomponen en una arcilla como la caolinita, las bacterias habituales de la descomposición no prosperan tan bien. Al cabo de dos meses, los camarones enterrados en caolinita seguían en las primeras fases de descomposición, con muchas partes del cuerpo intactas, mientras que los camarones sobre otros tipos de sedimento (como otras arcillas sin ese efecto) se habían descompuesto en meros fragmentos[14]. Al suprimir las comunidades bacterianas que normalmente descomponen el cadáver, la arcilla caolinita en la práctica «gana tiempo» para los restos y los mantiene intactos durante más tiempo[15]. Ese tiempo extra puede permitir que una mayor parte del cuerpo se mineralice antes de perderse. Este ejemplo pone de relieve una interacción notable entre geología y biología: un mineral del sedimento influye en la actividad de los microbios (biología), lo que a su vez afecta a lo que se conserva. En el registro fósil vemos indicios de esta interacción en la conservación excepcional de fósiles de cuerpo blando en ciertas formaciones rocosas donde las arcillas finas, el enterramiento rápido y el bajo contenido de oxígeno se combinaron para limitar la descomposición.
Fósiles raros: cuando sobreviven las partes blandas
Como conservar tejidos blandos es tan difícil, los fósiles que muestran anatomía blanda —como piel, plumas u órganos internos— son extremadamente raros y a menudo espectaculares. Solo se dan cuando los restos biológicos quedan fijados por circunstancias geológicas extraordinarias. Por ejemplo, en casos muy excepcionales se han fosilizado cosas delicadas como plumas u hojas, pero normalmente solo cuando la descomposición se detuvo casi de inmediato[2]. Algunos Lagerstätten famosos («lugares de almacenamiento» de fósiles excepcionales), como el esquisto de Burgess, del Cámbrico medio, se formaron cuando los animales fueron arrastrados a ambientes anóxicos (pobres en oxígeno) y enterrados rápidamente por barro fino. Con poco oxígeno y quizá la presencia de ciertas arcillas o sulfuros, las bacterias de la descomposición no llegaron lejos, e incluso los bichos de cuerpo blando dejaron impresiones o películas de carbono de sus cuerpos. En otros casos, la naturaleza sepultó organismos en sustancias que eluden por completo la descomposición: piensa en los insectos atrapados en ámbar (resina de árbol endurecida). Estos desafortunados insectos se conservan prácticamente enteros, a menudo hasta sus frágiles alas y sus ojos, porque la resina pegajosa los envolvió y se endureció en una tumba de polímero antes de que la descomposición pudiera empezar[16]. La congelación puede tener un efecto similar: se han encontrado cuerpos de mamuts de la Edad de Hielo en el permafrost con el pelo y la carne intactos después de decenas de miles de años, esencialmente porque permanecieron congelados desde la muerte hasta su descubrimiento. Todos estos escenarios requieren una convergencia perfecta de biología y geología: los restos del organismo tienen que encontrarse exactamente con el agente o las condiciones de sepultamiento adecuados en el momento justo.
La formación de fósiles es una conversación entre la vida y la Tierra. El organismo aporta las partes que merecen conservarse, y la Tierra aporta el refugio y los minerales para conservarlas. Sin las partes duras biológicas del organismo y los procesos geológicos de enterramiento y mineralización, no tendríamos fósiles en absoluto: ni madera petrificada, ni huesos de dinosaurio, ni conchas convertidas en piedra[3][13]. Cada fósil es un pequeño milagro de cooperación entre biología y geología, que registra un momento en que el mundo vivo y la propia tierra trabajaron mano a mano para desafiar la descomposición y capturar un fragmento de vida antigua para la posteridad. Cada vez que recogemos un fósil, tenemos en la mano el resultado de esta interacción: la historia de la vida escrita en la roca.
