Sociedad

Fosilización rápida

Lo que era impensable hace unos pocos años puede ser la norma para un buen número de procesos de fosilización. Duran años, meses, días e incluso horas.

Lo que era impensable hace unos pocos años puede ser la norma para un buen número de procesos de fosilización. Duran años, meses, días e incluso horas.

¿Cuánto tiempo se necesita para que se forme un fósil? Hasta no hace mucho, la contestación oscilaba entre los cientos de miles y los millones de años. No había duda. Pero tampoco existía una prueba más allá del tiempo atribuido a esos fósiles en función de su contexto geológico. Si el esqueleto fosilizado de un dinosaurio se databa mediante los métodos estándares en un centenar de millones de años, se consideraba  que debieron transcurrir muchos miles, o millones de años, hasta que los huesos quedaron petrificados. El proceso de petrificación se atribuye generalmente al denominado metasomatismo, que supone la sustitución del material original por un mineral. Sin embargo, hoy la respuesta sobre el tiempo necesario dependería del tipo de fósil y desde luego, las cifras que habitualmente se han venido barajando hasta recientemente, han pasado a ser, en muchas ocasiones, sorprendentemente inferiores.

La mayor parte de los fósiles son partes duras

La conservación de fósiles en ámbar, que a su vez es una resina fósil, se produjo en el momento en el que los seres vivos quedaron atrapados. En la fotografía se aprecian invertebrados tales como arañas e insectos incluidos en ámbar. Foto Celedonio García-Pozuelo Ramos.

Se suelen encontrar caparazones, conchas, dientes, el leño de las plantas o su polen. En muchas ocasiones se han conservado restos de actividad biológica, como huellas dejadas en sedimentos que han cementado e incluso excrementos, llamados coprolitos. En otros casos, los fósiles son moldes internos que resultan del relleno del interior de un organismo, por ejemplo el interior de un caparazón. Después de quedar relleno, el caparazón desapareció pero se conserva su forma y quizá algunos detalles del interior. En ocasiones creemos tener el organismo original petrificado, pero vuelve a ser un relleno del molde que dejó ese ser vivo completo. En cualquier caso existen multitud de tipos de fosilización, desde la congelación como en el caso de los mamuts siberianos a la momificación, que se observa incluso en algunos restos de dinosaurios.

Aunque la norma lógica indica que se conserva lo resistente, una huella o icnita no lo es y resulta  bastante frecuente que se conserven incluso tejidos blandos. Quizá el ejemplo más inmediato de este tipo de conservación especialmente buena sea el que se ha producido en ámbar.

Infortunados seres vivos quedaron atrapados en una resina que después fosilizó junto con su carga de animales y plantas, de los que se conservan increíbles detalles. El ámbar se ha convertido en una especie de cápsula que ha aislado del tiempo su contenido. Pero además del ámbar, formado rápidamente, se han constatado otros casos de fosilización en cortos períodos de tiempo.

Fosfatización

La fosfatización supone la fosilización en mineral rico en fosfato cálcico. Fósiles formados mediante este proceso se encuentran en

En la formación Santana se conservan fósiles de muchos tipos de seres vivos, como el insecto de la foto. ¿Tardaron millones de años en fosilizar? Parece que no. Se ha demostrado que debió ser en un corto periodo de tiempo. Foto Celedonio García-Pozuelo Ramos.

diversos yacimientos, entre los que desataca el cretácico de la formación Santana, en Brasil.[1] [2] Los fósiles encontrados en esta formación han mostrado detalles que han hecho pensar en una fosilización que no es tan sólo rápida en términos de lo que se suele denominar tiempo geológico. Debieron fosilizar tan rápido como para hacerlo en el marco temporal de una vida humana. Son muchísimos los casos en los que se conservan detalles de tejidos blandos e incluso de las células, tales como el núcleo celular e incluso las mitocondrias.

La observación experimental de peces actuales recién muertos muestra cómo las delicadas branquias comienzan a perder su consistencia estructural en un período temporal que oscila entre una y tres horas.[2] Muchos de los peces petrificados de la formación Santana, entre los que se cuentan los famosos Rhacolepis, Lepidotes o Notelops, conservan unas branquias tan completas que debieron pasar menos de cinco horas entre su muerte y la fosilización. [2] En cualquier caso, los experimentos y la observación muestran que un pez muerto es extraordinariamente sensible a la descomposición y el registro fósil está repleto de peces fosilizados que debieron sufrir la petrificación rápidamente, aun sin ser por fosfatización ni quedar conservados en sus más finos detalles.

También se han recuperado fósiles de pterosaurios en esta formación cretácica de Brasil y conservan la anatomía interna. Tan extraordinarios fósiles han mostrado los detalles de los tejidos del ala en estos singulares reptiles. Muchos otros organismos fosilizados, como ciertos artrópodos de esta misma formación Santana, conservan el mismo grado de precisión en la conservación de sus tejidos y su anatomía.

La evidencia de la fosilización por fosfatización

Este pez celacanto de la formación Santana, Axelrodichthys araripensis, como otros peces fosilizados en esta formación, poseen finos detalles anatómicos conservados. Tampoco estos fósiles se produjeron en millones de años. La conservación de algunas bránquias demuestra que la fosilización debió producirse en unas pocas horas. Foto Celedonio García-Pozuelo Ramos.

La evidencia de que se puede producir una fosilización por fosfatización, no ya rápida sino rapidísima, no se encuentra sólo en la interpretación de lo que muestra el registro fósil. Se añade a esta interpretación la evidencia experimental con camarones (Crangon y Palaemon). En el laboratorio, pero en condiciones naturales habituales, al morir estos artrópodos se constata el inicio de su fosilización. En el agua de mar en la que se mantuvieron estos animales recién muertos, se observó cómo sufrían la fosfatización de modo prácticamente inmediato.

La fuente del fosfato era el que ellos mismos poseían. Se conservaron delicados tejidos e incluso la estructura celular, según un patrón similar al observado en los fósiles de la formación Santana. El proceso de fosilización se inició en el laboratorio a las dos semanas de iniciado el experimento y se desarrolló durante un período de entre cuatro y ocho semanas. En estos experimentos nunca hubo aporte externo de fosfato.[3]

Es de destacar que se han encontrado buen número de yacimientos de fósiles fosfatizados en estratos de lo más diversos, desde los más profundos, cámbricos o carboníferos, a los más superficiales, paleógenos o neógenos, además de los citados cretácicos de Santana. Más aún, estos yacimientos están repartidos por diversas partes del mundo y pertenecen a ambientes que podrían haber sido de lo más variados. Al menos los estratos sí que lo son.

Tanto los experimentos como la diversidad espacio temporal de los yacimientos ha llevado a muchos a pensar que la fosilización por fosfatización no es un proceso adscrito a un determinado medio limitante del mismo proceso, sino que estaría determinado por la química del proceso de descomposición del ser vivo.

Fosfatización y conservación de embriones

La fosfatización también está implicada en la conservación de embriones. Puede parecer mentira, pero parecen haberse encontrado embriones y huevos fosilizados. Si se habla de embriones evidentemente se debe a que conservan detalles que permiten identificar las formas fosilizadas con sus formas vivas. En depósitos fosfáticos precámbricos y cámbricos de China, se han encontrado buen número de estos fósiles. Está claro que para conservar petrificado un material biológico tan delicado como un embrión sin cubierta resistente alguna, el proceso debió producirse de modo prácticamente instantáneo.

Cuando se han realizado experimentos para averiguar cuál pudo ser ese proceso se ha observado que efectivamente debió ser muy rápido, aunque con

ciertos matices en cuanto a los pasos que debieron producirse. En experimentos realizados con huevos de langosta marina (Homarus gammarus) se constató una mineralización por carbonato cálcico en condiciones anaeróbicas y con intervención bacteriana. [4] En los experimentos sólo se conservó la superficie de los huevos con sus detalles, si bien muchos fósiles, aunque no todos, también conservan el interior del huevo o el embrión. Aun así, los investigadores consideran equivalente el tipo y grado de conservación entre fósiles naturales y “fósiles” experimentales. Lo que creen los científicos es que la petrificación se inicia con carbonato cálcico y después este es sustituido por el fosfato definitivo que además habría de conservar el interior de los embriones. Algo muy significativo también en este caso de fosilización experimental es que llevó no más de dos o tres semanas. Nada que ver con miles o millones de años.

Otros tipos de fosilización rápida

Piritización

Pero no todo es fosfatización. Otro tipo de fosilización se debe a un proceso de piritización. En este caso, el mismo mineral que conocemos

Se han encontrado fósiles de plantas y animales piritizados que posiblemente sufrieron la petrificación en un corto periodo de tiempo, quizá meses o unos pocos años. En la fotografía el braquiópodo piritizado Paraspirifer bownockeri. Foto Celedonio García-Pozuelo Ramos.

como pirita, sulfuro de hierro, es en el que se han conservado muchos seres vivos, desde amonites a plantas. También en este caso de fosilización hay ocasiones en las que se conservan los tejidos internos y con una precisión destacable. Se han realizado experimentos con trozos de ramas de Platanus actual, debido a que este género de plantas se ha encontrado piritizado en arcillas de estratos eocénicos de Londres, lo cual permite una comparación apropiada.

En condiciones experimentales pero naturales, bajo una intensa actividad bacteriana anaeróbica, se produjo una mineralización de los fragmentos de Platanus equivalente a la de sus contrapartidas fósiles. Todo ello sucedió en el lapso temporal de entre unas pocas semanas y varios meses, según las condiciones experimentales.[5] [6] La piritización no supuso una sustitución molecular del material orgánico original por la pirita, sino que esta se depositaba sobre espécimen, creando una copia idéntica.

Silicificación

La fosilización mediante sílice tampoco parece requerir millones de años para producirse. En la fotografía se muestra una sección de un árbol petrificado por sílicificación en la forma de ópalo de estratos cretácicos de Madagascar. La flecha señala algunos anillos de crecimiento perfectamente conservados. Foto Celedonio García-Pozuelo Ramos.

Otras plantas han fosilizado por silicificación y ya se había observado que plantas en contacto con aguas que poseen altas concentraciones de sílice disuelta, quedan impregnadas por el mineral. Los primeros experimentos que se realizaron revelaron ese depósito mineral en las paredes celulares.

Aprovechando que en un lago japonés de aguas calientes se depositaba el óxido de silicio en forma de ópalo, se mantuvieron fragmentos de madera de Alnus pendula, un aliso japonés, sumergidos en el agua del lago de modo controlado, a 50-52º C, durante 7 años. En este tiempo se produjo la silicificación en un 40%, mediante el depósito en la forma de ópalo.

De nuevo se constata un depósito de la sílice junto al material orgánico original que actuó como molde. La comparación mediante microscopía electrónica de este material experimental, con los fósiles de yacimientos japoneses y con la madera que queda en el lago de modo natural, muestra que son perfectamente equiparables.[7]

Experimentos similares llevados a cabo en Yellowstone (Estados Unidos) han arrojado resultados análogos con una planta herbácea propia de la zona, Eleocharis rostellata, que por otra parte es similar a otras que se encuentran petrificadas en estratos devónicos de Rhynie (Escocia).  En este caso, se comprobó que no eran obligadas las altas temperaturas que se habían utilizado en el experimento japonés para lograr la silicificación en la forma de ópalo. Pero también en este caso, la silicificación obtenida experimentalmente y la de los fósiles de Rhynie muestra que son prácticamente equivalentes y la impregnación experimental se produce en un lapso temporal de meses o años [8] frente a los miles o millones de años que se proponían como forzosos no hace mucho.

Conclusión

Lo que era impensable hace unos pocos años puede ser la norma para un buen número de procesos de fosilización. Se ha pasado así de períodos llamados habitualmente geológicos, a años, meses, días e incluso horas. No se conoce con exactitud qué sucedió en otros casos de fosilización, pero si muchos de los fósiles entre los más finamente conservados, son relativamente frecuentes y rápidos de petrificar, quizá otros fósiles menos exigentes, por su conservación más grosera, tampoco hayan requerido los largos períodos temporales que se les supone para formarse.

Autor: Celedonio García-Pozuelo Ramos. Biólogo Naturalista. Investigador de la variabilidad animal. Autor de diversos trabajos sobre primates y cánidos. Colaborador para investigación de la «Creation Research Society Quarterly». 

Bibliografía

[1] D. M. Martill. 1994. La fosilización instantánea. Mundo Científico 14: 1016-1023.
[2] D. M. Martill. 1989. The Medusa effect: instantaneous fossilization. Geology Today. Nov-Dic. pág. 201-205.
[3] D. E. G. Briggs y otros. 1993. Phosphatization of soft-tissue in experiments and fossils. Journal of the Geological Society 150: 1035-1038.
[4] D. Martin y otros. 2003. Experimental mineralization of invertebrate eggs and the preservation of Neoproterozoic embryos. Geology 31: 39-42.
[5] S. T. Grimes. 2001. Understanding fossilization: Experimental pyritization of plants. Geology 29: 123-126.
[6] F. Brock. 2006. Experimental pyrite formation associated with decay. PALAIOS 21: 499-506.
[7] H. Akahane. 2004. Rapid wood silicification in hot spring water: an explanation of silicification of wood during Earth’s history. Sedimentary Geology 169: 219-228.
[8] A. Channing y D. Edwards. 2009. Silicification of higher plants in geothermally influenced wetlands: Yellowstone as a Lower Devonian Rhynie analog. PALAIOS 24: 505-521.