Glossopteris en los bosques de Gondwana

por , para Ciencia Hoy el . Publicado en Número 154.

Plantas que dominaron los bosques del supercontinente Gondwana entre hace 300 y 250 millones de años.

No todas las plantas que componen la vegetación actual formaban parte de la flora en tiempos geológicos remotos, y recíprocamente muchas plantas que vivieron en ese pasado no llegaron a la actualidad. Un interesante ejemplo de diversificación, expansión y posterior desaparición de un grupo vegetal es el orden Glossopteridales, que apareció en el supercontinente Gondwana entre mediados y fines del período carbonífero de la era paleozoica, hace unos 300Ma, y se extinguió hace unos 250Ma, hacia el final del período pérmico. Estas plantas que lo componían eran gimnospermas –como las actuales coníferas– y alcanzaron una amplia distribución en Gondwana. Dominaron allí los bosques por casi 50Ma durante el Paleozoico superior, y desaparecieron abruptamente del registro fósil a comienzos del Mesozoico.

El género Glossopteris

El género mejor conocido del orden Glossopteridales es Glossopteris, del que se ha identificado más de un centenar de especies. Su nombre, como el del orden, alude a la forma de lengua (glossa es lengua en griego clásico) de sus hojas fósiles lanceoladas o de figura semejante a una punta de lanza, con una marcada nervadura central y una retícula de venas.

Su predominio en el registro fósil llevó a que el nombre se aplique por extensión a las comunidades formadas por Glossopteris y otros grupos de plantas, incluidos helechos, coníferas y licofitas, y a que se hable de la ‘flora de Glossopteris’. Esas comunidades vegetales conformaban entonces los bosques de las zonas templadas y frías de la Tierra en latitudes superiores a los 30°S.

Los primeros hallazgos de hojas fósiles de Glossopteris y su descripción científica acaecieron a mediados del siglo XIX. Desde entonces los paleontólogos vienen descubriendo las numerosas partes que conformaban las plantas, lo que permitió su reconstrucción sobre bases progresivamente más ciertas.

Actualmente se las puede describir como árboles de mediana altura, comparable con la de los pinos actuales, con raíces en las que se advierten cámaras de aire –una adaptación que sugiere que podían crecer en suelos anegados, porque esas cámaras evitaban que el agua las pudriera al facilitar su aereación cuando estaban sumergidas–, troncos parecidos a los pinos o araucarias actuales, hojas lanceoladas lingüiformes y estructuras reproductivas muy variadas, tanto femeninas como masculinas.

Es difícil establecer el número de especies de Glossopteris, pues no siempre los fósiles de las diferentes partes que componían las plantas se encuentran juntos, por lo que los paleontólogos asignan un nombre diferente a cada uno de los órganos o partes aisladas a medida que los hallan. Esas categorías taxonómicas, en consecuencia, no se llaman taxones sino morfotaxones o taxones fósiles. En los últimos años, sin embargo, los científicos pudieron reconstruir plantas del género Glossopteris vinculando partes que por lo común se habían encontrado separadas y recibido nombres diferentes.

Sobre la única base de las hojas fósiles, se llevan descriptas más de cien especies de Glossopteris. El número resulta considerablemente menor, cercano a cincuenta, si se parte del registro fósil de estructuras reproductivas. Si bien el potencial de preservación fósil de los frutos es menor que el de las hojas, porque son más frágiles y menos abundantes que estas, son también más confiables como indicadores de diversidad, pues sus formas tienen menor variación que las hojas, las cuales pueden incluso ser desiguales en una misma planta.

Otro camino para definir la taxonomía de plantas extinguidas es el polen. Las Glossopteridales, igual que las gimnospermas actuales, se reproducían por medio de granos de polen generados en sus estructuras fértiles masculinas, que fecundaban óvulos ubicados en sus estructuras femeninas. Sus granos de polen eran de tipo estriado con prolongaciones en forma de aletas. Los paleopalinólogos consideran que las estrías y los pliegues serían adaptaciones que evitarían la desecación, y que las aletas habrían favorecido la dispersión por el viento. Esto les habría facilitado, como a muchas otras gimnospermas, colonizar nuevos ambientes, incluso tierras más altas con menor disponibilidad de agua que las tierras más bajas, pues dejaron de necesitar los cuerpos de agua para multiplicarse, como los requieren las plantas más primitivas, que se reproducen por esporas.

Paisaje de la formación geológica La Golondrina, en el noreste de la provincia de Santa Cruz, hacia el suroeste de Puerto Deseado.

Izquierda. Trabajo de campo en la formación geológica La Golondrina. Derecha. Sedimentos de la misma formación geológica que deben ser despejados para acceder a los niveles con fósiles.

La flora de Glossopteris en Gondwana

La abundante presencia de las distintivas hojas de Glossopteris en rocas de entre 300 y 250 millones de años de edad de varias localidades del hemisferio sur, en lugares actualmente tan distantes entre ellos como la India, Australia, Sudáfrica, la Argentina y el continente antártico, permitió al geólogo austríaco Eduard Suess (1831-1914) postular en 1885 que esos lugares habrían sido parte de un supercontinente, al que llamó Gondwana. Esta hipótesis fue clave para la formulación en 1912 de la teoría de la deriva continental, realizada por el meteorólogo alemán Alfred Wegener (1880-1930).

La malograda expedición británica encabezada por Robert F Scott (1868-1912), que llegó al polo sur en 1912, descubrió en el glaciar Beardmore abundantes fósiles de hojas, que uno de los integrantes de la campaña, Edward Wilson (1872-1912), envió a Inglaterra para que los estudiara el botánico Albert Seward (1863-1941). Hoy se sabe que la ubicación geográfica de la Antártida en el Pérmico era similar a la actual, y que las temperaturas durante ese período eran globalmente más cálidas, pero esos fósiles plantean la pregunta de cómo las plantas sobrevivieron los largos períodos sin luz. Según algunos estudios eso sucedió porque adquirieron la capacidad de perder las hojas durante dichos lapsos, es decir, se volvieron caducifolias.

El registro fósil avala esta idea, pues se han hallado depósitos que llamamos ‘otoñales’, con abundantes hojas de Glossopteris, que se alternan con otros con escasos restos fósiles. También se encontraron tallos en cuyos extremos se preservaron hojas fuertemente apretadas entre sí, que ofrecían protección al ápice de crecimiento, y troncos fosilizados con anillos de crecimiento bien marcados, lo que indica estacionalidad.

Fósiles de Glossopteris en territorio argentino

Evidencias fósiles de Glossopteris son comunes en estratos de entre 300 y 250Ma de edad en las provincias de Buenos Aires, Córdoba, La Pampa, La Rioja, Mendoza, San Luis, Chubut y Santa Cruz. También lo son en las islas Malvinas. En particular, la flora de Glossopteris hallada en el noreste de Santa Cruz, en un área de 1500km2 en la que afloran los sedimentos de la formación geológica La Golondrina ubicada hacia el suroeste de Puerto Deseado, se destaca por ser muy variada y, principalmente, porque habría sido la última de esas floras en extinguirse a fines de la era peleozoica en las tierras que hoy son esa parte de Sudamérica. Los trabajos de campo llevados a cabo en dicha área en años recientes por el grupo de investigación que integran las autoras dieron como resultado un importante incremento del conocimiento de las comunidades de plantas que componían esa flora, de su relación con otros organismos, como insectos y vertebrados, y hasta de las condiciones ambientales imperantes. Los nuevos hallazgos incluyeron abundantes estructuras reproductivas, incluso algunas novedosas para la ciencia.

Origen y dispersión de las Glossopteridales

Establecer relaciones de parentesco a partir de fósiles es complejo, ya que por lo general las observaciones están basadas únicamente en caracteres exteriores, sin acceso a importante información acerca de la anatomía interna de las partes, que podría ser definitoria en la clasificación de los especímenes.

Las primeras evidencias fósiles de Glossopteridales datan del período carbonífero, uno de los períodos de la era paleozoica, entre hace 350 y 300Ma, y consisten en hojas similares a las de Glossopteris, pero sin una nervadura central marcada, por lo que se las suele asignar al género Gangamopteris. Sus semejanzas con hojas de otro grupo de gimnospermas primitivas, las Cordaitales, que en ese entonces estaban globalmente extendidas aunque luego se extinguieron, ha hecho pensar a algunos científicos que estas podrían ser las precursoras de las Glossopteris. Asimismo, algunas estructuras reproductivas halladas cercanas a hojas de Glossopteris pero sin conexión directa con estas en los estratos de roca presentan similitudes con las estructuras fértiles de algunas Cordaitales, lo que agrega más evidencia a favor del parentesco entre ambos grupos, hipótesis, sin embargo, aún discutida.

Las Glossopteridales han sido en algún momento relacionadas con casi todos los grupos de plantas, tanto extinguidos como vivientes. Una hipótesis muy debatida las considera potenciales ancestros de las actuales angiospermas o plantas con flores, por la presencia de un patrón reticulado de venas en sus hojas, más ciertas características de algunas de sus estructuras fértiles femeninas. Si bien fue una hipótesis predominante en las décadas de 1950 y 1960, actualmente muy pocos científicos la consideran válida, pues argumentan que las hojas de distintos grupos de plantas suelen repetir patrones a lo largo del tiempo, aun sin existir relación entre dichos grupos, y que las interpretaciones que presentaban a algunas fructificaciones de las Glossopteris como equivalentes a una flor actual se basaron en conceptos equivocados y, por ende, establecieron una afinidad ficticia.

Detalle de las venas de una hoja de Glossopteris stricta, proveniente de la formación La Golondrina. La escala indica 1cm.

Fósil de helecho del género Pecopteris de la flora de Glossopteris hallado en la formación La Golondrina. La escala indica 3cm.

En una palabra, aún restan mucho trabajo y muchos hallazgos más para definir tanto el origen como la descendencia de las Glossopteris. Nuevas interpretaciones del material fósil, sumadas a los avances de los métodos filogenéticos utilizados actualmente, permitirán acercarnos más a resolver el gran acertijo que plantea el grupo.

La gran extinción del límite Pérmico-Triásico

A finales del Pérmico ocurrió una de las extinciones masivas más importantes que sufrió la vida en la Tierra a lo largo de su historia. Si bien no es tan conocida como la que acabó con los dinosaurios a fines del Mesozoico, se destaca porque eliminó aproximadamente el 95% de los seres vivos marinos y terrestres: solo el 5% de ellos que quedó consiguió evitar que la vida acabara por completo en el planeta.

Geólogos y paleontólogos de todo el mundo buscan evidencias que señalen las causas de esa gran extinción. El factor desencadenante considerado más probable en estos momentos es una erupción volcánica masiva que habría acaecido aproximadamente hace 250 millones de años en Siberia, y producido un calentamiento global e incrementado el contenido de dióxido de carbono y dióxido de azufre en la atmósfera.

La extinción no afectó por igual a todos los grupos de animales y plantas. Algunos desaparecieron abruptamente, otros sobrevivieron por cierto tiempo durante el Triásico, al cabo del cual también se extinguieron. Las Glossopteridales parecen ser un ejemplo de lo segundo: se han encontrado pequeñas concentraciones de hojas fósiles de ellas en la India y la Antártida, en rocas un poco más jóvenes que el límite Pérmico-Triásico. La falta de evidencias fósiles posteriores lleva a pensar que el grupo se extinguió por completo al cabo de algunos miles de años del fin del Pérmico, que en el tiempo geológico es casi enseguida.

Fósil del género extinguido Pecopteris presente en la flora de Glossopteris hallado en la formación La Golondrina. La escala indica 1cm.

Para mediados del Triásico, una vegetación distinta –la flora de Dicroidium– habría reemplazado por completo en todo Gondwana a las Glossopteridales. De estas, sin embargo, nos han quedado muy valiosos restos, constituidos por grandes acumulaciones soterradas de la materia orgánica producida por sus bosques, hoy convertidas en enormes depósitos de hidrocarburos fósiles explotados industrialmente en diversos países.

Lecturas Sugeridas

ARCHANGELSKY S, 1970, Fundamentos de paleobotánica, Universidad Nacional de La Plata.

CARIGLINO B, 2013, ‘Fructification diversity from the La Golondrina Formation (Permian)’, Geobios, 46: 183-193.

McLOUGHLIN S, 2011, ‘Glossopteris. Insights into the architecture and relationships of an iconic Permian Gondwanan plant’, Journal of the Botanical Society of Bengal, 65: 1-14.

TAYLOR TN, TAYLOR EL & KRINGS M, 2009, Paleobotany. The Biology and Evolution of Fossil Plants, Elsevier, Amsterdam.

Horacio Heras

Bárbara Cariglino

Doctora en ciencias naturales, UNLP.
Investigadora asistente del Conicet en el MACN. barichi10@gmail.com
Horacio Heras

M Lucía Balarino

Doctora en ciencias naturales, UNLP.
Investigadora adjunta del Conicet en el MACN. lubalarino@gmail.com