Evidencia fósil

Esqueletos mineralizados

Los primeros El registro de la Explosión Cámbrica se basa en fósiles, principalmente en la aparición de esqueletos mineralizados y trazas fósiles complejas. Los elementos esqueléticos típicamente diminutos de esta época se denominan «fósiles de conchas pequeñas». Éstos constituyen un surtido muy variado de escleritos, espículas, tubos y conchas, lo que sugiere varios tipos diferentes de animales. Desafortunadamente, muchos de los fósiles siguen siendo poco conocidos y son difíciles de clasificar dentro de grupos taxonómicos conocidos.

© Museo Sueco de Historia Natural. Fotos: Stefan Bengtson.

Los primeros animales que vivían en tubos. 1, Cloudina, uno de los primeros animales con esqueleto amineralizado reforzado con calcita (Neoproterozoico tardío). 2, Aculeochrea, con tubo reforzado con aragonita (lechos límite Precámbrico-Cámbrico). 3, Hyolithellus, un animal que refuerza su tubo con fosfato de calcio (Cámbrico temprano). 4, Olivooides, posiblemente un pólipo tecate escifozoo. 5, Embrión de Olivooides antes de la eclosión. Barras de escala = 0,1 mm.

© Museo Sueco de Historia Natural. Fotos: Stefan Bengtson.

© Museo Sueco de Historia Natural. Fotos: Stefan Bengtson.

Hace unos 521 millones de años, los trilobites hicieron su primera aparición en el registro fósil del Cámbrico. Estos animales armados tenían tres partes de caparazón dorsal: un cefalón (cabeza), un tórax segmentado (cuerpo) y un pigidio (sección de la cola). Los trilobites eventualmente se convirtieron en uno de los grupos de organismos invertebrados más ubicuos en los mares Paleozoicos. Sobrevivieron durante casi 300 millones de años, y sus fósiles se pueden encontrar desde el período Cámbrico al Pérmico.

Una de las primeras especies de trilobites (Cámbrico Inferior), Eoredlichia takooensis de Emu Bay Shale, Kangaroo Island, Australia. Longitud de la muestra = 6 cm.

© Museo Real de Ontario. Foto: David Rudkin.

Rastros de fósiles y la revolución del sustrato cámbrico

Los rastros de fósiles también se vuelven considerablemente más complejos y diversos en las rocas del Cámbrico temprano. Durante el último Ediacárico, los metazoos produjeron solo trazos horizontales simples en la superficie del fondo del mar. A partir del Cámbrico, los animales comenzaron a hacer túneles verticales a través de los sedimentos y exhibir comportamientos más variados, proporcionando evidencia indirecta de que los bilaterales móviles con tejidos y órganos diferenciados ya habían evolucionado.

Rastros fósiles del Cámbrico temprano. Treptichnus pedum de la arenisca de Mickwitzia del Cámbrico inferior, Suecia (Servicio Geológico Sueco, Uppsala). Barra de escala = 1 cm.

© University Lyon 1. Foto: Jean Vannier.

El surgimiento de estos bilaterales alteró permanentemente la naturaleza del fondo marino, un evento comúnmente conocido como la Revolución del Sustrato Cámbrico.

Durante el Precámbrico, las capas superiores de barro, arena o limo del fondo marino se mantuvieron relativamente firmes, gracias a las esteras bacterianas que cubrían y estabilizaban la superficie. Estas esteras también sirvieron como fuente principal de alimento para los organismos ediacaranos capaces de pastar a lo largo del fondo del mar (ver Kimberella). Los animales excavadores del Cámbrico pudieron hacer un túnel a través de las esteras microbianas, batiendo el sedimento debajo y haciéndolo más húmedo. Los excavadores pueden haber comenzado a hacer túneles para acceder a nuevas fuentes de alimento (como los cadáveres hundidos de organismos planctónicos enterrados en el fondo del mar) o para escapar de la depredación excavando profundamente en el sustrato.

Cambios en los tipos de sustrato durante la revolución del sustrato cámbrico. Izquierda, Período Precámbrico; derecha, Período Cámbrico.

Las madrigueras abrieron nuevos nichos ecológicos debajo del fondo del mar, ya que el agua y el oxígeno ahora podían ingresar a las capas de sedimentos. Al mismo tiempo, las esteras bacterianas fueron destruidas progresivamente y forzadas a hábitats más restringidos (es decir, en ambientes desfavorables para los animales). Se cree que este cambio en el sustrato es en parte responsable de la desaparición de la biota de Ediacara. Otros factores (como un cambio en la química del agua o un aumento de depredadores) también pueden haber jugado un papel importante en su extinción (ver más arriba).

La revolución convirtió el fondo marino que alguna vez fue uniforme en un mosaico heterogéneo , abriendo una variedad de nuevos nichos para que los animales, incluidos los de Burgess Shale, los exploten.

Burgess Shale-Type Deposits y Burgess Shale Biota

Blando excepcionalmente bien conservado Los fósiles de cuerpo de edad Cámbrica se describieron por primera vez en Burgess Shale hace más de 100 años. En la actualidad, se han encontrado en todo el mundo docenas de depósitos de tipo Burgess Shale con ensamblajes comparables de fósiles. Estos depósitos se encuentran generalmente en las capas de roca del Cámbrico Inferior y Medio, pero pueden extenderse hasta el Ordovícico temprano.Estos depósitos se caracterizan por un modo de conservación similar denominado «conservación tipo Burgess Shale».

Los sitios más notables son aquellos ubicados alrededor de la localidad original de Burgess Shale en Canadá (la cantera Walcott en el Parque Nacional Yoho, Columbia Británica), junto con las lutitas Maotianshan de China (de las cuales Chengjiang en la provincia de Yunnan) es el más famoso).

Otras ocurrencias significativas incluyen el depósito Kaili en China y sitios en el oeste de los Estados Unidos de América (Formaciones Spence Shale y Marjum y Wheeler en Utah, Formación Pioche en Nevada), Groenlandia (Sirius Passet) y Australia (Emu Bay Shale).

Depósitos de Utah

Afloramiento general de las formaciones de Marjum y Wheeler del Cámbrico Medio , Utah, EE. UU.

© Pomona College. Foto: Robert Gaines.

Acinocricus cricus, parte de un lobopod de Spence Shale.

© Museo Real de Ontario. Foto: Jean-Bernard Caron.

Imágenes de paisajes y fósiles de diferentes depósitos de tipo Burgess Shale en Utah.

© Pomona College. Fotos: Robert Gaines (paisajes) y el Museo Real de Ontario. Fotos: Jean-Bernard Caron (especímenes fósiles).

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Sirius Passet

Vista aérea de Sirius Passet, Groenlandia.

© Natural Museo de Historia de Dinamarca (Museo Geológico). Foto: David Harper.

Un artrópodo típico del Cámbrico Inferior parecido a un naraoide (libro = 20×12 cm).

© Museo de Historia Natural de Dinamarca (Museo Geológico). Foto: David Harper.

Fósiles de la localidad de Sirius Passet del Cámbrico Inferior en Groenlandia.

© John Peel

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Chengjiang

Colina de Maotianshan, China, donde se descubrieron los primeros fósiles de Chengjiang del Cámbrico Inferior, incluido Naraoia spinosa ( vea abajo). El nombre Chengjiang proviene de un pueblo cercano en la provincia de Yunnan.

© Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing Academia China de Ciencias. Foto: Fangchen Zhao

© Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing Academia de Ciencias de China. Fotos: Maoyan Zhu

Fósiles de la localidad de Chengjiang del Cámbrico Inferior en China.

© Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing Academia China de Ciencias. Fotos: Maoyan Zhu

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Kaili

Vista tomada a lo largo del sendero que conduce a la localidad de Kaili del Cámbrico Medio, provincia de Guizhou, China.

© Museo Real de Ontario. Foto: Jean-Bernard Caron.

Varios ejemplares del primitivo equinodermo Sinoeocrinus (izquierda) (tamaño = 12 cm) y un único ejemplar del artrópodo Marrella (derecha) (tamaño = 6.4 cm). Esta es la única aparición de Marrella fuera de las localidades de Burgess Shale en el Parque Nacional Yoho.

© Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing, Academia China de Ciencias. Fotos: Jih-Pai Lin.

Emu Bay

Izquierda: Vista general de la excavación de la lutita de Emu Bay del Cámbrico Inferior en Kangaroo Island, Australia (octubre de 2010); a la derecha, Palaeoscolex, un gusano fósil común del sitio (tamaño = 9 cm).

© Universidad de Nueva Inglaterra. Fotos: John Paterson.

El artrópodo nectónico Isoxys (tamaño = 7 cm).

© Universidad de Nueva Inglaterra. Foto: John Paterson.

En comparación con los depósitos fósiles convencionales, en los que normalmente solo se conservan los restos de partes del cuerpo más duraderas, los depósitos de tipo Burgess Shale proporcionan una imagen mucho más completa de una comunidad marina cámbrica normal. En los entornos marinos modernos, los animales con partes corporales mineralizadas (conchas, caparazones, etc.) representan solo un componente menor de la diversidad total. Este también es el caso en la mayoría de los depósitos de tipo Burgess Shale, donde el conjunto de conchas generalmente representa un pequeño porcentaje de las muestras recolectadas. Por lo tanto, sin los restos fosilizados de organismos de cuerpo blando, especialmente de Burgess Shale, nuestro conocimiento de los ecosistemas cámbricos sería extremadamente limitado.

Las similitudes entre varios depósitos de tipo Burgess Shale en todo el mundo sugieren que el ecosistema marino profundo era geográficamente uniforme y evolutivamente conservador desde el Cámbrico Inferior hasta al menos el Medio (es decir, tipos similares de fósiles de animales se recuperan a través de este intervalo completo, que abarca al menos 15 millones de años). El conjunto característico de organismos a menudo se conoce como biota de tipo Burgess Shale.

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