La brecha de Romer es una aparente brecha en el registro fósil de tetrápodos del Paleozoico utilizado en el estudio de la biología evolutiva , que representa períodos de los cuales los excavadores aún no han encontrado fósiles relevantes. Recibe su nombre del paleontólogo estadounidense Alfred Romer , quien la reconoció por primera vez en 1956. [2] [3] Recientes descubrimientos en Escocia están comenzando a cerrar esta brecha en el conocimiento paleontológico. [4] [5]
La brecha de Romer se extiende desde hace aproximadamente 360 a 345 millones de años, lo que corresponde a los primeros 15 millones de años del Carbonífero , el Misisipiano temprano (comenzando con el Tournaisiano y avanzando hacia el Viseano ). La brecha forma una discontinuidad entre los bosques primitivos y la alta diversidad de peces en el Devónico final y los conjuntos acuáticos y terrestres más modernos del Carbonífero temprano. [6] [7]
Se ha debatido durante mucho tiempo por qué hay tan pocos fósiles de este período de tiempo. [6] Algunos han sugerido que el problema era de fosilización en sí, sugiriendo que puede haber habido diferencias en la geoquímica de la época que no favorecían la formación de fósiles. [6] [7] [8] Además, es posible que los excavadores simplemente no hayan excavado en los lugares adecuados. La existencia de un verdadero punto bajo en la diversidad de vertebrados ha sido apoyada por líneas de evidencia independientes, [6] [7] [9] sin embargo, hallazgos recientes en cinco nuevas ubicaciones en Escocia han producido múltiples fósiles de tetrápodos y anfibios tempranos . También han permitido el registro más preciso de la geología de este período. Esta nueva evidencia sugiere que, al menos localmente, no hubo brecha en la diversidad ni cambios en la geoquímica del oxígeno. [4]
Aunque la terrestreidad inicial de los artrópodos ya estaba bastante avanzada antes de la brecha, y algunos tetrápodos digitados podrían haber llegado a la tierra, hay notablemente pocos fósiles terrestres o acuáticos que datan de la brecha misma. [6] [7] [8] [10] Trabajos recientes sobre la geoquímica del Paleozoico han proporcionado evidencia de la realidad biológica de la brecha de Romer tanto en vertebrados terrestres como en artrópodos, y la han correlacionado con un período de concentración de oxígeno atmosférico inusualmente baja , que se determinó a partir de la geoquímica idiosincrásica de las rocas formadas durante la brecha de Romer. [6] El nuevo registro sedimentario en la Formación Ballagan en Escocia desafía esto, sugiriendo que el oxígeno era estable a lo largo de la brecha de Romer. [4]
Los vertebrados acuáticos, que incluyen la mayoría de los tetrápodos durante el Carbonífero, [8] [10] se estaban recuperando del evento Hangenberg , un importante evento de extinción que precedió a la brecha de Romer, uno a la par con el que mató a los dinosaurios . [7] En esta extinción del Devónico final , la mayoría de los grupos marinos y de agua dulce se extinguieron o se redujeron a unos pocos linajes, aunque el mecanismo preciso de la extinción no está claro. [7] Antes del evento, los océanos y lagos estaban dominados por peces de aletas lobuladas y peces acorazados llamados placodermos . [7] Después de la brecha, los peces modernos con aletas radiadas , así como los tiburones y sus parientes fueron las formas dominantes. [7] El período también vio la desaparición de Ichthyostegalia , los primeros anfibios parecidos a peces con más de cinco dedos. [7] [8]
La baja diversidad de peces marinos, particularmente depredadores trituradores de conchas ( durófagos ), al comienzo de la brecha de Romer se ve apoyada por la repentina abundancia de equinodermos crinoideos de caparazón duro durante el mismo período. [9] El Tournaisiano incluso ha sido llamado la "Era de los Crinoideos". [11] Una vez que el número de peces con aletas radiadas trituradores de conchas y tiburones aumentó más tarde en el Carbonífero, coincidiendo con el final de la brecha de Romer, la diversidad de crinoideos con armadura de tipo Devónico se desplomó, siguiendo el patrón de un ciclo clásico depredador-presa ( Lotka-Volterra ). [9] Hay cada vez más evidencia de que los peces pulmonados, los tetrápodos y los anfibios se recuperaron rápidamente y se diversificaron en el entorno rápidamente cambiante del final del Devónico y la brecha de Romer. [4]
El vacío en el registro de tetrápodos se ha ido cerrando progresivamente con los descubrimientos de tetrápodos del Carbonífero temprano como Pederpes y Crassigyrinus . Hay unos pocos sitios donde se han encontrado fósiles de vertebrados que ayudan a llenar el vacío, como la cantera East Kirkton , en Bathgate , Escocia, un sitio de fósiles conocido desde hace mucho tiempo que fue visitado nuevamente por Stanley P. Wood en 1984 y desde entonces ha estado revelando una serie de tetrápodos tempranos de mediados del Carbonífero; "literalmente, aparecieron docenas de tetrápodos: Balanerpeton (un temnospóndilo ), Silvanerpeton y Eldeceeon ( antracosaurios basales ), todos en múltiples copias, y un protoamniota espectacular, Westlothiana ", informa Paleos Project. [12] En 2016, se encontraron cinco nuevas especies en la Formación Ballagan: Perittodus apsconditus , Koilops herma , Ossirarus kierani , Diploradus austiumensis y Aytonerpeton microps . [4] Estos tetrápodos y anfibios madre proporcionan evidencia de una división temprana entre los dos grupos y una rápida diversificación en el Carbonífero Temprano . [4]
Sin embargo, el material de tetrápodos en la etapa más temprana del Carbonífero, el Tournaisiano , sigue siendo escaso en relación con los peces en los mismos hábitats, que pueden aparecer en grandes conjuntos de muerte, y es desconocido hasta tarde en la etapa. [7] [8] Las faunas de peces de los sitios Tournaisianos en todo el mundo son muy similares en composición, y contienen especies comunes y ecológicamente similares de peces con aletas radiadas, peces con aletas lobuladas rizodontes , acantodios , tiburones y holocéfalos . [7]
Análisis recientes de los depósitos de Blue Beach en Nueva Escocia sugieren que "la fauna de tetrápodos temprana no es fácilmente divisible en faunas devónica y carbonífera, lo que sugiere que algunos tetrápodos pasaron por el evento de extinción del Devónico final sin verse afectados". [13]
Durante muchos años después de que se reconociera por primera vez la brecha de Romer, solo se conocían dos sitios que contenían fósiles de tetrápodos de la era Tournaisiana; uno está en East Lothian , Escocia, y otro en Blue Beach , Nueva Escocia , donde en 1841, Sir William Logan , el primer director del Servicio Geológico de Canadá, encontró huellas de un tetrápodo. [14] [nota 1] [15] Blue Beach mantiene un museo de fósiles que exhibe cientos de fósiles Tournaisianos, que continúan encontrándose a medida que el acantilado se erosiona para revelar nuevos fósiles. [16]
En 2012 se anunciaron restos de tetrápodos de 350 millones de años de antigüedad en cuatro nuevos yacimientos del Tournais en Escocia, incluidos los de un anfibio primitivo apodado "Ribbo". [17] En 2016, se desenterraron cinco especies más en estas localidades, [4] lo que demuestra que Escocia es uno de los yacimientos más importantes del mundo para comprender este período de tiempo. [18]
Estas localidades son la costa de Burnmouth , las orillas del Whiteadder Water cerca de Chirnside , el río Tweed cerca de Coldstream y las rocas cerca del castillo de Tantallon junto al estuario de Forth . Se conocen fósiles de tetrápodos acuáticos y terrestres en estas localidades, lo que proporciona un registro importante de la transición entre la vida en el agua y la vida en la tierra [19] y llena algunas de las lagunas en la brecha de Romer. Estas nuevas localidades pueden representar una fauna más grande, ya que todas se encuentran a poca distancia unas de otras y comparten muchos peces con la localidad cercana y contemporánea del banco de peces de Foulden (que hasta ahora no ha producido tetrápodos). [7] [19] Al igual que con East Kirkton Quarry , los tetrápodos en estos sitios fueron descubiertos a través de los esfuerzos a largo plazo de Stan Wood y sus colegas. [19]
En abril de 2013, científicos asociados con el British Geological Survey (BGS) y los Museos Nacionales de Escocia anunciaron el proyecto TW:eed (Tetrapod World: early evolution and diversification). Este proyecto incluye colaboradores de todo el Reino Unido y tiene como objetivo recopilar conocimientos sobre el mundo del Carbonífero temprano del Devónico final. Uno de los objetivos ha sido perforar un pozo continuo de 500 metros (1.640 pies) en un lugar no revelado cerca de Berwick-upon-Tweed . Esto ha producido un muestreo completo a escala centimétrica de sedimento Tournaisiano, sin discontinuidades , proporcionando una línea de tiempo en la que se pueden ubicar con precisión los descubrimientos fósiles. [20] En el artículo más reciente producido por el equipo TW:eed, anunciaron algunos resultados iniciales del núcleo, incluida la aparente falta de excursión de oxígeno a través de Romer's Gap. [4] Esto sugiere que las teorías anteriores sobre el bajo nivel de oxígeno como causa de Romer's Gap necesitarán ser reevaluadas.