La hipótesis del pulso de recambio , formulada por la paleontóloga Elisabeth Vrba , sugiere que los cambios importantes en el clima o el ecosistema a menudo resultan en un período de rápida extinción y alta rotación de nuevas especies (un "pulso") a lo largo de múltiples linajes diferentes . Los cambios pueden incluir el cambio climático, el desplazamiento de las placas tectónicas y las catástrofes, entre otras cosas. [1] Puede verse como una extensión del concepto de radiación evolutiva de un contexto de un solo clado a uno de múltiples clados . [2]
Los ecosistemas sufren periódicamente importantes perturbaciones que provocan extinciones masivas y especiación . Vrba propone que los cambios en el clima, a través de su efecto sobre el entorno físico, dan lugar a la "división de las poblaciones [animales] en grupos geográfica y genéticamente aislados ", que posteriormente evolucionan hasta convertirse en especies separadas. También predice que, dentro de un ecosistema, esto debería ocurrir para diferentes grupos de animales aproximadamente al mismo tiempo, creando un "pulso sincrónico" a través de múltiples linajes. [3]
La hipótesis fue desarrollada para explicar los diferentes patrones de evolución observados en los antílopes africanos . Vrba argumentó que la fauna de mamíferos del este de África experimentó un rápido estallido de extinción y especiación entre 2,8Ma y 2,5Ma, causado por una gran fluctuación en la temperatura. [4] Durante este evento, según afirma la hipótesis, muchas especies intentaron mudarse de sus hábitats ahora inhabitables y luego desarrollaron diferentes adaptaciones en sus nuevos entornos, evolucionando en especies diferentes, como los antílopes investigados por Vrba, que evolucionaron de ramoneadores de bosques a pastores de pastizales. [5] El apoyo de Vrba a la idea de que los diferentes clados se adaptarían todos sincrónicamente y junto con los eventos climáticos provino del registro fósil de roedores del valle del río Omo .
Más tarde, Vrba propuso estos cambios como la chispa que provocó el surgimiento del linaje Homo , a diferencia de otros homínidos , que se remonta a esta época. [6] Esto coincide con la hipótesis de la sabana (o "hipótesis de la aridez"), que sugiere que el aumento de la aridez condujo al crecimiento y la expansión de la sabana , lo que obligó a los homínidos a bajar de los árboles y caminar sobre dos piernas. Los primeros yacimientos arqueológicos que contienen herramientas también datan de este período. [7] Sin embargo, todavía es posible que el género Homo ya hubiera evolucionado antes del evento climático. [5]
El principal punto de vista opuesto es la hipótesis de la Reina Roja , propuesta por Leigh Van Valen , que sostiene que la extinción ocurre en una rotación constante, en lugar de pulsos. [8]
Los estudios sobre fósiles de la cuenca de Turkana en el momento del dramático cambio conjeturado hace 2,5 millones de años encontraron que la tasa de adaptación fue significativamente menor que la que había sido predicha por la hipótesis del pulso de renovación, con una renovación de especies del 50% al 60% repartida en 1 millón de años en lugar de una renovación del 90% en unos pocos cientos de miles. [9] [10] Las explicaciones sugeridas para la discrepancia incluyen que "las variaciones en la abundancia de fósiles a través del tiempo sesgaron los datos de Vrba, creando un pico falso" o que "el valle del rift de Turkana, que contenía un río delimitado por bosques en ese momento, estaba protegido de los dramáticos cambios climáticos".
Un cambio a un clima más frío y seco en algún momento entre 2,8Ma y 2,5Ma es ampliamente aceptado (y corroborado por la composición de las capas de sedimentos en el fondo marino), [5] pero se han observado picos de adaptación entre diferentes especies en África Oriental en diferentes momentos, lo que significa que aunque "la evidencia de grandes mamíferos es consistente con la idea de un cambio faunístico en el Plioceno tardío , [...] actualmente no hay acuerdo sobre su extensión y fecha precisa". [7]
Si bien existe consenso en que los grandes eventos climáticos causan extinciones generalizadas, otros estudios de África Oriental y otras regiones no han logrado identificar ningún evento de tipo pulso que resulte en evolución sincrónica o especiación, y esto probablemente depende de las condiciones locales. [4]