Traducido por el equipo de SOTT.net

El descubrimiento de nogales extintos en el Ártico sugiere un clima histórico más cálido con bosques densos, lo que amplía nuestros conocimientos sobre la evolución del nogal y su expansión geográfica.
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© Florida Museum photo by Jeff GageTres nuevas especies de nogales se han encontrado por encima del Círculo Polar Ártico, restos de una época en que los Polos Norte y Sur estaban cubiertos de bosques.
Los científicos han descubierto tres nuevas especies. Una especie es un grupo de organismos vivos que comparten una serie de características comunes y son capaces de reproducirse y producir descendencia fértil. El concepto de especie es importante en biología, ya que se utiliza para clasificar y organizar la diversidad de la vida. Hay distintas formas de definir una especie, pero la más aceptada es el concepto de especie biológica, que define una especie como un grupo de organismos que pueden cruzarse y producir descendencia viable en la naturaleza. Esta definición se utiliza ampliamente en biología evolutiva y ecología para identificar y clasificar los organismos vivos. Los fósiles se descubrieron más al norte que cualquier otra especie de nogal conocida, viva o extinta, y representan algunos de los registros más antiguos conocidos de este grupo.

Un desierto helado con un exuberante pasado

En la actualidad, la isla canadiense de Axel Heiberg es un desierto helado desprovisto de casi todo tipo de vida. Pero hace 45 millones de años, albergaba una exuberante selva tropical a orillas del océano Ártico. Desde entonces, el bosque ha quedado sepultado primero bajo capas de sedimentos y luego de hielo acumulado, quedando congelado en el tiempo.
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© James BasingerLas nueces eran quebradizas y se partían por la mitad con facilidad.
«Cuando entras en el yacimiento, lo primero que notas son estos grandes tocones, de un metro o más de diámetro, y todavía están enraizados en el suelo en el que crecieron. Están completamente fuera de lugar. Los árboles vivos más cercanos están a 3.000 kilómetros», explica James Basinger, coautor del estudio y profesor emérito de Ciencias Geológicas de la Universidad de Saskatchewan.

Los tocones son tan llamativos que pueden verse desde el aire». En 1985, personal del Servicio Geológico de Canadá descubrió el bosque fósil de Axel Heiberg mientras realizaba un reconocimiento de la zona desde un helicóptero. Un año después, los paleobotánicos volvieron al lugar y encontraron fósiles distintos a todo lo que habían visto antes.

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© James BasingerLa mayoría de los fósiles de nogal medían menos de 3 cm de largo.
«No hay muchos lugares donde se puedan ver fósiles tan bien conservados», explica Steven Manchester, autor principal del estudio y conservador de paleobotánica del Museo de Historia Natural de Florida.

En la mayoría de los casos, la fosilización se caracteriza por la sustitución de materia orgánica por minerales con el paso del tiempo. En otros casos, la materia orgánica se calienta y se comprime hasta convertirse en carbón o se quema en incendios forestales y se conserva como carbón vegetal. Pero éste no es el caso de los fósiles de Axel Heiberg. La madera, las hojas, los conos, las nueces y los frutos están aparentemente inalterados. Esta forma única de conservación se denomina momificación, y sólo se produce en un conjunto de circunstancias muy específicas y poco frecuentes.

«Las bacterias y los hongos pueden descomponer las cosas, un río puede arrastrarlas y destruirlas; hay muchas formas de perder el material antes de que se fosilice», explica Basinger. Pero los antiguos bosques de Axel Heiberg quedaron sepultados rápidamente bajo sedimentos de pantanos y lagos. Al enfriarse el clima mundial, estos procesos se ralentizaron.
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© James BasingerLos tocones fosilizados de los árboles de la isla de Axel Heiberg seguían en pie tras haber permanecido congelados bajo el hielo durante millones de años.
Basinger fue uno de los primeros investigadores en estudiar el bosque. Las superficies estériles y los fuertes vientos del Ártico facilitaron notablemente la recolección de especímenes. «Puedes ver unos cuantos fósiles en la superficie y recoger lo que puedas. Pero vuelves al año siguiente, cuando ha habido un poco de erosión, y hay algunos más en la superficie. A lo largo de varios años, se puede conseguir una gran colección», explica.

Las nueces se habían desprendido del suelo y estaban en la superficie. «En un caso, las nueces están concentradas en un punto, posiblemente almacenadas allí por animales», dijo Basinger. Algunas de las nueces fósiles también tienen agujeros roídos, lo que indica que eran una fuente de alimento para los animales locales.

A lo largo de quince años, Basinger y sus colegas recuperaron más de mil fósiles de nueces y semillas y los llevaron a Saskatchewan para su estudio.

Eocene
© Glen Fergus, CC BY-SA Unveiling Earth's Ancient ClimateLas temperaturas eran extraordinariamente altas durante el Eoceno.
Si miráramos 45 millones de años atrás, a mediados del Eoceno, los polos de la Tierra aparecerían irreconocibles. En aquella época, la Antártida y el Círculo Polar Ártico eran cálidos y estaban cubiertos de bosques, en claro contraste con los desiertos helados que asociamos hoy con esa región.

Debido a su elevada latitud, las regiones polares tenían estaciones de crecimiento relativamente cortas, pero lo compensaban con días de verano excepcionalmente largos, que recibían hasta veinte horas de luz solar. Por el contrario, los inviernos se caracterizaban por una oscuridad casi total, aunque las temperaturas rara vez llegaban al punto de congelación.

Los registros paleontológicos y geológicos indican que en aquella época había más CO2 en la atmósfera terrestre, lo que provocaba temperaturas mucho más altas que las actuales. Este efecto invernadero global, a su vez, creó circulaciones oceánicas cálidas que mantuvieron el océano Ártico libre de hielo.

«En el extremo norte había bosques de tipo secuoya», explica Basinger. Había pantanos de cipreses y bosques de tierras altas, donde crecían árboles esculturales de hasta 40 metros de altura. El dosel incluía docenas de árboles, como secuoyas, cedros, pacanas, pinos, abetos, tsugas, alerces, abedules, ginkgos y, por supuesto, nogales.

Margaret Mountains
© James Basinger New Insights from Ancient NutsEl yacimiento fosilífero está enclavado en las montañas Princesa Margarita de la isla Axel Heiberg.
Como experto en la historia evolutiva de la familia de los nogales, Manchester ayudó a llevar a término este proyecto que ha durado décadas. Realizó tomografías computarizadas de nogales de la isla y describió tres especies desconocidas hasta entonces.

«Las tomografías computarizadas nos permiten mostrar detalles de la estructura interna de estas nueces que antes eran realmente difíciles de obtener», afirma Manchester. Antes de los escáneres TC, los métodos tradicionales para estudiar fósiles implicaban diseccionar y cortar tediosamente los especímenes en varias orientaciones, destruyéndolos en el proceso.

Tras escanear varios de los fósiles mejor conservados, Manchester los comparó con nueces de especies modernas y extintas. Los repositorios nacionales, como iDigBio, permiten a los investigadores localizar fácilmente especímenes de museo almacenados en cualquier lugar de Estados Unidos. Los fósiles no coincidían con nada que se hubiera descubierto hasta entonces, por lo que se comprobó que representaban tres nuevas especies del género Juglans.

Basándose únicamente en datos genéticos de especies vivas, los investigadores pensaban que la familia de los nogales era originaria de algún lugar de Asia. Sin embargo, más recientemente, los datos fósiles indican que aparecieron por primera vez en los ambientes cálidos y húmedos de Norteamérica o Europa. A medida que la familia se diversificó, algunas especies se adaptaron a condiciones más frías, lo que les permitió ampliar su área de distribución a latitudes más altas.

Los fósiles de este estudio aportan una imagen más clara de cómo evolucionaron los nogales durante periodos de climas intensamente cambiantes y de dónde proceden nuestras especies modernas.
Referencia: "Arctic Walnuts! Nuts of Juglans (Juglandaceae) from the Middle Eocene of Axel Heiberg Island, Northern Canada" by Steven R. Manchester, Robin Wilson, Yusheng (Chris) Liu and James F. Basinger, 27 June 2024, International Journal of Plant Sciences.
DOI: 10.1086/730541