Temporal coverage of ammonoid measurement data in the Paleobiology Database

Para comprender cómo la vida en la Tierra ha cambiado a lo largo de cientos de millones de años, los científicos suelen observar las conchas de antiguos animales marinos llamados ammonites. Estos animales de concha espiral, que nadaron en los océos desde el periodo Devónico hasta el Cretácico, dejaron un vasto registro de fósiles. Debido a que sus conchas son abundantes y sus formas son relativamente sencillas de describir, los investigadores las utilizan para rastrear cómo evolucionaron los tamaños corporales y las formas de las conchas a través del tiempo profundo. Miden el diámetro de la concha, la altura de sus vueltas y el ancho de la abertura para construir una imagen de cómo estas criaturas se adaptaron, crecieron y finalmente se extinguieron. Sin embargo, el registro fósil nunca es un espejo perfecto del pasado; es un mosaico de lo que resultó preservado y de lo que los científicos han elegido estudiar. Si bien los científicos saben desde hace tiempo que algunos períodos de tiempo están mejor representados en el registro fósil que otros, ha surgido una pregunta más reciente: incluso cuando se sabe que una especie existe, ¿alguien ha medido realmente su concha? Si el esfuerzo por medir estas conchas es desigual a través del tiempo, entonces cualquier historia sobre cómo cambiaron los tamaños de los ammonites podría estar diciéndonos más sobre los hábitos de investigación modernos que sobre la biología antigua.

Un investigador del Blue Blocks Micro Research Institute se propuso probar esta idea examinando la Paleobiology Database, una enorme colección en línea que cataloga ocurrencias y mediciones de fósiles. El objetivo era ver si las mediciones de las conchas de los ammonites estaban distribuidas uniformemente a lo largo de la línea de tiempo geológica o si estaban agrupadas en eras específicas. El investigador comparó dos conjuntos de datos: una lista de 64.733 ocurrencias conocidas de especies de ammonites desde el periodo Devónico hasta el Cretácico, y una lista separada de 20.272 especímenes individuales que realmente habían sido medidos. Al alinearlos uno con otro, el estudio reveló un desequilibrio sorprendente. Los datos mostraron que las mediciones estaban fuertemente concentradas en la era Paleozoica, específicamente en los periodos Carbonífero y Pérmico, donde los especímenes medidos aparecían aproximadamente el doble de veces de lo que el número de ocurrencias fósiles conocidas predeciría. En contraste, la era Mesozoica, particularmente los periodos Jurásico y Cretácico, estaba severamente submedida. El periodo Cretácico, que contiene casi el 31 por ciento de todas las ocurrencias conocidas de ammonites, representaba solo alrededor del 16,5 por ciento de los especímenes medidos.

Esta brecha no era solo una cuestión de tener menos fósiles de periodos posteriores; era una cuestión de qué tan a fondo habían estudiado los científicos las especies que se sabía que existían. El estudio encontró que en el periodo Pérmico, aproximadamente el 76 por ciento de las especies conocidas tenían al menos un espécimen medido. Para cuando llegó el Cretácico, ese número había caído drásticamente a solo el 27,5 por ciento. Para asegurar que este patrón fuera real y no solo un artefacto de tener más fósiles en una era que en otra, el investigador utilizó un método estadístico para extraer un número igual de registros fósiles de cada período de tiempo. Incluso cuando los tamaños de muestra se forzaron a ser idénticos, la tendencia persistió: el Pérmico seguía teniendo una alta cobertura, mientras que el Cretácico permanecía bajo. El análisis también verificó si un libro famoso o unos pocos artículos de investigación extensos estaban sesgando los resultados. Resultó que la alta cobertura en los periodos Triásico y Carbonífero dependía en gran medida de un puñado de monografías masivas y detalladas que listaban cientos de mediciones a la vez. Si esos libros específicos se eliminaran de la base de datos, la cobertura en esas eras disminuiría significamente. Sin embargo, la falta de mediciones en el Cretácico no fue causada por la ausencia de un gran libro; el déficit persistía incluso cuando se eliminaba cada una de las publicaciones de origen una por una, demostrando que la brecha es una característica robusta de los datos, no un error de un puñado de autores influyentes.

Una explicación potencial para los bajos números en el Cretácico es la presencia de ammonites heteromorfos, un grupo de criaturas que no tenían la clásica concha espiral, sino que poseían formas extrañas, desenrolladas o en forma de gancho. Debido a que las técnicas de medición estándar están diseñadas para conchas espirales, estas criaturas de formas extrañas son notoriamente difíciles de medir utilizando métodos tradicionales. El estudio confirmó que los heteromorfos están, de hecho, casi totalmente ausentes del registro de mediciones, con solo el 2,7 por ciento de las especies de heteromorfos del Cretácico teniendo alguna medición. Sin embargo, incluso cuando estas criaturas difíciles de medir fueron excluidas del análisis, la cobertura para las especies restantes de concha espiral estándar del Cretácico solo aumentó al 34,7 por ciento. Esto significa que la forma desenrollada de los heteromorfos explica solo una pequeña parte del problema. El problema real es que los ammonites del Cretácico, independientemente de su forma, son simplemente mucho menos propensos a ser medidos que sus ancestros del Pérmico. Un modelo estadístico confirmó que, incluso al contabilizar qué tan común es una especie y si tiene una concha extraña, una especie del Cretácico tiene casi ocho veces menos probabilidades de haber sido medida que una especie del Pérmico.

Las implicaciones de este hallazgo son significativas para cualquiera que intente comprender la evolución del tamaño o la forma de los ammonites. Cuando los científicos comparan el tamaño promedio de los ammonites en el Pérmico con los del Cretácico usando esta base de datos, no están comparando dos grupos iguales. Están comparando un grupo donde tres cuartas partes de las especies conocidas han sido medidas contra un grupo donde solo cerca de una cuarta parte ha sido medida. Si las especies no medidas en el Cretácico fueran sistemáticamente diferentes en tamaño o forma de las que sí fueron medidas, toda la historia de su evolución podría verse distorsionada. El estudio no afirma que las conclusiones científicas previas sean erróneas, pero sí insiste en que los investigadores deben ahora ser conscientes de esta desigualdad. Los estudios futuros que utilicen estas mediciones deben reportar exactamente cuántas especies fueron cubiertas en cada período de tiempo y probar si sus resultados se mantienen cuando los datos se ajustan por estas brechas. El camino a seguir implica llenar las piezas faltantes, particularmente ingresando tablas de medición más detalladas de investigaciones del Cretácico y el Jurásico en la base de datos, asegurando que la historia de la evolución de los ammonites se construya sobre un fundamento que sea tan completo como los propios fósiles.