Encorsetamiento de la Sistemática

ENCORSETAMIENTOS DE LA SISTEMÁTICA El caso de C.D. Walcott y la fauna fósil de Burgess Shale

2 DE JULIO DE 2013 BURGOS, ELIANA FLORENCIA Cátedra de Epistemología.

INTRODUCCION. UN POCO DE HISTORIA: Burgess Shale. Es particularmente interesante y fascinante no sólo el descubrimiento de tal magnífica fauna fósil, sino los detalles que ella proporciona de la historia pasada y como éstos aún hoy desconciertan y atraen la atención de los investigadores. Burgess Shale fue descubierta en 1909 por “el mayor paleontólogo y administrador científico de Norteamérica, Charles Dolittle Walcott” (siendo fiel a la descripción que proporciona S.J. Gould). Se encuentra en el parque Nacional de Yoho, en la Columbia Británica- Canadá y es conocida por ser el mayor depósito de fósiles de invertebrados del período Cámbrico. Walcott procedió a malinterpretar estos fósiles de una manera completamente derivada de sus visiones y creencias sobre la vida; estaba condicionado por su educación y por sus ideales, además del hecho de que delegó el arduo trabajo de “conversar con los registros” para sus años de retiro. Pero falleció antes de que eso fuera posible. En 1970 Harry Whittington retomó los trabajos de Walcott, y con sus estudios dio un giro a la situación: nada concordaba con las clasificaciones de Walcott. Whittington y sus colaboradores comenzaron a ver que la mayoría de los organismos de Burgess Shale no encajaba en los filos actuales. La anatomía de Burgess Shale excede la gama moderna.

Antecedentes de Burgess Shale: La fauna de Burgess Shale representa un evento posterior a la explosión del Cámbrico. Antes de que se produzca la extinción en masa que luego dió origen a esta diversificación, habitaron en el planeta animales que pueden haber sido un experimento fallido independiente en la vida pluricelular. Eran animales de cuerpo blando y gran tamaño, cuyos registros fósiles se hallaron en Australia y se les dio el nombre de la localidad donde se encuentran “Ediacara”. Entre estos grandes depósitos de fósiles, separados por casi 100 millones de años, existieron seres de diseño incierto, desde láminas o capsulas, hasta copas. Quizás en esta etapa de la historia la calcificación eficiente todavía no se había desarrollado y los seres del “Tomotiense” (denominado así por una localidad en Rusia) son antepasados que no habían desarrollado esqueletos duros y completos, sino que habían depositado fragmentos de material mineralizado en lugares dispersos del cuerpo. El registro del tubo de un gusano o la concha de un caracol no nos dice nada acerca del organismo que contenía en su interior. Las faunas de cuerpo blando se conservan por la acción de tres factores: rápido sepultamiento en sedimentos no alterados, deposición en un ambiente libre de los agentes usuales de destrucción inmediata (como el oxígeno) y una disrupción mínima por parte de los ulteriores estragos causados por el calor, la presión, la fractura y la erosión. Burgess Shale nos enseña una diferencia sorprendente entre la vida pasada y la presente. Muestra una amplia disparidad anatómica y unas cuantas rarezas. Y es con estas rarezas que se presenta el problema a tratar en esta monografía, basada en “La vida maravillosa: Burgess Shale y la naturaleza de la historia” de Stephen Jay Gould.

PUESTA EN ESCENA DE BURGESS SHALE. Los animales de Burgess Shale vivieron probablemente en bajíos de fango establecidos a lo largo de la base de un arrecife constituido primariamente de algas calcáreas. Y aquí surge un problema: esas condiciones ambientales (aguas someras, bien iluminadas y con buena aireación) deberían haber impedido la preservación de los animales de cuerpo blando. La respuesta (o posible respuesta) es la posibilidad de que pequeños movimientos de tierra impulsaran nubes de fango pendiente abajo hasta cuencas con aguas estancadas y desprovistas de oxígeno. Desde el descubrimiento de este depósito, Walcott no dejó de tomar notas y describir sus investigaciones; dejando así un precioso legado a los historiadores. En total llevó a Washington cerca de ochenta mil ejemplares, los que hasta la actualidad forman la mayor colección de fósiles de Estados Unidos, en el Museo Nacional de Historia Natural, en la Institución Smithsoniana. Un error común, era sostener que los fósiles de cuerpo blando se preservan como una lámina o películas planas en la superficie de las rocas; los organismos de Burgess Shale se encuentran muy comprimidos por lo que no es de esperar la preservación de muchas estructuras tridimensionales, además de que no están preservadas en forma de carbón. Por un proceso químico el carbón fue sustituido por silicatos de alúmina y calcio, que forman una capa reflectante oscura. Walcott nunca percibió o apreció que algo de esas estructuras tridimensionales se había preservado, sino que trató los fósiles como películas planas, por eso trabajó con los que podían presentar simetría bilateral, descartando o ignorando aquellos que representaban orientaciones oblicuas o frontales porque sostenía que las estructuras estarían aplastadas unas contra otras. Walcott ilustró sus ejemplares mediante fotografías con frecuencia altamente retocadas. Por el contrario Whittington ha empleado la fotografía pero sólo para la publicación, más que para la investigación. Para el estudio Whittington usó el método más antiguo de todos: el dibujo paciente. Para el estudio de los ejemplares, se consideraban tres operaciones principales: a. Excavación y disección: rodeados por el fango, los animales quedaron atrapados en sus tumbas con diferentes orientaciones y se preservaron ciertas estructuras tridimensionales. Para poder extraerlos, utilizaron cinceles para eliminar las capas superiores y revelar las partes internas. Por ejemplo, Sidneya poseía un relieve considerable, un caparazón externo que se arqueaba sobre las partes blandas. b. Orientaciones raras: la mayoría de los animales fueron enterrados por la avalancha de fango en las posiciones hidrodinámicas más estables; pero otros terminaron descansando sobre un lado, girados o retorcidos. Walcott recolectó ejemplares con posiciones raras, pero los ignoró por considerarlos menos informativos y no interpretables; pero Whittington reconoció que esas disposiciones eran indispensables junto con los ejemplares de disposición estándar. Como si fuese un rompecabezas comenzó a armar las estructuras de los animales, haciendo coincidir cada orientación con la estándar hasta que cada ejemplar pueda ser movido sin contradicción de sus partes. c. Parte-contraparte: La contraparte de un fósil es la impresión del animal en el sustrato, y la parte es el fósil mismo. La parte es lo que ha llamado la atención de los

científicos y lo que Walcott consideraba como importante, descartando la contraparte. Para la concepción de Walcott esta distinción de parte-contraparte era obvia: si los ejemplares de Burgess Shale eran planos, la contraparte era la impresión del organismo en el terreno y la parte, el fósil del mismo. Pero, cuando Whittington reveló la estructura tridimensional de estos animales, la distinción se vuelve menos clara. Es importante ver que si parte y contraparte contienen fragmentos interesantes o importantes del animal, se las debe estudiar juntas. Volviendo al caso de Sidneyia, este es un animal del cual ojos, antenas y otros rasgos del caparazón están preservados en la contraparte, y las patas y anatomía interna en la parte. Estos tres procedimientos, son utilizados como guía para la reanimación de fósiles aplastados, pero Burgess Shale sólo puede decirnos información sobre los organismos en sí, no sobre sus vidas: no nos proporciona información sobre el desplazamiento, la alimentación y la reproducción.

El mundo conceptual al que Whittington se enfrentaba: Algunos ejemplares de Burgess Shale. Whittington comenzó a “reestudiar” la fauna de Burgess Shale con el género Marella, el famoso “cangrejo de encajes” del cual Walcott encontró más de doce mil ejemplares y el grupo del mismo Whittington recolectó cerca de 800. Es prácticamente “la cara que identifica a Burgess Shale”. Walcott había ubicado a Marella en la clase Trilobites, sosteniendo que “en Marella se prefigura el trilobites”. A lo que Whittington se enfrentaba al redescribir los artrópodos de Burgess Shale es a lo que Gould llamó “el calzador de Walcott”, es decir, la decisión de Walcott de colocar a todos estos organismos de grupos principales ya establecidos. Walcott presentó una clasificación completa de los artrópodos de Burgess Shale, en la que los distribuyó en cuatro subclases: Branquiópodos modernos, Malacostráceos, Trilobites y Merostomas. De los veintidós géneros sólo dos son miembros legítimos de sus grupos: Nathorstia (que hoy se denomina Olenoides serratus) es un trilobites incontrovertido e Hymenocaris (llamado actualmente Canadaspis) es un malacostráceo. Y también existen tres animales que no perteneces a la historia de artrópodos de Burgess Shale: Tontoia, de posición incierta y probablemente inorgánico; Bidentia que en realidad pertenecen al género Leanchoilia; y Fieldia que en realidad es un gusano priapúlido. La monografía que Whittington presentó sobre Marella no aparentaba ser “revolucionaria”, por el contrario, Whittington siguió la estandarizada forma del taxón y adoptó el nombre de “Trilobitoideos” (Størmer 1959). Este organismo es un animal pequeño y elegante de entre 2,5 y 19 mm de longitud. Tiene un escudo cefálico estrecho con dos espinas hacia atrás. Los segmentos corporales portan cada uno un par de apéndices, compuestos por una pata marchadora inferior, y branquias largas y delicadas en la rama superior. Whittington trabajó en este género por cuatro años y medio. Afirmó que la forma general del cuerpo de Marella tenía pocas semejanzas con los trilobites. Walcott había reconstruido la cabeza de Marella como la de un trilobites, y había publicado fotografías de ello. Pero Whittington descubrió que esas fotos eran producto del arte del retocador, y no mapas fidedignos.

Marella en realidad poseía, dos pares de apéndices preorales fijado al escudo cefálico por separado y Whittington no halló ninguna de las maxilas o maxilulas de las que habló Walcott. Marella parece no pertenecer a ninguna parte, y Whittington solo podía afirmar que los apéndices eran vagamente trilobitiformes y que poseía otros rasgos similares a los crustáceos modernos. Pero Marella fue el inicio de una gran explosión y la documentación de ella iba a cambiar nuestra concepción de la vida. Otro de los numerosos casos desconcertantes y fascinantes es el de Yohoia uno de los artrópodos más abundantes del yacimiento fósil y con el que Whittington “hizo su primer paso explícito hacia una nueva concepción de la vida” (Gould, 1989). Yohoia es un animal muy peculiar con un cuerpo alargado con un escudo cefálico simple y ninguna espina extraña. Walcott lo había colocado entre los branquiópodos y Størmer entre los trilobitoideos. Poseía, y era eso lo que más llamaba la atención de Whittington, un par de apéndices raptores compuestos por dos segmentos en la base y cuatro espinas en su extremo. Los primeros diez segmentos del cuerpo posteriores de la cabeza portan apéndices lobados con sedas o extensiones piliformes. Los siguientes segmentos no tiene apéndices y el último segmento tiene un telson plano. Pero, aún dudando de si era o no, Whittington siguió colocando a Yohoia dentro de los trilobitoideos. Y así, como estos casos puntuales de los que he hablado, también hubo otros, por ejemplo Opabinia al que Walcott había colocado dentro de los branquiópodos y que en realidad no pertenece ni a los artrópodos ni a los anélidos. Burgess Shale contiene otros animales segmentados que tienen afinidades inciertas con grupos actuales.

Figura 1: arriba a la izquierda se encuentra Marella; a la derecha Yohoia; y en el centro Opabinia.

EL CALZADOR DE WALCOTT. ¿Qué es el calzador de Walcott? Gould denomina de esta forma a la perspectiva conservadora y tradicional con la que Walcott observa a los organismos de Burgess Shale. Charles Dolittle Walcott fue uno de los científicos más reconocidos de América y su calzador un error fundamental en la taxonomía. Walcott creía que los fósiles encontrados eran ejemplares primitivos de los artrópodos actuales, por lo que buscó similitudes (aunque superficiales) con los grupos que hoy se conocen y los ordenó (como ya he mencionado) dentro de esos grupos. El calzador fue un artificio convencional que preservó la iconografía tradicional del cono de diversidad y que fue conducido desde la esencia misma de Walcott. Dice Gould: “los animales de Burgess Shale le dijeron pocas cosas a Walcott por dos razones (…). En primer lugar, sus concepciones eran fuertes y arraigadas; y en segundo lugar, no respondieron porque Walcott nunca encontró el tiempo para conversar con ellos”. Walcott se consideraba un seguidor de Darwin, por lo que creía que animales tan antiguos como los de Burgess Shale constituían un rango limitado de complejidad y deberían ser ancestrales, es decir, que deberían ser los antecesores simples de descendientes mejorados. Además esperaba encontrar respuestas morales en la naturaleza, deseaba unir la ciencia y la religión, por lo que el calzador resultaría ser un instrumento de Dios. Siguió todas las convenciones iconográficas y formuló tres árboles esquemáticos que representan el intento por establecer la filogenia de Burgess Shale. Uno de esos intentos constituía una distribución estratigráfica forzando los datos según el cono y la escala, dibujando líneas especulativas hacia un ancestro común en un intervalo hipotético al que denominó Lipaliense. El cono fuerza a los géneros en dos grupos principales: el linaje de los branquiópodos y el de los trilobites a los merostomas. El segundo intento muestra que las cinco estirpes (trilobites y artrópodos marinos actuales) convergiendo hacia la parte inferior, colocó estos fósiles contemporáneos en ramas verticales y en distintas posiciones de ellas, de modo que representaban una diversificación evolutiva. Finalmente, propone grupos cada vez mayores que se alinean en ramas verticales y todo el árbol converge hacia una raíz branquiópoda. Walcott había defendido por muchos años la teoría del artefacto que sostenía una larga historia de divergencia desde el Precámbrico y buscó apoyo en el concepto de estabilidad: el número de diseños anatómicos básicos no había cambiado a lo largo de la historia registrada de la vida, implicando un acercamiento lento desde un antepasado común muy alejado en el Precámbrico. Walcott llegó a la conclusión finalmente a una conclusión opuesta a la especulación de Darwin pero en el mismo lineamiento: las rocas que podrían albergar abundantes fósiles del Precámbrico no nos son accesibles, argumentando que fue una época de levantamientos y formación de montañas y los enormes continentes precámbricos no permitían la sedimentación en zonas que en la actualidad nos son accesibles. El intervalo de Lipaliense, es este período de no sedimentación. Gould sostiene que “la explicación de Walcott puede parecer forzada y ad hoc, nacida de la frustración más que del placer del descubrimiento”. El mayor impedimento para la innovación es la condición antecedente del investigador y no la falta de hechos. Y tales condiciones son las que cerraron la vista a Walcott, en cambio Whittington y sus colegas estudiantes comenzaron con la interpretación básica de Walcott pero avanzaron por ambos lados de la gran dialéctica entre teoría y datos, porque “se tomaron el

tiempo para conversar adecuadamente con los fósiles de Burgess Shale y porque estaban dispuestos a oír” (Gould, 1989). Walcott interpretaba (como ya hemos visto) la historia natural como el cumplimiento de un designio divino, que garantizaba la producción de la conciencia humana luego de una larga historia de progreso gradual. La nueva concepción, en cambio, tiene su origen en la contingencia. El orden moderno es producto de ella, y tanto la disparidad anatómica de Burgess Shale y la de la actualidad, también lo son. AL proporcionar un conjunto máximo de posibilidades anatómicas, Burgess Shale se convierte en la pieza central del controlador de la contingencia estableciendo la pauta de la historia y composición de la vida. Las leyes de la naturaleza fija las normas y las funciones generales de los organismos, y abre canales por los que el diseño orgánico evoluciona; estos canales son amplios y es amplia la evolución en ellos. Darwin reconoce esto como leyes en segundo término y contingencia en los detalles. Según él, las leyes regulan la vida en sentido amplio, pero el mundo está minado de detalles.

Las pautas de Burgess Shale que indican contingencia. La contingencia se acrecienta inconmensurablemente por la percepción fundamental que se obtiene de Burgess Shale; las pautas actuales no evolucionaron lentamente por proliferación y avances continuos, sino por diezmación (después de una rápida diversificación de diseños anatómicos). Hace muchos años que los paleontólogos han reconocido la pauta de Burgess Shale de máxima disparidad inicial en muchos grupos convencionales de fósiles, tal es el caso de los equinodermos que en la actualidad se organizan en cinco grupos caracterizados por la simetría pentarradial, pero los fósiles de estos animales en el período Precámbrico presentan simetrías diferentes, hasta la bilateral. Esto también se ve en vertebrados, principalmente en peces no mandibulados. Gould propone que la pauta de máxima amplitud temprana es una característica general de los linajes a diferentes escalas y tiempos. Sostenía que esta asimetría de “base pesada” puede figurar entre los pocos fenómenos naturales que imparten dirección al tiempo. La pauta de Burgess Shale, dice Gould, se afirma a través de todos los grupos de registro fósil convencional para los invertebrados marinos de partes duras. La pauta básica es una refutación de la iconografía estándar y del cono de diversidad creciente. La disparidad inicial máxima y la diezmación ofrecen el papel más amplio de la contingencia, ya que, si la estructura taxonómica actual registra los supervivientes de dicha diezmación, tocar la “cinta de la vida” producirá un nuevo conjunto de anatomías supervivientes y la realidad posterior será diferente a lo que conocemos. Extinción en masa: dos modelos de formación de pautas contingentes. Dos modelos de formación de pautas mediante la extinción en masa no sólo demuestran el carácter distintivo sino que refuerzan la contingencia. Veámoslos: Modelo aleatorio: si una extinción en masa opera como lotería y cada organismo tiene un billete independientemente de su anatomía, la contingencia se hace presente. Algunos acontecimientos son tan profundos y los supervivientes tan restringidos que se pueden poner en juego fluctuaciones al azar en muestras pequeñas. Jablonski (1986) siguió la pista de las

extinciones en masa y las características que promueven el aumento de especiación en los moluscos. Pero el único factor que pudo encontrar para “salvar una especie de la extinción al azar” es la distribución geográfica: cuanto más área este habitada por un grupo, mayor es su probabilidad de sobrevivir. El modelo de las reglas diferentes: los animales desarrollan por evolución su tamaño, forma, fisiología, etc. bajo selección natural por razones específicas. Bajo las nuevas reglas, tus mejores rasgos, pueden firmar tu muerte; puede no haber correlación causal, en principio, entre las razones para desarrollar una característica y su papel en la supervivencia bajo las nuevas reglas. Kitchell, Clark y Gombos (1986) desarrollaron un claro ejemplo de este tema, basados en diatomeas. Sostenían que en el Cretácico la oscuridad habría imposibilitado la fotosíntesis u habría propagado la extinción de una cadena trófica que depende de la producción primaria, mientras que las diatomeas fueron capaces de formar esporas de resistencia. Este último modelo quiebra la continuidad caulas de Darwin y refuerza la hipótesis de la contingencia.

CONCLUSIÓN. Muy pocas veces se puede escapar de la esencia de uno mismo, de sus creencias y de sus ideales. Esto se ve claramente reflejado en Walcott y todo lo que he descrito con anterioridad. Los científicos están “restringidos” por su educación, tan es así, que comenzamos con espíritu aventurero y revolucionario, pero luego nos vamos encasillando en un linaje de pensamiento y la mayor parte de nuestros sentidos se guían por él. Lo que nosotros percibimos del mundo está ampliamente condicionado por esas condiciones antecedentes, por esa educación y termina siendo un poco difícil poder escapar de ello. El encorsetamiento de la sistemática es un claro error nacido de esto. Estamos casi cerrados a la idea de que todo animal que existe hoy en nuestro mundo, debió descender de un organismo más simple, que por adaptación fue generando estructuras anatómicas y de vida más complejas. Pero Burgess Shale nos dice que no es así. ¿Deberíamos creerle? Pocos son los conocimientos que tenemos de la historia de la vida. Debemos abrir nuestros sentidos y permitirnos observar más allá de lo que nos enseñan, de lo que creemos como “verdad”, pues no hay una “verdad”. Burgess Shale es uno de los registros fósiles más valiosos que tenemos y deberíamos ser un poquito más como Whittington y sus colegas: deberíamos sentarnos a “charlar” con él, nunca se sabe que tiene para contarnos.