Plantas que sobrevivieron a los dinosaurios extraían nitrógeno del aire

Los antiguos linajes de cícadas que sobrevivieron a la extinción de los dinosaurios podrían haberlo hecho recurriendo a bacterias simbióticas en sus raíces para fijar el nitrógeno atmosférico.

Este hallazgo, publicado en un estudio por 'Nature Ecology & Evolution', surgió de un esfuerzo por comprender las antiguas atmósferas, pero en su lugar se convirtió en una revelación sobre la evolución de las plantas.

Estas plantas, que en su día fueron el alimento favorito de los dinosaurios, ayudaron a mantener a éstos y a otros animales prehistóricos durante la Era Mesozoica, hace 252 millones de años, gracias a su abundancia en el sotobosque de los bosques. En la actualidad, sólo unas pocas especies de plantas parecidas a palmeras sobreviven en hábitats tropicales y subtropicales.

En la actualidad la mayoría de las cícadas se han extinguido. Su desaparición de sus hábitats anteriores comenzó a finales del Mesozoico y continuó a principios del Cenozoico, interrumpida por el cataclismo del impacto de un asteroide y la actividad volcánica que marcó el límite K-Pg hace 66 millones de años. Sin embargo, a diferencia de los dinosaurios, algunos grupos de cícadas sobrevivieron hasta nuestros días.

El nuevo estudio ha llegado a la conclusión de que las especies de cícadas que sobrevivieron dependían de bacterias simbióticas en sus raíces, que les proporcionan nitrógeno para crecer. Al igual que las leguminosas modernas y otras plantas que utilizan la fijación del nitrógeno, estas cícadas intercambiaban sus azúcares con las bacterias de sus raíces a cambio de nitrógeno extraído de la atmósfera.

Lo que originalmente interesó al autor principal, Michael Kipp, es que los tejidos de las plantas fijadoras de nitrógeno pueden proporcionar un registro de la composición de la atmósfera en la que crecieron. Combina la geoquímica con el registro fósil para intentar comprender la historia climática de la Tierra.

Sabiendo ya que las cícadas modernas son fijadoras de nitrógeno, Kipp empezó a analizar algunos fósiles vegetales muy antiguos durante su doctorado en la Universidad de Washington (Estados Unidos) para ver si podía obtener una visión diferente de las atmósferas antiguas. La mayoría de las cícadas antiguas revelaron que no eran fijadoras de nitrógeno, pero éstas también resultaron ser los linajes extintos.

"En lugar de ser una historia sobre la atmósfera, nos dimos cuenta de que era una historia sobre la ecología de estas plantas que cambiaban con el tiempo", señala Kipp, que dedicó casi una década a este hallazgo, primero en la UW y luego como investigador postdoctoral en CalTech.

Kipp se incorpora este año a la facultad de Duke como profesor adjunto de Ciencias de la Tierra y el Clima en la Nicholas School of the Environment para seguir utilizando el registro fósil para comprender la historia climática de la Tierra y así poder entender su posible futuro.

Gran parte de lo que sabemos sobre las antiguas atmósferas procede de estudios químicos de la antigua vida marina y los sedimentos, explica Kipp. Aplicar algunos de esos métodos a las plantas terrestres es una novedad.

"Al iniciar el proyecto, no había datos publicados sobre isótopos de nitrógeno en el follaje de plantas fosilizadas", recuerda, por lo que le llevó un tiempo perfeccionar el método y conseguir muestras de valiosos fósiles vegetales que los conservadores de museos se resistían a ver vaporizados para obtener los datos.

"En las pocas muestras fósiles de linajes de cícadas supervivientes, y que no son tan antiguas (20 ó 30 millones de años), observamos la misma firma de nitrógeno que hoy en día --señala--. Eso significa que su nitrógeno procedía de bacterias simbióticas. Pero en los fósiles de cícadas más antiguos y extinguidos, esa firma de nitrógeno estaba ausente".

Lo que no está tan claro es cómo ayudó la fijación del nitrógeno a las cícadas supervivientes. Puede que les ayudara a capear el dramático cambio climático o puede que les permitiera competir mejor con las plantas angiospermas de crecimiento más rápido que florecieron tras la extinción, "o puede que ambas cosas". "Se trata de una nueva técnica con la que podemos hacer mucho más", concluye Kipp.