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El análisis de isótopos estables permite conocer la dieta y el hábitat de los mamíferos sudamericanos del Cuaternario

05/12/2012

Investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) estudian la paleoecología y paleobiogeografía de los grandes mamíferos de Sudamérica durante el Cuaternario analizando la proporción de isótopos estables en los dientes de los mamíferos fósiles.

 

La formación del istmo de Panamá hace unos 3 Ma permitió la conexión entre América del Norte y América del Sur y con ello favoreció la migración de especies entre ambos subcontinentes, lo que se conoce como el Gran Intercambio Biótico Americano. Al principio, el intercambio fue recíproco y equilibrado pero después los mamíferos norteamericanos experimentaron una radiación más exitosa, por lo que hoy en día más de la mitad de los mamíferos terrestres de Sudamérica proceden de América del Norte. En la composición final de las comunidades de mamíferos también han influido las fluctuaciones climáticas y ambientales que ocurrieron en el Cuaternario y la aparición de los humanos en el continente.


El análisis de los isótopos de oxígeno y carbono se viene utilizando desde hace décadas para reconstruir las condiciones climáticas y ambientales del pasado así como las preferencias en la dieta de los herbívoros, en los que la proporción de isótopos de carbono varía según el tipo de vegetales consumidos (plantas C3 y C4).


Durante la fotosíntesis, las plantas de tipo C3, presentes en los ecosistemas terrestres de altitud y latitud elevadas (árboles, arbustos y plantas herbáceas), muestran valores más altos del isótopo pesado durante la fijación del CO2 que las plantas de tipo C4 (hierbas y juncos tropicales), por lo que ambos tipos de plantas tienen diferentes valores de composición isotópica (δ13C). Los animales herbívoros incorporan en sus huesos y dientes el carbono del alimento con un fraccionamiento isotópico adicional. Por ello, la proporción relativa entre plantas tipo C3 y C4 en la dieta de estos animales puede determinarse analizando la composición isotópica del carbono, lo que permite a su vez conocer mejor la ecología de las especies extintas.


Por otra parte, la composición isotópica del oxígeno del apatito del esmalte dental (δ18O) depende del equilibrio metabólico entre las distintas reservas de oxígeno que interactúan en el cuerpo. Existe pues un equilibrio entre los factores internos -fisiológicos- y los externos- relacionados con la ecología y el clima. Puesto que la composición isotópica del oxígeno del fosfato en los huesos y dientes de los mamíferos tiene que ver con el agua que ingieren, y ésta depende finalmente del agua de lluvia, este valor permite inferir el clima del pasado.


Un equipo de investigadores del MNCN, de la Universidad de California y de la Universidad Nacional del Centro de Argentina ha estudiado la dieta y el hábitat de mamíferos sudamericanos a partir del análisis de isótopos estables de δ13C y δ18O en el bioapatito del esmalte dental, cuyos resultados se han publicado en Quaternary Science Reviews.


Según se desprende del estudio, durante el Cuaternario los mamíferos sudamericanos ocuparon una amplia variedad de hábitats desde los bosques a los pastizales. Entre los équidos, la dieta de Hippidion en el Pleistoceno superior se limitó a plantas de los bosques, mientras que Equus mostró una mayor plasticidad en sus preferencias dietéticas, consumiendo plantas de diferentes hábitats que van desde los bosques a los pastizales. En el caso de los gonfoterios, Cuvieronius y Stegomastodon se solaparon más en la dieta, aunque su distribución geográfica fue diferente. Cuvieronius se dispersó por el corredor andino y Stegomastodon siguió la ruta oriental, por las planicies brasileñas y argentinas y el área costera de Ecuador.


El análisis isotópico del esmalte dental en otros taxones de mamíferos coincide con los datos obtenidos en estudios anteriores. Asimismo, los valores de los isótopos δ18O encontrados en los mamíferos fósiles están relacionados con su distribución latitudinal y altitudinal, aunque la influencia de la altitud es muy superior. Por otra parte, los gradientes altitudinales registrados se encuentran dentro del rango de los gradientes modernos.


Mª Teresa Alberdi, la investigadora del MNCN que ha liderado el estudio, comenta: "La utilización de isótopos estables en fósiles procedentes de lugares con una buena datación temporal puede ayudarnos a dilucidar la evolución climática durante el Cuaternario en Sudamérica".

 

Referencia bibliográfica:

 

Domingo, L., Prado, J. L., Alberdi, M. T. 2012. The effect of paleoecology and paleobiogeography on stable isotopes of Quaternary mammals from South America. Quaternary Science Reviews, 55:103-113.

 

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