El jardín del Edén

Según el Génesis, Dios crea el mundo y dentro de él establece un jardín como un espacio perfecto, fértil y lleno de vida en el que crece toda clase de árboles y plantas, y en el que Dios crea al hombre, a la mujer y a todos los annimales. Aunque este relato bíblico sea algo místico, ciertamente, en un momento de la historia de la vida en la Tierra sí ocurrió algo muy similar a semejante explosión de vida, pero sin la ayuda de ningún tipo de ser creador.

La explosión del Cámbrico es un tema bastante recurrente a la hora de comprender el origen de la vida, ya que representó la primera aparción masiva de organismos complejos y de multitud de formas. Y esto tiene importante implicaciones porque ¿qué fue lo que impulsó semejante explosion de vida? ¿Fueron cambios ambientales, biológicos o ecológicos los que provocaron la aparición de tantas formas nuevas? ¿Por qué todas las formas de organización complejas aparecieron prácticamente la mismo tiempo? ¿Existieron limitaciones previas que retrasaron su surgimiento o fue un efecto de innovación evolutiva rápida? ¿Por qué no han surgido nuevos filos desde el Cámbrico? En conclusión: demasiadas preguntas.

La explosión del Cámbrico se puede entender atendiendo a diferentes factores ambientales y ecológicos que fueron la piedra angular de toda esta gran explosión, entre ellos, el aumento del oxígeno. La atmosfera primitiva de la Tierra no contenía oxígeno libre, ya que el oxígeno que respiramos hoy es el producto de miles de millones de años de fotosíntesis, siendo las cianobacterías los primeros organismos fotosintatizadores que indujeron oxígeno constantemente a la atmósfera (Bettina et al., 2013). En un principio, estos niveles de oxígeno no aumentaron espontáneamente en la atmosfera (Canfield et al., 2007), ya que pirmero el oxígeno tenía que reaccionar con el hierro y otros minerales de la roca circundante y el agua del océano. Una vez que se alcanzó el punto de saturación de oxígeno para las rocas y el agua, el oxígeno pudo existir como gas y de ese modo los niveles de oxígeno comenzaron a aumentar después (Bekker et al., 2004).

Además, se ha propuesto que la mayor ventilación de los océanos por las esponjas, que ya habían evolucionado y se habían diversificado durante el Neoproterozoico tardío, incrementó la disponibilidad de oxígeno e impulsó la rápida diversificación de la vida multicelular en el Cámbrico (Chang et al., 2019). Este aumento de diversidad estuvo fuertemente correlacionado con la oxigenación de aguas someras, lo que permitió la aparición de animales más activos (Chen et al., 2015), aunque la oxigenación total de los océanos profundos se alcanzaría más tarde (Ostrander et al., 2025). Esto podría explicar por qué los fósiles cámbricos se encuentran principalmente en sedimentos someros y por qué los organismos profundos no se diversificaron tanto.

Asimismo, la formación de Gondwana y la orogénesis asociada produjeron enormes áreas de erosión continental, como la gran Discordancia de Powell (Peters et al., 2012) y la erosión de la Supermontaña Transgondwánica (Squire et al., 2006), liberando grandes cantidades de iones de calcio al océano. Al mismo tiempo, la actividad de las dorsales oceánicas incrementó aún más la disponibilidad de calcio en el agua, favoreciendo el aumento de la alcalinidad hasta el Cámbrico Temprano (Ohnemüller, 2014). Todo esto habría favorecido que los organismos comenzaran a precipitar calcio de forma natural sobre sus tejidos, formando gradualmente partes duras.

Estos cambios también habrían impuslado a su vez las carreras aramentísticas entre depredadores y presas, las cuales se modificaron profundamente tras la evolución de la visión. A partir de ese momento, los depredadores ya no dependían únicamente del contacto casual con sus presas, sino que podían localizarlas y atacarlas a distancias. Esto representó un cambio radical en las interacciones ecológicas, obligando a las presas a desarrollar nuevas estrategias de defensa, como aumentar su movilidad, esconderse y desarrollar estructuras protectoras. Al mismo tiempo, los depredadores respondieron a estas adaptaciones, mejorando su visión, aumentando su velocidad y desarrollado estructuras capaces de sujetar, desgastar o triturar (Parker, 2003), sin olvidar el aumento de sus capacidades cognitivas (Hsieh et al., 2022). Esto podría haber incrementado la tasa de depredación durante el Cámbrico (McMenamin, 1988), a medida que aparecían nuevas tácticas de depredación (Zhang et al., 2011), pero a pesar de este aumento de depredadores, esta no fue la principal causa de la diversificación de especies, aunque sí pudo haber influido en sus inicios (López-Villalta, 2016).

Sin ningún tipo de dudas, uno de los depredadores más representativos de este periódo es el famosísimo Anomalocaris. Créditos de la imagen: Gabriel Ugueto.

Sin embargo, todo esto no hubiera sido posible sin la aparición de los genes Hox, los cuales controlan el el desarrollo de las distintas regiones del embrión, determinando qué estructuras se formará en cada segmento del cuerpo. Por ejemplo, la expresión de un gen Hox en una región determinada puede dar lugar a una extremidad, mientras que la expresión de otro gen en la misma región podría dar lugar a un ojo. No obstante, la evidencia indica que la arquitectura genética necesaria para esta regulación ya estaba presente antes de la explosión del Cámbrico (Rosa et al., 1999).

Entonces ¿por qué esta gran diversificación morológica no ocurrió antes si esos genes ya existían? Porque la presencia de los genes Hox por sí sola no genera nuevas formas. Lo que realmente permitió la explosión del Cámbrico fue la combinación de este sistema genético con la multicelularidad y los procesos físicos que emergen en los tejidos, como la cohesión, la elasticidad y la capacidad de las células de autoorganizarse en estructuras. Estos procesos físicos, movilizados por los productos génicos existentes, pudieron generar una amplia disparidad morfológica sin necesidad de cambiar esos genes (Newman y Bhat, 2008). Esto fue posible porque en ese momento el morfoespacio estaba libre de restricciones, ya que aún no existían fuertes presiones selecctivas que lo limitarán. La mayoría de las formas que srugían eran posibles desde un punto de vista físico y genético y solo después, mediante la selección natural y las interacciones ecológicas, se consolidaban aquellas formas que resultaban funcionales en su entorno. Por eso, desde el Cámbrico no han surgido nuevos planes corporales, porque los tejidos y sistemas de desarrollo ya estaban canalizados, y cualquier nuevo organismo que surgiera lo haría a partir de modificaciones de estructuras ya existentes, en lugar de generar una configuración corporal totalmente nueva.

Llegados a este punto, otro factor importante a tener en cuenta es el propio registro fósil y las limitaciones que este presenta. Que no se hayan encontrado fósiles anteriores al Cámbrico no implica necesariamente que esos organismos no existieran (al fin y al cabo, todas las especies descienden de otra especie), sino que simplemente no se han conservado, ya que no generaban ningún tipo de estructura dura que facilitara su fosilización. Además, probablemente eran de pequeño tamaño. Así que. realmente, la "explosión" del Cámbrico no fue una explosión instantánea en términos evolutivos, sino más bien el momento en que los organismos con esturcturas duras y de tamaños considerables comenzaron a preservarse en el registro fósil. Lo que ha dado lugar a la malinterpretación de que todos estos grupos de organismos surgieron de golpe, aunque en realidad la diversificación se había estado produciendo de manera gradual durante millones de años. Nada en evolución es tan fácil como el jardín del Edén.

Bibliografía

1. Bettina, Schirrmeister & Vos, Jurriaan & Antonelli, Alexandre & Bagheri, Homayoun. (2013). Evolution of multicellularity coincided with increased diversification of cyanobacteria and the Great Oxidation Event.
   https://www.researchgate.net/publication/234134550_Evolution_of_multicellularity_coincided_with_increased_diversification_of_cyanobacteria_and_the_Great_Oxidation_Event
2. Canfield, Donald & Poulton, Simon & Narbonne, Guy. (2007). Late-Neoproterozoic Deep-Ocean Oxygenation and the Rise of Animal Life.
   https://www.researchgate.net/publication/6641966_Late-Neoproterozoic_Deep-Ocean_Oxygenation_and_the_Rise_of_Animal_Life
3. Bekker, Andrey & Holland, H.D. & Wang, P-L & Rumble, D. & Stein, Holly & Hannah, Judith & Coetzee, Louis & Beukes, Nicolas. (2004). Dating the rise of atmospheric oxygen.
   https://www.researchgate.net/publication/8928863_Dating_the_rise_of_atmospheric_oxygen
4. Chang, Shan & Zhang, Lei & Clausen, Sébastien & Bottjer, David & Feng, Qinglai. (2019). The Ediacaran-Cambrian rise of siliceous sponges and development of modern oceanic ecosystems.
   https://www.researchgate.net/publication/335387664_The_Ediacaran-Cambrian_rise_of_siliceous_sponges_and_development_of_modern_oceanic_ecosystems
5. Chen, Xi & Ling, Hong-Fei & Vance, Derek & Shields, Graham & Zhu, Maoyan & Poulton, Simon & Och, Lawrence & Jiang, Shao-Yong & Li, Da & Cremonese, Lorenzo & Archer, Corey. (2015). Rise to modern levels of ocean oxygenation coincided with the Cambrian radiation of animals.
   https://www.researchgate.net/publication/276418254_Rise_to_modern_levels_of_ocean_oxygenation_coincided_with_the_Cambrian_radiation_of_animals
6. Ostrander, Chadlin & Clemente, Jean & Stockey, Richard & Strauss, Justin & Fraser, Tiffani & Nielsen, Sune & Sperling, Erik. (2025). Dynamic deep marine oxygenation during the Early and Middle Paleozoic.
   https://www.researchgate.net/publication/395244865_Dynamic_deep_marine_oxygenation_during_the_Early_and_Middle_Paleozoic
7. Peters, Shanan & Gaines, Robert. (2012). Formation of the ' Great Unconformity' as a trigger for the Cambrian explosion. 
   https://www.researchgate.net/publication/224769595_Formation_of_the_'_Great_Unconformity'_as_a_trigger_for_the_Cambrian_explosion
8. Squire, Richard & Campbell, Ian & Allen, Charlotte M & Wilson, Christopher. (2006). Did the Transgondwanan Supermountain trigger the explosive radiation of animals on Earth?
   https://www.researchgate.net/publication/222568834_Did_the_Transgondwanan_Supermountain_trigger_the_explosive_radiation_of_animals_on_Earth
9. Ohnemueller, Frank. (2014). Reconstruction of Ediacaran to Early Cambrian ocean pH and weathering conditions.
   https://media.suub.uni-bremen.de/entities/publication/095611ab-3ae2-44ac-be25-b57528c184fd
10. Hsieh, Shannon & Plotnick, Roy & Bush, Andrew. (2022). The Phanerozoic aftermath of the Cambrian information revolution: sensory and cognitive complexity in marine faunas.
    https://www.researchgate.net/publication/358189018_The_Phanerozoic_aftermath_of_the_Cambrian_information_revolution_sensory_and_cognitive_complexity_in_marine_faunas
11. McMenamin MA (1988). Paleoecological feedback and the Vendian-Cambrian transition.
    https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/pdf/0169-5347(88)90008-0.pdf
12. Zhang, Zhifei & Holmer, Lars & Robson, S. & Hu, Shixue & Wang, X. & Wang, Haizhou. (2011). First record of repaired durophagous shell damages in Early Cambrian lingulate brachiopods with preserved pedicles.
    https://www.researchgate.net/publication/233388362_First_record_of_repaired_durophagous_shell_damages_in_Early_Cambrian_lingulate_brachiopods_with_preserved_pedicles
13. Julián Simón López-Villalta (2016) "Testing the Predation-Diversification Hypothesis for the Cambrian—Ordovician Radiation,"
    https://bioone.org/journals/paleontological-research/volume-20/issue-4/2016PR022/Testing-the-Predation-Diversification-Hypothesis-for-the-CambrianOrdovician-Radiation/10.2517/2016PR022.full
14. Rosa, Renaud & Grenier, Jennifer & Andreeva, Tatiana & Cook, Charles & Adoutte, André & Akam, Michael & Carroll, Sean & Balavoine, Guillaume. (1999). Hox genes in brachiopods and priapulids and protostome evolution.
    https://www.researchgate.net/publication/12908461_Hox_genes_in_brachiopods_and_priapulids_and_protostome_evolution
15. Newman, Stuart & Bhat, Ramray. (2008). Dynamical patterning modules: Physico-genetic determinants of morphological development and evolution.
    https://www.researchgate.net/publication/5448540_Dynamical_patterning_modules_Physico-genetic_determinants_of_morphological_development_and_evolution