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Amelia Calonge García Dpto. Geología. Univ. de Alcalá
email: [email protected]
La conquista del medio continental
PALEOZOICO. Silúrico
(438-408 m.a.) La vida continua siendo exclusivamente acuática.
En los mares están presentes braquiópodos, moluscos, corales y trilobites. Entre los artrópodos se dan casos de gigantismo (Ej. crustáceos: Gigantostráceos o arácnidos: Eurypterus). En el Silúrico superior están representados todas las clases de peces vertebrados y se inicia la conquista del medio terrestre.
A finales del Silúrico (400 Ma) las primeras plantas y animales (probablemente artrópodos y gusanos) colonizan la tierra firme. Hasta entonces toda la vida se había desarrollado en el agua.
HumansMammals
Vascular Plants
ShellyInvertebrates
AlgalKingdoms
Macroscopic Eukaryotes
Cyanobacteria plusother phototrophs
Life
Precambrian
4
32
1Billions ofYears Ago
Origin of Earth
Phototrophic Bacteria
?
D. J. Des Marais (2000)Science 289: 1703-1705.
EARTH'S
BIOGEOLOGIC
CLOCK
PALEOZOICO. Silúrico
(438-408m.a.)
La vida continua siendo exclusivamente acuática. En los mares están presentes braquiópodos, moluscos, corales y trilobites. Entre los artrópodos se dan casos de gigantismo (Ej. crustáceos: Gigantostráceos o arácnidos: Eurypterus). En el Silúrico superior están representados todas las clases de peces vertebrados y se inicia la conquista del medio terrestre.
A finales del Silúrico (400 Ma) las primeras plantas y animales (probablemente artrópodos y gusanos) colonizan la tierra firme. Hasta entonces toda la vida se había desarrollado en el agua.
Corales
Tienen el pólipo dividido por tabiques radiales que segregan láminas calcáreas en ciclos de cuatro (formas paleozoicas) o de seis (formas post-paleozoicas).
La parte superior es una cavidad en forma de copa denominada cáliz. Su pared externa se llama muralla o teca. Durante el desarrollo del coral el polípero crece en longitud: el pólipo va abandonando la parte inferior del cáliz y segrega láminas calcáreas transversales: tábulas, que limitan la cavidad ocupada de la desocupada. En el centro del cáliz puede existir una estructura independiente de los tabiques llamada columnilla.
PALEOZOICO. Devónico
(408-360 m.a.)
El período Devónico se caracteriza por el predominio de los anfibios.
En el mar los trilobites están bien representados hasta el Devónico superior en el que desaparecen varios grupos junto con peces agnatos, braquiópodos, moluscos, etc.
En tierra, las plantas y animales se extienden rápidamente. Surgen también los primeros insectos sin alas.
Las rocas del Devónico también tienen restos fósiles de los primeros bosques del mundo.
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Gnatostomados
En el Silúrico los Agnatos eran los animales dominantes de los mares antiguos. A partir de esta época, adquieren una modificación en su esqueleto que les permitió acceder a una mayor cantidad de recursos alimenticios: surgen así los Gnatostomados o peces con mandíbula. El registro fósil nos demuestra, también en este caso, que la aparición de los vertebrados mandibulados es parte de la radiación adaptativa de los agnatos.
La mandíbula se origina a partir del esqueleto branquial.
Figura: Gnatostomado típico. Se
señalan las principales características
derivadas en el grupo, respecto a las
exhibidas por los vertebrados
carentes de mandíbulas (Jiménez y
Civis eds., 2003).
Placodermos
Los primeros peces mandibulados debieron desarrollar estructuras para ampliar su territorio de alimentación: aparecen así las aletas pares, aunque los primeros representantes de estos peces conservaban todavía las fuertes corazas. A estos peces se les conoce como Placodermos, y eran mayoritariamente dulceacuícolas con un aplanamiento dorsoventral del cuerpo, con lo que posiblemente se dedicaban a alimentarse de los recursos del fondo. Los placodermos vivieron durante el Devónico y alcanzaron una gran diversificación.
Figura: algunos ejemplos de
peces placodermos (Jiménez y
Civis eds., 2003)
Condríctios
A los placodermos se les considera muy cercanos a los Condríctios, que surgieron durante el Devónico. Presentan un esqueleto cartilaginoso que puede calcificarse.
Su cuerpo está cubierto por escamas placoideas, compuestas por un dentículo que sobresale de la piel y les da un aspecto áspero. Sus dientes son también escamas placoideas.
Otra particularidad es la carencia de vejiga natatoria, que es una evaginación del esófago donde acumulan o expulsan gases para subir o bajar de profundidad. Por ello, los condríctios son incapaces de permanecer inmóviles en el agua, ya que sino se hundirían irremediablemente a causa de su mayor densidad.
El grupo de los condríctios se divide en dos subclases: los Holocéfalos, representados por las Quimeras (Devónico superior), que son peces de aspecto extraño, cabeza abultada y con un aguijón venenoso en la aleta dorsal y por los Elasmobranquios, que agrupa a tiburones y rayas.
Osteíctios
Los peces Osteíctios, es decir, aquéllos que tienen el esqueleto óseo, se clasifican en dos subclases que evolucionan de forma muy diferente: los Sarcopterigios (que originan a los primeros anfibios) y los Actinopterigios (verdaderos peces). El origen común se da en el Devónico.
En los sarcopterigios hay un linaje bien definido: los dipnoos o peces pulmonados. El resto de los sarcopterigios constituyen un grupo heterogéneo de formas fósiles y vivientes. Este grupo es el de los llamados peces crosopterigios en el cual se engloba a los denominados ripidistios, frecuentemente señalados como ancestros de los vertebrados terrestres y a los actinistios grupo mayoritariamente fósil con dos especies, fósiles vivientes, los celacantos.
Figura: el celacanto , primer
Actinistia descubierto, auténtico fósil
viviente: Latimeria chalumnae
(Jiménez y Civis eds., 2003).
El grupo de los actinopterigios es
el mas diversificado no sólo en el
medio acuático sino en todos los
habitats del planeta. Los primeros
fósiles aparecen al final del Silúrico
pero la explosión de formas se
verifica a lo largo del Devónico.
Paisaje del Devónico Superior en USA.
7: Hynerpeton lindae , uno de los
primeros Anfibios. 8: Placodermo
Groelandáspido. 9: Peces primitivos de
aletas radiales. La gran cabeza que
asoma a la izquierda pertenece a un
crosopterigio.
En tierra firme, las plantas arbóreas
pertenecen a a Archaeopteris, 3:
Helechos del género Rhacophyton; 4:
pteridospermas. (Tomado de National
Geographic, ed. especial, año 2003).
Aunque durante este período se produjeron varios eventos de extinción, se considera más importante el producido al final del Devónico (desaparecieron el 70 – 80% de las especies). Se han propuesto varias causas para esta extinción, de las cuales la más probable es un cambio climático que afectó a las especies marinas de agua templada.
PALEOZOCIO. Carbonífero
(360 – 266 m.a.)
En el Carbonífero quedan pocos trilobites y aparecen numerosas familias de crustáceos.
En tierra firme las plantas continúan su diversificación. Aparecen las primeras plantas con semillas (fanerógamas) y, al final del período, las coníferas. Los restos de bosques pantanosos inundados dieron lugar a estratos gruesos de hulla que produjeron carbón.
Entre los animales vertebrados aparecen los primeros reptiles y los insectos voladores, como las libélulas gigantes, mientras que los anfibios prosiguen su expansión. Es una época de desarrollo de los arácnidos y miriápodos.
Primeros tetrápodos
A partir de los Crosopterigios surgen los primeros tetrápodos en el Devónico superior. Una de las hipótesis que explica el movimiento en tierra firme es que se desarrolló para la búsqueda de nuevas corrientes de agua o estanques durante la estación seca o bien, para escapar de los muchos predadores acuáticos que poblaban las aguas. También pudo ser porque la alimentación era más abundante en tierra.
El paso de un ambiente acuático a uno terrestre implica otra serie de cuestiones que debieron resolver:
• Adaptación a la gravedad para el desplazamiento: el problema era levantar el cuerpo del suelo. La solución es desarrollar bien la columna vertebral, de forma que soporte bien el cuerpo del animal.
• El problema de la deshidratación: Los anfibios, para evitar la pérdida de agua, impermeabilizan su piel mediante la queratinización del tegumento, impregnando las células con queratina, una proteína fibrosa.
• El problema de la respiración: En un medio acuático, las branquias son órganos eficientes para el intercambio gaseoso. Los anfibios potencian más el papel de los pulmones en la respiración. Sin embargo, los anfibios tienen respiración branquial en las primeras etapas de su desarrollo y, en la fase adulta, respiración pulmonar.
• El problema de la reproducción extraacuática: La verdadera conquista del medio terrestre es la eliminación de la dependencia del agua para la reproducción, pero este problema se supera con los reptiles.
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PALEOZOCIO. Carbonífero
(360 – 266 m.a.)
ANFIBIOS
• Esqueleto principalmente óseo.
• Respiración por pulmones, piel, branquias y bucofaríngea.
• Corazón con tres cavidades.
• Sexos separados, con fecundación externa o interna, generalmente con metamorfosis.
• Ectotérmicos
• La mayoría son ovulíparos.
REPTILES
• Cuerpo cubierto por escamas epidérmicas o placas óseas.
• Cuerpo de forma variable.
• Miembros pares.
• Esqueleto óseo, robusto.
• Respiración pulmonar.
• Sexos separados, fecundación interna.
• Carecen de estados larvales.
• Ectotérmicos.
PALEOZOICO. Pérmico (266 – 245 m.a.)
En el mar aparecen los
ammonites que dominaron
durante el Mesozoico.
En tierra firme las nuevas
condiciones climáticas afectan a
muchos organismos que no
sobreviven. Desaparecen gran
número de arácnidos y
miriápodos. Los insectos
gigantes serán reemplazados
por otros de metamorfosis
complicada. La flora carbonífera
es sustituida por las
gimnospermas.
Reconstrucción ambiental a fines del Pérmico. REPTILES MAMIFEROIDES. A la izquierda, un gorgonopsiano, el principal depredador de la época, se ceba en un Diictodon, mientras otro congénere de éste, más afortunado, contempla la escena desde la parte inferior de la figura. En el plano medio se observan otros dos tipos de herbívoros, en primer término, Pareiasaurus, y en segundo término, Lystrosaurus. (Tomado de National Geographic, ed. especial, año 2003)
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LA CRISIS PÉRMICO/TRIÁSICO (P/Tr)
Es la extinción más severa de toda la historia de la Tierra. Se produce una importante desaparición masiva de seres marinos, entre ellos los invertebrados muy afectados, como por ejemplo los trilobites.
Las causas de esta crisis no están claras. Existen indicios de un gran episodio de vulcanismo a gran escala que habría producido cantidades masivas de CO2 y SO2 que habrían bloqueado una parte importante de luz. Esto debió producir un enfriamiento global y fenómenos de lluvia ácida. Pero el CO2 almacenado en la atmósfera provocaría un posterior calentamiento global y la pérdida de mares continentales e intecontinentales. Según datos de Raup (1988) desaparecieron el 54% de las familias marinas.
Figura: sugestiva imagen de la
extinción P/Tr presentada por uno de
sus principales estudiosos, Doug
Erwin. A un lado de la cinta roja:
faunas habituales en los arrecifes
Pérmicos. Al otro lado de la cinta:
supervivientes de la extinción en
masa. (Tomado de National
Geographic, ed. especial, año 2003)
Además, la recuperación tras la
extinción de los ecosistemas
marinos fue muy lenta comparada
con otros eventos (abarcó ente 4
y 5 m.a.).
Mientras que el registro fósil de
final del Pérmico contiene faunas
y floras diversas y endémicas, el
registro del Triásico inferior posee
muy baja diversidad y son
notablemente cosmopolitas.
GRAN DIVERSIFICACIÓN DE LA FAUNA
MARINA: MOLUSCOS, EQUINOIDEOS,
CRUSTÁCEOS Y CORALES
LOS DINOSAURIOS ADQUIEREN SU
MÁXIMO DESARROLLO Y
DIVERSIFICACIÓN
SE ORIGINAN LOS PRIMEROS
MAMÍFEROS
APARICIÓN DE LAS
ANGIOSPERMAS
Fósil de una
colonia de bivalvos
Fósil de un erizo
Hypsilophodon.
Dinosaurio
Mesozoico:
la era de los reptiles
MESOZOICO. Triásico
(245 – 208 m.a.)
La flora continental se empobrece, aunque aparecen las primeras formas de transición entre las gimnospermas y las angiospermas.
Los moluscos conocerán una gran expansión, siendo seres característicos de esta era (ammonites, belemnites).
Los dinosaurios están representados por varias especies y aparecen los primeros reptiles “voladores” y “mamiferoides”.
Lystrosaurus, reptil mamiferoide. Coelophysis. Dinosaurio terópodo.
LA CRISIS TRIÁSICO/JURÁSICO (Tr/J)
Este evento afectó tanto a la vida
acuática (braquiópodos, moluscos y
reptiles marinos – salvo los
ictiosaurios-) como a la terrestre
(conodontos, anfibios y reptiles
“mamiferoides”) y el motivo sigue
siendo incierto.
Se piensa en una erupción volcánica
de gran envergadura. Complicando
esta posibilidad se han encontrado
en el norte de Italia unos fragmentos
de cuarzo bipiramidal característico
de impactos meteoríticos. Además,
esta hipóstesis está avalada por el
cráter de Manicouagan en la región
de Québec (Canadá) que se formó
en una época cercana al límite
Triásico – Jurásico.
MESOZOICO. Jurásico
(208 – 144 m.a.)
• Los reptiles conocen su expansión (dinosaurios, pterodáctilos, reptiles
marinos) y aparecen las primeras aves como Archaeopterix.
• En Tierra dominan las gimnospermas y pteridófitas superiores (helechos,
coníferas y ginkgos) y aparecen las primeras angiospermas.
• Los moluscos gasterópodos saltan a tierra firme.
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Ophthalmosaurus, reptil marino del Jurásico (tomado de HAINES, 1999)
MESOZOICO. Jurásico.(208 – 144 m.a.)
Mamenchisaurus, dinosaurio saurópodo gigantesco del Jurásico (tomado de STANLEY, 1986)
MESOZOICO. Jurásico.(208 – 144 m.a.)
Diplodocus, del Jurásico Superior, en un bosque de araucarias. (Tomado de HAINES, 1999).
MESOZOICO. Jurásico.(208 – 144 m.a.)
Stegosaurus, dinosaurio de gran tamaño, del Jurásico Superior.
MESOZOICO. Jurásico.(208 – 144 m.a.)
MESOZOICO. Cretácico
(144 – 66,4 m.a.)
Clima fresco y lluvioso, aunque se
vuelve mas cálido al final del período
que concluye con una extinción
masiva en la que desaparecieron
numerosos grupos de animales tales
como dinosaurios, ammonites y
belemnites debido a los profundos
cambios ecológicos que conoció la
Tierra.
Este cambio climático favorece una
rápida expansión de las angiospermas
y los bosques comienzan a parecerse
a los actuales.
Entre los vertebrados se conocen los
mamíferos marsupiales e insectívoros.
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Situación geográfica y paleogeográfica del cráter enterrado de
Chicxulub, en Yucatán (Méjico) (izquierda) e imagen
gravimétrica del cráter (más de 180 km de diámetro) (derecha)
Mapa de impactos meteoríticos o cometarios en la Tierra. Círculos
rojos: Impactos en el límite K/T
Crisis biológica de final del Cretácico
Causas bióticas:
• Problemas de Enfermedades: alergias a las
angiospermas, parásitos, epidemias (ej. SIDA), etc.
• Problemas mentales: disminución del cerebro y
aumento de la estupidez, incapacidad para adaptarse
a las condiciones ambientales, etc.
• Interacciones bióticas: competición con otros
organismos: mamíferos, orugas,..; predación por parte
de los carnívoros o proliferación de mamíferos
comedores de huevos; cambios en las plantas, ej.
Aumento de bosques con perdida de espacios para
los dinosaurios; producción de individuos del mismo
sexo por un cambio climático, etc.
Causas físicas:
• Causas atmosféricas: clima demasiado caluroso o
demasiado frío, inundaciones, O2, CO2, etc.
• Causas oceánicas y orográficas: Regresiones /
transgresiones marinas, desaparición de los habitas
pantanosos, apertura entre placas continentales con
entrada de aguas frías).
Otras: Cambios en la rotación e la Tierra, Destrucción de
la capa de ozono, Extraterrestres, etc.
MESOZOICO. Cretácico
(144 – 66,4 m.a.)
Megazostrodon (Mesozoico), representante
de la familia más primitiva de mamíferos, los
morganucodóntidos
La gran radiación de los mamíferos
CENOZOICO (66,4 – 106 años)
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APARICIÓN DE LOS PRIMEROS
HOMÍNIDOS
DIVERSIFICACIÓN DE LOS
MAMÍFEROS Y LAS AVES
GRAN DESARROLLO DE LOS
INSECTOS
Cráneo de Homo habilis
Fósil de
insecto díptero
DIVERSIFICACIÓN DE LAS
ANGIOSPERMAS
Lemures
CENOZOICO (66,4 – 106 AÑOS)
Australopithecus
anamensis
Australopithecus
africanus
Homo habilis
Homo ergaster
Homo erectus
Homo antecessor
Homo neanderthalensis
Homo sapiens
4
5
3
2
1
0 M.a.
Cenozoico:
origen y evolución de los homínidos
Adquisición de la postura erguida (bipedismo).
Reducción de la cola.
Cambio de función de las extremidades anteriores.
Desarrollo progresivo del encéfalo.
Aparición del lenguaje hablado.
Cambios en la dentición.
Reducción de la cantidad de pelo.
El proceso de hominización se caracteriza por:
Cenozoico:
origen y evolución de los homínidos
