Paleontólogía

Paleontóloga con un hueso de Seismosaurus

Los paleontólogos suelen emplear muchas horas en descubrir un simple hueso, removiendo con cuidado la tierra y las rocas que lo rodean. Aquí, una paleontóloga desentierra una costilla de un Seismosaurus, antes de que la excavación continúe.

Paleontología, estudio de la vida prehistórica animal y vegetal, que se realiza mediante el análisis de restos fósiles. El estudio de estos restos permite a los científicos determinar la historia de la evolución de organismos extintos, de la misma manera que si fueran organismos vivos. La paleontología también desempeña un papel principal en el conocimiento de los estratos rocosos o capas de la Tierra. Esta ciencia contribuye a la elaboración de mapas geológicos muy precisos, esenciales en la prospección de petróleo, agua y minerales. Para ello se utiliza información minuciosa sobre la distribución de los fósiles en los estratos y diferentes métodos de datación para estimar la edad de las rocas.

Hasta comienzos del siglo XIX, en que se establecieron los principios básicos de la geología moderna, no se conocía la verdadera naturaleza de los fósiles. Desde el siglo XVI, los eruditos debatían sobre el origen de los fósiles. Algunos ya postulaban la concepción moderna de que los fósiles eran restos de animales y vegetales prehistóricos, aunque otros los consideraban rarezas de la naturaleza o creaciones del demonio. Durante el siglo XVIII se creía que los fósiles eran reliquias del diluvio universal, citado en la Biblia.

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ESTRATIGRAFÍA Y FÓSILES

Trilobites fosilizados

Los trilobites se extinguieron a finales del paleozoico. Esta formación de esquisto silícico contiene un grupo de fósiles bien definidos. Los paleontólogos utilizan los fósiles de estos artrópodos primitivos, para determinar la edad relativa de los estratos rocosos, porque fueron organismos típicos del paleozoico.

Los paleontólogos consiguen la mayor parte de su información mediante el estudio de los depósitos de rocas sedimentarias que forman estratos y que se han ido sucediendo durante millones de años. Además, la mayoría de los fósiles se encuentran en estas rocas sedimentarias. También se utilizan los fósiles, así como otras características de las rocas, para comparar los estratos de distintas zonas del mundo, gracias a lo cual se puede determinar si los estratos se depositaron durante el mismo periodo de tiempo o bajo las mismas condiciones ambientales. Toda esta información ayuda a realizar un análisis global de la evolución de la Tierra. El estudio y comparación de los estratos geológicos se llama estratigrafía.

Columna estratigráfica

Los fósiles conservados en los estratos rocosos proporcionan a los científicos las claves de la historia evolutiva. Esta columna estratigráfica se basa en pruebas paleontológicas y muestra el orden en que aparecieron los organismos durante el paleozoico, muy rico en fósiles. Cada capa representa una determinada fracción de tiempo y muestra los organismos representativos que florecieron durante ese tiempo. Aunque los fósiles raramente se encuentran en la naturaleza en un orden tan ideal como el que se presenta aquí, a menudo aparecen en orden cronológico. Por lo general, los fósiles más antiguos surgen en los estratos más profundos y los fósiles más recientes en los estratos más superficiales, de modo que su emplazamiento puede ayudar a datar la edad de los especímenes.

Los fósiles proporcionan muchos datos útiles para poder comparar los estratos. Algunos de ellos, llamados fósiles guía, son de gran importancia debido a su amplia distribución geográfica y al corto margen temporal de su aparición sobre la Tierra. Representan, por tanto, especies que estuvieron muy repartidas y que vivieron en periodos breves de tiempo. Los mejores fósiles guía son los de los organismos marinos. Estos animales evolucionaron con rapidez y se extendieron por gran parte del mundo. Los paleontólogos dividen los últimos 570 millones de años de la historia de la Tierra en eras, periodos y épocas. La división anterior de la historia geológica se conoce con el nombre de tiempo precámbrico, que comienza con el nacimiento de la Tierra, probablemente hace más de 4.000 millones de años.

La evidencia más antigua de vida en el planeta es el fósil microscópico de una bacteria que vivió hace 3.600 millones de años. La mayoría de los fósiles precámbricos son diminutos. Las especies de mayor tamaño que vivieron en el precámbrico superior eran blandas y no tenían caparazón o parte dura alguna, por lo que no pudieron formar fósiles. Los primeros restos fósiles abundantes de animales algo mayores son de hace 600 millones de años.

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LA ERA PALEOZOICA

Duró hasta hace 245 millones de años. Se divide en periodos: cámbrico, ordovícico, silúrico, devónico, carbonífero y pérmico. Los fósiles guía de la primera mitad del paleozoico son algunos invertebrados como trilobites, graptolitos y crinoideos. Los correspondientes a la segunda mitad de esta era comprenden algunos fósiles de plantas y de vertebrados, como peces y reptiles.

3.1

Periodo cámbrico

Al principio del periodo cámbrico, hace 570 millones de años, la vida animal estaba confinada por completo a los mares. Al final del periodo, todos los filos (categoría máxima en taxonomía) del reino animal ya existían, excepto los vertebrados. Los animales más característicos fueron los trilobites, unas formas primitivas de artrópodos, que alcanzaron su máximo desarrollo en este periodo y que comenzaron a extinguirse al final de la era paleozoica. Aparecieron los primeros caracoles, así como los moluscos cefalópodos. Otros grupos animales representativos del cámbrico fueron los braquiópodos, los briozoos y los foraminíferos. En el reino vegetal las plantas predominantes eran las algas en los océanos y los líquenes en la tierra.

3.2

Periodo ordovícico

Los animales más característicos de este periodo, que comenzó hace 510 millones de años, fueron los graptolitos, pequeños hemicordados (animales que poseían una estructura anatómica precursora de la espina dorsal) coloniales. Aparecieron los primeros vertebrados, unos peces primitivos, y los corales. Los animales más grandes fueron unos cefalópodos (moluscos), que tenían un caparazón de unos 3 m de largo. Las plantas eran similares a las del periodo anterior.

3.3

Periodo silúrico

Este periodo se inició hace 439 millones de años. El avance evolutivo más importante fue la aparición del primer animal de respiración aérea, un escorpión. Se han encontrado fósiles de este organismo en Escandinavia y Gran Bretaña. El primer fósil clasificado de una planta vascular (plantas terrestres con tejidos que transportan el alimento), pertenece a este periodo. Eran plantas simples cuyos tallos y hojas no estaban diferenciados.

3.4

Periodo devónico

Las formas de vida animal predominantes en este periodo, que comenzó hace 408,5 millones de años, fueron varios tipos de peces, que abarcaban tiburones, dipnoos, peces acorazados y una forma primitiva de peces con escamas ganoideas, a partir de los cuales evolucionaron probablemente los ancestros de los anfibios. Algunos restos fósiles encontrados en Pensilvania y Groenlandia, indican que ya existían los primeros anfibios. También había corales, estrellas de mar, esponjas y trilobites. El primer insecto conocido se ha encontrado en rocas devónicas.

De este periodo se conservan un número considerable de plantas fosilizadas; durante él se desarrollaron las plantas leñosas, y a finales del devónico lo hicieron otras plantas terrestres, como helechos, helechos con semillas, equisetos y unos árboles de tronco escamoso relacionados con los actuales selagos. Aunque en la actualidad los equivalentes a estos grupos son plantas pequeñas en su mayoría, en el devónico fueron especies de gran tamaño y casi arborescentes. Algunos restos fósiles sugieren la existencia de bosques; incluso han aparecido tocones petrificados (mineralizados) de grandes plantas del devónico que medían unos 60 cm de diámetro.

3.5

Periodo carbonífero

Eryops

El Eryops fue un anfibio que vivió durante el pérmico (hace unos 290 millones de años). Estaba bien adaptado a los ambientes terrestres y acuáticos. Sus dientes afilados indican que era un carnívoro, semejante a un aligátor tanto en su apariencia como en sus hábitos. Tenía una estructura corporal fuerte y pesada, llegando a medir unos 2 metros. Parece ser que vivía la mayor parte de su vida en el medio terrestre, en lo que hoy son los estados de Oklahoma, Nuevo México y Texas (EEUU).

El periodo carbonífero comenzó hace unos 362,5 millones de años. Durante la primera parte de este periodo había una gran variedad de equinodermos y foraminíferos en los mares, que incluso superaban a las formas animales que aparecieron en el devónico. Extraños tiburones, como los estetacándidos, predominaron entre todos los grandes organismos marinos. Los anfibios se extendieron y diversificaron. Crassigyrinus era un anfibio con forma de reptil, cabeza y boca grandes y patas de tamaño reducido, adaptado a la vida acuática. Diversas plantas terrestres comenzaron a diversificarse y a aumentar de tamaño, sobre todo en zonas pantanosas.

En la segunda parte del carbonífero surgieron los reptiles, adaptados a la vida terrestre, que evolucionaron a partir de los anfibios. Otros animales de este periodo fueron los arácnidos, las serpientes, los escorpiones, más de 800 especies de ranas y los insectos más grandes que han existido (había una especie parecida a las libélulas, con una envergadura de ala de 74 cm). Los vegetales mayores eran unos árboles escamosos, cuyos troncos medían más de 1,8 m de diámetro en la base y tenían una altura de 30 metros. También había unas gimnospermas primitivas llamadas Cordaites, que tenían tallos carnosos, estaban rodeadas por una cubierta leñosa y eran más delgadas y más altas que los anteriores. También aparece en este periodo la primera conífera verdadera (una forma avanzada de gimnosperma, que consiste en una planta vascular con semillas, pero sin flores).

3.6

Periodo pérmico

Este periodo comenzó hace 290 millones de años y durante el mismo ocurrieron sucesos tan relevantes como la desaparición de gran parte de los organismos marinos y la rápida evolución y expansión de los reptiles. Los reptiles de este periodo fueron, a grandes rasgos, de dos tipos: reptiles semejantes a los lagartos, completamente terrestres, y reptiles semiacuáticos lentos. De entre todos, fueron un pequeño grupo, los Terápsidos, los que dieron lugar a los mamíferos. La vegetación estaba constituida sobre todo por helechos y coníferas.

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LA ERA MESOZOICA

Fósil de amonites

Los extintos amonites fueron moluscos cefalópodos con una concha que, por lo general, tenía una forma espiral. La extinción de los amonites coincide con la extinción de los dinosaurios. Habitaban en los mares de todo el mundo, y sus fósiles aparecen en rocas marinas. Debido a su rápida evolución y a su amplia distribución, los amonites constituyen una herramienta muy útil como indicadores y datadores de estratos rocosos.

También se denomina con frecuencia la era de los reptiles, debido a que esta clase animal dominó la Tierra durante todo este tiempo. Comenzó hace 245 millones de años e incluye los periodos triásico, jurásico y cretácico. Los fósiles guía de esta era son un grupo de cefalópodos extintos, llamados amonites, y ciertas formas extintas de los dólares de arena y los erizos de mar.

4.1

Periodo triásico

Los reptiles mesozoicos más destacados, los dinosaurios, aparecieron por primera vez en este periodo, que comenzó hace 245 millones de años. Los dinosaurios del triásico no eran tan grandes como lo serían sus descendientes al final de la era. Eran animales de pequeño tamaño que corrían sobre sus dedos posteriores, balanceando su cuerpo con fuerza; tenían una cola carnosa y rara vez excedían los 4,5 m de longitud. Otros reptiles del periodo son criaturas acuáticas como el ictiosaurio y reptiles voladores como el pterosaurio.

En este periodo aparecieron los primeros mamíferos. Los restos fósiles de estos animales están muy fragmentados, pero parece que eran de pequeño tamaño y de apariencia similar a un reptil. En el mar surgieron los teleósteos, los primeros ejemplares de los peces óseos modernos. La vida vegetal del triásico incluía una gran variedad de algas marinas. En tierra, la vegetación predominante incluía especies de hoja perenne como los ginkgos, las coníferas y las palmeras. También había pequeños equisetos (colas de caballo) y helechos, que ya existían antes, aunque comenzaron a extinguirse los miembros de mayor tamaño.

4.2

Periodo jurásico

Pterosaurio

El pterosaurio fue el primero de los animales, aparte de los insectos, que desarrolló la capacidad de volar. Los indicios sugieren que algunos pterosaurios fueron animales de sangre caliente. Volaron en el cielo durante el triásico, hasta que se extinguieron al final del cretácico.

El periodo jurásico empezó hace 208 millones de años y durante este periodo los dinosaurios continuaron evolucionando con gran variedad de tamaños y diversidad de formas. Una clasificación general de los mismos incluye: los saurópodos, que eran cuadrúpedos corpulentos como el Apatosaurus (antes Brontosaurus); dinosaurios carnívoros bípedos, como el Tyrannosaurus; dinosaurios herbívoros bípedos, como el Trachodon; y los dinosaurios acorazados cuadrúpedos, como el Stegosaurus. También había reptiles alados como el pterosaurio (pterodáctilo), que durante el jurásico desarrolló sus pequeñas alas hasta alcanzar una envergadura de 1,2 m. Los reptiles marinos eran los plesiosaurios, de cuerpo aplanado como el de las tortugas, cuello largo y aletas anchas para nadar; los ictiosaurios, parecidos a los delfines, y unos cocodrilos primitivos.

Los mamíferos del jurásico eran menores que cualquier perro de pequeño tamaño y se incluían en cuatro órdenes. Había ya insectos de órdenes actuales que incluían polillas, moscas, escarabajos, saltamontes y termitas. Los crustáceos estaban representados por langostas y camarones y los moluscos por grupos hoy extintos como amonites y belemnites. Estos últimos presentaban, al igual que los calamares, un caparazón interno. La vida vegetal durante el jurásico estuvo dominada por las cícadas, plantas de troncos gruesos parecidas a palmeras. Los fósiles de plantas del jurásico están distribuidos tanto en zonas templadas de la Tierra como en las regiones polares, lo cual indica que el clima era suave y uniforme.

4.3

Periodo cretácico

Aún durante este periodo, que se inició hace 145 millones de años, los reptiles fueron las formas de vida dominantes. Los cuatro tipos de dinosaurios que se encontraban en el periodo anterior aún subsistían y además surgió el grupo de los dinosaurios con cuernos. A finales del cretácico, hace 65 millones de años, todas estas criaturas comenzaron a extinguirse. El pterosaurio más grande que ha existido vivió en esta época. En Texas (Estados Unidos) se descubrió un fósil de este animal con una envergadura de alas de más de 1,5 metros. Otros reptiles eran las serpientes y los lagartos. Se han descubierto también varios tipos de aves cretácicas, como el Hesperornis, un ave buceadora de 1,8 m de largo que tenía alas vestigiales y era incapaz de volar. Los mamíferos incluían a los primeros marsupiales, muy parecidos a las zarigüeyas actuales, y a los primeros animales placentarios, pertenecientes a un grupo de insectívoros. Aparecieron también los cangrejos y varias clases de peces modernos.

El paso evolutivo más importante en el reino vegetal durante el periodo cretácico es el desarrollo de las angiospermas (plantas con flor), cuyos fósiles aparecen en formaciones rocosas cretácicas. Se desarrollaron las plantas caducifolias, entre las que se encontraban la higuera, el magnolio, el sasafrás y el chopo. Al final del periodo aparecen muchas de las especies modernas de árboles y arbustos, que representan más del 90% de las plantas conocidas de este periodo. Entre los fósiles del cretácico medio se encuentran restos de hayas, acebos, laureles, arces, robles, plátanos y nogales. Algunos paleontólogos creen que estos árboles caducifolios (que pierden las hojas cíclicamente), ya existían en el jurásico pero crecieron sólo en zonas altas, cuyas condiciones no son favorables para la conservación de restos fósiles.

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LA ERA CENOZOICA

La era cenozoica comenzó hace 65 millones de años. Se divide en dos periodos, el terciario y el cuaternario, que abarca hasta nuestros días. Sin embargo, debido a la cantidad de información que manejan los paleontólogos sobre esta era, se tiende a dividir cada periodo en épocas. Durante la primera parte de esta era, tuvo lugar una brusca transición de la edad de los reptiles a la edad de los mamíferos, ya que desaparecieron los grandes dinosaurios y otros reptiles que habían dominado la vida durante el mesozoico.

Los fósiles guía del cenozoico suelen ser microscópicos, como por ejemplo las diminutas conchas de los foraminíferos. También se utiliza el polen fósil para la datación de los estratos rocosos de esta era.

5.1

Época del paleoceno

El paleoceno marca el inicio de la era cenozoica. De esta época se conocen siete grupos de mamíferos y todos parecen ser originarios del norte de Asia, desde donde migraron a otras partes del mundo. Estos mamíferos primitivos tenían muchas características en común. Eran pequeños y ninguna especie superaba la talla de un oso. Eran todos cuadrúpedos, caminaban sobre la planta de los pies, con cinco dedos cada uno. Es probable que tuvieran la cabeza pequeña y el hocico estrecho y por tanto una cavidad craneal reducida. Los mamíferos predominantes del periodo fueron los miembros de tres grupos ya desaparecidos: los creodontos, ancestros de los carnívoros modernos; los amblípodos, pequeños pero pesados; y los condilartos, herbívoros de cuerpo ligero y cerebro pequeño. De los grupos del paleoceno, sobreviven los marsupiales, los insectívoros, los primates y los roedores.

5.2

Época del eoceno

Cría de Mamut

Es raro que los paleontólogos encuentren especímenes del pasado tan perfectos como esta cría de mamut. Se descubrió congelada en una excavación del noreste de Siberia, en 1977. La escena de la derecha muestra cómo eran los mamuts hace más de 10.000 años. Los dibujos normalmente se basan sólo en los fósiles porque no existe ninguna otra prueba de su existencia.

Durante el eoceno, que comenzó hace 56,5 millones de años, aparecieron una serie de ancestros que evolucionarían hasta animales de nuestro tiempo. Eran de pequeña estatura, algunos de ellos parecidos a caballos, rinocerontes, camellos, roedores y monos. Los creodontos y los amblípodos continuaron evolucionando durante esta época; sin embargo, los condilartos se extinguieron antes de finalizar la época. Surgieron los primeros mamíferos acuáticos, antecesores de las ballenas actuales, y algunas aves, como las águilas, los pelícanos, las codornices y los buitres. Las variaciones que tuvieron lugar en la vegetación respondían a las distintas adaptaciones de las plantas a los cambios climáticos.

5.3

Época del oligoceno

Durante esta época, que comenzó hace 35,4 millones de años, desaparecieron la mayoría de los mamíferos arcaicos de las primeras épocas del cenozoico. En su lugar aparecieron representantes de muchos de los mamíferos actuales. Los creodontos se extinguieron y surgieron los primeros carnívoros verdaderos, parecidos a los gatos y a los perros. También vivió un primate antropoideo en el norte de América que desapareció al final de la época. Dos grupos de animales ya extintos, evolucionaron durante este tiempo: los titanoterios, relacionados con los rinocerontes y los caballos, y los oreodontos, herbívoros de tamaño pequeño emparentados con los camellos.

5.4

Época del mioceno

El desarrollo de los mamíferos durante el mioceno, que empezó hace 23,3 millones de años, estuvo relacionado de forma directa con un importante avance evolutivo en el reino vegetal, la aparición de las gramíneas. Estas plantas, ideales como forraje, contribuyeron al crecimiento y desarrollo de los animales herbívoros, como los caballos y los rinocerontes, que abundaron en el mioceno. Los mastodontes siguieron evolucionando y se generalizó la presencia del Dryopithecus, un animal parecido a los gorilas, en Europa y Asia. Algunos carnívoros, como los gatos y una especie de perro-lobo, se extendieron por varias partes del mundo.

5.5

Épocas del plioceno y pleistoceno

Tigre dientes de sable

El extinto tigre dientes de sable es un ejemplo del gigantismo que desarrollaron los grandes felinos, durante las eras del plioceno y del pleistoceno. Existieron al menos dos géneros de estos felinos, ambos con grandes caninos alargados.

El plioceno comenzó hace 5,2 millones de años y el pleistoceno hace 1,64 millones de años. La paleontología de ambas épocas no difiere mucho y es considerada por muchos zoólogos como el clímax de la “edad de los mamíferos”. Estas épocas se caracterizaron por la abundancia de grandes mamíferos, la mayoría de los cuales todavía perviven. Algunos de ellos eran los búfalos, los elefantes y los mamuts. Estos últimos se extinguieron antes de finalizar el pleistoceno. En Europa hubo antílopes e hipopótamos, carnívoros como leones, tejones, zorros, linces, nutrias, pumas, mofetas y otras especies desaparecidas, como el gran tigre dientes de sable. En el norte de América surgieron los primeros osos, debido a las poblaciones que migraron desde Asia. El armadillo y el perezoso terrestre migraron del sur al norte del continente americano, y el buey almizclero se extendió hacia el sur desde las regiones árticas. Los seres humanos, como tales, aparecieron en esta época.