Los fósiles y su importancia

Los fósiles son los restos de seres vivos, o de su actividad, que se han conservado en las rocas sedimentarias como consecuencia de un proceso de fosilización.

Es difícil que se conserven los seres vivos pero, cuando lo hacen, fosilizan las partes más duras y menos alterables, como huesos, caparazones, conchas, dientes, troncos, etc. Muchas veces ya no quedan ni estos restos y sólo se encuentra el hueco que ha sido rellenado por otro mineral y únicamente queda el molde, como ocurre frecuentemente con las conchas.

En ocasiones, si se dan las condiciones adecuadas, se pueden fosilizar animales o vegetales completos que pueden evitar la putrefacción, permaneciendo en asfalto o resina, o haber muerto por congelación. Así, se pueden encontrar insectos y arácnidos conservados en ámbar (recuerda la película Parque Jurásico), rinocerontes en asfalto, mamuts congelados en Siberia o troncos conservados bajo una capa de cenizas volcánicas.

Hay distintos tipos de fósiles:

• Fósiles corporales.
  • Partes duras (conchas, dientes, ...) parcial o totalmente mineralizadas.
  • Partes blandas. Por ejemplo los mamuts congelados de Siberia o los insectos conservados en ámbar.
• Fósiles químicos. Sustancias químicas fósiles producidas por la actividad fisiológica de los seres vivos.
• Moldes y huellas. Pueden ser impresiones marcadas en las rocas por organismos de cuerpo blando como gusanos o medusas, huellas de pisadas dejadas al desplazarse, galerías excavadas en la tierra.
• Otros tipos de fósiles. Otros restos que pueden llegar hasta nuestros días son los huevos fósiles que, incluso pueden aparecer los nidos completos, o las heces fosilizadas (coprolitos).

En cuanto a su importancia, esta radica en que conociendo el período en el que vivió un organismo podemos conocer la edad de las rocas que lo contienen. Pero algunos vivieron en unas zonas muy pequeñas y otros durante mucho tiempo, por lo que tampoco aportan demasiada información. Los que sí son más valiosos son los fósiles guía, que vivieron durante un período corto de tiempo y tuvieron una amplia dispersión geográfica. Algunos de los fósiles guía más característicos son:

• Nummulites. Grandes foraminíferos (un tipo de protozoo) con una concha en forma de disco plano. Vivieron en los mares cálidos del hemisferio norte durante el Mioceno, en el Cenozoico.
• Ammonites. Antiguos moluscos cefalópodos, como los pulpos y calamares actuales, pero con conchas externas enrolladas. Vivieron en los mares en el Mesozoico.
• Trilobites. Artropodos marinos que vivieron durante el Paleozoico. Son muy diversos, existiendo unas 5000 especies conocidas distintas.

La evolución humana

La especie humana es única en muchos aspectos, si la comparamos con las demás especies que viven sobre la Tierra. Sin embargo, como ser vivo perteneciente al reino de los metazoos, ha surgido a partir de los mismos procesos biológicos y evolutivos que el resto de los animales que hoy podemos ver, es decir, según el neodarwinismo. Los cambios en el medio, las mutaciones y la selección natural modelaron a un conjunto de poblaciones de primates que se fueron transformando hasta dar lugar a la cadena de homínidos, de la cual nosotros somos el último eslabón.

Los homínidos aparecieron hace unos cinco millones de años; se caracterizan por su posición erguida y por ser bípedos (andar sobre dos extremidades).

El bipedismo pudo haber surgir en algunos grupos de primates obligados a abandonar su vida arbórea a consecuencia de un cambio climático, ocurrido hace unos 15 millones de años, que eliminó muchos árboles.
En las sabanas africanas, la posición erguida permitió a estos individuos advertir la presencia de presas y depredadores, mejorar la visión y liberar la mano, que podía ser utilizada en actividades distintas a la locomoción.
El bipedismo fue una adquisición evolutiva muy importante, pues provocó modificaciones del cráneo, necesarias para adaptarse a la posición erguida. La pelvis, la columna vertebral y las extremidades variaron su morfología y su desarrollo, y el cerebro fue adquiriendo mayor complejidad.

Comparativa entre esqueleto de chimpace y humano. Fuente: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/566/html/Unidad01/pagina_9.html

Los restos fósiles de homínidos se agrupan en dos géneros, el género Australopithecus (que no producía herramientas) y el género Homo (que sí producía herramientas). En la actualidad solo queda viva nuestra especie Homo sapiens sapiens.

Aunque el aspecto general de los Australopithecus fuera simiesco, eran bípedos, y tanto sus características morfológicas craneales, como su dentición, se asemejan en gran medida a los del género Homo.

Actividad: Clasificación de los seres vivos

Como bien sabéis, en la naturaleza existen millones de seres vivos diferentes. La diversidad de los seres vivos se puede clasificar de varias formas; la primera división lógica se puede establecer entre los tres reinos principales: animales, vegetales y hongos. Aunque los microorganismos pueden ser separados como una tercera división entre las que se encuentran “protista” y “monera”;

Cuando se ve a simple vista, pueden existir animales con características similares a las plantas y plantas con características presumibles a los animales. Debido a ello se realizó la división de los seres vivos en cinco reinos:

1. Monera: Cuándo se habla de la monera se refiere a un sistema de clasificación que ya es obsoleto, y se aplicaba a organismos unicelulares y microscópicos carentes de núcleo.
2. Protista: Esta es la forma de definir a los microorganismos que no entran clasificados como hongos, animales o plantas.
3. Plantae: En esta clasificación entran todas las plantas, y las plantas tienen la característica de contar con clorofila. Las plantas se subclasifican, en forma particular por el tipo como pueden ser: su forma, su forma de obtener nutrientes, formas de reproducción. Se incluyen las algas y el musgo.
4. Fungi: Se pueden encontrar en esta clasificación los hongos, el moho, zetas, este tipo de organismos, tienen la característica de no contar con clorofila y su reproducción se realiza por medio de esporas. Los nutrientes los absorbe por vía de la osmotrofia.
5. Animalia: Esta clasificación también denominada metazoos, incluye a todos los animales, desde los insectos microscópicos hasta las ballenas, y dentro de su clasificación puede existir una diversidad muy elevada de sub-clasificaciones; situación que comparte con las otras clasificaciones.

Tras esta breve introducción te propongo que realices una actividad sobre la clasificación y diversidad animal que puedes encontrar en estos enlaces: Clasificación y Reinos animales.

Lucy, la australopithecus más famosa del mundo

Esta entrada se la quiero dedicar a uno de nuestros antepasados más famosos, Lucy, un Australopithecus afarensis de 3.2 millones de años de antigüedad.

Lucy fue una hembra de aproximadamente 1 metro de altura y 27 kg de peso, su importancia radica debido a que se trata del esqueleto más antiguo y más completo de un niño jamás hallado en la historia de la paleontología. Los especialistas recuperaron muchas partes de su cuerpo, concretamente 52 huesos, entre los que se encontraron el cráneo, la dentadura casi al completo, el torso y partes importantes de las extremidades superiores e inferiores.

Aunque hay bastantes disputas alrededor de esta especie, la mayoría de científicos corroboran que las características de los restos hallados hace 41 años, es que caminó erguida y que tenía los brazos similares a las extremidades superiores de los gorilas, hecho que la hace totalmente distinta a la especie Homo Sapiens debido a la proporción entre piernas y brazos.

Esta especie es un homínido extinto de la subtribu Hominina que vivió entre los 3.9 y 3 millones de años antes del presente. Era de contextura delgada y se cree que solo vivió en África del este. La mayoría de la comunidad científica aceptó que podía ser uno de los ancestros del género Homo.

Como dato curioso, el nombre de Lucy proviene de la canción 'Lucy in the sky with diamonds' del conjunto musical The Beatles. En el momento del descubrimiento del hallazgo, el equipo investigador estaba escuchando la canción y por ese motivo la llamaron Lucy.

Aspecto de Lucy. Fuente: http://eldia.es/eldiaes/imagenes/2015/04/13/1428920398343k.jpg

Cuatro episodios clave en la evolución humana

1. Origen

El fósil más antiguo atribuido al género Homo es un fragmento de mandíbula de 2,8 millones de años de antigüedad descubierto en 2013 en Etiopía. Es descendiente del género de los australopitecos; muy probablemente, de la especie Australopithecus afarensis a la que pertenece la emblemática Lucy. Se han descubierto muy pocos fósiles del primer millón de años de evolución humana. El segundo más antiguo, descubierto también en Etiopía, es un maxilar de hace 2,35 millones de años.

Los cráneos más antiguos, atribuidos a la especie Homo habilis, indican que los primeros humanos tenían un cerebro de entre 500 y 650 centímetros cúbicos, poco mayor que el de un chimpancé. El nuestro, con un volumen medio de 1.200-1.300 centímetros cúbicos, es aproximadamente el doble de grande. Los fósiles del resto del cuerpo indican que los primeros humanos, que ya eran perfectamente bípedos, medían alrededor de 1,25 metros de altura.

2. Primera salida de África 

Los Homo erectus que aparecen hace algo menos de dos millones de años en África ya tienen un cerebro de alrededor de un litro y pueden llegar a 1,80 metros de altura. A esta especie se han atribuido los restos humanos más antiguos hallados fuera de África, descubiertos en el yacimiento de Dmanisi (Georgia) y fechados en 1,8 millones de años.

Aproximadamente en la misma época que los Homo erectus, también surgen en África los Homo ergaster y los Homo rudolfensis.

3. Evoluciones paralelas 

A partir de ese momento, la evolución humana se bifurca en distintas ramas que progresan de manera paralela. Los humanos que colonizan Europa Occidental evolucionan hacia los Homo antecessor, descubiertos en Atapuerca en sedimentos de entre 800.000 y 1,2 millones de años de antigüedad. Más tarde aparecen en Eurasia los Homo heidelbergensis y sus descendientes, los neandertales. En la época de los neandertales, viven también en el este de Eurasia los denisovanos, un enigmático grupo humano del que sólo se han recuperado dos piezas dentales y un fragmento óseo de un dedo, y cuya identidad se ha deducido del análisis genético de las piezas.

Mientras tanto, en África, evolucionan los linajes del género Homo que acabarán dando lugar a nuestra especie. La escasez de fósiles humanos de este periodo en África ha impedido descubrir qué acontecimientos, y qué secuencia de especies, desembocan en la aparición de los Homo sapiens.

4. La especie hegemónica 

La estirpe de los Homo sapiens aparece hace más de 300.000 años, según indican los fósiles de la cueva de Jebel Irhoud (Marruecos) que se presentan esta semana en la revista Nature. La especie sale por primera vez de África hace unos 100.000 años y se encuentra por primera vez con los neandertales en Oriente Medio. En ese momento, su expansión se detiene allí.

Hace unos 60.000 años, sin embargo, los Homo sapiens se extienden hasta Oceanía a lo largo del sur de Asia. Todas las poblaciones humanas que vivían anteriormente en la región, como los Homo floresiensis de la isla de Flores en Indonesia, se acaban extinguiendo. Hace unos 40.000 años, los Homo sapiens irrumpen en Europa, momento a partir del cual se extinguen los neandertales.

Teorías evolutivas

Al igual que en el origen de la vida, existen múltiples teorías sobre la evolución de la vida en la Tierra. La primera de ellas la propuso El naturalista francés Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829).

Según Lamarck las especies actuales provenían de especies primitivas, hoy extinguidas, que habrían sufrido modificaciones sucesivas; esta nueva idea recibió el nombre de evolucionismo. Para Lamarck estas transformaciones se debían a que cuando cambiaban las condiciones ambientales, los seres vivos desarrollaban caracteres que les ayudaban a vivir mejor (adaptación al medio) y luego esos caracteres se transmitían a sus descendientes, apareciendo especies nuevas; es lo que llamaba la herencia de los caracteres adquiridos.

Herencia Lamarckiana. Fuente: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhGoQ5We-QHCt-tet1bxFd4QkZ8zlvCntjERLHh_-eReaxclEvlCwCf0yIUre1sgK12mTnONykMWeKEKGHfqnTndFD8xJg19qecja24DfK7Mk6lnywECzz5qdAOaAhh-IHJ-VWo4s9md427/s1600/charlesdarwin081.jpg

Años después, los naturalistas británicos Charles Darwin (1809-1882) y Alfred Wallace (1823-1913) mejoraron las ideas lamarckistas, rechazando la herencia de los caracteres adquiridos e introduciendo los conceptos de variabilidad de las poblaciones y selección natural, que son algunas de las ideas más importantes del proceso evolutivo; la variabilidad nos explica que en una población perteneciente a una especie determinada hay una gran variedad de individuos diferentes, cada uno de los cuales se adapta de diferente manera a un ambiente determinado, de tal forma que unos se adaptan mejor (viven mejor) que otros, y esto repercute en la cantidad de descendientes que pueden tener, de forma que los que viven mejor tienen más descendientes, es decir, son seleccionados por la naturaleza para vivir y tener más hijos. Lo podemos ver con el siguiente ejemplo:

Evolución darwinista. Fuente: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/566/html/Unidad01/imagenes/19.jpg

La selección natural, ayudada por otras fuerzas evolutivas tales como las mutaciones genéticas, provocan cambios graduales en los individuos que terminan por dar lugar a la aparición de nuevas especies, pudiendo desaparecer la especie de la que provienen (recuerda por ejemplo que el Homo sapiens actual proviene del Homo antecessor que está extinguido). Este proceso de transformación gradual de una especie en otra nueva recibe el nombre de evolución biológica o darwiniana.

Darwin y Wallace se encontraron con el problema de explicar por qué existía esa variedad de individuos y por qué había rasgos que sí se heredaban, ya que cuando publicaron sus obras no se conocían aún los trabajos de Gregor Mendel sobre la herencia de los caracteres.

Hoy en día la teoría más aceptada es el neodarwinismo propuesto por Theodosius Dobzhansky (1900-1975), que es la idea de evolución darwiniana vista a la luz de la genética, lo cual permite explicar que la variedad de individuos en una especie se debe a que poseen diferente información genética, y por eso se pueden heredar ciertos caracteres, ya que se transmiten a través de los genes de una generación a otra.

Algunos biólogos como Stephen Jay Gould, y, sobre todo, los paleontólogos suelen discrepar de las ideas neodarwinistas en el aspecto de la velocidad a la que se producen los cambios en las poblaciones que terminan dando lugar a especies nuevas; ellos, al estudiar los fósiles, lo que observan es que esos cambios parecen producirse mucho más deprisa de lo que indica el neodarwinismo y el evolucionismo en general: el registro fósil no nos habla de cambios graduales a lo largo de muchas generaciones, sino de cambios mucho más rápidos, en muy pocas generaciones, que convierten a unas especies en otras como respuesta a los cambios en el medio, es como si la evolución avanzara a saltos: es la denominada teoría saltacionista, o teoría del equilibrio puntuado.

Neodarwinismo VS Equilibrio puntuado. Fuente: http://www.cientic.com/imagens/img_espec8.gif

Actividad: La Descubridora

Os propongo iniciar un viaje digital a través de la siguiente actividad:

La "Descubridora" es un barco de vela en el que vas a hacer un viaje alrededor del mundo; vas a visitar lugares que son únicos en la Tierra para entender qué es y cómo funciona la evolución; en cada lugar vas a recoger información y al final tendrás que elaborar una hipótesis que explique lo que hayas visto en tu viaje.

El viaje se inicia una luminosa mañana de primavera, y con un viento favorable ponemos rumbo hacia nuestro primer destino...

La Descubridora. Fuente: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/evolucion/image/beagle.gif

Inicia tu viaje pinchando aquí.

Hipótesis de la panspermia

Hoy en día existe una variante de la teoría química del origen de la vida que es la teoría del origen extraterrestre de la vida, que asume los principios de la teoría de Oparin con la diferencia de proponer que la molécula replicante, ese ácido nucleico primitivo capaz de autocopiarse, no surgió en los mares primordiales terrestres, sino que se originó en alguna nebulosa próxima a la Tierra o en la propia nebulosa que originó el Sistema Solar, y llegó a la Tierra en algún meteorito, integrándose en el proceso de evolución química que ya se daba en la Tierra. 

Esta teoría sustentada por científicos de la talla de Carl Sagan se basa en el descubrimiento extraterrestre de numerosas moléculas bioquímicas, tales como agua y aminoácidos, en las nubes gaseosas de algunas nebulosas.

Molécula replicante en meteorito. Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/48/Panspermie.svg/300px-Panspermie.svg.png

Las esponjas, la vida animal más antigua de la Tierra

Una noticia reciente sitúa a las esponjas marinas como la vida más antigua del planeta, en lugar de los ctenóforos.

Investigadores de la Universidad de Bristol aseguran haber puesto fin al debate “más acalorado de la biología evolutiva”. Un equipo dirigido por el profesor Davide Pisani apunta que son las “esponjas morfológicamente simples” la que se sitúan en el inicio de la cadena evolutiva, lo que las convierte en hermanas del resto de ramas animales.

Es decir, se situarían al inicio de la cadena evolutiva, sustituyendo a los ctenóforos, como se pensaba. Los ctenóforos habían sido considerados desde 2008 como nuestro antepasado más antiguo. Estos animales se​ caracterizan por tener células especializadas (coloblastos) que producen una sustancia pegajosa utilizada para capturar las presas. Son exclusivamente marinos y se han descrito hasta 166 especies.

Las esponjas simples, en cambio, son humildes criaturas que viven en el fondo del mar, que actúan como filtradores. “Si asumimos que son el ancestro original, entonces podemos asumir un escenario mucho más simple: que evolucionamos a partir de un organismo filtrador”.

Los investigadores utilizaron técnicas estadísticas para medir si los modelos evolutivos utilizados de forma rutinaria en filogenia (parte de la biología que se ocupa de las relaciones de parentesco entre los distintos grupos de seres vivos) pueden describir adecuadamente los conjuntos de datos genómicos utilizados para estudiar la evolución temprana de los animales. Este equipo de científicos descubrió que, para el mismo conjunto de datos, las actuales herramientas analíticas y de datos favorecen a las esponjas mientras que, las antiguas (y menos fiables, según ellos) apuntan a los ctenóforos.

Situar a las esponjas en la raíz del árbol evolutivo se relaciona bien, además, con el hecho de que los parientes vivos más cercanos de todos los animales son organismos acuáticos filtradores que se llaman coanoflagelados.

Os dejo el resto de la noticia en este enlace.

El rastro más antiguo de la vida en la Tierra

La revista Muy Interesante ha publicado una noticia tan interesante como su título: El rastro más antiguo de la vida terrestre. 

Unos restos microscópicos descubiertos en unas rocas de 3.500 millones de años constituyen los fósiles más antiguos conocidos así como la prueba directa de vida en la Tierra más temprana hallada hasta fecha. Así lo ha confirmado un equipo de investigadores de las universidades de Wisconsin–Madison y California, en Los Ángeles (UCLA). En un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, estos científicos, coordinados por el paleobiólogo James William Schopf, de esta última institución estadounidense, y el profesor de Geociencias John W. Valley, de la primera, describen once especímenes microbianos pertenecientes a cinco taxones diferentes –en estos se agrupan organismos que presentan un cierto parentesco entre sí–. “Este tipo de estudios sugiere que la vida podría ser un fenómeno muy común en el universo”, afirma Schopf. “Pero, sobre todo, la presencia de estos microbios en la Tierra hace 3.500 millones de años indica que se habría desarrollado en nuestro planeta mucho antes de esa fecha; si bien nadie sabe cuánto antes. Además, confirma que incluso la vida más primitiva puede evolucionar y dar origen, en este caso, a microorganismos más avanzados”

Fósiles encontrados. Fuente: https://www.muyinteresante.es/ciencia/articulo/el-rastro-mas-antiguo-de-la-vida-en-la-tierra-171513765627

Según estos expertos, es posible relacionar sus características morfológicas con las huellas químicas características de la vida. Aunque algunos ejemplares son, en esencia, similares a algunos microbios que aún pueden encontrase en la actualidad, otros son bacterias y arqueas –un tipo de microorganismos unicelulares– pertenecientes a especies ya extinguidas. En todo caso, vivieron en una época en la que el oxígeno aún no se encontraba de forma significativa en la atmósfera.

Os dejo la noticia completa en este enlace.

Breve documental sobre el origen de nuestro planeta

Como bien sabéis, La Tierra se formó a partir de una serie de catástrofes devastadoras, una colisión planetaria apocalíptica, millones de impactos cósmicos y una de las explosiones más energéticas del universo, una supernova. Sin embargo esos cataclismos crearon el planeta que hoy conocemos. 

Este documental explica en sus 25 minutos de duración la formación de nuestro precioso planeta.