(Ciencias de Joseleg) (Biología) (Teoría
de la Biología)
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de Geología) (Introducción) (Historia
de la geología) (Tiempo
y fenómenos geológicos) (Datación
relativa) (Datación
absoluta) (Introducción
a las eras geológicas) (Precámbrico) (Cámbrico,
ordovícico, silúrico) (Devónico,
carbonífero, pérmico) (El
mesozoico edad de los dinosaurios) (El
cenozoico edad de los mamíferos) (Referencias
bibliográficas)
Fanerozoico en griego significa literalmente, Animales Visibles –y seguimos con la obsesión con los animales –representa el eón actual de la vida en la Tierra, inicia hace unos 543-541 Millones de Años “MdA” en el periodo Cámbrico hasta la actualidad. El Fanerozoico se caracteriza por la evolución de los animales vertebrados y la evolución de las plantas terrestres y es el Eón mejor conocido de todos. Esto se debe a que sus estratos son más recientes y han experimentados menos procesos geológicos de subducción, convección y metamorfización.
Con el fanerozoico nos introduciremos fuertemente en la
historia de los seres vivos, la cual se caracteriza por ciclos hiperbólicos de
extinciones en masa y radiaciones adaptativas en las cuales la biodiversidad
disminuye y luego aumenta de forma rápida. Estos ciclos de destrucción y
evolución literalmente escriben la Historia Evolutiva de muchos linajes de
seres vivos, en especial de las plantas terrestres y de los animales
vertebrados.
Lo anterior se debe a que, sin extinciones en masa, los
ecosistemas tienden a diversificarse de forma superflua, las formas de las
especies dominantes cambian poco y es lo que se denomina un periodo de estasis
o equilibrio evolutivo ( Gould & Eldredge, 1977). Las especies se especializan
en sus roles ecológicos y difícilmente una nueva especie puede evolucionar para
reemplazarlas. Las extinciones en masa cambian las reglas del juego, sin
competencia linajes que habían pasado inadvertidos anteriormente pueden
evolucionar para cumplir los roles de las especies extintas, esto sucede de
forma muy rápida, a estos fenómenos puntuales se los denomina Radiaciones o
Explosiones Evolutivas (Gould & Eldredge, 1977).
YouTube. Radiación
adaptativa.
Históricamente el Fanerozoico fue el primer Eón en ser
estudiado de forma sistemática, para finales del siglo XIX sus divisiones y
subdivisiones ya habían sido organizadas de forma cualitativa, clasificando
edades importantes, dos de las cuales son conocidas en la cultura popular como
la Edad de los Dinosaurios y la Edad del Hielo. A continuación, describiremos
algunos aspectos importantes de las divisiones y subdivisiones del eón de los
seres vivos visibles.
La primera era del Fanerozoico se denomina Paleozoico, que
significa literalmente Animales Viejos. Este nombre es relativamente engañoso y
obedece en la actualidad a criterios históricos. Para el siglo XIX cuando se la
bautizó, el paleozoico representaba los estratos donde se había encontrado la
vida más antigua, específicamente en su primer período, el Cámbrico.
La era Paleozoica va desde el inicio del Cámbrico en 543-541
MdA hasta el final del Pérmico en 252-250 MdA.
Geológicamente, el inicio del Paleozoico está marcado por la división
del supercontinente de Pannotia en 550 MdA hasta la reunificación en el
supercontinente de Pangea en 220 MdA.
En términos de seres vivos, el Paleozoico marca la evolución
de la mayoría de los grandes grupos de plantas, excepto por la angiospermas o
plantas con flor; y de los grandes grupos de vertebrados exceptuando las aves.
Es por esto que muchos de los procesos evolutivos más relevantes ocurrieron en
esta era, los cuales incluyen –pero no se limitan a –la evolución de los
vertebrados, la evolución de los tetrápodos, la evolución de los dinosaurios y
la evolución de los mamíferos.
Lo anterior es un punto importante, generalmente se cree que
los mamíferos aparecen de la nada para reemplazar a los dinosaurios a finales
del Mesozoico, pero ya desde el siglo XIX se sabía que los mamíferos habían convivido
con los dinosaurios, aunque limitados a tamaños no mayores a un gato pequeño.
La historia evolutiva de los mamíferos es de las más completas, pero menos
conocidas por la cultura popular, y representa un ejemplo exquisito de cambios
graduales a lo largo de la historia evolutiva (Gould, 1981). Lo anterior
implica que la historia evolutiva no debe ser entendida de un modo lineal,
aunque generalmente en cada era mencionamos las formas de vida dominantes,
estas no son ni de cerca las únicas que pueden estar presentes en un
determinado periodo.
El cámbrico es el primer periodo geológico de la Era Paleozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 541.0 ± 1.0 MdA para su inicio y 485.4 ± 1.9 MdA para su finalización, siendo sucedido por el menos conocido periodo Ordovícico. Aunque por muchas décadas la fecha de inicio y finalización del cámbrico fueron controversiales en unos 20 millones de años dependiendo del autor, en 2004 se encontraron capas de origen volcánico en Oman, y donde hay estratos ígneos se pueden encontrar cristales de cuarzo donde se puede aplicar los métodos de uranio-plomo (Gradstein, Ogg, & Hilgen, 2012).
Figura 35. En el cámbrico
aparecen por fin animales duros que dejaron multitud de fósiles (YouTube).
El periodo Cámbrico es importante tanto en sentido
científico como histórico ya que engloba una de las principales controversias
al interior de las nacientes ciencias de la Geología y de la Biología en el
siglo XIX concerniente a la primera Teoría de la Evolución.
Un ejemplo es Adam Sedwick (1785-1873) el geólogo quien
bautizo el periodo Cámbrico. Como cualquier periodo geológico, el periodo
obedece a una serie de estratos localizados en lugares concretos, en este caso
la localidad es Wales (Gales) uno de los estados de Inglaterra, ubicado al
sur-oeste de la isla. El nombre emerge de un juego de palabras, Wales significa
ballenas, y es en los terrenos de Wales donde están los primeros estratos
reconocidos del cámbrico, Sedwick decidió emplear el mismo nombre pero en latín
(Wales ”inglés”, ballena “español”, cambria “latín”). Sedwick como personaje en
la historia de las ciencias es interesante debido a que a pesar de defender la
idea de la escala geológica por correlación de estratos “y por lo tanto un
antidiluviano” por otra parte fue un férreo oponente de la teoría de Darwin de
evolución por selección natural (Secord, 1991).
Para la época de Darwin y Sedwick los diferentes estratos
revelaban una serie de cambios abruptos en la composición primaria de la fauna
y la flora, lo evidente era ver saltos, desde faunas compuestas por peces, a
faunas compuestas por reptiles a faunas compuestas por mamíferos. Para Sedwick
la explicación era varios actos creativos por parte del Dios Cristiano en cada
una de estas eras geológicas. Para Darwin, se trataba de cambios graduales que
se dilataban en el tiempo, por lo que los cambios abruptos en el registro de
fósil, debía ser explicado por lo imperfecto de la investigación geológica para
la época.
YouTube. Hace 550
millones de años La explosión Cámbrica.
El problema era particularmente álgido en el límite del
cámbrico-precámbrico, ya que antes del cámbrico no se había detectado fósiles
de animales o plantas complejas, pero después de cámbrico si se detectaban, lo
cual conllevó a varios autores como Sedwick a proponer que el límite del
cámbrico marcaba el evento de creación especial original por parte de Dios
–idea que aún es defendida por algunos fundamentalistas cristianos/islámicos.
Como hemos visto anteriormente, el precámbrico si contiene
vida animal, pero estos son seres vivos que no pueden fosilizarse fácilmente al
carecer de partes duras, o simplemente son invisibles y requieren de
microscopios con los que no se contaban en el siglo XIX.
El periodo cámbrico también es notable por una alta tasa de
sedimentos denominados Lagerstätte que permiten la formación de fósiles muy
delicados, incluso de animales formados exclusivamente por partes blandas (Butterfield, 2003; Maas et al., 2006). Lo anterior hace que nuestro
conocimiento sobre la fauna del cámbrico sea más completo que la de algunos
periodos más recientes de la Era Paleozoica.
En términos de seres vivos, el Cámbrico marca un periodo de
cambio con respecto a su inmediato antecesor, el Edicariano, donde los animales
eran relativamente pequeños y sin partes duras como medusas y gusanos. En el
cámbrico se tiene la evolución de los artrópodos de partes duras como los
trilobites (Butterfield, 2007). El cámbrico también representa un ejemplo de
Explosión Adaptativa (Erwin & Tweedt, 2012), un fenómeno evolutivo en el
cual se da una rápida diversificación de unos pocos linajes debido a la falta
de exclusión competitiva por especies viejas. Muchos linajes de animales
evolucionaron en esta época, incluyendo un tipo de gusanos deuterostomos con
una estructura cartilaginosa en su dorso llamada notocordio, los cuales
representan las formas de los posibles ancestros de todos los vertebrados.
A diferencia de los animales, las plantas continuaron
limitadas a formas unicelulares o multicelulares microscópicas que solo podían
vivir en los océanos.
El Ordovícico es el segundo periodo de la Era Paleozoica, su intervalo de duración ha sido acordado entre 485.4 ± 1.9 MdA para su inicio y 443.4 ± 1.5 MdA para su finalización, siendo sucedido por el período Silúrico. El periodo Silúrico generalmente se determina debido al evento de extinción en masa del Cámbrico-Ordovícico 485.4 ± 1.9 MdA, el cual coincide precisamente con las cenizas volcánicas de Oman (Gradstein et al., 2012). El evento de extinción en masa del Ordovícico es MUY dilatado –se puede considerar más una serie de eventos que uno solo – ya que abarca la totalidad del periodo.
Figura 36. Escorpiones
marinos son lo que destaca, aunque es algo reduccionista (YouTube).
Por 44.6 millones de años la cantidad de géneros marinos se
redijo en a un 40% con respecto a lo que puede encontrarse a finales del
Cámbrico. Básicamente el Ordovícico es un perído que inicia con una extinción
en masa, termina con otra extinción en masa y que posee otros eventos de
extinción en masa intermedios; si se los toma en su conjunto esto representa el
segundo evento de extinción en masa más fuerte registrado después de la Gran
Muerte en el límite del Pérmico-Triásico.
La palabra ordovícico viene del nombre de una tribu celta
llamada los ordovices, cuyo territorio corresponde a los primeros estratos en
ser reconocidos. Su reconocimiento como periodo independiente del cámbrico fue
controversial por casi 80 años, hasta que los métodos de datación por isótopos
radioactivos permitieron sancionar los eventos de extinción en masa que lo
enmarcan. El geólogo que propuso el nombre hacía parte de la comunidad de
geólogos de Inglaterra al igual que Sedwick, si nombre era Charles Lapworth
(1842-1920) en 1879 (Donovan, 2001).
Durante el ordovícico, los continentes se encuentran
separados, y presentan una tendencia de marchar hacia el norte donde terminarían
combinados durante el Pérmico.
La fauna del ordovícico sigue siendo dominada por los
invertebrados, aunque debido a los diferentes eventos de extinción en masa que
lo afectaron es difícil señalare un grupo de seres vivos dominantes. Por
ejemplo, los trilobites experimentan su pico de dominio al inicio del cámbrico
sobreviviendo el primer evento de extinción en masa que marca el inicio del
periodo, pero son reemplazados poco antes de la mitad del periodo por
comunidades ecológicas dominadas por cefalópodos y gastrópodos. Los trilobites
del ordovícico son más diversos que los del cámbrico, muchos linajes
desarrollaron espinas en sus conchas posiblemente como consecuencia de las
relaciones depredador-presa (Harper, 2006; Laurie, 1997).
En esta época los peces sin mandíbula son comunes, estos peces poseen esqueletos internos de cartílago, aunque muchos presentan placas externas de hueso.
Figura 37. Peces sin
mandíbula.
En cuanto a la flora, en el ordovícico se encuentra el
desarrollo de las primeras plantas terrestres, las cuales recuerdan al actual
musgo o al liquen, plantas no vasculares extremadamente simples y atadas a
terrenos muy húmedos, lo cual implica que sus ancestros provenían del océano (Graham & Gray, 2001; Island & Arctic, 2001; Rubinstein,
Gerrienne, de la Puente, Astini, & Steemans, 2010).
El Silúrico es el tercer periodo de la Era Paleozoica, su
intervalo de duración ha sido acordado entre 443.4 ± 1.5 MdA para su inicio y
419.2 ± 3.2 MdA para su finalización, siendo sucedido por el período Devónico.
El Silúrico fue propuesto como nombre de una serie de
estratos geológicos en 1830 por parte de Roderick Impey Murchison (1792-1871)
basado en el nombre de una tribu celta llamada los silures (Donovan, 2001), aun cuando los territorios donde se encuentran
los estratos del Silúrico no se corresponden con los territorios históricos de
la tribu.
Este periodo está marcado con la evolución de los peces. En términos generales, los peces –o sus versiones más primitivas –ya habían aparecido en el Cámbrico, pero sin cráneo, vertebras, mandíbula o esqueleto, pero con una estructura única a los vertebrados-cordados en la actualidad, llamada notocordio. Uno de los linajes experimentó un desarrollo en la punta anterior encerrando el cerebro en una caja protectora a la cual llamamos cráneo, este tipo de animales con cráneo, pero sin vertebras, mandíbulas o cualquier otro tipo de esqueleto es la forma más primitiva y básica de un pez.
Figura 38. Los placodermos
como este doncleosteus representan los primeros peces con mandíbulas
registrados (YouTube).
Otro linaje que apareció a partir de los peces craneados desarrolló el notocordio, en este caso el notocordio se extendió para encerrar la medula del pez en estuches segmentados a los cuales denominados vertebras. Estos peces en consecuencia poseían vértebras y cráneo, pero no mandíbulas u otra clase de esqueletos, en la actualidad aún sobreviven descendientes de estos peces primitivos a los que llamamos lampreas, pero la mayoría de las especies vivieron durante el ordovícico. Posteriormente, las vértebras generaron espinas que permitieron la formación de arcos branquiales y aletas, los primeros arcos branquiales se desplazaron hacia el frente del pez para formar las primeras mandíbulas. Estos eran los peces del silúrico. Dos linajes emergen: los placodermos y los acantodios (Donoghue & Sansom, 2002).
Figura 39. Los acantodios son
peces que presentan simultáneamente espinas de cartílago y de hueso, dos
linajes emergen de esos, en uno el hueso se pierde completamente y en el otro,
el hueso reemplaza al cartílago completamente.
Los placodermos se caracterizan por poseer enormes placas de hueso en sus cabezas que forman un cráneo y una mandíbula móvil, eran enormes y algunos alcanzaron el tamaño de un bus, pero el resto de su esqueleto era de cartílago. Los acantodios por otro lado eran peces cartilaginosos excepto por dos espinas en sus aletas laterales que eran de hueso. Los acantodios son de hecho un grupo transicional y de ellos emergerán los dos linajes de peces dominantes en la actualidad, los peces cartilaginosos y los peces óseos (Davis, Finarelli, & Coates, 2012).
Figura 40. Escorpiones
marinos del género Jaekelopterus.
Otros fósiles marinos distintivos son los escorpiones marinos, algunos de los cuales eran verdaderos gigantes, alcanzando más de tres metros como en Jaekelopterus spp (Braddy, Poschmann, & Tetlie, 2008).
Figura 41. Bosque del
Silúrico dominado por las primeras plantas vasculares: Cooksonia.
A finales del silúrico también se encuentra la colonización
de la tierra seca por parte de los animales. Por varios millones de años, las
plantas terrestres habían crecido sin ser devoradas por herbívoros terrestres,
y habían pasado de ser tapetes aterciopelados en playas permanentemente húmedas
a conformar bosques de plantas vasculares no muy grandes (Munnecke, Calner, Harper, & Servais, 2010; Weber, 1964). A finales del periodo esto
cambió, los artrópodos comenzaron a presentar formas terrestres, como los
primeros ciempiés “miriápodos” (Selden & Read, 2008), aunque no fueron los únicos,
también se encuentran arácnidos.
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