La conquista del medio occidental

La conquista del medio
continental
Amelia Calonge García
Dpto. Geología. Univ. de Alcalá
email: a.calonge@uah.es
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.
Vascular
Plants
Shelly
Invertebrates
Mammals
Humans
Origin of
Earth
Algal
Kingdoms
Macroscopic
ukaryotes
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Years Ago
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Precambrian
2
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PALEOZOICO. Devónico
(408-360 m.a.)
EARTH'S
BIOGEOLOGIC
CLOCK
?
Phototrophic
Bacteria
Cyanobacteria plus
other phototrophs
D. J. Des Marais (2000)
Science 289: 1703-1705.
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.
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.
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.
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).
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.
Vascular
Plants
Mammals
Origin of
Earth
gal
ngdoms
oscopic
aryotes
1
PALEOZOCIO. Carbonífero
(360 – 266 m.a.)
EARTH'S
Humans
Shelly
Invertebrates
BIOGEOLOGIC
CLOCK
Billions of
Years Ago
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Life
Precambrian
2
3
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Phototrophic
Bacteria
Cyanobacteria plus
other phototrophs
D. J. Des Marais (2000)
Science 289: 1703-1705.
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.)
Vascular
Plants
Mammals
Humans
Shelly
Invertebrates
al
gdoms
oscopic
yotes
Origin of
Earth
EARTH'S
En el mar aparecen los
BIOGEOLOGIC
CLOCK
ammonites
que
dominaron
durante el Mesozoico.
En tierra firme las nuevas
1
4
Life condiciones climáticas afectan a
Precambrian
muchos organismos que no
2
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?
sobreviven. Desaparecen gran
Phototrophic
Bacteria
número
de
arácnidos
y
Cyanobacteria plus
other phototrophs
miriápodos.
Los
insectos
gigantes serán reemplazados
por otros de metamorfosis
complicada. La flora carbonífera
es
sustituida
por
las
gimnospermas.
Billions of
Years Ago
D. J. Des Marais (2000)
Science 289: 1703-1705.
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)
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.
LA CRISIS
PÉRMICO/TRIÁSICO (P/Tr)
Ceratítido
Dimetrodon grandis
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.
Mesozoico:
la era de los reptiles
GRAN DIVERSIFICACIÓN DE LA FAUNA
MARINA: MOLUSCOS, EQUINOIDEOS,
CRUSTÁCEOS Y CORALES
SE ORIGINAN LOS PRIMEROS
MAMÍFEROS
APARICIÓN DE LAS
ANGIOSPERMAS
Fósil de una
colonia de bivalvos
Fósil de un erizo
LOS DINOSAURIOS ADQUIEREN SU
MÁXIMO DESARROLLO Y
DIVERSIFICACIÓN
Hypsilophodon.
Dinosaurio
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.
Vascular
Plants
Shelly
Invertebrates
Mammals
Humans
Origin of
Earth
MESOZOICO. Jurásico
(208 – 144 m.a.)
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BIOGEOLOGIC
CLOCK
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Kingdoms
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Phototrophic
Bacteria
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other phototrophs
D. J. Des Marais (2000)
Science 289: 1703-1705.
•
•
•
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.
MESOZOICO. Jurásico
(208 – 144 m.a.)
Reptiles voladores
MESOZOICO. Jurásico.(208 – 144 m.a.)
Ophthalmosaurus, reptil marino del Jurásico (tomado de HAINES, 1999)
Primeros Dinosaurios, 220 m.a.
MESOZOICO. Jurásico.(208 – 144 m.a.)
Mamenchisaurus, dinosaurio saurópodo gigantesco del Jurásico (tomado de
STANLEY, 1986)
MESOZOICO. Cretácico.
MESOZOICO. Cretácico
(144 – 66,4 m.a.)
Vascular
Plants
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Invertebrates
Origin of
Earth
EA
BIOG
C
Algal
Kingdoms
1
B
Y
4
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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.
Precambrian
Macroscopic
Eukaryotes
2
3
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Phototro
Bacteria
Cyanobacteria
other phototrop
D.
Sc
.
MESOZOICO. Cretácico
(144 – 66,4 m.a.)
Cráter Barringer (Cráter de Arizona) (Tomado de HAINES, 1999)
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
MESOZOICO. Cretácico
(144 – 66,4 m.a.)
Vascular
Plants
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vertebrates
Mammals
Humans
Origin of
Earth
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BIOGEOLOGIC
CLOCK
CENOZOICO (66,4 – 106 años)
oms
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Years Ago
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Precambrian
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Phototrophic
Bacteria
Cyanobacteria plus
other phototrophs
D. J. Des Marais (2000)
Science 289: 1703-1705.
La gran radiación de los mamíferos
CENOZOICO (66,4 – 106 AÑOS)
DIVERSIFICACIÓN DE LOS
MAMÍFEROS Y LAS AVES
Lemures
DIVERSIFICACIÓN DE LAS
ANGIOSPERMAS
APARICIÓN DE LOS PRIMEROS
HOMÍNIDOS
GRAN DESARROLLO DE LOS
INSECTOS
Fósil de
insecto díptero
Cráneo de Homo habilis
CENOZOICO (66,4 – 106 años)
Reflejada por el desarrollo de pezuñas
CENOZOICO (66,4 – 106 AÑOS)
CENOZOICO (66,4 – 106 años)
Evolución de la especie humana
Cenozoico:
origen y evolución de los homínidos
0 M.a.
Homo neanderthalensis
Homo erectus
Homo sapiens
1
Australopithecus
africanus
2
Homo antecessor
3
Homo ergaster
Homo habilis
4
Australopithecus
anamensis
5
Cenozoico:
origen y evolución de los homínidos
El proceso de hominización se caracteriza por:
 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.
¡MUCHAS GRACIAS!