Fósil
Un fósil (del latín clásico fossilis, lit. 'obtenido al excavar') es cualquier resto preservado, impresión o rastro de cualquier cosa que alguna vez estuvo viva de un edad geológica pasada. Los ejemplos incluyen huesos, conchas, exoesqueletos, huellas de piedra de animales o microbios, objetos conservados en ámbar, cabello, madera petrificada y restos de ADN. La totalidad de los fósiles se conoce como registro fósil.
La paleontología es el estudio de los fósiles: su edad, método de formación y significado evolutivo. Los especímenes generalmente se consideran fósiles si tienen más de 10,000 años. Los fósiles más antiguos tienen entre 3480 y 4100 millones de años. La observación en el siglo XIX de que ciertos fósiles estaban asociados con ciertos estratos rocosos condujo al reconocimiento de una escala de tiempo geológica y las edades relativas de diferentes fósiles. El desarrollo de técnicas de datación radiométrica a principios del siglo XX permitió a los científicos medir cuantitativamente las edades absolutas de las rocas y los fósiles que albergan.
Hay muchos procesos que conducen a la fosilización, incluida la permineralización, los moldes y moldes, la mineralización autigénica, el reemplazo y la recristalización, la adsorción, la carbonización y la bioinmuración.
Los fósiles varían en tamaño, desde bacterias de un micrómetro (1 µm) hasta dinosaurios y árboles, de muchos metros de largo y con un peso de muchas toneladas. Un fósil normalmente conserva solo una parte del organismo fallecido, generalmente la parte que se mineralizó parcialmente durante la vida, como los huesos y los dientes de los vertebrados, o los exoesqueletos quitinosos o calcáreos de los invertebrados. Los fósiles también pueden consistir en las marcas dejadas por el organismo mientras estaba vivo, como huellas de animales o heces (coprolitos). Estos tipos de fósiles se denominan trazas fósiles o icnofósiles, a diferencia de los fósiles corporales. Algunos fósiles son bioquímicos y se denominan quimiofósiles o firmas biológicas.
Confiabilidad
Aunque el registro fósil está incompleto, numerosos estudios han demostrado que hay suficiente información disponible para brindarnos una buena comprensión del patrón de diversificación de la vida en la Tierra. Además, el registro puede predecir y llenar vacíos como el descubrimiento de Tiktaalik en el Ártico de Canadá.
Procesos de fosilización
El proceso de fosilización varía según el tipo de tejido y las condiciones externas.
Permineralización
La permineralización es un proceso de fosilización que ocurre cuando se entierra un organismo. Los espacios vacíos dentro de un organismo (espacios llenos de líquido o gas durante la vida) se llenan de agua subterránea rica en minerales. Los minerales se precipitan de las aguas subterráneas, ocupando los espacios vacíos. Este proceso puede ocurrir en espacios muy pequeños, como dentro de la pared celular de una célula vegetal. La permineralización a pequeña escala puede producir fósiles muy detallados. Para que ocurra la permineralización, el organismo debe quedar cubierto por sedimentos poco después de la muerte, de lo contrario, los restos son destruidos por los carroñeros o la descomposición. El grado en que los restos se descomponen cuando se cubren determina los detalles posteriores del fósil. Algunos fósiles consisten únicamente en restos óseos o dientes; otros fósiles contienen rastros de piel, plumas o incluso tejidos blandos. Esta es una forma de diagénesis.
Vestos y moldes
En algunos casos, los restos originales del organismo se disuelven por completo o se destruyen. El agujero restante con forma de organismo en la roca se llama molde externo. Si este vacío se llena más tarde con sedimento, el molde resultante se asemeja al aspecto del organismo. Un endomolde, o moho interno, es el resultado de sedimentos que llenan el interior de un organismo, como el interior de un bivalvo o caracol o el hueco de un cráneo. Los endomoldes a veces se denominan Steinkerns, especialmente cuando los bivalvos se conservan de esta manera.
Mineralización autigénica
Esta es una forma especial de formación de yeso y molde. Si la química es correcta, el organismo (o fragmento de organismo) puede actuar como un núcleo para la precipitación de minerales como la siderita, dando como resultado la formación de un nódulo a su alrededor. Si esto sucede rápidamente antes de que el tejido orgánico se deteriore significativamente, se pueden conservar detalles morfológicos tridimensionales muy finos. Los nódulos de los lechos fósiles de Mazon Creek del Carbonífero en Illinois, EE. UU., se encuentran entre los ejemplos mejor documentados de dicha mineralización.
Reemplazo y recristalización
El reemplazo ocurre cuando el caparazón, el hueso u otro tejido se reemplaza con otro mineral. En algunos casos, el reemplazo mineral de la capa original ocurre de manera tan gradual y en escalas tan finas que las características microestructurales se conservan a pesar de la pérdida total del material original. Se dice que una concha se recristaliza cuando los compuestos originales del esqueleto todavía están presentes pero en una forma cristalina diferente, como de aragonito a calcita.
Adpresión (compresión-impresión)
Los fósiles de compresión, como los de los helechos fósiles, son el resultado de la reducción química de las moléculas orgánicas complejas que componen los tejidos del organismo. En este caso el fósil consiste en material original, aunque en un estado alterado geoquímicamente. Este cambio químico es una expresión de la diagénesis. A menudo, lo que queda es una película carbonosa conocida como fitoleína, en cuyo caso el fósil se conoce como compresión. A menudo, sin embargo, el fitoleico se pierde y todo lo que queda es una impresión del organismo en la roca, una impresión fósil. En muchos casos, sin embargo, las compresiones y las impresiones ocurren juntas. Por ejemplo, cuando la roca se abre, el fitoleim a menudo se adherirá a una parte (compresión), mientras que la contraparte será solo una impresión. Por ello, un mismo término engloba los dos modos de conservación: adpresión.
Preservación de tejidos blandos, celulares y moleculares
Debido a su antigüedad, una excepción inesperada a la alteración de los tejidos de un organismo por reducción química de moléculas orgánicas complejas durante la fosilización ha sido el descubrimiento de tejido blando en fósiles de dinosaurios, incluidos los vasos sanguíneos, y el aislamiento de proteínas y evidencia de fragmentos de ADN. En 2014, Mary Schweitzer y sus colegas informaron la presencia de partículas de hierro (goethita-aFeO(OH)) asociadas con tejidos blandos recuperados de fósiles de dinosaurios. Sobre la base de varios experimentos que estudiaron la interacción del hierro en la hemoglobina con el tejido de los vasos sanguíneos, propusieron que la solución de hipoxia junto con la quelación del hierro mejora la estabilidad y la conservación de los tejidos blandos y proporciona la base para una explicación de la conservación imprevista de los tejidos blandos fósiles. Sin embargo, un estudio un poco más antiguo basado en ocho taxones que van desde el Devónico hasta el Jurásico encontró que en todos estos fósiles se conservaron fibrillas razonablemente bien conservadas que probablemente representan colágeno y que la calidad de la conservación dependía principalmente de la disposición del colágeno. fibras, con un apretado empaquetamiento que favorece una buena conservación. No parecía haber correlación entre la edad geológica y la calidad de conservación, dentro de ese período de tiempo.
Carbonización y coalificación
Los fósiles carbonizados o carbonizados consisten en restos orgánicos que se han reducido principalmente al elemento químico carbono. Los fósiles carbonizados consisten en una película delgada que forma una silueta del organismo original, y los restos orgánicos originales eran típicamente tejidos blandos. Los fósiles coalificados consisten principalmente en carbón, y los restos orgánicos originales tenían una composición típicamente leñosa.
Fósil carbonizado de un posible sanguijuela de la Waukesha Biota Silurian de Wisconsin.
Eje parcialmente codificado (branch) de un lycopod del Devonian de Wisconsin.
Bioinmuración
La bioinmuración ocurre cuando un organismo esquelético crece demasiado o subsume de otro modo a otro organismo, conservando este último, o una impresión de él, dentro del esqueleto. Por lo general, es un organismo esquelético sésil, como un briozoo o una ostra, que crece a lo largo de un sustrato, cubriendo otros esclerobiontes sésiles. A veces, el organismo bioincrustado tiene un cuerpo blando y luego se conserva en relieve negativo como una especie de molde externo. También hay casos en los que un organismo se asienta encima de un organismo esquelético vivo que crece hacia arriba, preservando al colono en su esqueleto. La bioinmuración se conoce en el registro fósil desde el Ordovícico hasta el Reciente.
Tipos
Índice
Los fósiles índice (también conocidos como fósiles guía, fósiles indicadores o fósiles zonales) son fósiles que se utilizan para definir e identificar períodos geológicos (o etapas de la fauna). Trabajan bajo la premisa de que, aunque diferentes sedimentos pueden parecer diferentes dependiendo de las condiciones en las que fueron depositados, pueden incluir restos de la misma especie de fósil. Cuanto más corta sea la especie' rango de tiempo, con mayor precisión se pueden correlacionar los diferentes sedimentos y, por lo tanto, las especies que evolucionan rápidamente & # 39; los fósiles son particularmente valiosos. Los mejores fósiles índice son comunes, fáciles de identificar a nivel de especie y tienen una amplia distribución; de lo contrario, la probabilidad de encontrar y reconocer uno de los dos sedimentos es baja.
Rastrear
Los restos fósiles consisten principalmente en huellas y madrigueras, pero también incluyen coprolitos (heces fósiles) y marcas dejadas por la alimentación. Las trazas de fósiles son particularmente importantes porque representan una fuente de datos que no se limita a los animales con partes duras que se fosilizan fácilmente y reflejan los comportamientos de los animales. Muchos rastros datan de mucho antes que los fósiles corporales de animales que se cree que fueron capaces de fabricarlos. Si bien la asignación exacta de trazas de fósiles a sus creadores es generalmente imposible, las huellas pueden, por ejemplo, proporcionar la evidencia física más temprana de la aparición de animales moderadamente complejos (comparables a las lombrices de tierra).
Los coprolitos se clasifican como trazas fósiles en lugar de fósiles corporales, ya que brindan evidencia del comportamiento del animal (en este caso, la dieta) en lugar de la morfología. Fueron descritos por primera vez por William Buckland en 1829. Antes de esto, se los conocía como "conos de abeto fósiles" y "piedras de bezoar." Cumplen un propósito valioso en paleontología porque proporcionan evidencia directa de la depredación y la dieta de organismos extintos. Los coprolitos pueden variar en tamaño desde unos pocos milímetros hasta más de 60 centímetros.
Fósiles traza Cambrian incluyendo Rusophycus, hecho por un trilobito
Una coprolita de un dinosaurio carnívoro encontrado en el suroeste de Saskatchewan
Carreteras subaeriales o cercanas a la costa (densamente empaquetadas, subaerales o cercanas a la costa)Climactichnites wilsoni) hecho por un molusco putative, como la bala en un piso de marea Cambrian
Transicional
Un fósil de transición es cualquier resto fosilizado de una forma de vida que exhibe rasgos comunes tanto a un grupo ancestral como a su grupo descendiente derivado. Esto es especialmente importante cuando el grupo descendiente se diferencia claramente del grupo ancestral por la anatomía general y el modo de vida. Debido a que el registro fósil es incompleto, generalmente no hay forma de saber exactamente qué tan cerca está un fósil de transición del punto de divergencia. Estos fósiles sirven como recordatorio de que las divisiones taxonómicas son construcciones humanas que se han impuesto en retrospectiva en un continuo de variación.
Microfósiles
Microfósil es un término descriptivo que se aplica a plantas y animales fosilizados cuyo tamaño es justo o inferior al nivel en el que el fósil puede analizarse a simple vista. Un punto de corte comúnmente aplicado entre "micro" y "macro" fósiles es de 1 mm. Los microfósiles pueden ser organismos completos (o casi completos) en sí mismos (como los tablones marinos, foraminíferos y cocolitóforos) o partes componentes (como dientes pequeños o esporas) de animales o plantas más grandes. Los microfósiles tienen una importancia crítica como reservorio de información paleoclimatica, y los bioestratiógrafos también los utilizan comúnmente para ayudar en la correlación de las unidades de roca.
Resina
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La resina fósil (coloquialmente llamada ámbar) es un polímero natural que se encuentra en muchos tipos de estratos en todo el mundo, incluso en el Ártico. La resina fósil más antigua data del Triásico, aunque la mayoría data del Cenozoico. Se cree que la excreción de la resina por parte de ciertas plantas es una adaptación evolutiva para protegerse de los insectos y sellar heridas. La resina fósil a menudo contiene otros fósiles llamados inclusiones que fueron capturados por la resina pegajosa. Estos incluyen bacterias, hongos, otras plantas y animales. Las inclusiones animales suelen ser pequeños invertebrados, predominantemente artrópodos como insectos y arañas, y muy raramente un vertebrado como un pequeño lagarto. La preservación de las inclusiones puede ser exquisita, incluidos pequeños fragmentos de ADN.
Derivado o reelaborado
Un derivado, reelaborado o fósil remanié es un fósil encontrado en roca que se acumuló significativamente más tarde que cuando murió el animal o la planta fosilizados. Los fósiles reelaborados se crean mediante la erosión que exhuma (libera) los fósiles de la formación rocosa en la que se depositaron originalmente y su redeposición en un depósito sedimentario más joven.
Madera
La madera fósil es madera que se conserva en el registro fósil. La madera suele ser la parte de una planta que se conserva mejor (y se encuentra más fácilmente). La madera fósil puede o no estar petrificada. La madera fósil puede ser la única parte de la planta que se ha conservado: por lo tanto, dicha madera puede recibir un tipo especial de nombre botánico. Esto generalmente incluirá "xylon" y un término que indica su presunta afinidad, como Araucarioxylon (madera de Araucaria o algún género relacionado), Palmoxylon (madera de una palma indeterminada), o Castanoxylon (madera de un chinkapin indeterminado).
Subfósil
El término subfósil se puede utilizar para referirse a restos, como huesos, nidos o depósitos fecales, cuyo proceso de fosilización no está completo, ya sea porque el tiempo transcurrido desde que el animal en cuestión vivió es demasiado corto (menos de 10.000 años) o porque las condiciones en las que fueron enterrados los restos no eran las óptimas para la fosilización. Los subfósiles a menudo se encuentran en cuevas u otros refugios donde pueden conservarse durante miles de años. La principal importancia de los restos subfósiles frente a los fósiles es que los primeros contienen material orgánico, que puede usarse para la datación por radiocarbono o la extracción y secuenciación de ADN, proteínas u otras biomoléculas. Además, las proporciones de isótopos pueden proporcionar mucha información sobre las condiciones ecológicas en las que vivían los animales extintos. Los subfósiles son útiles para estudiar la historia evolutiva de un entorno y pueden ser importantes para los estudios de paleoclimatología.
Los subfósiles se encuentran a menudo en entornos de depósito, como sedimentos lacustres, sedimentos oceánicos y suelos. Una vez depositados, la meteorización física y química puede alterar el estado de conservación, y los organismos vivos también pueden ingerir pequeños subfósiles. Los restos de subfósiles que datan del Mesozoico son excepcionalmente raros, generalmente se encuentran en un estado avanzado de descomposición y, en consecuencia, son muy discutidos. La mayor parte del material subfósil proviene de sedimentos cuaternarios, incluidas muchas cápsulas de cabeza de quironómidos subfosilizadas, caparazones de ostrácodos, diatomeas y foraminíferos.
Para restos tales como conchas marinas de moluscos, que con frecuencia no cambian su composición química a lo largo del tiempo geológico y, en ocasiones, incluso pueden conservar características tales como las marcas de color originales durante millones de años, la etiqueta 'subfósil' se aplica a conchas que se cree que tienen miles de años, pero son del Holoceno y, por lo tanto, no tienen la edad suficiente para ser de la época del Pleistoceno.
Fósiles químicos
Los fósiles químicos, o quimiofósiles, son sustancias químicas que se encuentran en rocas y combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural) que proporcionan una firma orgánica para la vida antigua. Los fósiles moleculares y las proporciones de isótopos representan dos tipos de fósiles químicos. Los rastros más antiguos de vida en la Tierra son fósiles de este tipo, incluidas anomalías de isótopos de carbono encontradas en circones que implican la existencia de vida hace 4100 millones de años.
Citas
Estimación de fechas
La paleontología busca trazar un mapa de cómo evolucionó la vida a lo largo del tiempo geológico. Un obstáculo sustancial es la dificultad de calcular las edades de los fósiles. Los lechos que conservan fósiles normalmente carecen de los elementos radiactivos necesarios para la datación radiométrica. Esta técnica es nuestro único medio para dar a las rocas de más de 50 millones de años una edad absoluta, y puede tener una precisión de 0,5 % o más. Aunque la datación radiométrica requiere un cuidadoso trabajo de laboratorio, su principio básico es simple: se conocen las velocidades a las que se desintegran varios elementos radiactivos, por lo que la relación entre el elemento radiactivo y sus productos de descomposición muestra cuánto tiempo hace que el elemento radiactivo se incorporó a la roca. Los elementos radiactivos son comunes solo en rocas de origen volcánico, por lo que las únicas rocas que contienen fósiles que pueden fecharse radiométricamente son las capas de ceniza volcánica, que pueden proporcionar los extremos para los sedimentos intermedios.
Estratigrafía
En consecuencia, los paleontólogos confían en la estratigrafía para datar los fósiles. La estratigrafía es la ciencia de descifrar el "pastel de capas" ese es el registro sedimentario. Las rocas normalmente forman capas relativamente horizontales, con cada capa más joven que la que está debajo. Si se encuentra un fósil entre dos capas cuyas edades se conocen, se afirma que la edad del fósil se encuentra entre las dos edades conocidas. Debido a que las secuencias de rocas no son continuas, sino que pueden romperse por fallas o períodos de erosión, es muy difícil emparejar lechos de rocas que no estén directamente adyacentes. Sin embargo, los fósiles de especies que sobrevivieron durante un tiempo relativamente corto se pueden utilizar para emparejar rocas aisladas: esta técnica se denomina bioestratigrafía. Por ejemplo, el conodonto Eoplacognathus pseudoplanus tiene un rango corto en el período Ordovícico medio. Si las rocas de edad desconocida tienen trazas de E. pseudoplanus, tienen una edad Ordovícico medio. Dichos fósiles índice deben ser distintivos, estar distribuidos globalmente y ocupar un rango de tiempo corto para ser útiles. Se producen resultados engañosos si los fósiles índice están fechados incorrectamente. En general, la estratigrafía y la bioestratigrafía solo pueden proporcionar una datación relativa (A era anterior a B), que a menudo es suficiente para estudiar la evolución. Sin embargo, esto es difícil durante algunos períodos de tiempo, debido a los problemas que implica emparejar rocas de la misma edad en todos los continentes. Las relaciones de árboles genealógicos también ayudan a reducir la fecha en que aparecieron los linajes por primera vez. Por ejemplo, si los fósiles de B o C datan de hace X millones de años y el "árbol genealógico" dice que A fue un ancestro de B y C, entonces A debe haber evolucionado antes.
También es posible estimar hace cuánto tiempo divergieron dos clados vivos, es decir, aproximadamente cuánto tiempo hace que debió vivir su último ancestro común, suponiendo que las mutaciones de ADN se acumulan a un ritmo constante. Estos 'relojes moleculares', sin embargo, son falibles y solo brindan una sincronización aproximada: por ejemplo, no son lo suficientemente precisos y confiables para estimar cuándo evolucionaron por primera vez los grupos que aparecen en la explosión del Cámbrico, y las estimaciones producidas por diferentes técnicas pueden variar por un factor de dos.
Limitaciones
Los organismos rara vez se conservan como fósiles en las mejores circunstancias, y solo se ha descubierto una fracción de tales fósiles. Esto se ilustra por el hecho de que el número de especies conocidas a través del registro fósil es inferior al 5 % del número de especies vivas conocidas, lo que sugiere que el número de especies conocidas a través de los fósiles debe ser mucho menor que el 1 % de todas las especies que existen. haber vivido alguna vez. Debido a las circunstancias especiales y raras que se requieren para que una estructura biológica se fosilice, solo se puede esperar que un pequeño porcentaje de formas de vida estén representadas en los descubrimientos, y cada descubrimiento representa solo una instantánea del proceso de evolución. La transición en sí misma solo puede ilustrarse y corroborarse mediante fósiles de transición, que nunca demostrarán un punto medio exacto.
El registro fósil está fuertemente sesgado hacia los organismos con partes duras, lo que deja a la mayoría de los grupos de organismos de cuerpo blando con poca o ninguna función. Está repleto de moluscos, vertebrados, equinodermos, braquiópodos y algunos grupos de artrópodos.
Sitios
Lagerstätten
Los yacimientos de fósiles con una conservación excepcional, que a veces incluyen tejidos blandos conservados, se conocen como Lagerstätten, que en alemán significa "lugares de almacenamiento". Estas formaciones pueden ser el resultado del entierro de cadáveres en un ambiente anóxico con un mínimo de bacterias, lo que ralentiza la descomposición. Lagerstätten abarca el tiempo geológico desde el período Cámbrico hasta el presente. En todo el mundo, algunos de los mejores ejemplos de fosilización casi perfecta son las lutitas del Cámbrico Maotianshan y Burgess Shale, las pizarras del Devónico Hunsrück, la piedra caliza del Jurásico Solnhofen y las localidades carboníferas de Mazon Creek.
Estromatolitos
Los estromatolitos son estructuras acumuladas en capas formadas en aguas poco profundas por la captura, unión y cementación de granos sedimentarios por biopelículas de microorganismos, especialmente cianobacterias. Los estromatolitos proporcionan algunos de los registros fósiles más antiguos de la vida en la Tierra, que datan de hace más de 3500 millones de años.
Los estromatolitos eran mucho más abundantes en la época precámbrica. Si bien se presume que los restos fósiles arcaicos más antiguos son colonias de cianobacterias, los fósiles más jóvenes (es decir, proterozoicos) pueden ser formas primordiales de las clorofitas eucariotas (es decir, algas verdes). Un género de estromatolito muy común en el registro geológico es Collenia. El estromatolito más antiguo de origen microbiano confirmado data de hace 2.724 millones de años.
Un descubrimiento de 2009 proporciona pruebas sólidas de que los estromatolitos microbianos se remontan a hace 3450 millones de años.
Los estromatolitos son un componente importante del registro fósil de los primeros 3500 millones de años de la vida, y alcanzaron su punto máximo hace unos 125 000 millones de años. Posteriormente disminuyeron en abundancia y diversidad, que al comienzo del Cámbrico había caído al 20% de su pico. La explicación más ampliamente apoyada es que los constructores de estromatolitos fueron víctimas de las criaturas que pastan (la revolución del sustrato del Cámbrico), lo que implica que los organismos suficientemente complejos eran comunes hace más de mil millones de años.
La conexión entre la abundancia de herbívoros y estromatolitos está bien documentada en la radiación evolutiva del Ordovícico más joven; La abundancia de estromatolitos también aumentó después de que las extinciones de finales del Ordovícico y finales del Pérmico diezmaran a los animales marinos, volviendo a niveles anteriores a medida que los animales marinos se recuperaban. Las fluctuaciones en la población y diversidad de metazoos pueden no haber sido el único factor en la reducción de la abundancia de estromatolitos. Factores como la química del medio ambiente pueden haber sido responsables de los cambios.
Si bien las cianobacterias procarióticas se reproducen asexualmente a través de la división celular, fueron fundamentales para preparar el entorno para el desarrollo evolutivo de organismos eucarióticos más complejos. Se cree que las cianobacterias (así como las gammaproteobacterias extremófilas) son en gran parte responsables del aumento de la cantidad de oxígeno en la atmósfera de la Tierra primitiva a través de su fotosíntesis continua. Las cianobacterias usan agua, dióxido de carbono y luz solar para crear su alimento. A menudo se forma una capa de moco sobre esteras de células cianobacterianas. En las alfombras microbianas modernas, los desechos del hábitat circundante pueden quedar atrapados dentro de la mucosidad, que puede ser cementada por el carbonato de calcio para hacer crecer delgadas láminas de piedra caliza. Estas laminaciones pueden acumularse con el tiempo, dando como resultado el patrón de bandas común a los estromatolitos. La morfología domal de los estromatolitos biológicos es el resultado del crecimiento vertical necesario para la continua infiltración de luz solar en los organismos para la fotosíntesis. Las estructuras de crecimiento esférico en capas denominadas oncolitos son similares a los estromatolitos y también se conocen a partir del registro fósil. Las trombolitas son estructuras coaguladas pobremente laminadas o no laminadas formadas por cianobacterias comunes en el registro fósil y en los sedimentos modernos.
El área del Cañón del Río Zebra de la plataforma Kubis en las montañas Zaris del sudoeste de Namibia, profundamente disectadas, proporciona un ejemplo muy bien expuesto de los arrecifes de trombolitos, estromatolitos y metazoos que se desarrollaron durante el período Proterozoico, donde los estromatolitos se desarrollaron mejor echado arriba. ubicaciones en condiciones de velocidades de corriente más altas y mayor afluencia de sedimentos.
Astrobiología
Se ha sugerido que los biominerales podrían ser importantes indicadores de vida extraterrestre y, por lo tanto, podrían desempeñar un papel importante en la búsqueda de vida pasada o presente en el planeta Marte. Además, se cree que los componentes orgánicos (biofirmas) que a menudo se asocian con biominerales desempeñan un papel crucial en las reacciones prebióticas y bióticas.
El 24 de enero de 2014, la NASA informó que los estudios actuales realizados por los rovers Curiosity y Opportunity en Marte ahora buscarán evidencia de vida antigua, incluida una biosfera basada en microorganismos autótrofos, quimiotróficos y/o quimiolitoautótrofos, así como agua antigua., incluidos los ambientes fluvio-lacustres (llanuras relacionadas con antiguos ríos o lagos) que pudieron haber sido habitables. La búsqueda de evidencia de habitabilidad, tafonomía (relacionada con fósiles) y carbono orgánico en el planeta Marte es ahora un objetivo principal de la NASA.
Pseudofósiles
Los pseudofósiles son patrones visuales en rocas que son producidos por procesos geológicos en lugar de procesos biológicos. Pueden confundirse fácilmente con fósiles reales. Algunos pseudofósiles, como los cristales geológicos de dendrita, están formados por fisuras naturales en la roca que se llenan con la filtración de minerales. Otros tipos de pseudofósiles son el mineral de riñón (formas redondas en el mineral de hierro) y las ágatas de musgo, que parecen musgo u hojas de plantas. Las concreciones, nódulos esféricos u ovoides que se encuentran en algunos estratos sedimentarios, alguna vez se pensó que eran huevos de dinosaurio y, a menudo, también se confunden con fósiles.
Historia del estudio de los fósiles
La recolección de fósiles data al menos del comienzo de la historia registrada. Los fósiles mismos se conocen como el registro fósil. El registro fósil fue una de las primeras fuentes de datos subyacentes al estudio de la evolución y continúa siendo relevante para la historia de la vida en la Tierra. Los paleontólogos examinan el registro fósil para comprender el proceso de evolución y la forma en que evolucionaron especies particulares.
Civilizaciones antiguas
Los fósiles han sido visibles y comunes a lo largo de la mayor parte de la historia natural, por lo que la interacción humana documentada con ellos se remonta a la historia registrada, o antes.
Hay muchos ejemplos de cuchillos de piedra paleolíticos en Europa, con equinodermos fósiles colocados precisamente en la empuñadura, que se remontan al Homo heidelbergensis y los neandertales. Estos pueblos antiguos también perforaron agujeros en el centro de esas conchas fósiles redondas, aparentemente usándolas como cuentas para collares.
Los antiguos egipcios recolectaron fósiles de especies que se parecían a los huesos de las especies modernas que adoraban. El dios Set estaba asociado con el hipopótamo, por lo tanto, los huesos fosilizados de especies parecidas a hipopótamos se guardaban en los templos de esa deidad. Las conchas de erizo de mar fósiles de cinco rayos se asociaron con la deidad Sopdu, la estrella de la mañana, equivalente a Venus en la mitología romana.
Los fósiles parecen haber contribuido directamente a la mitología de muchas civilizaciones, incluida la antigua Grecia. El historiador griego clásico Herodotos escribió sobre un área cerca de Hiperbórea donde los grifos protegían el tesoro dorado. De hecho, había minería de oro en esa región aproximada, donde los cráneos de Protoceratops con pico eran comunes como fósiles.
Un erudito griego posterior, Aristóteles, finalmente se dio cuenta de que las conchas marinas fósiles de las rocas eran similares a las encontradas en la playa, lo que indica que los fósiles alguna vez fueron animales vivos. Previamente los había explicado en términos de exhalaciones vaporosas, que el erudito persa Avicena modificó en la teoría de los fluidos petrificantes (succus lapidificatus). El reconocimiento de conchas marinas fósiles como originarias del mar fue construido en el siglo XIV por Alberto de Sajonia y aceptado de alguna forma por la mayoría de los naturalistas en el siglo XVI.
El naturalista romano Plinio el Viejo escribió sobre "piedras de lengua", a las que llamó glossopetra. Estos eran dientes de tiburón fósiles, que algunas culturas clásicas pensaban que se parecían a las lenguas de las personas o las serpientes. También escribió sobre los cuernos de Amón, que son amonites fósiles, de donde el grupo de los pulpos-primos con caparazón extrae en última instancia su nombre moderno. Plinio también hace una de las primeras referencias conocidas a las piedras de sapo, que hasta el siglo XVIII se pensaba que eran una cura mágica para el veneno que se originaba en las cabezas de los sapos, pero que son dientes fósiles de Lepidotes, un rayo del Cretácico. pescado con aletas
Se cree que las tribus de las llanuras de América del Norte tienen fósiles asociados de manera similar, como los muchos fósiles de pterosaurios intactos expuestos naturalmente en la región, con su propia mitología del pájaro del trueno.
No se conoce tal conexión mitológica directa del África prehistórica, pero hay considerable evidencia de tribus allí excavando y trasladando fósiles a sitios ceremoniales, aparentemente tratándolos con cierta reverencia.
En Japón, los dientes fósiles de tiburón se asociaron con el mítico tengu, que se cree que son las garras afiladas de la criatura, documentado algún tiempo después del siglo VIII d.C.
En la China medieval, los huesos fósiles de mamíferos antiguos, incluido el Homo erectus, a menudo se confundían con "huesos de dragón" y se usa como medicina y afrodisíaco. Además, algunos de estos huesos fósiles se recogen como "arte" por eruditos, que dejaron guiones en varios artefactos, indicando el momento en que se agregaron a una colección. Un buen ejemplo es el famoso erudito Huang Tingjian de la dinastía Song durante el siglo XI, quien guardó un fósil específico de concha marina con su propio poema grabado en él. En sus Dream Pool Essays publicados en 1088, el erudito oficial chino de la dinastía Song, Shen Kuo, planteó la hipótesis de que los fósiles marinos encontrados en un estrato geológico de montañas ubicado a cientos de millas del Océano Pacífico eran evidencia de que una costa prehistórica había una vez existió allí y cambió a lo largo de los siglos. Su observación de bambúes petrificados en la zona climática seca del norte de lo que ahora es Yan'an, provincia de Shaanxi, China, lo llevó a presentar ideas tempranas sobre el cambio climático gradual debido al crecimiento natural del bambú en áreas climáticas más húmedas.
En la cristiandad medieval, las criaturas marinas fosilizadas en las laderas de las montañas se vieron como prueba del diluvio bíblico del Arca de Noé. Después de observar la existencia de conchas marinas en las montañas, el antiguo filósofo griego Jenófanes (c. 570 - 478 a. C.) especuló que el mundo se inundó una vez en una gran inundación que enterró a los seres vivos en el barro seco.
En 1027, el persa Avicena explicó los fósiles' pedregosidad en El Libro de la Curación:
Si lo que se dice acerca de la petrifacción de los animales y las plantas es verdad, la causa de esto (fenómeno) es una poderosa virtud mineralizadora y petrificante que surge en ciertos puntos pedregosos, o emana repentinamente de la tierra durante el terremoto y las subsistencias, y petrifica todo lo que entra en contacto con él. De hecho, la petrifacción de los cuerpos de plantas y animales no es más extraordinaria que la transformación de las aguas.
Desde el siglo XIII hasta la actualidad, los estudiosos señalaron que los cráneos fósiles de Deinotherium giganteum, encontrados en Creta y Grecia, podrían haber sido interpretados como los cráneos de los cíclopes de la mitología griega, y posiblemente sean el origen de ese mito griego. Sus cráneos parecen tener un solo orificio para los ojos en el frente, al igual que sus primos elefantes modernos, aunque en realidad es la abertura de su trompa.
En la mitología nórdica, las conchas de equinodermos (el botón redondo de cinco partes que queda de un erizo de mar) se asociaron con el dios Thor, y no solo se incorporaron a las piedras de trueno, sino también a las representaciones del martillo de Thor y las posteriores con forma de martillo. cruces cuando se adoptó el cristianismo, pero también se guardaron en las casas para obtener la protección de Thor.
Estos se convirtieron en las coronas de pastor del folclore inglés, utilizadas como decoración y como amuletos de buena suerte, colocadas en la entrada de casas e iglesias. En Suffolk, los panaderos usaban una especie diferente como amuleto de buena suerte, quienes se referían a ellos como panes de hadas, asociándolos con los panes de forma similar que horneaban.
Primeras explicaciones modernas
Durante el Renacimiento surgieron más puntos de vista científicos sobre los fósiles. Leonardo da Vinci estuvo de acuerdo con la opinión de Aristóteles de que los fósiles eran los restos de la vida antigua. Por ejemplo, Leonardo notó discrepancias con la narración bíblica del diluvio como explicación de los orígenes de los fósiles:
Si el Deluge hubiera llevado las cáscaras para distancias de tres y cuatrocientos kilómetros del mar, los habría llevado mezclados con otros objetos naturales todos amontonados juntos; pero incluso a tales distancias del mar vemos los ostras todos juntos y también los mariscos y el pececillo y todas las otras cáscaras que se congregan, encontraron todos juntos muertos; y las cáscaras solitarias se encuentran separadas del otro día.
Y encontramos ostras juntas en familias muy grandes, entre las cuales algunos pueden ser vistos junto con sus conchas, indicando que fueron dejados allí junto al mar y que todavía vivían cuando el estrecho de Gibraltar fue cortado. En las montañas de Parma y Piacenza se pueden ver multitudes de conchas y corales con agujeros todavía pegados a las rocas....
En 1666, Nicholas Steno examinó un tiburón e hizo la asociación de sus dientes con las "piedras de la lengua" de la antigua mitología grecorromana, concluyendo que esas no eran de hecho las lenguas de serpientes venenosas, sino los dientes de algunas especies de tiburones extintas hace mucho tiempo.
Robert Hooke (1635–1703) incluyó micrografías de fósiles en su Micrographia y fue uno de los primeros en observar foraminíferos fósiles. Sus observaciones sobre fósiles, que afirmó que eran restos petrificados de criaturas, algunas de las cuales ya no existían, se publicaron póstumamente en 1705.
William Smith (1769–1839), un ingeniero de canales inglés, observó que las rocas de diferentes edades (basadas en la ley de superposición) conservaban diferentes conjuntos de fósiles, y que estos conjuntos se sucedían unos a otros en un orden regular y determinable. Observó que las rocas de lugares distantes podían correlacionarse en función de los fósiles que contenían. Llamó a esto el principio de sucesión de fauna. Este principio se convirtió en una de las principales evidencias de Darwin de que la evolución biológica era real.
Georges Cuvier llegó a creer que la mayoría, si no todos, los fósiles de animales que examinaba eran restos de especies extintas. Esto llevó a Cuvier a convertirse en un defensor activo de la escuela de pensamiento geológico llamada catastrofismo. Cerca del final de su artículo de 1796 sobre elefantes vivos y fósiles, dijo:
Todos estos hechos, consistentes entre sí, y no opuestos por ningún informe, me parecen demostrar la existencia de un mundo anterior al nuestro, destruido por algún tipo de catástrofe.
El interés por los fósiles y la geología en general se expandió a principios del siglo XIX. En Gran Bretaña, los descubrimientos de fósiles de Mary Anning, incluido el primer ictiosaurio completo y un esqueleto completo de plesiosaurio, despertaron el interés público y académico.
Linneo y Darwin
Los primeros naturalistas entendieron bien las similitudes y diferencias de las especies vivas, lo que llevó a Linneo a desarrollar un sistema de clasificación jerárquico que aún se usa en la actualidad. Darwin y sus contemporáneos primero vincularon la estructura jerárquica del árbol de la vida con el entonces muy escaso registro fósil. Darwin describió elocuentemente un proceso de descendencia con modificación, o evolución, mediante el cual los organismos se adaptan a las presiones ambientales naturales y cambiantes, o perecen.
Cuando Darwin escribió Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida, los fósiles de animales más antiguos eran los del Período Cámbrico, ahora conocidos por tener unos 540 millones de años. Le preocupaba la ausencia de fósiles más antiguos debido a las implicaciones sobre la validez de sus teorías, pero expresó su esperanza de que se encontraran tales fósiles y señaló que: "solo se conoce con precisión una pequeña porción del mundo". #34; Darwin también reflexionó sobre la aparición repentina de muchos grupos (es decir, phyla) en los estratos fosilíferos del Cámbrico más antiguos conocidos.
Después de Darwin
Desde la época de Darwin, el registro fósil se ha extendido a entre 2300 y 3500 millones de años. La mayoría de estos fósiles precámbricos son bacterias microscópicas o microfósiles. Sin embargo, ahora se conocen fósiles macroscópicos del Proterozoico tardío. La biota de Ediacara (también llamada biota de Vendian) que data de hace 575 millones de años constituye colectivamente un conjunto ricamente diverso de eucariotas multicelulares primitivos.
El registro fósil y la sucesión faunística forman la base de la ciencia de la bioestratigrafía o la determinación de la edad de las rocas a partir de fósiles incrustados. Durante los primeros 150 años de la geología, la bioestratigrafía y la superposición fueron los únicos medios para determinar la edad relativa de las rocas. La escala de tiempo geológico se desarrolló en base a las edades relativas de los estratos rocosos según lo determinado por los primeros paleontólogos y estratígrafos.
Desde los primeros años del siglo XX, se han utilizado métodos de datación absoluta, como la datación radiométrica (que incluye series de potasio/argón, argón/argón, uranio y, para fósiles muy recientes, datación por radiocarbono) para verificar la relación edades obtenidas por fósiles y proporcionar edades absolutas para muchos fósiles. La datación radiométrica ha demostrado que los primeros estromatolitos conocidos tienen más de 3400 millones de años.
Era moderna
El registro fósil es la épica evolutiva de la vida que se desarrolló a lo largo de cuatro mil millones de años como condiciones ambientales y potencial genético interactuado de acuerdo con la selección natural.
El Museo Virtual Fossil
La paleontología se ha unido a la biología evolutiva para compartir la tarea interdisciplinaria de delinear el árbol de la vida, que inevitablemente retrocede en el tiempo hasta la vida microscópica precámbrica cuando evolucionaron la estructura y las funciones celulares. El tiempo profundo de la Tierra en el Proterozoico y aún más profundo en el Arcaico solo es 'relatado por fósiles microscópicos y señales químicas sutiles'. Los biólogos moleculares, utilizando la filogenética, pueden comparar la homología de la secuencia de nucleótidos o aminoácidos de proteínas (es decir, la similitud) para evaluar la taxonomía y las distancias evolutivas entre organismos, con una confianza estadística limitada. El estudio de los fósiles, por otro lado, puede determinar más específicamente cuándo y en qué organismo apareció por primera vez una mutación. La filogenética y la paleontología trabajan juntas en el esclarecimiento de la visión aún tenue de la ciencia sobre la apariencia de la vida y su evolución.
El estudio de Niles Eldredge sobre el género de trilobites Phacops apoyó la hipótesis de que las modificaciones en la disposición de los lentes oculares de los trilobites se produjeron de forma intermitente durante millones de años durante la Devoniano. La interpretación de Eldredge del registro fósil de Phacops fue que las secuelas de los cambios en la lente, pero no el proceso evolutivo que ocurre rápidamente, se fosilizaron. Este y otros datos llevaron a Stephen Jay Gould y Niles Eldredge a publicar su artículo seminal sobre el equilibrio puntuado en 1971.
El análisis tomográfico de rayos X de sincrotrón de microfósiles embrionarios bilaterales del Cámbrico temprano brindó nuevos conocimientos sobre la evolución de los metazoos en sus etapas más tempranas. La técnica de tomografía proporciona una resolución tridimensional antes inalcanzable en los límites de fosilización. Los fósiles de dos enigmáticos bilaterales, el Markuelia parecido a un gusano y un supuesto protostoma primitivo, Pseudooides, proporcionan un vistazo al desarrollo embrionario de la capa germinal. Estos embriones de 543 millones de años respaldan la aparición de algunos aspectos del desarrollo de los artrópodos antes de lo que se pensaba anteriormente en el Proterozoico tardío. Los embriones conservados de China y Siberia se sometieron a una rápida fosfatación diagenética que dio como resultado una conservación exquisita, incluidas las estructuras celulares. Esta investigación es un ejemplo notable de cómo el conocimiento codificado por el registro fósil continúa aportando información inalcanzable sobre el surgimiento y el desarrollo de la vida en la Tierra. Por ejemplo, la investigación sugiere que Markuelia tiene la afinidad más cercana a los gusanos priapulidos, y está adyacente a la ramificación evolutiva de Priapulida, Nematoda y Arthropoda.
A pesar de los avances significativos en el descubrimiento e identificación de especímenes paleontológicos, generalmente se acepta que el registro fósil está muy incompleto. Se han desarrollado enfoques para medir la integridad del registro fósil para numerosos subconjuntos de especies, incluidos aquellos agrupados taxonómicamente, temporalmente, ambientalmente/geográficamente o en suma. Esto abarca el subcampo de la tafonomía y el estudio de los sesgos en el registro paleontológico.
Arte
Según una hipótesis, un jarrón corintio del siglo VI a.C. C. es el registro artístico más antiguo de un fósil vertebrado, quizás una jirafa del Mioceno combinada con elementos de otras especies. Sin embargo, un estudio posterior que utilizó inteligencia artificial y evaluaciones de expertos rechazaron esta idea, porque los mamíferos no tienen los huesos de los ojos que se muestran en el monstruo pintado. Morfológicamente, la pintura del vaso corresponde a un reptil carnívoro de la familia Varanidae que aún vive en regiones ocupadas por los antiguos griegos.
Comerciar y coleccionar
El comercio de fósiles es la práctica de comprar y vender fósiles. Esto se hace muchas veces ilegalmente con artefactos robados de los sitios de investigación, lo que cuesta muchos especímenes científicos importantes cada año. El problema es bastante pronunciado en China, donde se han robado muchos ejemplares.
La recolección de fósiles (a veces, en un sentido no científico, caza de fósiles) es la recolección de fósiles para el estudio científico, pasatiempo o beneficio. La recolección de fósiles, tal como la practican los aficionados, es la predecesora de la paleontología moderna y muchos todavía recolectan fósiles y los estudian como aficionados. Tanto profesionales como aficionados recolectan fósiles por su valor científico.
Como medicamento
El uso de fósiles para abordar problemas de salud tiene sus raíces en la medicina tradicional e incluye el uso de fósiles como talismanes. El fósil específico que se utiliza para aliviar o curar una enfermedad a menudo se basa en su parecido con los síntomas o el órgano afectado. La utilidad de los fósiles como medicina es casi en su totalidad un efecto placebo, aunque es posible que el material fósil tenga alguna actividad antiácida o suministre algunos minerales esenciales. El uso de huesos de dinosaurio como "huesos de dragón" ha persistido en la medicina tradicional china hasta los tiempos modernos, con huesos de dinosaurios del Cretácico medio que se utilizaron para este propósito en el condado de Ruyang a principios del siglo XXI.
Galería
fósiles marinos encontrados en el Himalaya. Colección del Abad de Dhankar Gompa, HP, India
Tres pequeños fósiles de amonestación, cada uno aproximadamente 1,5 cm de ancho
Peces fósiles de Eoceno Priscacara liops de la Formación del Río Verde de Wyoming
Un trilobito permineralizado, Asaphus kowalewskii
Megalodon y Carcharodontosaurus dientes. Este último fue encontrado en el Desierto del Sahara.
Camarones fósiles (Cretáceos)
Madera petrificada en Parque Nacional Forestal Petrificado, Arizona
Cono petrificado de Araucaria mirabilis de la Patagonia, Argentina que data del período jurásico (aprox. 210 Ma)
Un gastropo fósil del Plioceno de Chipre. Un gusano serpulido está unido.
Fósil Silurian Orthoceras
Flora fósil eoceno de Florissant, Colorado
Micraster fósil equinoide de Inglaterra
Válvula ventral de braquioide; Roadian, Guadalupian (Middle Permian); Glass Mountains, Texas.
Coral ágilizado del Grupo Hawthorn (Oligoceno-Mioceno), Florida. Un ejemplo de preservación por reemplazo.
Fosils de playas de la isla del Mar Báltico de Gotland, colocado en papel con 7 mm (0,28 pulgadas) cuadrados
Huellas de dinosaurio del Parque Nacional Torotoro en Bolivia.
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Lago Séneca (Nueva York)
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