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07 Paleontología de Vertebrados y Humana Introducción a la historia evolutiva de los
vertebrados www.aragosaurus.com
PALEONTOLOGÍA DE VERTEBRADOS Y
HUMANA (PAVYH ULTIMO AÑO
LICENCIATURA GEOLOGÍA 2010-2013)
UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA
PROFESORES: GLORIA CUENCA
JOSÉ IGNACIO CANUDO
JARA PARRILLA
DIEGO CASTANERA
VICTOR SAUQUÉ
http://www.amnh.org/exhibitions/permanent/fossilhalls/vertebrate/ AMERICAN MUSEUM OF NATURAL HISTORY. NEW YORK
Primeros pisciformes:
Cámbrico inferior 540 Ma
Clase Agnatha (?): Cambrico
• Sin mandíbulas
• La mayoría extintos desde hace 360 M.A.
• No es seguro que sean monofiléticos
• No son ancestros de los vertebrados conocidos
• Tienen cráneo, cerebro y ojos pares
• Algunas vértebras cartilaginosas
• Los extintos tienen escudos de hueso (no cartílago)
Agnatha
Monorhina
Diplorhina
Sin apéndices típicos
Sin dientes
Branquias en sacos
Dos subclases:
Diplorhina
Monorhina
Agnatha: Monorhina: La lamprea
• Orden Petromyzontiformes
• Notocordio persistente, vértebras incompletas
• Sin mandíbulas, sin apéndices
• Único vertebrado parásito:
– primitivo
– altamente especializado a la vez
• Larva amocete parecida al anfioxo
• Glándulas en la piel
Origen de la md
ORIGEN DE LAS MANDÍBULAS
• El primer (o segundo) arco mandibular se diferencia en mandíbulas articuladas y entra en conexión con el neurocráneo y el arco hioide, está netamente diferenciado de los arcos branquiales o viscerales posteriores.
¿Y los arcos branquiales?
Origen de las mandíbulas por transformación de los primeros
arcos viscerales A1 >>>>A3
Origen de la mandíbula
Hendidura branquial
Arcos
branquiales
Origen de las mandíbulas por osificación del velum D1 >>>>D3
ARTICULACION DE LA MANDIBULA
A. Articular
C. Cuadrado
C.M. Cartílago de Meckel
C.P.C. Cartílago
Pterigocuadrado
D. Dentario
H.M. Hiomandibular
L. Ligamentos
Mx. Maxilar
N. Neurocraneo
Pmx: Premaxilar
S. Simplectico.
Placodermos, Devónico, 400ma
•Primeros agnatos
•Sin dientes
•Con cápsulas
nasales separadas
del resto del cráneo
•En 1997
placodermo rojo-
plata en Antártida
indica que podrían
ver colores
•Dunkleosteus >6m
Mandíbula y resto de las arcos branquiales del tiburón
Las mandíbulas permiten la predación activa
Condrictios: Tiburones
• tiburones, rayas y quimeras
• Peces con esqueleto cartilaginoso
• Peces con mandíbulas (gnastostomados) vivos más primitivos que existen
• Devónico–Actual
• actualmente unas 800 especies
OVÍPAROS
• Ponen huevos
• La eclosión no depende de los progenitores
• Embriones nutridos por la yema del huevo
B. HYBODÓNTIDOS – Carbonífero/Triásico
HYBODUS (O. HYBODONTIDOS) • Carbonífero – Paleoceno
• Movimientos del cuerpo para nadar
• Aletas pares estabilizan y dirección
• Aleta caudal heterocerca
HELICOPRION (O.EUGLENEODONTIDA) • Carbonífero – Triásico
• Dientes en “cintas contínuas en espirales”
• Resto de esqueleto similar a Cladoselache
Dalton, Nature, April, 2006
LOS PECES Y LA CONQUISTA DE LA TIERRA Youngolepis, Devónico Inferior, Yunnan, China
Uezar 16/5/2006
vertebrados
Primeros peces
Devónico: ICHTHYOSTEGA, SEYMURIA, antracosaurios y temnospóndilos
Gaining ground: Ganando terreno Clack 2002
Teorías del paso a tierra. • Por presiones inter e intraespecíficas debidas a la reducción de la
superficie relativa de costas. • Por la incidencia de prolongadas sequías que seleccionarían a los
individuos capaces de desplazarse entre charcas. • Desarrollo de miembros para poder salir del agua a respirar. • El alimento como un atrayente hacia tierra firme.
NINGUNA de estas hipótesis han podido ser confirmadas. La transición entre el agua y la tierra se ha llevado acabo varias
veces en la evolución, aunque con un impacto filogenético menor.
Los continentes del Paleozoico medio, al final del
Ordovícico, unos 440 millones de años
1 Laurentia (Norteamérica en el Ecuador)
2 Gondwana (Africa, Sudamérica, Australia, Antártida
3 Baltica, Siberia
4 Europa suroccidental
Pangea es el supercontinente global desde el Carboníferomedio hasta el
Jurásico Medio con el 36% de las tierras emergidas- en la actualidad la
tierra emergida es un 31% de la superficie del Planeta. Durante 160
millones de años -desde el Carbonífero medio hasta el Jurásico medio-la
Pangea, tuvo la misma forma. Esto fue decisivo en la evolución de las
plantas y animales de este período
ICHTHYOSTEGA, SEYMURIA Clack 2002 Ganando terreno
Biomecánicanicamente se
desplazan con facilidad
con movimientos
ondulatorios producidos
por la contracción de los
músculos o miotomos. Las
aletas y los órganos
hidrostáticos proporcionan
buenas herramientas para
desplazar el cuerpo.
En tierra la fuerza de la
gravedad debe ser vencida
por otro tipo de fuerzas y
es necesario no sólo
levantar el cuerpo del
suelo sino también
moverlo.
Cladograma: aletas pectorales de los tetrápodos basales. Shubin et al., 2006
Panderichtys sp.: es el mejor
candidato para ser el grupo
hermano de todos los tetrápodos
pues presenta modificaciones con
respecto a los osteolepiformes
que lo acercan màs a los
tetrápodos. Tienen el cuerpo y la
cabeza aplanados, ésta con los
frontales encima de las órbitas,
carácter único, apomórfico,
compartido con los tetrápodos.
http://www.palaeos.com/Verte
brates/Units/140Sarcopterygii/
140.900.html
The pectoral limb:
El miembro anterior
Panderichtidos: (Ripidistios): los fósiles de Latvia (Escocia)
Miembro tetrápodo
Pez de aletas lobuladas Tetrápodo
Levantar el cuerpo del suelo. Evolución de los huesos de los miembros. (Tomado de Kardong, 1999)
Fe.
Ti. Fi.
Cl.
Hu.
Ul. In.
Es. Clv.
Ra.
Il.
Iq. Pu.
Componentes del esqueleto apendicular de Ichthyostega. El cuadro coloreado en el esqueleto de Ichthyostega muestra la región sacra. Ab. M post.: Ilion (Il.), isquion (Iq.), fémur (Fe.), púbis (Pu.), fíbula (Fi.), tibia (Ti.). Abreviaturas pata delantera: Húmero (Hu.), ulna (Ul.), radio (Ra.), interclavícula (In.), clavícula (Clv.), escapulocoracoides (Es.) y cleitro (Cl.). (Modificado de Kardong, 1999
http://tiktaalik.uchicago.edu/fossil2.html
Tiktaalik: FOSSILISED FISH FINGERS CONFIRM EVOLUTIONARY LINKS AT SCIENCE MUSEUM By Graham Spicer
• Those fish fingers in full. Photo Jennie Hills/Science Museum
Reconstrucción de las aletas en Tiktaalik
Shubin et al., 2006. c,d ventral. A: descansando; B: elevado sobre sustrato duro
Tiktaalik roseae
• jueves, abril 06, 2006
• Tiktaalik roseae WeBlog Aragosaurus Se acaba de publicar en la revista Nature un vertebrado con caracteres intermedios entre los peces y los anfibios. El nombre el fósil es Tiktaalik roseae y es del Devónico del norte de Canadá, en la isla de Ellesmere, cerca del Polo Norte. Tiene caracteres de peces, como aletas, escamas y mandíbula primitiva, pero también de animales terrestres como el cuello, la muñeca, cabeza aplanada y costillas. Más información y fotografías en: http://www.24hourmuseum.org.uk/nwh_gfx_en/ART35973.html
• posted by Aragosaurus at 4/06/2006 07:47:18 PM
Palaeontological data have a uniquely important role in
interpreting the origin of limbs: Neil H. Shubin, Edward B.
Daeschler & Farish A. Jenkins Jr in Nature, April, 2006
Los anfibios primitivos: Pérmico tempranto
Seymouria
Acantostega
-dientes con el
esmalte complejo
- cráneos anchos y bajos
- miembros tetrápodos
- cuerpo adaptado a la natación
El miembro tetrápodo
Devónico temprano
Evolución de los ecosistemas terrestres al final del Paleozoico
Durante el Devónico, en la tierra había gran diversidad de
plantas, algunas de hasta 2m de altura. Los primeros
vertebrados que se movieron en tierra fueron los anfibios
del Devónico. Las plantas sólo se encontraban en zonas
húmedas, en los márgenes de las corrientes de agua, lagos y
zonas bajas. Las plantas crearían microclimas locales, áreas
de sombra más frías y húmedas. Estos espacios eran
favorables a las plantas y a la vez incrementaban la
complejidad de un hábitat que favoreció la diversificación
de los primeros vertebrados que se aventuraron en tierra
(Pough et al., 1996). El Silúrico-Devónico fue la edad de
los peces, y al final aparecen los primeros tetrápodos.
Pangea y los ecosistemas del Carbonífero final 300Ma
Hylonomus atrapado en un tronco podrido del Carbonífero medio de Nova Scotia. Los fósiles de Paleothyris también se encuentran así.
Hylonomus y Paleothyris tenían el esqueleto ligero, las
vértebras consisten en pleurocentros secillos con las dos
primeras cervicales diferenciadas.
Los miembros son como los de los tetrápodos basales pero
las cinturas son más ligeras. Aparece el astrágalo en el
tobillo y el fibular es más largo pudiendo ser el prototipo del
calcáneo.
Fueron los primeros amniotas
Edad
Características y Eventos paleobiológicos
Devónico
medio
375 Ma
Plantas en lugares húmedos
Plantas de pequeño porte, menores de 2m
sin insectos voladores herbívoros
solo insectos detrívoros como los milpies y ácaros del
suelo y sus predadores como los escorpiones y arañas
Devónico
tardío
360 Ma
Al final del período los ecosistemas terrestres son más
complejos
aparecen los insectos herbívoros (comedores de hojas);
y los vertebrados terrestres, de hábitos predadores
Pérmico
250 Ma
Aparición de los primeros vertebrados herbívoros
terrestres
tiempo
Carbonífero 300 Aparecen los primeros amniotas
Pangea en el Pérmico
Celacantos y Paleogeografía del Pérmico tardío. En Diedrich 2009
Radiación de los tetrápodos en el Carbonífero
• Caracterizado por su clima húmedo con helechos gigantes y musgos
• Tetrápodos de gran variedad de formas
• Mejoran sus adaptaciones para vivir en agua
• Se producen los ancestros de los 3 grupos principales de anfibios de hoy – Sapos
– Salamandras
– Cecilias
anfibios modernos sistema esqueletal
• Comparado con los peces
– Mayor osificación
– Pérdida y fusión de elementos • Cráneo de salamandras con menos huesos que el de los peces
teleósteos
• Cráneos de cecilias y anuros con menos huesos que el de las salamandras
– Modificaciones extensas en el esqueleto apendicular
Anfibios modernos características
• Son ectotérmicos: tiene una temperatura del cuerpo
variable que se adquiere del calor adquirido del ambiente
– Con la evaporación de agua por la piel
– Por cambios en su posición o localización
• Esto también evita desecación
Clase Amphibia anfibios modernos
Esqueleto
mayormente óseo
números de vértebras variables
algunos con costillas; algunos con costillas fusionadas a las vértebras
sin notocordio
sin exoesqueleto
esternón (para adhesión de músculos)
anfibios modernos sistema esqueletal
• Se forma la columella
– A partir del cartílago hiomandibular que se osifica
– Transmite las ondas de sonido del cuadrato (hueso del cráneo
que articula con la quijada inferior) al oído interno
– Sirve como una etapa evolutiva en la conducción de sonidos en el aire en los vertebrados terrestres (proceso que culmina con 3 oscículos en los mamíferos)
Clasificación Clase Amphibia
• Orden Gymnophiona (Apoda)
• Orden Caudata (Urodela)
• Orden Anura (Salientia)