Evidencias de los primeros metazoos

Rangea

Ediacara

LA David & EJ Alm Nature (2011)

doi:10.1038/nature09649

Rates of macroevolutionary events over time.

Average rates of gene birth

Un equipo científico del MIT BE (David &

Alm 2011 Nature, Massachusetts Institute

of Technology Biological Engineering) ha

rastreado miles de genes a partir de 100

genomas modernos, extrapolando

mediante un modelo matemático hasta la

primera aparición reconocible de estos

genes en la historia de la vida. El estudio

sugiere que el genoma colectivo de todas

las formas vivas sufrió una expansión

hace entre 3.300 y 2,800 millones de

años.

La “Expansión Arcaica”.

Primer registro claro de metazoos en la

Historia de la Tierra: la FAUNA DE EDIACARA:

Organismos marinos enigmáticos, sin

equivalentes actuales o fósiles

Declive y extinción masiva de la fauna de

Ediacara: glaciaciónes, clima hostil

Océanos cubiertos de una capa de hielo, sin

intercambio de oxígeno con la atmósfera

Dickinsonia sp (¿un anélido?)

PROTEROZOICO (2.500-545

Ma)

Hace unos 600 Ma PANGEA I

empieza a fracturarse: Laurentia

(Norteamerica, Groenlandia), Báltica

(norte de Europa), Siberia y al sur

Gondwana, además de otras

pequeñas placas

Mientras deriva al Sur, Gondwana se

empieza a fragmentar, Avaloni

deriva hacia el Norte, dando origen

al nuevo Océano Reico. Bajo sus

aguas se encuentra gran parte de la

Península Ibérica

540 Ma

750 Ma

L S

B

Acontecimientos clave en la Tierra Proterozoica

2500 Ma Primeras cuencas de Rift Litosfera rígida generalizada

2300 Ma Tillitas en Gondwana Primera glaciación confirmada

2000 Ma Fósiles de organismos celulares Capacidad de metabolizar el oxígeno

1800 Ma Primeras capas rojas abundantes ¿Atmósfera oxidante?

1500 Ma Primeras secuencias bien definidas en

sedimentos marinos someros Desarrollo de plataformas continentales

1400 Ma Primeras células con núcleo Desarrollo simbiótico de la célula eucarionte

800 Ma Primeros eucariontes heterotrofos Materia orgánica muy abundante

Independencia de la biosfera respecto a la fotosítesis

Desarrollo explosivo de la biosfera

680-560 Ma Glaciares de casquete en todas las

latitudes Uno de los períodos más fríos de la Historia de la

Tierra

670 Ma Fauna de Ediacara Primeros metazoos

650 Ma Datos paleomagnéticos de todos los

continentes Formación de Pangea I

600 Ma Formación de grandes rifts en todos los

continentes Fragmentación de Pangea I

Tema 11: Introducción a la Geología

Histórica

1. El método del actualismo

2. El Precámbrico

3. El Paleozoico

4. El Mesozoico

5. El Cenozoico

6. Síntesis

PALEOZOICO (545-245 Ma)

Ciclo completo: desde destrucción de Pangea I

hasta agrupapamiento y formación de Pangea II

El Paleozoico es una división natural del tiempo

geológico reconocido por los geólogos pioneros

(hace casi 200 años) a partir de diferencias notables

en las rocas

Climaticamente: ciclo simétrico, enmarcado entre

dos grandes glaciaciones y otra glaciación menor

en el Ordivícico-Silúrico; climas intermedios

cálidos con formación y colonización de nichos

ecológicos para nuevas formas de vida

Consta de seis Periodos: Cámbrico, Ordovícico,

Silúrico, Devónico, Carbonífero, Pérmico

CÁMBRICO (545-510 Ma)

Fracturación continental: La placa de Avalonia se aleja de Gondwana, arrastrando parte del SE de Iberia; el resto

de Iberia está sumergida en aguas del Océano Reico (plataforma continental de Gondwana)

Esta plataforma continental recibe aportes sedimentarios del sur (degradación del orógeno panafricano): se

registran hasta 5 etapas de ascenso-descenso del nivel del mar

Clima cálido del Cambrico inferior y medio: favorece la precipitación de carbonato en las aguas marinas (menos

CO2 disuelto, también por la captación a partir de fotosíntesis): Plataformas de carbonatos en los márgenes de

los cratones...

510 Ma

CÁMBRICO (545-510 Ma)

Gran Explosión Biológica del Cámbrico,

Fracturación continental favorece:

- La circulación oceánica: incremento de la

temperatura y oxigenación aguas

- Amplias plataformas continentales, favorables

para el desarrollo de la vida

Aparecen las partes duras en los organismos:

aparatos útiles para locomoción (patas

articuladas), captura de presas (mandíbulas,

dientes), caparazones defensivos... además de las

partes blandas... todo ello en unos 5 Ma

Graptolites: apariencia de pequeños trazos de tiza

en una pizarra... rápida diversificación y

evolución, muy útiles para correlacionar

Arrecifes de Arqueociatos: anímales de esqueleto

calcáreo similares a las esponjas que vivieron

unicamente en el Cámbrico inferior

Plataforma continental: trilobites, crustáceos,

braquiópodos, moluscos y equinodermos

ORDOVÍCICO (510-440 Ma)

Erosión de los relieves panafricanos: grandes

penillanuras, que fueron inundadas por las

transgresiones del inicio del Ordovícico

Dominan los sedimentos terrígnenos (arenas,

lodos) frente a los carbonatados debido al

progresivo enfriamiento de las plataformas en

torno a Gondwana, que deriva

progresivamente hacia el Polo Sur

Registro de “dropstones” en unidades del

tránsito Ordovícico-Silúrico de la Cordillera

Ibérica

A finales del Ordovícico Gondwana desarrolla un

casquete de hielo (restos de tillitas en el actual

Sahara...)

ORDOVÍCICO (510-440 Ma)

En las plataformas continentales se

diversifican los diseños aparecidos en

el Cámbrico:

- Los moluscos se dividen en bivalvos,

gasterópodos y cefalópodos, que

incluyen los Ortocerátidos

- Los artrópodos (trilobites) desarrollan

formas más complejas

- Primeros vertebrados: los agnatos

(animales nadadores), ostracodermos

o peces acorazados

- Conodontos, útiles para la

correlación: piezas bucales de

vertebrados primitivos

- Invasión del hábitat subaéreo por las

primeras plantas terrestres

Extinción masiva al final del Ordovícico

debido al enfriamiento global

SILÚRICO (440-410 Ma)

Durante el Silúrico el clima vuelve

progresivamente a su calidez

Gondwana inicia una lenta deriva

hacia el Ecuador: calentamiento y

formación de plataformas de

carbonatos con arrecifes de coral

La Placa de Avalonia colisiona con

Báltica y juntas siguen su deriva

hacia Laurentia, estrechando el

Océano de Japeto

La colisión de Báltico origina el

OROGENO CALEDÓNICO, mientras

que la colisión de Avalonia inicia el

levantamiento de los APALACHES

septentrionales (cierre de Japeto

lento, se realiza en 100 Ma)

El Océano Reico incrementa su

extensión: fragmentos de la futura

Iberia se encuentran en su margen

NW y en el SE (Godwana)

430 Ma

Oceáno Reico

SILÚRICO (440-410 Ma)

Tras la extinción, los organismos de aguas frías

se expanden progresivamente a nichos

ecológicos vacantes, con una nueva etapa de

diversificación biológica

Se desarrollan plataformas de carbonatos con

arrecifes de coral en el Silúrico-Devónico a

escala global

El hábitat subaéreo es colonizado, al final del

Silúrico, por insectos y arácnidos; en los lagos

terrestres habitan gusanos, artrópodos, peces

con mandíbulas (gnatostomos)

DEVÓNICO (410-360 Ma)

Gondwana se fragmenta por el norte: la Placa de Armórica se

separa a mediados del Devónico (incluye desde Iberia hasta la

Bretaña francesa), dejando tras de sí un estrecho océano

(Macizo Central) y cerrando progresivamente el Oceáno Reico

Los nuevos relieves de Laurasia (Caledónicas, Apalaches)

sufren intensa erosión, dando lugar a enormes espesores de

areniscas en cuencas continentales del pie de los relieve: son

las areniscas rojas antiguas (Old Red Sandstones), que

indican clima árido y atmósfera rica en oxígeno

370 Ma

DEVÓNICO (410-360 Ma)

La biosfera experimenta amplio desarrollo y

diversificación

El medio terrestre está ya colonizado por

vegetales e insectos y es habitado de forma

progresiva por los moluscos y por los

vertebrados

Los vertebrados conquistan la tierra hace

370 Ma.

Descenso de CO2 atmosférico (captado por

vegetales) y efecto anti-invernadero:

descenso global de las temperaturas,

desarrollo de casquete polar, con severa

crisis biológica (desaparición brusca de los

arrecifes de corales y estromatoporidos a

final del Devónico)

CARBONÍFERO (360-290 Ma)

Placa Armoricana+Gondwana: inicio

colisión con Laurasia; al Este, la placa de

Siberia cierra el Océano Uraliano

Los mares se cierran y empieza la colisión

continental: la OROGENIA HERCÍNICA, que

tuvo lugar en varias fases a medida que las

microplacas se incrustaban contra

Laurasia; culmina con el cierre de los

oceános del Macizo Central y Reico

Armorica es una microplaca alargada que

se deforma al incrustarse con Laurasia: el

órogeno resultante tiene forma de zig-zag:

Rodilla Astúrica

La colisión produce la fusión de la base de

la corteza y la producción de grandes

magmas graníticos que se acumulan bajo

el orógeno: fracturas extensivas

(producidas en Armorica al encajarse en la

irregular Laurasia) permiten el ascenso

muy rápido de los magmas graníticos

(Meseta, Pirineos, Galicia)

300 Ma

CARBONÍFERO (360-290 Ma)

Glaciación con casquete polar al sur que avanza al

Norte

Armórica viaja hacia el Ecuador: se desarrollan

plataformas de carbonatos, incluyendo arrecifes

de coral (Caliza de Montaña, Asturias)

En zonas continentales tropicales y ecuatoriales:

densos bosques de helechos que soportan fauna

de artrópodos y anfibios, con dos hitos evolutivos:

- Capacidad de volar de los insectos, que se

aseguran dominar el ecosistema...

- Aparición de los reptiles: se adaptan a la

progresiva aridificación del clima al final del

Carbonífero y el Pérmico

Carbones del Westfaliense (deltas y marismas) y

del Estefaniense (pantanos continentales) de la

cuenca de Asturias y Leon

PÉRMICO (290-250 Ma)

Formación de Pangea 2, tras la

colisión de Angara

(levantamiento de los Urales);

Iberia está en torno al Ecuador

Intensa erosión de el orógeno

hercínico bajo climá árido:

areniscas rojas modernas (New

Red Sandstones), en W de

Europa también durante el

Triásico inferior (permotrias,

Facies Buntsandstein)

260 Ma

En el occidente de

Pangea, los vientos

alisios (tras cruzar el

continente) son secos:

amplios desiertos con

dunas arenosas

(Areniscas Coconino,

Gran Cañon del

Colorado)

PÉRMICO (290-250 Ma)

Gran Extinción al final del Pérmico (95-97% de las especies animales;

sustitución de los helechos por las plantas con semillas y flores -

gimnospermas-), extremadamente rápida (¿10 mil años?)

Gran impacto para la fauna marina (extinción de trilobites, corales

rugosos; otros grupos bentónicos marinos mermados) y continental (los

reptiles dominan sobre los anfibios)

Posibles causas:- Exposición de las plataformas tras caida del nivel del

mar por agrupación continentes

- Amplia desertización en zonas continentales

- Actividad volcánica acelerada (rifting): cenizas y gases en la atmósfera

- Impacto meteorítico límite Permo/Trias

Acontecimientos clave en la Tierra Paleozoica

570-550 Ma Pangea I se dispersa Primeros animales con concha

510-500 Ma Depósito de la cuarcita Armoricana:

arrasamiento del continente armórica

Primeros predadores, Primeros peces,

diversificación fauna marina

450-430 Ma Glaciación Ordovícico-Silúrica

Peces con mandíbula y aletas; colonización agua

continental

400 Ma Cierre total del océano Japeto Primeras plantas terrestres, primeros insectos

370 Ma Arenisca Roja Antigua:

destrucción del orógeno caledónico Primera gran extinción del Fanerozoico

360 Ma Glaciares de montaña en Gondwana Primeros anfibios, primeros árboles

340-320 Ma Primeros granitos hercínicos

Primeros glaciares de casquete en Gondwana

Alas en los insectos: invasión habitats

continentales

300 Ma Cierre total de océanos Reico y Macizo Central:

formación estrutura básica de Pangea 2

Los reptiles colonizan el continente

Polen y semillas: los vegetales colonizan medios

secos

280-260 Ma Primeras molasas hercínicas

últimos casquetes glaciares en Gondwana

Comienza la extinción pérmica, la mayor del

Fanerozoico

250 Ma últimos glaciares de montaña en Gondwana El clima se vuelve cálido; grandes desiertos