Ont.í. f e í

Figura 7. Los fósiles, las rocas y las estructuras geológicas permiten a los científicos reconstruir la historia geológica y biológica ele la Tierra.

2. Evolución geológica y biológica de la Tierra

Aunque desde nuestra perspectiva pareciera que la Tierra varía poco, la verdad es que, desde sus orígenes, ha sufrido grandes transformaciones y el ser humano, al igual que los demás seres vivos, ha sido un factor importante en ellas.

2.1 La reconstrucción de la historia de la Tierra

Son varias las disciplinas científicas que nos permiten hacernos a una idea de cómo sucedieron los cambios en la historia de nuestro planeta:

La paleontología se encarga del estudio del registro fósil.

, La geología estudia principalmente los procesos de formación de las rocas y sus características, utilizando varias técnicas para determinar cuándo se formaron.

■ 2 La paleogeografía es la encargada cié la reconstrucción geográfica del pasado.

La paleoclim atología se encarga de la reconstrucción de las condi­ciones climáticas del pasado junto con la paleoceanografía que busca describir la manera como se comportaban entonces las corrientes marinas.

I a paleoécología reconstruye las relaciones entre los organismos dentro de los ecosistemas antiguos.

i'■■■1 La paleobiogeografía estudia la distribución de los seres vivos, y las rutas que pudieron tomar para llegar dónde hoy en día los encontra­mos.

2.2 Ambiente, geografía y evoluciónEl hecho de conocer cómo eran los ambientes y la geografía del planeta en el pasado, permite imaginar cómo se distribuyeron los organismos en un momento dado y, así mismo, entender cómo sucedieron las diferentes adaptaciones y la evolución de los mismos. Por ejemplo, si tomamos en cuenta un período glaciar, el frío hizo que el agua disponible disminuyera hasta formarse desiertos, y alterarse la flora local y, por consiguiente, la fauna, lo cual dejó el camino libre para que cierto tipo de organismos m ejor preparados para estas condiciones colonizaran los ambientes y ocuparan los nichos vacíos. Los registros fósiles nos permiten conocer cómo las formas de vida han ido remplazándose según el clima y las con­diciones ambientales que las acompañan. Así mismo algunos cambios en las rocas han sido evidencias de que estas se han visto diíerencialmente alteradas según el ambiente de la época en que estuvieron expuestas (figura 7). / O

I 6 0 I Acción de pensamiento: Establezco relaciones entre el clima en las diferentes eras geológicas y las adaptaciones de los seres vivos.

Componente: i i t ;< >, i'n ¡i > ¡i<

2.3 La escala del tiempo geológicoLa historia geológica de la Tierra se divide en intervalos delimitados por cambios importantes que allí ocurrieron. A esta división se le conoce como escala del tiempo geológico (figura 8) que se divide en intervalos bien definidos por sus particulares características geológicas, climáticas y biológicas.

Las divisiones más grandes de la escala se conocen como eones, que a su vez se di­viden en eras. Estas están formadas por los períodos que se dividen, por último, en épocas. Las primeras etapas de la formación de la Tierra, hasta que se consolida la corteza terrestre hace aproximadamente 3.800 m.a., hacen parte del eón katarqu eo- zoico o had ean o . Inmediatamente después se presume empezó el eón arqu eozoico que fue seguido del proterozoico; y por último el fa iierozo íco .

Período Carbonífero

PeríodoDevónico

PeríodoSilúrico

PeríodoPérmico

PeríodoTriásico

PeríodoJurásico

PeríodoCámbrico

Era Cuaternaria

PeríodoCretácico

Período Período Paleógeno Neógeno

Figura 8. La escala del tiempo geológico.

<0 Santillana

Evolución geológica y biológica de la Tierra

■lace 3.800 m.a. Hace 2.500 rri.a.■■.. 1•■ííüm m küi¿safc‘mmmmssssiíMsá

Hace 590 m.a.ÉifaSiSiiMáiáiS

Hace 3 .800 m .a.Se forma la corteza sólida y los océanos.

Hace 3 .500 m .a.Aparecen las primeras evidencias de actividad biológica. Probablemente las primeras formas de vida surgieron en forma de bacterias quim iosintéticas en las dorsales oceánicas.

Hace 3 .0 00 m .a.Se diversificaron las formas de vida procariotas anaerobias — bacterias y arqueobacterias— y apareció la fotosíntesis.

W m m

Los océanos primitivos eran ácidos, tendencia que Iba en descenso al final del eón.

Hace 2 ,500 m .a.Este eón presentó evidencia de actividad tectónica pronunciada. Nacieron las cordilleras más antiguas y disminuyó la acidez del mar.

Apareció la respiración aerobia y por tanto se diversificaron organismos como las bacterias aerobias.

Hace 2 .200 m .a.Cuando ya el oxígeno prevalecía en la atmósfera, gracias a su liberación por parte de las clanobacterias, se formó la capa de ozono y se extinguieron muchos organismos anaerobios. La actividad fotosintética de las cianobacterias también volvió oxidantes las aguas de los océanos.

Hace 1 .500 m .a.Aparecieron los primeros eucariotas al tiem po que las primeras evidencias de reproducción sexual. Los protozoos y las algas unicelulares se diversificaron y en los mares someros aparecieron los estromatolitos, agrupaciones de algas que retienen sedimentos y dan lugar a columnas de lodo sobre las cuales crecen más algas. Actualmente, se les considera como las primeras evidencias de seres vivos.

Hace 1 .000 m .a.Se formó el supercontinerite Rodinia, junto con el gigantesco océano Mirovia.

Hace 900 m .a.Comenzó la vida multicelular, se formaron arrecifes de algas en carbonato de calcio y aparecieron los hongos.

Hace 800 m .a.Sucedió la glaciación más grande de la historia en la que, según algunos científicos, se congelaron los océanos.

Hace 650 -600 m .a.Se disgregó el supercontlnente Rodinia en los bloques de Gondwana (conformado por Suramérica, África, Antártlca y otros), Laurentia (Norteamérica y parte de Europa) y otros bloques pequeños. Todas las placas se encontraban cerca del Ecuador por lo que el clima era cálido y húmedo. Se estabilizó la salinidad marina y, al final, hubo una masiva extinción de diferentes formas de vida.

El consumo de C02 por la fotosíntesis redujo el efecto invernadero.

Las algas verdes poblaron las aguas y surgieron los organismos ediacarianos: esponjas, cnidarios, vendozoos, los primeros gusanos celomados y los ancestros de los artrópodos sin exosqueletos duros pero capaces de dejar fósiles bien definidos.

0. Panthalassa

/laurentia^Fauna de Edlacara

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Carta paleográfica del Proterozoico medio

Carta paleográfica del Proterozoico tardío

...... ... .

Componente: riocesos bioijgicos

Era PaleozoicaHaceSíO m.a.

Período Cámbrico

7 (’ . Este período se caracterizó por la más grande explosión de diversidad de especies animales. En sus inicios, aparecieron en los mares los primeros anim ales invertebrados con un evidente parecido a los anim ales actuales:

esponjas, celenterados como las medusas y los corales, platelmintos, anélidos, artrópodos

como los trilobites (a) y los crustáceos, molus­cos como los caracoles y los pulpos actuales, los

cordados (b) y otros grupos de organismos sin representantes en la actualidad como el de los graptolitos (c). Hacia la mitad del Cámbrico aparecieron las algas marinas.

Durante este período la corteza continental estaba dividida en dos grande placas, Gondwana y Laurentia, y otras placas más pegueñas. Todas estas se agruparon en el hemisferio sur, cerca del ecuador, por lo gue el clima era cálido y los polos no tenían masa continental. Al final del período hubo una glaciación gue, posiblemente, se relaciona f l J P ^ ¡| | | |con una extinción masiva. ^

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u. Paíitnaiassa

Carla paleogrdñca del Cámbrico

Hace 440 m.a.

Período Ordovícico

El período Ordovícico fue de principio a fin, un período de intensa activi­dad volcánica. Los mares que se formaron alrededor de los continentes en el Cámbrico persistieron sólo al principio de este período, pata luego desaparecer. Sin embargo, a mitad del Ordovícico comenzó una lenta invasión marina que dio lugar a algunos de los mares epicontinentales más extensos en la historia geológica. Se depositaron cantidades enor­mes de sedimentos marinos en los continentes, que hoy se encuentran en las plataformas continentales estables, o en las zonas orogén icas (donde nacen las montañas).

Durante el Ordovícico aparecieron los equinoideos (erizos de mar), los briozoos, los corales y también los primeros peces agríalos (sin m andí­bula). Las pegueñas plantas, como los musgos, colonizaron ambientes terrestres.

Una nueva glaciación marcó el fin de este período, y estuvo acompañada de otra extinción.

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Carta paleogeografíai del Ordovícico

© Santillana 1 1 6 3

Evolución geológica y biológica de- la I it h i

Era Paleozoica Hace 410 rn. a. Hace 360 m.a.

D,críodo Silúrico

La entrada al Silúrico estuvo enm arcada por la tercera glaciación. Durante este período las primeras plantas colonizaron la tierra firme.Abundaron los musgos y aparecieron las primeras plantas vasculares (a). También aparecieron los prim e­ros artrópodos terrestres similares a las arañas y los ciempiés (b).

El nivel del mar se elevó tanto a principios del Silúrico, al final de la glaciación, que los sedimentos depositados entonces en las zonas inundadas eran calizas y barro principalmente. Actualm ente en ellos suelen aparecer fósiles de moluscos, braquiópodos, crinoideos, ostra- codos y euriptéridos (c).

Aunque la mayoría de la fauna del período era marina, ya se encon­traban peces de agua dulce en ríos y lagos. Así m ismo fue el período de origen de tiburones (d) y de los pecFs mandibulados mientras los trilobites declinaban.

La actividad volcánica iniciada en el Ordovícico continuó a todo lo largo de este período. Gondwana continuó ubicada hacia el Polo Sur y las placas pequeñas se ubicaron alrededor dei Ecuador y se comenzaron a unir para formar Laurrusia.

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Corta paleogeográfica del Silúrico temprano

Período Devónico

Las masas que contenían Norteamérica y Europa colisionaron; se levan­taron montañas de las que queda rastro en el este norteamericano y en el oeste europeo; se liberaron enormes cantidades de sedimento, que llenaron los continentes y los fondos marinos. Hubo un surgimiento de arrecifes en el mar al tiempo que ^e extinguieron los graptolitos.

Los peces de agua dulce se desarrollaron rápidamente; se diversificaron los placodermos, los peces sin mandíbulas, los tiburones y los peces de aletas carnosas en cuerpos de agua dulce y marina (a).

Aparecieron los anfibios, lo que representó la conquista del medio terrestre por parte de los vertebrados.

Durante este período aparecieron los pteridofitos (b) y las gimnosper- mas (c), primeras plantas con semilla desnuda.

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Carta paleogeográfica del Devónico temprano

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Componente: I /< \ . m >' Im'k <<’

Hace. 290 m.a. Hace 245 m,<

Períod o Ca rbon ífero

En la primera mitad de este período, el clima se tornó tropical o subtro­pical, cálido y húmedo con abundantes mares someros. Comenzaron a colisionar Laurrusia y Gondwana. Así, se formaron nuevos cinturones de cordilleras. En la segunda mitad de este período, el clima se secó progresivamente y los mares retrocedieron y en el Polo Sur se formaron grandes glaciares.

La erosión causó la formación de deltas y pantanos donde se asentaron bosques tropicales. Estos liberaron detritos que al acumularse formaron espesas capas de tu rba que dieron origen al carbón.

La flora experimentó un gran desarrollo: había helechos gibantes, licopodios (a) y equisetos.

Los anfibios se diversificaron (b) así cgmo los insectos terrestres, aparecieron los insectos alados (c). Aparecieron los primeros reptiles amniotas y, hacia finales del período, aparecieron los reptiles sinápsi- dos, ancestros de los mamíferos y los demás reptiles. Entre los peces, dominaron los tiburones y los peces com aletas carnosas en aguas dulces y marinas.

P e r ío d o P é rm ic o

A finales del Pérmico, los continentes continuaron colisionando entre sí hasta que formaron una única masa continental que recibió el nombre de Pangea. Por primera vez en la historia geológica de la Tierra, el área continental excedió el área oceánica. Durante este período, gran parte de la Pangea se encontraba cerca del Polo Sur lo que hizo que el clima se tornara cada vez más frío y seco. Los mares retrocedieron y se enfriaron. Al final del período ocurrió la mayor glaciación continental que probablemente estuvo relacionada con una extinción en masa en la que desaparecieron cerca del 5 2 % de las familias y 9 6 % de las especies marinas existentes.

Debido a la unión de las masas de tierra, en particular ¡os vertebrados terrestres, se pudieron extender sin obstá culos, lo que de seguro provocó una competencia sin precedentes, responsable de un importante proceso de diversificación de los vertebrados así como de grandes extinciones. Los anfibios fueron remplazados progresivamente por los terápsidos, animales cercanos a los mamíferos, y por otros reptiles (a). La flora experimentó una gran diversificación. Las coniferas se volvieron más comunes (b).

0. Panthalk^(

Carta paleogeográfica del Carbonífero

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Carta paleogeográfica del Pérmico temprano

Sanlillana 1 1 6 5

Evolución geo ló gica y biológica de la Tierra

■lace 245 m.a. Era Mesozoica

Período Tríásieo

A lo largo de la mayor parte del Trlásico, Pangea permaneció intacta y quieta. Solo presentó actividad volcánica en lugares muy particulares dentro de los continentes, y cuando ocurrió, fue con una potencia extrema. También hubo calentam iento progresivo de los océanos y deshielo de los cascos polares.

Hace 208 m.a.

El Triásico fue testigo de una nueva explosión de vida, especialmente entre los invertebrados marinos. Los reptiles eran los animales que dom inaban entre los vertebrados, especialmente los reptiles mamiferoides (a), los tecodontes y los dinosaurios (b). Aparecieron los p rim eas mamíferos (c), que se parecían a las musarañas y los primeros anfibios modernos como las ranas. Nuevos insectos, como los escarabajos, hicieron su primera aparición.

Se diversificaron los moluscos, quienes .dominaron los ambientes acuáticos; aparecieron los lamelibranquios y nuevas formas de coral que remplazaron a la gran cantidad de especies que se extinguieron durante el Pérmico. Los invertebrados marinos se extendieron por todos los océanos: equinodermos, cefalópodos ammonoideos, braquiópodos y bivalvos. Aparecieron los primeros reptiles acuáticos (d).

Ya hacia el final del período, Pangea comenzó a fraccionarse, finalm ente ocurrió una gran catástrofe: quizá un meteorito o alguna actividad volcánica desmesu­rada provocó una nueva extinción masiva.

Carta paleogeográñca del Triásico temprano

Período Jurásico

Aunque Pangea presentó señales de disgregación en el Triá­sico, la separación de Laurasia y Gondwana, la apertura del océano Atlántico Norte, la fragmentación de Gondwana en Áfrlca-Suramérica, Australia-Antártida y la India sucedieron en el Jurásico.

Se inundaron de nuevo los continentes por el desplaza­miento de agua debido a la formación de las nuevas dorsales oceánicas. Se formaron nuevam ente océanos someros y el clima se tornó calido, húmedo y lluvioso lo que favoreció la diversificación de los organismos. En los mares, durante este período, dominaron los ammonites, un grupo de moluscos que sobrevivió a la gran extinción (a). En las áreas costeras eran abundantes los foraminíferos y ostrácodos.

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Carta paleogeográñca del Jurásico tardío

1 6 6 1 Santiliana

Componente: V.xvsos IvrkxfH.m

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Hace 144 ¡n.a.líiiS íS ¡8iS lS|#lfll8§ílS •

Período Cretácico

Hace 65 m.c í~ ™ t

En cuanto a los vertebrados, los predominantes fue­ron los reptiles. Aparecieron y se diversificaron los reptiles voladores (b) y los reptiles marinos (c). Pos­teriormente, aparecieron las primeras aves y nuevos grupos de insectos como las mariposas. Los dinosau­rios alcanzaron su tam año g igantesco* se diversi­ficaron: Terópodos o dinosaurios carnívoros bípedos (d), saurópodos que eran gigantes herbívoros (e), estegosaurios o dinosaurios cuadrúpedos con placas (f) entreotros. La vegetación ■ siguió dom inada por los helechos y ( 0 las glmnosperm as primitivas. g g ^

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Durante el Cretácico la disgregación de Pangea se aceleró. El océano Atlántico continuó ensanchándose entre Europa y Norteamérica al tiem po que la separación entre África y Suramérica iba abriendo campo al Atlántico meridional. India se desplazó hacia el norte mientras África se acercaba a.Eurasia. El clima se i’,izo cálido y húmedo. Elada finales del período ocurrió un gran cambio climático: un asteroide colisionó con el planeta, lo que causó incendios devastadores y vertim ientos de cenizas a la atmósfera, provocando una oscuridad total y un Invierno largo con temperaturas muy bajas.

Los dinosaurios tuvieron su mayor diversificación y aparecieron los dinosaurios con cuer­nos y armaduras (a). Fue durante este período que comenzó la diversificación de las aves (b). Aparecieron los mamíferos marsupiales y.luego los primeros mamíferos placentados.

Se diversificó, así mismo, la fauna marina: aparecieron los peces óseos, tiburones muy similares a los modernos y nuevos reptiles marinos como ictlosaurios (c), plesiosaurios (d) y tortugas gigantes (e).

Las angiospermas lograron gobernar cerca del 9 0 % de la flora terrestre y se afianzaron en bosques de árboles con hojas grandes y caducas (f). A esos bosques se asociaron gran número de Insectos, muchos de ellos, polinizadores.

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Carta paleogeográfica del cretácico tardío

C> Santillana J 16/

Evolución geológica y bíologiea de la í t r

ace m.a.,; m n Era Cenozoica Hace 23,/m.a.

P e r ío d o Paleógeno o T e rc ia r io t e m p r a n o

Los invertebrados marinos y terrestres se asemejaban a los actuales. Los m a­míferos placentados y las aves sp diversificaron y ocuparon rápidamente ios nichos ecológicos que habían quedado vacíos después de la extinción de los grandes reptiles.

El PaleocenoEntonces la India no estaba unida a Asia pero Australia sí estaba unida a la An­tártida. Europa y Norte América aún estaban unidas al norte, por ello su fauna, para la época, era muy similar. El mar inundaba el continente entre Europa y Asia lo que impidió las migraciones en esta región.

El EocenoSe separaron Europa y Norte América, y Australia se separó de la Antártida hasta quedar sólo una unión enTasmania. Aparecieron los roedores, los elefantes y las ballenas en tam o que los mamíferos primitivos desaparecieron. Abundaron los bosques densos tropicales lluviosos haciffel Ecuador, con sabanas arboladas en latitudes altas. Al final hubo una glaciación en la Antártida.

El OligocenoEste período fue marcado por una regresión de los océanos impulsada por la glaciación de la Antártida. India chocó contra Asia y se formaron los I lirnalayas. Australia se separó totalmente. Debido al frío, el plancton calcáreo migró hacia el sur; aparecieron las gramíneas y comenzó la evolución de los primeros herbí­voros de sabana (a). Se diversificaron las aves corredoras (b) y muchos grupos efe aves modernas. Así m ismo se desarrolló la vegetación de tundra polar.

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Carta paleogeográfica del Paleógeno tardío

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Período N eógen o o Terciario Lardío

El MiocenoEl gran mar de Tetis, que separaba a África de Asia y Europa, había dejado de ser tan imponente y se convirtió en el actual mar Mediterráneo. La presión que ejercía África contra el continente Europeo generó el levantamiento de los Alpes. Al mismo tiempo que persistía la orogenia de los Himalayas se generó una gran cadena montañosa alpino-himalaya que atravesó toda Europa y Asia meridional. El hielo en la Antártida seguía creciendo por lo que el nivel del mar permaneció bajo. Esto fomentaba el clima seco en las regiones ecuatoriales, en donde el bosque estaba muy disminuido. La mayor parte de la vegetación consistía en hierbas y pastizales.

Los mamíferos siguieron su evolución hacia lo que hoy son cerdos, ciervos, elefantes, antílopes, monos, gatos, caballos y otras especies consideradas menores, como los ratones, las ranas, las serpientes pequeñas y las aves que cantan.

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Hace 1,6 m.a. Hasta hoy

El PliocenoComenzó la glaciación del Polo Norte. Se levantó el istmo de Panamá, lo que cortó la comunicación marina y el intercambio de vida entre los océanos Atlántico y Pacífico. Por primera vez en más de 100 millones de años, existió una com unicación entre Norteamérica y Suramérica que permitió a los m a­míferos migrar de una a otra región. En ese momento la fauna suram ericana enfrentó la llegada de los predadores del norte, responsables dé la disminución y extinción de muchos de los herbívoros, en especial, marsupiales del sur.

Debido ai descenso en el nivel dei mar, R e d a ro n ex­puestas las regiones de tierra entre Alaska y Chukotka (en Rusia), en donde hoy se encuentra el estrecho de Bering.

En el Plioceno apareció el que es considerado el primer humanoide reconocible, el Australopitecus.

Período Cuaternario

El PleistocenoEn algún momento de este período ocurrió el descenso de casi 90 metros, del nivel del mar en algunas partes. Por esto mucha tierra firme quedó al descubierto mientras que la mayoría de las áreas del noreste europeo, el norte ruso y el de Norteamérica quedaion cubiertas por hielo, por lo cual no había especies de flora y fauna en la región. Se hizo más fuerte la diferencia de temperatura entre las latitudes templadas y las tropicales, lo que provocó climas agitados y tempestuosos. La mayoría de los suelos estaban congelados (permafrost), abundaban los animales peludos como los mamuts, renos y rinocerontes lanudos. La vegetación, por el contrario, se fue desplazando latitudinalmente.

El HolocenoEs nuestro período, en el gue el único homínido sobreviviente es el Homo sapiens. Durante este período el mundo ha sido testigo de aumentos en el nivel marino y en la temperatura, que llegó a su máximo hace unos 6.000 años.

Durante el Holoceno, se extinguieron muchas especies corno los mamuts, mastodontes, tigres dientes de sable y los perezosos gigantes.

Gracias al calentam iento de principios del período, la vegetación se pudo dispersar am pliam ente hacia el norte.

O Sa n tilla n a j 16 !