Teoría de la Evolución… Nace una ciencia

Fig 1: La línea de tiempo de los orígenes del pensamiento evolucionista

Si analizamos a la figura 1, que se colocó al inicio de esta publicación, podemos ver que el camino de la teoría evolutiva tiene la participación de varias personas y campos del conocimiento. Todas ellas contribuyeron junto a las experiencias vividas por Darwin a la construcción de la misma.

La biología moderna se basa en la comprensión de que la vida ha evolucionado, pero los primeros científicos no reconocen este principio fundamental. La principales ideas de la biología evolutiva se aceptaron de manera generalizada sólo después de la publicación del trabajo de Charles Darwin a finales del siglo XIX, aunque pasó por una larga pelea para lograrlo.

¿Cómo se explicaban los temas que aborda la biología antes de Charles Darwin?

La línea de pensamiento de esos tiempos estaba dominado por la teología, todos los seres vivos fueron creados simultáneamente por Dios. Esta explicación del origen de la biodiversidad también fue apoyada por Platón (427-347 aC), quien explicaba que todo objeto existente en la Tierra era simplemente un reflejo temporal de su “forma ideal” inspirada por la divinidad.

Fig 2. Scala Naturae

Aristóteles (384-322 aC) discípulo de Platón, fue quien aportó la “teoría de la generación espontánea” y también desarrolló la Scala Naturae (Fig 2), clasificó a todos los organismos en una jerarquía lineal, donde las especies inalterables podían organizarse de acuerdo con su cercanía creciente a la perfección, esto implica que los tipos inferiores se encuentran en la parte más baja y los superiores en la parte más alta.(a la izquierda) Fig 2: Scala Naturae

Las ideas de que los seres vivos permanecían inalterables no fueron cuestionadas por más de 2000 años. Estos conceptos forman parte del “fijismo”, la doctrina filosófica que defiende que los seres vivos han surgido de un acto creador y que, por tanto, no son fruto de la evolución.

La historia de la ciencia muestra el duro camino que debieron desafiar para explicar el origen de las especies con una concepción evolucionista, ese relato es el que nos interesa analizar en este documento, es decir, veremos cómo se inició el camino a pensar en el cambio de los seres vivos, en la evolución.

¿Cómo explicaron a los fósiles?

George Louis Le Clerc, también conocido como conde de Buffón (1707- 1788), sugirió que podría haber suministrado la Creación Original un número relativamente reducido de especies fundadoras, algunas de esas especies modernas pudieron ser concebidas por la naturaleza y producidas por el tiempo. Es decir, sugiere que las especies pudieron cambiar en el tiempo mediante procesos naturales.

En esos años los descubrimientos de fósiles permitieron comenzar a pensar que la vida había cambiado a través del tiempo, los avances de la geología despertaron más dudas acerca de la idea de que las especies permanecen inalterables.

Se habían encontrado al hacer caminos y diversas construcciones varias “rocas que parecían ser partes de seres vivos”, en ese tiempo se pensaba que eran talladas por las personas, el viento o el agua, pero al surgir cada vez más cantidades de las mismas, se las fue relacionando con los organismos, eran considerados fósiles: restos o rastros conservados de organismos que murieron hace muchos años.

A principio del siglo XIX, algunos investigadores pioneros se dieron cuenta de que también era significativa la manera en que los fósiles estaban distribuidos en la roca. Muchas rocas aparecen en capas, las capas más recientes se ubican sobre las capas más antiguas. Esto lo estudió William Smith (1769-1839) y fue quien relacionó a tal tipo de fósil con tal tipo de capa.

Además, los científicos en esos años, se dieron cuenta que los restos fósiles mostraban una notable variación gradual en su forma. La mayoría de los fósiles encontrados en las capas de rocas más antiguas eran muy diferentes a los organismos modernos, y la semejanza con los organismos modernos aumentaba de manera gradual a medida que las rocas eran más recientes. Asimismo, encontraron que muchos fósiles eran de especies vegetales o animales que se habían extinguido, es decir, ningún ejemplar de las especies vivía aún en la Tierra. Todo lo antes mencionado permitió llegar a la conclusión que distintos tipos de organismos vivieron en diferentes épocas del pasado.

Depende del marco teórico de cada uno el cómo se interpretan las evidencias, a pesar de contar cada vez con más ejemplares de fósiles, muchos científicos de la época no aceptaban la teoría de que las especies cambiaban y de que algunas surgieron con el transcurso del tiempo. Uno de ellos fue Georges Cuvier (1769 - 1832), el propuso el “catastrofismo”, buscó explicar la extinción de especies y al mismo tiempo dejar intacta la idea de la creación por parte de Dios. Catástrofes sucesivas produjeron capas de rocas y destruyeron muchas especies, los organismos del mundo moderno son las especies sobrevivientes a dichos eventos.

Lyell (1797-1875) cuestiona la idea de Cuvier de un mundo moldeado por catástrofes sucesivas, coincide con Hutton (1726-1797) al considerar que las fuerzas del viento, el agua y los volcanes, que esté último propone. Por lo tanto, no es necesario recurrir a catástrofes para explicar los descubrimientos geológicos, planteó al “uniformismo” para explicar el origen del paisaje actual como producto de las acciones de los mismos procesos geológicos graduales actuales.

¿Cuál es la antigüedad de la Tierra?

Esto fue otro de los problemas a resolver, antes de Lyell se pensaba en los datos que provee la Biblia, 4000 a 6000 años. Pero si las capas de rocas y el paisaje actual se originó en una escala mucho mayor de tiempo, al ser cambios lentos y graduales, y la descripción de la diversidad de seres vivos en textos de Aristóteles, por ejemplo, no demostraron variaciones de los mismos a los actuales, siendo que pasaron 2000 años, entonces, la Tierra tenía que ser más antigua.

Los estudios sobre el origen del grosor de las capas de rocas que aportaron Hutton y Lyell debieron necesitar mucho tiempo para que en los procesos naturales lentos se pudieran formar, y esa es la clave para poder pensar en el tiempo requerido para que existan cambios en los seres vivos, pensar en evolución.

Explicaciones sobre el Transformismo.

A Jean Baptiste Lamarck (1744- 1829) le impresionó la secuencia de organismos en las capas de rocas. Observó que los fósiles más antiguos tienden a ser más simples, en tanto que los fósiles más recientes tienden a ser más complejos y más parecidos a los actuales.

Puntos de partida:

Las condiciones ambientales en el que se desarrolla un ser vivo varían a lo largo del tiempo
Los cambios ambientales crean nuevas necesidades que exigieran a los individuos la modificación de los hábitos o conductas

Lamarck consideró que:

Cuando surgen nuevos hábitos estos determinarían un mayor o menor uso de determinados órganos, lo que proyectará su desarrollo o atrofia. Así los individuos se modificarían.
Esas modificaciones, inducidas por el ambiente, serían transmitidas a la descendencia

En 1801, Lamarck planteó que los organismos evolucionan mediante la herencia de características adquiridas, un proceso porque los organismos vivos sufren modificaciones en función del uso o desuso de algunas de sus partes, y heredan estas modificaciones a sus descendientes. Consideraba que todos los organismos poseen un impulso innato hacia la perfección.

¿Qué hechos son la base de nuestra comprensión de la evolución?

Hoy, una gran variedad de datos geológicos, morfológicos y moleculares apoyan y aumentan las bases objetivas de la evolución, pero cuando Darwin era joven, no resultaba evidente para él que la vida había evolucionado.

Las ideas transformistas de Lamarck las conocía Charles Darwin (1809-1882), porque en los primeros años fue educado por su abuelo Erasmus quien apoyaba esa teoría. Durante la infancia compartió mucho tiempo con él, y con el contacto con la naturaleza en sus largos paseos abuelo-nieto. Darwin estaba apasionado tanto por la geología como por la Historia Natural, esto es, el estudio científico de las formas en que los organismos funcionan y viven en la naturaleza.

En sus años de estudiante pasó por varias carreras, medicina, clérigo, pero ambas las dejó, estaba más interesado por la ciencia que descubrió de sus compañeros y amigos de la facultad. Darwin era autodidacta y tomó todos los cursos complementarios que podía inscribirse para aprender botánica, zoología, geología, taxidermia. Por eso, el botánico John Henslow, lo recomendó para formar parte de la tripulación del H.M.S Beagle, tenía el perfil que se buscaba para cumplir el trabajo de naturalista de la expedición que estaba por partir, permitiéndole así hacer su recorrido por el mundo.

Durante el viaje, Darwin disfrutó de la lectura del primer volumen de los Principios de geología, de Charles Lyell. En aquel libro se defendía la idea de una Tierra tan antigua que era imposible determinar el tiempo de su existencia. Por el contrario, muchos naturalistas de la época pensaban que la Tierra tenía miles o a lo sumo unos cuantos millones de años de antigüedad.

En la travesía, que duró cinco años, Darwin desembarcaba cada vez que podía a buscar rocas, y observar o recolectar especímenes de plantas y animales. Le llamaba enormemente la atención las notables diferencias entre las especies halladas en Sudamérica respecto de las encontradas en Europa. Advirtió que las especies de los países sudamericanos templados (Argentina y Chile) eran más parecidas a las Sudamericanas Tropical (Brasil) que a las especies de zonas templadas de Europa.

Cuando exploró las Islas Galápagos en el Oeste del Ecuador, notó que la mayoría de las especies animales que se encontraban allí no se hallaban en ninguna otra parte, si bien eran similares al del continente sudamericano.

También se dio cuenta que los animales del archipiélago diferían de una isla a la otra. Lo mismo ocurría con varias especies de aves, como por ejemplo los pinzones, cuyos picos diferían en forma y tamaño, y cada especie habitaba islas diferentes.

Propuso que algunos animales habían llegado al archipiélago desde las costas continentales y que experimentaron diferentes cambios en cada una de las islas. Pero, ¿qué mecanismos podían responder por estos cambios?

De todas sus observaciones tomaba detalladas anotaciones, y gran parte del tiempo en alta mar se dedicaba a clasificar y describir con mucho cuidado el material recolectado. Desde los puertos que visitaba enviaba, cuando le era posible, sus colecciones a Henslow y mantenía asidua correspondencia con su familia y amigos.

Cuando retornó a Inglaterra en 1836, Darwin continuó revisando sus observaciones. En el transcurso de una década había formulado las características principales de una teoría explicativa para el cambio evolutivo basada en dos proposiciones principales, para ello tiene en cuenta que las especies no son inmutables, cambian con el tiempo.

El proceso que provoca este cambio es la selección natural . Darwin afirmaba que la evolución es un hecho histórico y que puede demostrarse que realmente ocurrió (su primera proposición).
En 1844 escribió un largo ensayo sobre la selección natural, el proceso que él describe como la causa de la evolución (su segunda proposición).

Un obstáculo que tuvo que enfrentar, fue pensar que podía llegar a ofender a su esposa, quien era muy religiosa, si exponía sus ideas, puesto que estas eran muy contrarias a lo que decía la Iglesia. Pero ese peso y freno que sentía Darwin era a pesar del estímulo que le dió su compañera Emma y sus colaboradores, y por eso, prefirió seguir acumulando evidencias.

La decisión de Darwin fue forzada en 1858, cuando recibió una carta acompañada por un manuscrito de Alfred Russel Wallace (1823-1913), un viajero naturalista que estaba estudiando la biota del Archipiélago Malayo, Wallace les pedía que evaluara el manuscrito, en el cual proponía una teoría de la selección natural casi idéntica a la de Darwin.

Sociedad Linneana, 1 de julio de 1858

Era domingo. Charles Lyell y Joseph Hooker visitaron a Darwin en Down House con la finalidad de resolver el problema planteado por la carta de Wallace. Habían ideado un plan que, estaban convencidos, le hacía justicia a ambos pensadores. Consistía en presentar de manera conjunta, el artículo de Wallace y los escritos de Darwin de 1844, elaborados mucho antes de que Wallace realizara su primer viaje al Amazonas. El 1 de julio de 1858 en la Sociedad Linneana de Londres se leía el siguiente encabezado:

Los trabajos que tenemos el honor de presentar a la Sociedad Linneana, ambos relacionados con el mismo tema, las leyes que afectan a la producción de razas y especies, contienen los resultados de dos naturalistas infatigables, el señor Charles Darwin y el señor Alfred Russel Wallace.

Estos caballeros, en forma independiente e ignorada por el uno y el otro, concibieron la misma teoría ingeniosa acerca de la aparición y perpetuación de las variedades y de las formas específicas en nuestro planeta… Aquel día Wallace estaba ausente, se encontraba en el archipiélago Malayo y Darwin permaneció en Down House, su hijo Charles había muerto unos días antes. Pero se había dado el primer paso en dar a conocer una de las ideas más importantes de toda la ciencia moderna: la teoría de la evolución por selección natural. Un año más tarde Darwin publicó su gran libro El origen de las especies.

Los 4 postulados de la TEORÍA DARWIN - WALLACE

Los individuos varían en una población. Cada unos de los integrantes de una población difiere de los demás en varios aspectos
Los caracteres se heredan de padres a hijos. Al menos alguna de las diferencias entre los miembros de una población se debe a características que puede transmitirse de los progenitores a la descendencia.
Algunos individuos no logran sobrevivir y reproducirse. En cada generación algunos individuos de la población sobreviven y se reproducen con éxito, pero otros no.
La supervivencia y la reproducción no están determinadas por el azar o la suerte. En vez de ellos, la probabilidad de supervivencia y reproducción de un individuo dependen de sus características. Los individuos con caracteres que les confieren ventajas sobreviven más tiempo y dejan mayor número de descendencia, un proceso conocido como selección natural

Aunque tanto Darwin como Wallace articularon el concepto de selección natural en forma independiente. Darwin fue el primero en plantearlo. Más aún, El origen de las especies brindó una evidencia exhaustiva desde varios campos para sostener tanto a la selección natural como a la evolución misma, de modo que ambos conceptos se hallan más estrechamente asociados con Darwin que con Wallace.

Los hechos a los que recurrió Darwin para concebir y desarrollar su teoría de la evolución por selección natural eran familiares a la mayoría de los biólogos contemporáneos. Su intención fue percibir el significado de las relaciones entre ellos. Tanto Darwin como Wallace fueron influenciados por las ideas del economista Thomas Malthus, que en 1838 publicó un ensayo sobre el principio de la población. Para este autor, dado que la tasa de crecimiento de la población humana es mayor que la producción de alimentos, este crecimiento descontrolado lleva inevitablemente al hambre. Darwin halló paralelismo de esta idea en toda la naturaleza.

Reconoció que las poblaciones de todas las especies tienen el potencial de crecer rápidamente en número. Para ilustrar este punto utilizó el siguiente ejemplo:

“Supongamos… que hay ocho parejas de pájaros y que sólo cuatro de ellas anualmente… crían 4 descendientes y que ellos continúan criando con la misma velocidad, entonces al final de siete años… habrían 2048 pájaros, en vez de los 16 originales.”

Sin embargo, tales tasas de crecimiento rara vez se observan en la naturaleza. Por lo tanto, Darwin razonó que la mortalidad en la naturaleza también debe ser elevada. Si no fuera así, aún las especies de reproducción más lenta alcanzarían pronto enormes tamaños poblacionales.

También observó que aunque las descendencia tiende a ser semejante a sus progenitores, la cría de la mayoría de los organismos, no resulta idéntica entre sí o a sus padres. Sugirió que ligeras variaciones entre los individuos afectan la posibilidad que un individuo determinado sobreviva y se reproduzca. Darwin denominó “selección natural” a esa supervivencia diferencial y reproducción de individuos.

Darwin pudo haber utilizado el concepto de “selección natural” debido a que estaba familiarizado con la selección artificial de individuos con ciertas características notables realizadas por los criadores de plantas y animales. Él mismo era un criador de palomas y conocía bien la sorprendente diversidad en color, forma y comportamiento que podía obtenerse. Reconoció estrechos paralelos entre la selección realizada por los criadores y la selección que se daba en la naturaleza. Como argumentó en El origen de las especies:

“¿Cómo puede dudarse, por la lucha que cada individuo tiene para obtener la subsistencia, de que cualquier variación minúscula en la estructura, los hábitos, los instintos que le permitan al individuo adaptarse mejor a las nuevas condiciones daría cuenta de su vigor y su salud? En la lucha tendría una mejor oportunidad de supervivencia y aquellos individuos de la descendencia que heredaran la variación, aunque esta fuera muy leve, tendrían esa mejor oportunidad.”

Esta afirmación escrita hace 150 años, permanece como una clara expresión del proceso de evolución por selección natural. Resulta importante aclarar que Darwin comprendió con claridad que los individuos no evolucionan, sino que lo hacen las poblaciones.

Con la Teoría de la Evolución propuesta por Darwin y Wallace nació la Biología como ciencia.

BIBLIOGRAFÍA

Audesirk et al (2013), Biología la vida en la Tierra, Pearson, México, pp 267-274
Revista Nautilus N°13 (2008), Centro Cultural Rector Ricardo Rojas, Secretaría de Extensión Universidad de Buenos Aires.
Sadava et al (2012), Vida, la ciencia de la biología, Médica Panamericana, Buenos Aires, pp 487-489

Evidencias de la evolución

Los fósiles ofrecen evidencias del cambio evolutivo al paso del tiempo.

Los fósiles son “todo resto o evidencia de la existencia de un organismo que vivió en épocas geológicas pasadas, que da una idea de la naturaleza de alguna de sus partes o su totalidad, y con una antigüedad mayor a 5000 años”. Si es cierto que muchos de ellos son restos de especies ancestrales de las especies modernas, cabe esperar el descubrimiento de series progresivas de fósiles que partan de un organismo antiguo, pasen por varias etapas intermedias y culminen en una especie moderna. De hecho, esas series progresivas se han encontrado. Por ejemplo, los fósiles de los antepasados de las ballenas modernas ilustran las etapas en la evolución de una especie acuática a partir de ancestros terrestres

Si se observa la imagen arriba colocada, se puede observar la evolución de la ballena. Durante los últimos 50 millones de años, el paso de ser animales terrestres de 4 patas, a remadores semiacuáticos, a nadadores acuáticos con patas traseras encogidas, hasta los habitantes del océano con cuerpos lisos de la actualidad.

Otra forma de explicar el origen de la ballena lo podemos encontrar en la nota del Diario Clarín sobre éste hallazgo argentino y en el siguiente video

Series de fósiles pertenecientes a jirafas, elefantes, caballos y moluscos también muestran la evolución de sus estructuras corporales con el transcurso del tiempo. Estas series de fósiles sugieren que las nuevas especies evolucionaron a partir de especies previas y tomaron su lugar.

Los fósiles son una sólida evidencia de que los organismos actuales no fueron creados todos de una vez, sino que surgieron con el transcurso del tiempo por el proceso de evolución. Si todas las especies se hubieran creado simultáneamente, no se encontraría (a) los primeros trilobites en capas de rocas más antiguas que (b) los primeros helechos con semillas, los que a su vez no se encontrarían en capas más antiguas que (c) los dinosaurios, como el Allosaurus. Los trilobites aparecieron hace 380 millones de años y los dinosaurios hace aproximadamente 230 millones de años.

Tipos de fósiles

En publicaciones anteriores se explicaron los distintos tipos de fósiles, por ellos sugiero consultar:

La anatomía comparada ofrece evidencias de la descendencia con modificaciones

Los fósiles brindan fotografías instantáneas del pasado, que permiten a los biólogos seguir el rastro de los cambios evolutivos, pero el examen meticuloso de los organismos actuales también ayuda a descubrir evidencias de la evolución. La comparación de los cuerpos de organismos de diferentes especies puede revelar semejanzas que sólo se explican mediante ancestros compartidos, y diferencias que sólo podrían resultar de cambios evolutivos en la descendencia de un ancestro común. De esta forma, el estudio de la anatomía comparada aporta fuerte evidencia de que diferentes especies están vinculadas mediante una herencia evolutiva común.

Estructuras homólogas ofrecen pruebas de ancestros comunes

Una estructura corporal puede modificarse mediante evolución y así cumplir diferentes funciones en distintas especies. Por ejemplo, las extremidades anteriores de aves y mamíferos tienen usos diversos, como volar, nadar, correr en diferentes tipos de terreno y asir objetos como ramas de árboles y herramientas. A pesar de esta enorme diversidad de funciones, la anatomía interna de todas las extremidades anteriores de aves y mamíferos es muy similar. Parece incomprensible pensar que una misma disposición de huesos sirva para desempeñar funciones tan diversas, si cada animal se hubiera creado por separado.

Estructuras homólogas: Los diferentes colores de los huesos resaltan las correspondencias entre las diversas especies. Esta semejanza es exactamente la que se esperaría si las extremidades anteriores de aves y mamíferos provinieran de un ancestro común. Mediante selección natural, las extremidades anteriores ancestrales experimentaron diferentes modificaciones en distintos tipos de animales. Las estructuras resultantes con similitudes internas se llaman estructuras homólogas, lo que significa que tienen el mismo origen evolutivo, a pesar de las posibles diferencias en función o aspecto actuales.

Homología en plantas: (a) Las espinas de la biznaga de agua (Ferocactus wislizenii) son hojas modificadas, así como (b) los zarcillos del guisante de jardín (Pisum sativum). Las hojas del guisante de jardín son compuestas; esto es: están divididas en componentes más pequeños llamados foliolos. Los foliolos terminales se modifican en zarcillos que frecuentemente se ramifican

Estructuras sin función se heredaron de los ancestros.

La evolución por selección natural también ayuda a explicar la curiosa circunstancia de estructuras vestigiales que, al parecer, carecen de un propósito definido. Los ejemplos incluyen estructuras como los molares de los vampiros (que se alimentan de sangre y, por tanto, no mastican sus alimentos) y los huevos pélvicos de las ballenas y ciertas serpientes.

Si observamos la imagen arriba colocada, es claro que las estructuras vestigiales son homólogas a estructuras que tienen y usan otros vertebrados. El hecho que sigan existiendo en animales que no la usan se explican mejor como una especie de “equipaje evolutivos”. Por ejemplo, los antiguos mamíferos a partir de los cuales evolucionaron las ballenas tenían cuatro patas y un conjunto bien desarrollado de huesos pélvicos. Las ballenas no tienen patas traseras, pero poseen pequeños huesos pélvicos y de extremidades. Durante la evolución de las ballenas, la pérdida de las patas traseras le dio una ventaja: un cuerpo más aerodinámico para desplazarse dentro del agua. El recurso es la ballena moderna con pequeños huesos pélvicos sin una función conocida actualmente.

Algunas semejanzas anatómicas resultan de la evolución en ambientes similares

El estudio de la anatomía comparada demostró la ancestría compartida de la vida al identificar estructuras homólogas que diferentes especies heredaron de los ancestros comunes, aunque también se identificaron muchas semejanzas anatómicas que no tiene esta última característica. En vez de ello, dichas similitudes de una evolución emergente, donde la selección natural hace que estructuras no homólogas que tiene funciones similares se parezcan entre ellas (homoplasia). Por ejemplo, tanto aves como insectos poseen alas, pero esta semejanza no surgió de la modificación evolutiva de una estructura que tanto aves como insectos heredaron de un ancestro común, sino que surgió de la modificación de dos estructuras no homólogas diferentes que con el tiempo originaron estructuras superficialmente similares.

Puesto que la selección natural favoreció el vuelo tanto en aves como en insectos, los dos grupos desarrollaron alas. Tales estructuras similares en lo externo, pero no homólogas, se denominan estructuras análogas. Por lo general, las estructuras análogas son muy diferentes en su anatomía interna, porque sus partes no provienen de estructuras ancestrales comunes.

Figura de la izquierda: Una espina de agracejo japonés (Berberis thunbergii) es una hoja modificada. (En este ejemplo, la espina en realidad es la nervadura de la hoja original, de la que se despojó).
Figura de la derecha: Las púas de espino rojo (Crataegus mollis) son tallos modificados que se desarrollan a partir de yemas axilares.

Las similitudes embriológicas sugieren ancestros comunes

A principios del siglo XIX, el embriólogo alemán Karl von Baer observó que todos los embriones (organismos en desarrollo en el periodo que va de la fertilización al nacimiento o salida del cascarón) de vertebrados muestran un gran parecido entre ellos en las primeras etapas de su desarrollo. En estas etapas embrionarias iniciales, peces, tortugas, pollos, ratones y seres humanos tiene cola y hendiduras branquiales (también llamadas ranuras branquiales). Pero, entre este grupo de animales, sólo los peces conservan las branquias como adultos, y sólo peces, tortugas y ratones conservan colas apreciables.

¿Por qué los vertebrados que son tan diferentes presentan etapas de desarrollo similares?

La única explicación convincente es que los vertebrados ancestrales poseían genes que dirigían el desarrollo de branquias y colas. Todos sus descendientes poseen todavía esos genes. En los peces, estos genes permanecen activos durante todo el desarrollo, lo que resulta en adultos con cola y branquias totalmente desarrolladas. En los seres humanos y en los pollos estos genes sólo están activos durante las etapas iniciales del desarrollo, y las estructuras se pierden o son poco notorias en los adultos.

Los análisis bioquímicos y genéticos modernos revelan el parentesco entre organismos distintos

Durante siglos, los biólogos han estado conscientes de las similitudes anatómicas y embriológicas entre organismos, pero era necesario el surgimiento de la tecnología moderna para descubrir la semejanza a nivel molecular. Las semejanzas bioquímicas entre los organismos proporciona acaso la evidencia más sorprendente de su parentesco evolutivo. Tanto las estructuras anatómicas homólogas como las moléculas homólogas ponen de manifiesto el parentesco.

Los científicos modernos tienen acceso a una poderosa herramienta para revelar las homologías moleculares: la secuencia de ADN. Ahora es posible determinar rápidamente la secuencia de nucleótidos en una molécula de ADN y comparar el ADN de diferentes organismos. Por ejemplo, considera el gen que codifica la proteína citocromo c.

El citocromo c está presente en todas las plantas y animales (y en varios organismos unicelulares).
Esta proteína desempeña la misma función en todos ellos.
La secuencia de nucleótidos en el gen para citocromo c es similar en estas especies diversas

Fig. Semejanza molecular demuestra las relaciones evolutivas: Secuencia de ADN de los genes que codifican el citocromo c en un ser humano y en un ratón. De los 315 nucleótidos en el gen, sólo 30 (resaltados en azul) difieren en las dos especies

La presencia generalizada de la misma proteína compleja, es evidencia de que un ancestro común de plantas y animales tenían citocromo c en sus células. Sin embargo, al mismo tiempo, la secuencia del gen citocromo c difiere un poco en diferentes especies , lo que demuestra que las variaciones surgieron durante la evolución independiente de la multitud de especies vegetales y animales de la Tierra.

Algunas similitudes bioquímicas son tan fundamentales que se extienden a todas las células vivientes. Por ejemplo:

Todas las células tiene ADN como el portador de la información genética
Todas las células usan ARN, ribosomas y aproximadamente el mismo código genético para traducir dicha información genética en proteínas.
Todas las células usan aproximadamente el mismo conjunto de 20 aminoácidos para construir proteínas
Todas las células usan ATP como portador de energía celular

La manera más convincente de explicar el hecho de que se compartan de forma tan generalizada caracteres bioquímicos complejos y específicos es que los caracteres son homologías. Esto es, surgieron solo una vez en el ancestro común de todas las cosas vivientes, de donde las heredaron todos los organismos actuales.

Cladograma de ballenas y sus parientes vivos más cercanos. Las diferencias en las secuencias de ADN entre mamíferos seleccionados sugiere que los mamíferos ungulados, como los hipopótamos y las jirafas, son los parientes vivos más cercanos de las ballenas. El hipopótamo probablemente es el pariente vivo más cercano de las ballenas y otros cetáceos. Los nodos (círculos) representan puntos de ramificación donde una especie se divide en dos o más linajes. (Los rumiantes son mamíferos como las vacas, ovejas y jirafas que tienen un estómago de múltiples cámaras y mastican material vegetal regurgitado para hacerlo más digerible).

Biogeografía y evolución están relacionadas con la historia geológica de la Tierra

En 1915, el científico alemán Alfred Wegener, quien observó una correspondencia entre las formas geográficas de América del Sur y África, propuso que todas las masas de tierra en una época estuvieron unidas en un enorme supercontinente, que él llamó Pangea.

Además, sugirió que Pangea se separó después y que las diversas masas de tierra se separaron en un proceso conocido como deriva continental. Wegener no conocía algún mecanismo que pudiera provocar la deriva continental, de modo que su idea, aunque debatida inicialmente, se ignoró en gran medida. En la década de 1960, evidencia científica proporcionó la explicación para la deriva continental. La corteza de la Tierra está compuesta de siete grandes placas (más algunas más pequeñas) que flotan en el manto. Conforme la placa se mueve, los continentes cambian sus posiciones relativas. El movimiento de las placas de corteza se denomina tectónica de placas.

Distribución de fósiles en continentes
que estuvieron unidos durante
los períodos Pérmico y Triásico
(hace 286 a 213 millones de años)

El conocimiento de que los continentes alguna vez estuvieron conectados y desde entonces se han separado es útil para explicar ciertos aspectos de la biogeografía. Del mismo modo, la deriva continental tuvo un importante papel en la evolución de diferentes organismos. Cuando Pangea se formó originalmente durante el período Pérmico tardío, juntó a especies terrestres que evolucionaron por separado unas de otras, lo que condujo a competencia y cierta extinción. La vida marina fue afectada de manera adversa, en parte porque, con los continentes unidos como una gran masa, existían menos áreas costeras. (Las áreas costeras poco profundas contienen mayor diversidad de especies marinas que los ambientes de agua profunda).

Pangea se separó en varias masas terrestres hace aproximadamente 180 millones de años. Al ocurrir la deriva continental, las poblaciones se aislaron geográficamente, estuvieron expuestas a diferentes condiciones ambientales y comenzaron a divergir a lo largo de rutas evolutivas separadas. Como resultado, las plantas, animales y otros organismos de continentes antes conectados (América del Sur y África, por ejemplo) se diferenciaron. La deriva continental también provocó cambios graduales en las corrientes oceánicas y atmosféricas que tuvieron profunda influencia sobre la biogeografía y la evolución de los organismos

La reproducción controlada modifica organismos

La selección artificial, también llamada cría selectiva, es un método mediante el cual el ser humano interviene en la reproducción de animales y de plantas, para desarrollar rasgos elegidos, por razones de productividad, resistencia, docilidad, estética, y otros. Se basa en la elección de los progenitores y la selección de su descendencia, un ejemplo muy conocido es el origen del perro por domesticación de lobo gris, y aún esas dos especias admiten cruzas. Los criadores que intentan "mejorar la raza" hacen selección artificial, el propio Darwin incursionó en esta practica con sus palomas.

La evolución por selección natural ocurre actualmente

Charles Darwin y Alfred Wallace propusieron de manera independiente la evolución mediante selección natural, que se basa en cuatro observaciones.

Primero: la variación genética existe entre los individuos en una población.
Segundo: la capacidad reproductiva de cada especie hace que sus poblaciones tengan el potencial de aumentar geométricamente en número con el transcurso del tiempo.
Tercero: los organismos compiten unos con otros por los recursos necesarios para la vida, como alimento, espacio vital, agua y luz.
Cuarto: los descendientes con la combinación más favorable de características heredadas tienen más probabilidad de sobrevivir y reproducirse, y transmiten dichas características genéticas a la siguiente generación.

Biston betularia

La mariposa de los abedules (Biston betularia) es una especie de lepidóptero nocturno. Debe su nombre específico de betularia a que habitualmente se posa sobre los troncos de los abedules, camuflándose sobre sus cortezas predominantes claras para evitar la acción de los predadores. También las larvas se camuflan, pero adoptando el color de las ramas (pardo o castaño a verdoso). Con el advenimiento de la Revolución Industrial, especialmente en Inglaterra, la atmósfera se llenó cada vez más de polvo de carbón, el principal combustible usado para las máquinas de la época. En consecuencia en las regiones industriales se oscurecieron las cortezas de los árboles. Debido a este cambio ambiental la forma oscura de Biston betularia adquirió una ventaja con respecto a la forma clara, convirtiéndose en poco tiempo en numéricamente prevaleciente. Este fenómeno, de melanismo industrial es considerado de gran ayuda para comprender el mecanismo de la selección natural.

MATERIAL CONSULTADO

Audesirk et al (2013), Biología la vida en la Tierra, Pearson, México, pp 275-279

Solomon, Berg & Martin, Biología (2013), 9na Edición, Cengage Learning, México, pp 397- 408

https://es.wikipedia.org/wiki/Selecci%C3%B3n_artificial

https://es.wikipedia.org/wiki/Biston_betularia

Origen | Charles Darwin | TEDxRiodelaPlataED

Con sus 28 años, luego de un viaje que cambiaría su vida, Darwin nos cuenta una idea que revolucionaría la concepción de la vida en general. Charles nació en 1809 en el Reino Unido. Aunque desde niño estuvo interesado en la naturaleza, se recibió de licenciado en Arte en Cambridge. Obviamente, sus estudios académicos no satisficieron este interés y sólo pudo dedicarse de lleno a su pasión cuando recibió una invitación que cambiaría su vida: formar parte de la segunda expedición del HMS Beagle al mando del capitán Robert Fitz Roy. Estuvo 5 años viajando alrededor del mundo y volvió (además de con un mareo impresionante) ya como un naturalista profesional. A la fecha, ha publicado artículos científicos sobre geología, entomología, ornitología y otras materias. Actualmente (1837) reside en Cambridge, donde trabaja con distintos expertos en la catalogación y descripción de las muestras tomadas durante su viaje. Pero además -dice- está trabajando duro sobre un marco novedoso para comprender la vida. Habrá que creerle, porque sobre esta última materia todavía no ha publicado nada. Traer a Darwin a TEDxRíodelaPlata fue posible gracias al apoyo de mucha gente, incluyendo a Daniel Blanco, Santiago Ginnobili, Christián Carman, Vivi Tellas, Federico Liss y varios miembros del equipo organizador de TEDxRíodelaPlata (http://tedxriodelaplata.org/equipo-or...). Adicionalmente agradecemos la colaboración de Adrián Giacchino y Sergio Bogan de la Fundación Azara y Marcelo Reguero, Itatí Olivares y Diego Montalti del Museo de la Plata. Los huesos y fósiles mostrados durante la charla pertenecen al Museo de La Plata en Argentina.

Paleontología: Huellas de El Tranquilo

El paleontólogo Diego Pol sigue el rastro de un dinosaurio que habitó la Provincia de Santa Cruz hace millones de años. El inesperado descubrimiento de dos fósiles entrelazados, y las características únicas del lugar del hallazgo, “El Tranquilo”, harán girar el curso de la investigación y pondrán en duda lo hasta ahora conocido.

Diego Pol, Paleontólogo del CONICET, trabaja en El Tranquilo, provincia de Santa Cruz, estudiando restos fósiles de reptiles arcosaurios (como dinosaurios y cocodrilos).

¿Cómo podemos reconstruir la historia de nuestro planeta? ¿Qué enigmas podemos resolver mirando las huellas de pasado? Diego Pol, uno de los paleontólogos más prestigiosos del mundo, nos lleva nos invita a recorrer juntos el fascinante camino del descrubrimiento, con algunos dinosaurios muy grandes y otros muy chiquitos. Es el sueño del pibe: estudiar la enorme diversidad de los dinosaurios jurásicos de la Patagonia. Y el primer paper de este paleontólogo fue nada menos que en la revista Nature: “Un cocodrilo ñato del Cretácico en Madagascar”. Ahora se la pasa excavando fósiles de 200 millones de años de antigüedad, y viene a contarlo desde Chubut.

VIDEOS SOBRE LOS FÓSILES ARGENTINOS Y EL TRABAJO DE LOS PALEONTÓLOGOS

Científicos Industria Argentina - Plesiosaurio - 14-02-15 - ANTÁRTIDA

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Estudio de las huellas fósiles

Pisadas que hablan

La icnología es una disciplina surgida en los últimos cincuenta años y que se ocupa de estudiar el comportamiento fósil, es decir, analiza las huellas de seres que se desplazaron sobre la superficie terrestre hace millones de años. Pero esas huellas, además de contarnos cómo vivía el organismo en cuestión, permiten describir el ambiente en el que transcurrían sus días.

Detalle de una única huella de dinosaurio encontrada

en el yacimiento de Valdecevillo, cerca de Enciso, La Rioja, España.

Foto: Jaime Crespo

Archivo para escuchar a Pablo Pazos (toca en este enlace y lo podes escuchar)

Encontrar pisadas frescas en una playa desierta puede ser desconcertante. Es lo que le pasó a Robinson Crusoe cuando encontró huellas humanas y se sintió alarmado y amenazado: la isla donde se había refugiado no estaba deshabitada, como había creído.

Algo muy diferente es encontrar pisadas o trazas fosilizadas, por ejemplo, de dinosaurios o de otros seres que han vivido hace millones de años. Huellas que nos dicen: “Por aquí pasamos”. Lo interesante es que, quienes estudian este tipo de huellas –detectives del pasado–, son capaces de reconstruir la escena completa: hacia dónde iban, qué tamaño tenían, si corrían o se desplazaban con morosidad, qué características tenía la playa, el oleaje o la marea, y muchos aspectos más del entorno.

Esos Sherlock Holmes del pasado son estudiosos de una disciplina que surgió como tal en la década de 1960: la icnología, que emerge como hija de la geología y de la paleontología, pero que hoy ha tomado vuelo propio. Es más, la Argentina es relativamente pionera en formación de escuela en icnología, y es el país de Latinoamérica que, probablemente, tenga la mayor cantidad de investigadores que trabajan en esta disciplina.

“La icnología es el estudio de las huellas o trazas fósiles dejadas tanto por vertebrados como por invertebrados, y que indican un determinado comportamiento”, define el doctor Pablo Pazos, investigador en el Departamento de Ciencias Geológicas de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. Y grafica: “Cuando nosotros caminamos con tranquilidad, lo hacemos con un tipo de paso. Cuando corremos, dejamos otro tipo de huella. Si el suelo está caliente, corremos de una determinada manera. Las variaciones en el comportamiento pueden registrarse según las marcas que quedan”.

Además, a través del estudio de las icnitas (huella o marca, en griego) es posible inferir ciertos parámetros del entorno que no se pueden determinar de otra manera. En efecto, las trazas fósiles pueden indicar si una superficie que era fondo marino quedó expuesta, si la oxigenación era alta o baja, si el oleaje era intenso, si había disponibilidad de alimento o éste escaseaba.

“Las icnitas dan cuenta de las condiciones del lugar en el momento en que se produjeron. Es como una fotografía de ese instante”, destaca Pazos. Muchas veces, una huella es el único rastro dejado por un organismo, pues sus restos fósiles no pudieron conservarse. Así, es posible encontrar pisadas de dinosaurios en lugares donde nunca se encontraron los huesos de estos animales, porque las condiciones para la preservación no eran las óptimas.

En el fondo del mar, con una ausencia casi total de oxígeno, puede suceder que se encuentre la huella de algún organismo que tenía la capacidad de vivir con muy bajos niveles de oxígeno. Es decir, que se tendrá una evidencia directa de vida en un lugar donde no se esperaría hallarla, y donde no se encuentren tampoco restos fósiles.

No siempre es posible asegurar que tal huella haya pertenecido a un organismo determinado. “Con las trazas de vertebrados es más fácil que con las de los invertebrados”, comenta Pazos. En el caso de invertebrados, distintos organismos pueden dejar la misma traza.

Como una foto

En una icnita muy bien preservada, pueden identificarse, por ejemplo, las antenas y los apéndices de un invertebrado y sus características. También, se puede inferir el tipo de desplazamiento del organismo, si fue continuo o a saltos. Esa información se combina con el estudio de las características de la roca, y se obtiene una “foto” de un ecosistema del pasado. “Si estudio sólo las rocas, me estoy perdiendo parte de la información. Si sólo miro la icnología sin analizar el contexto geológico donde se encontraron esas trazas, puedo cometer errores en la interpretación”, reflexiona Pazos.

La icnología comenzó su desarrollo siendo sólo una herramienta para los paleontólogos. Sin embargo, para Pazos, “en los últimos cincuenta años se ha avanzado lo suficiente como para decir que se ha constituido en una entidad propia, incluso se han desarrollado subdisciplinas, que estudian aspectos muy específicos”.

La conservación de una huella está determinada por diferentes factores. Por un lado, las características del sustrato, por ejemplo, la presencia de arcillas con determinada plasticidad. Otro factor que puede contribuir, según una hipótesis, es el desarrollo de una fina capa de microorganismos, que funcionaría como una lámina que calca las marcas “dibujadas” en la superficie. La posibilidad de preservación de una huella sobre una superficie aumenta si se forma sobre ella una carpeta o tapete microbiano (microbial mat).

No son lo mismo las trazas que se producen en ambientes donde hay mucho oleaje y mucha energía, que las que se generan en ambientes mareales donde hay mezcla de sedimentos, tapetes microbianos y material arcilloso. Se pueden encontrar huellas que se formaron entre una marea y otra, y así se obtiene una foto de lo que aconteció a lo largo de doce horas.

También en 3D

Hay trazas que se producen en una superficie plana, pero hay otras que se generan en las tres dimensiones. En el caso de los seres humanos, si una persona está caminando, y a la vez comiendo y charlando, lo único que va a quedar registrado en la superficie es la pisada. Pero “si se trata de un animal invertebrado que vive dentro del sustrato, que puede estar desplazándose, respirando por los sifones, defecando y comiendo, todo a lo largo del recorrido, las huellas de cada una de esas conductas pueden quedar registradas. Para ello hay que integrar la información como un rompecabezas, información que la roca no siempre entrega toda junta”, dice el investigador.

Los rastros de los invertebrados son menos espectaculares que una huella de dinosaurio, pero su hallazgo permitió conocer, por ejemplo, un grupo de bivalvos que no estaban representados en el registro paleontológico de la Cuenca Neuquina. “La traza tiene una determinada característica que indica que los sifones con los que respiraban estaban juntos, mientras que el resto de bivalvos que se han encontrado no tienen esa particularidad. A través de la traza se puede saber que estos bivalvos tan particulares existieron, teniendo en cuenta que no se han conservado sus restos fósiles”, dice Pazos.

La marca del diente

Si bien las improntas de las hojas de los árboles dejadas en la roca no se consideran como icnitas, porque por sí solas no dan cuenta de un comportamiento, si esa hoja tiene la marca de un herbívoro que intentó devorarla, estamos, sin duda, en presencia de una icnita. “Si las hojas tienen trazas de haber sido mordidas, por ejemplo, por hormigas o larvas, esas huellas dan información acerca de las condiciones de esa comunidad, porque no será posible hallar a esas hormigas o a esos parásitos”, explica.

Si se encuentra un hueso fósil, pero a su vez ese hueso tiene la marca de los colmillos de otro animal, se trata de una icnita. El hueso en sí no lo es, pero sí lo es la marca del colmillo, que indica que el animal fue presa de otro.

Asimismo, los coprolitos, que son el resultado de la mineralización de excrementos humanos o animales, constituyen un resto fósil, pero también indican un comportamiento, un proceso biológico. También la construcción de nidos constituye la huella de un comportamiento. Las aplicaciones de la icnología son múltiples. De hecho, también brinda información relevante en la exploración de petróleo, pues puede dar cuenta de las características de los sedimentos. “Cuando se extrae un testigo de perforación petrolera, uno necesita analizar la información icnológica”, describe Pazos.

En resumen, las huellas brindan información desde el punto de vista geológico, porque permiten reconstruir el entorno ambiental del momento en que se produjeron, y también llenan baches en el conocimiento desde el punto de vista paleontológico, porque hacen posible conocer qué organismos vivieron en un momento determinado, aunque sus restos fósiles nunca se hayan encontrado. El estudio de las icnitas abre un campo fascinante en el conocimiento del pasado lejano, y hace posible tener la película completa.

Caminata de dinosaurios por la orilla

Hace casi 130 millones de años, los dinosaurios podían pasearse por la costa de un mar poco profundo, en la provincia de Neuquén, en las cercanías de Chos Malal. ¿La prueba? Numerosas pisadas, de 25 a 30 centímetros de largo, que indican que se trataba de animales de mediano porte, de unos tres metros de altura. Las huellas son tridáctilas y denotan un andar bípedo; se trataba de animales que caminaban erguidos en dos patas. Además, las garras aguzadas señalan que eran dinosaurios carnívoros.

A partir de esas huellas, los investigadores pudieron reconstruir la geología de la zona, cambiando la perspectiva que se tenía previamente. Así lo explican en un reciente artículo publicado en la revista Gondwana Research, firmado por Pablo Pazos, junto con Darío Lazo, Beatriz Aguirre-Urreta y Claudia Marsicano.

Si bien se sabía que la zona estudiada (la cuenca del río Agrio, en el noroeste de la provincia de Neuquén) estaba bañada por las aguas ingresantes del paleopacífico, se creía que esa zona constituía un área marina profunda. Sin embargo, a partir de esas huellas, los investigadores pudieron determinar que el lugar era un mar poco profundo, con zonas que podían, de tanto en tanto, quedar al descubierto y desecarse.

Los fósiles típicos de un fondo marino son los moluscos, como los amonites o los bivalvos. Pero esa zona carecía de esos fósiles. En la búsqueda de una explicación, los investigadores encontraron las pisadas. “Estas huellas hablan de una zona costera, sometida a mareas y muy poco profunda, muy estresante para muchos organismos e inhabitable para otros”, indica Pazos, que estudia las rocas sedimentarias, para determinar el ambiente y sus cambios en el tiempo.

El estudio de las trazas y las rocas sedimentarias permitió determinar que los animales se desplazaban a lo largo de la orilla. “Las huellas encontradas modificaron totalmente el concepto que se tenía de esa área e invita a la confección de nuevos mapas, muy útiles en la industria petrolera”, destaca Pablo Pazos.

Huellas en la playa

Pisadas de dinosaurios terópodos en rocas carbonáticas de la Formación Agrio de la Cuenca Neuquina. El hallazgo de las huellas confirma que esa zona estuvo expuesta hace aproximadamente 130 millones de años y, además, indica que estos dinosaurios se desplazaban paralelamente a la línea de costa, teniendo en cuenta las microondulaciones que se observan en la superficie y que son producidas por el oleaje. La superficie muestra que hay huellas anteriores y posteriores al oleaje costero. Sin embargo estudios microscópicos de la roca no dejan dudas de que se trataba de sedimentos marinos que fueron expuestos y que permitieron las caminatas de los dinosaurios.

FUENTE

Gallardo Susana (18-marzo-2013): Pisadas que hablan, Disponible en http://nexciencia.exactas.uba.ar/icnologia-pazos-fosiles

La paleontología y los fósiles

1-¿Qué es la paleontología?

La Paleontología (del griego “palaios” =antiguo; “onto” = ser; “logía” = estudio, ciencia) es una disciplina dentro de las Ciencias Naturales que se ocupa de estudiar la vida en épocas pasadas. Los paleontólogos son quienes investigan e interpretan los rastros que han dejado los seres vivos, a través de los fósiles (del latín “fossilis” = extraídos de la tierra).

Los paleontólogos estudian las piezas fosilizadas –muchas veces fragmentarias – que pertenecen a organismos que vivieron hace miles o millones de años atrás. Como veremos más adelante, no todos los organismos se han fosilizado, sino una mínima cantidad de ellos y es por eso que constituyen piezas únicas.

Por siglos, los fósiles han generado la curiosidad de naturalistas y filósofos. Algunos creían que eran “caprichos de la naturaleza”, que aparecían de manera espontánea, y por casualidad tenían forma de organismos. Otros, sostenían que las plantas y animales podían convertirse en piedra por una “energía mineral petrificante”.

El término fósil ya era empleado en el siglo I, por el naturalista romano Gayo Plinio (23-79), y luego, retomado por Georgius Agricola (1494-1555), para designar a todos aquellos organismos que eran extraídos de la tierra, incluyendo minerales, organismos petrificados y piezas arqueológicas. Posteriormente, Carlos Linneo (1707-1778) restringe la definición a los restos de organismos que vivieron en el pasado. Pero no fue hasta finales del siglo XVIII, a partir del desarrollo de los trabajos de Georges Cuvier (1769-1832), cuando se establece la paleontología como ciencia independiente que estudia los fósiles, definiéndose como “todo resto de un organismo que hubiera sido reemplazado por un mineral”.

Sin embargo, ciertos hallazgos hicieron que los paleontólogos tuvieran que redefinir este concepto. Por ejemplo, en Siberia fueron hallados mamut lanudos momificados (llamados así por la gran cobertura de pelos de su cuerpo) de más de 10.000 años de antigüedad, en perfecto estado de conservación. Es así que los especialistas en el tema acordaron que un fósil es “todo resto o evidencia de la existencia de un organismo que vivió en épocas geológicas pasadas, que da una idea de la naturaleza de alguna de sus partes o su totalidad, y con una antigüedad mayor a 5000 años”.

A su vez, el estudio de los fósiles ha variado a lo largo del tiempo, desde estudios de tipo descriptivo a otros en los que se analizan, por ejemplo, las interacciones entre los distintos organismos, la evolución de los distintos grupos, las relaciones entre los organismos y el medio en el que vivían.

2-El proceso de fosilización

El conjunto de fenómenos por los cuales un organismo pasa al estado fósil (el proceso de transformación de la materia viva en un resto mineralizado), es denominado fosilización. Como mencionamos anteriormente, no todos los seres vivos se han transformado en fósiles, sino una mínima cantidad de ellos. Posiblemente hayan existido muchos organismos que no dejaron representación como fósiles. Es por esto que resulta tan importante su conservación y preservación. Debido a que los organismos, luego de morir, están sometidos a procesos de descomposición y disgregación, para que se produzca la fosilización es necesario que sean aislados del medio que los rodea, por ejemplo, al ser cubiertos por sedimentos. Cuanto más rápido sea el sepultamiento y, siempre y cuando las condiciones físicas y químicas sean adecuadas, mayor será la probabilidad de fosilización, ya que una rápida cobertura impide la destrucción mecánica a la vez que dificulta la proliferación de organismos descomponedores. La disciplina que estudia los procesos que atraviesa un organismo desde que muere hasta que es hallado por los paleontólogos se denomina tafonomía.

Dibujos: M. M. Cenizo.

1- Un gliptodonte se alimenta a orillas de un arroyo

2- Al morir, sus partes blandas se desintegran, pero sus huesos se conservan

3- El esqueleto es cubierto por sedimentos y lentamente se mineraliza, transformándose en un fósil. Obsérvese dos restos fósiles que se encuentran en los niveles inferior (mandíbula) y superior (huesos de las patas de un guanaco) al que se encuentra el gliptodonte. Por lo tanto, serían más antiguos (en el primer caso) y más recientes (en el segundo) a la muerte del gliptodonte.

3-Diferentes procesos de fosilización

Por lo general, cuando un organismo muere, sus partes blandas se descomponen rápidamente (por desintegración de los tejidos y por ser la primera parte de la cual se alimentan los animales carroñeros), mientras que las partes duras (huesos, valvas o conchas) pueden desintegrarse al cabo de un tiempo más prolongado. Sin embargo, bajo ciertas condiciones favorables, éstas pueden mineralizarse y conservarse como fósiles.

En casos excepcionales, un organismo queda exento de la acción de los agentes físicos (ej., agua, acción del viento y olas), químicos (ej., en un medio ácido los restos calcáreos –valvas o conchas– se disuelven

casi en su totalidad) y biológicos (ej. bacterias, animales carroñeros), evitando así su descomposición natural y, al no sufrir modificaciones, da lugar a verdaderos ejemplos de momificación. Estas situaciones se dan bajo condiciones ambientales particulares, ya sea frío extremo, acidez del medio, salinidad o sequedad extrema. Un caso conocido es el de los mamuts lanudos conservados en los suelos congelados de Siberia, en los cuales ha sido posible estudiar hasta sus contenidos estomacales.

Igualmente, un ejemplo notable de este proceso, es el de los insectos atrapados en la resina de ciertos pinos que poblaron la región báltica entre 40 y 23 millones de años antes del presente (AP). Estos insectos quedaron retenidos en las secreciones resinosas de árboles, especialmente coníferas, que luego fueron aisladas del medio y se fosilizaron, transformándose en ámbar.

Las cuevas o cavernas favorecen la conservación de esqueletos completos y articulados, ya que en algunos casos son rellenadas rápidamente por sedimentos. Bajo otras condiciones, permiten la preservación de tejidos, excrementos y otras partes blandas. Un ejemplo famoso es el de la Caverna de Última Esperanza o “Cueva del Milodón”, descubierta a fines del siglo XIX en Puerto Natales (Chile). En el fondo de esta caverna, a más de un metro de profundidad, se hallaron restos de diversos animales extinguidos. Pero el caso más llamativo fue el hallazgo de huesos de un gigantesco xenartro (comúnmente llamado “perezoso gigante”), además de trozos de su piel (un fragmento de ésta se encuentra exhibida en el Museo de La Plata) y gran cantidad de estiércol, con una antigüedad de más de 10.000 años. En la mayoría de los casos, el fósil resultante conserva su forma externa, pero la estructura interna puede ser afectada hasta su total desaparición. Este proceso de fosilización se denomina petrificación.

La petrificación se produce en valvas, huesos y restos vegetales y puede efectuarse a través de dos maneras. Una es la impregnación, que se produce cuando los poros y espacios existentes entre las células son rellenados por algún mineral, entre ellos los más comunes son el sílice y la pirita. Según el mineral reemplazante, será el nombre que se le da al proceso (ej. silificación, piritización). La otra, es el reemplazo de ciertos componentes originales por otras sustancias; por ejemplo, en las conchas de mar, el mineral aragonito de las valvas es sustituido por la calcita.

Por otro lado, cualquier estructura puede dejar una impresión si es presionada sobre un material blando, capaz de recibirla y retenerla. Es común el hallazgo de pisadas de animales y, a su vez, es el método de fosilización más común de vegetales, peces e invertebrados.

4- Tipos de Fósiles

Huesos, dientes y valvas: son muy comunes en el registro fósil ya que constituyen las partes más duras

del organismo y las que más fácilmente perduran en el tiempo.

Coprolitos: son los excrementos fosilizados y proporcionan información muy valiosa sobre el tipo de alimentación que poseía el animal que los produjo.

Huevos y nidos: son muy raros; por lo general pueden encontrarse sólo restos de cáscaras, aunque en ciertos casos se han hallado nidadas de dinosaurios con huevos. En Argentina existen numerosos yacimientos con huevos atribuidos a dinosaurios, especialmente en la región patagónica. Sin embargo, uno de los yacimientos más importantes del mundo es “Aucamahuevo” en la provincia de Neuquén.

Nidada con huevos de dinosaurio en Río Negro. (Foto: M. Fernández).

Rastros y huellas: son los restos fosilizados de la actividad de un organismo. Entre estas actividades se conocen galerías de algunos gusanos, termiteros, pisadas e improntas de hojas. En Argentina existe el yacimiento “Reserva Geológica, Paleontológica y Arqueológica Pehuén con” ubicado en la localidad homónima, donde se preservaron pisadas de perezosos, macrauquenias, mastodontes y numerosas aves.

Yacimiento con pisadas del perezoso gigante “Megaterio” en Pehuén co (Foto: T. Manera).

Moldes: son la reproducción exacta de la forma externa o interna de alguna parte del cuerpo de un

organismo.

5- Representación de una escala de tiempo geológico

indicando las divisiones del tiempo en la historia de la Tierra.

Representación de una escala de tiempo geológico indicando las divisiones del tiempo en la historia de la Tierra. Nótese en esta imagen que se cumple con el principio de superposición estratigráfica, donde las capas inferiores son más antiguas que las superiores. Ma AP: millones de años antes del presente. Realizado por E. Soibelzon. Obtenido en Ciancio et al (2015), p59

Actividades A

A- Leer todo el texto de esta publicación de los puntos 1 a 5

B- ¿Qué es la paleontología?

C- ¿Cómo se explicó a los fósiles en el transcurso de la historia hasta hoy?

D- ¿Cuáles son las distintas formas de fosilización?

E- Completar el siguiente cuadro (Coloca todas las filas que consideres necesarias)

Tipo de fósil	Característica	Ejemplo

6- Un fósil argentino

Hallazgo paleontológico en el partido de marcos paz

Pampagyps imperator
Ilustración de Gabriel Lio

Superaba los 2,50 metros con sus alas abiertas y tenía garras más fuertes que el cóndor actual, por lo que los paleontólogos estiman que podría cazar a sus presas. Sus restos fósiles fueron hallados en el partido de Marcos paz, a solo 34 kilómetros de la Capital Federal.

El investigador del Museo Argentino de Ciencias Naturales (MACN) y del CONICET Federico Agnolin comentó a la Agencia CTyS-UNLaM que “este hallazgo es único no solo para la provincia de Buenos Aires sino para toda la Argentina, porque es la primera vez que se encuentra un ejemplar tan bien preservado de un cóndor extinto y del que, hasta ahora, se desconocía su existencia”.

Ilustración del Pampagyps imperator junto
al doctor Federico Agnolin en el sitio del hallazgo.
Montaje realizado por Emanuel Pujol
con la ilustración de Gabriel Lio

Este nuevo linaje de cóndores fue bautizado como Pampagyps imperator. “Su nombre significa algo así como buitre emperador de las Pampas”, indicó Agnolin, autor principal del estudio que se publicará en la Revista del Museo Argentino de Ciencias Naturales. Y agregó: “Era un cóndor de gran tamaño, que pudo haber alcanzado hasta los tres metros de envergadura con las alas abiertas”.

Si uno viajara 30 mil años antes del presente, al momento en que esta ave imperaba en los cielos de la región pampeana y aún no había llegado el hombre hasta estas latitudes, se encontraría con una megafauna terrestre completamente distinta a la actual. “Había mastodontes, que eran muy parecidos a los elefantes actuales; perezosos gigantes que superaban la tonelada de peso; gliptodontes, casi del tamaño de un Fiat 600; y entre los carnívoros estaba el conocidísimo tigre dientes de sable”, enumeró el especialista Agnolin.

Federico Brissón Egli y
Federico Agnolin.
Foto de Emanuel Pujol

El paleontólogo Federico Brissón Egli, coautor de este estudio y también investigador del MACN y del CONICET, subrayó que “lo más importante de este yacimiento de Marcos Paz es que, además de encontrar fósiles de animales de gran tamaño, también se encuentran restos de animales pequeños, de microvertebrados, de aves, de lagartos, de peces, que es mucho más difícil que se preserven a través del tiempo, y eso es lo que hace a esta cantera diferente, al mostrar una ventana de estas especies que son muy importantes para el ecosistema”.

Parte de la cantera fue declarada como reserva paleontológica, solamente utilizable con fines científicos. En las más de seis hectáreas que tiene el sitio explorado en su totalidad, los investigadores realizan un hallazgo nuevo a cada paso (ver video). Pero, sin dudas, el descubrimiento más importante que ha dado este lugar desde que comenzó a ser estudiado en 2010 es, justamente, el Pampagyps imperator, por tratarse de una especie desconocida hasta hoy.

Reserva Paleontológica de Marcos Paz.
Foto de Alicia Andechaga, julio de 2015

Las garras del cóndor emperador

Los investigadores determinaron que esta ave tenía una gran capacidad para abrir y cerrar sus garras. “Un hueso del miembro posterior nos muestra que las inserciones de los músculos eran mucho mayores a la de los cóndores actuales, por lo que posiblemente podría cazar presas”, explicó el doctor Federico Agnolin a la Agencia CTyS-UNLaM.

En la actualidad, los cóndores son animales que se alimentan solamente de carroña. Por su parte, el cóndor emperador de las Pampas, con sus hasta 3 metros de envergadura, debió de ser temible para sus presas, entre las cuales podía haber pequeños vertebrados como roedores, reptiles y patos.

No obstante, el Pampagyps imperator también debía alimentarse de los cadáveres de los grandes mamíferos que habitaban la región. “Piensen que, en aquella épocas, vivían especies enormes que cuando morían dejaban sus carcasas en descomposición; por ello, también había una gran diversidad de animales carroñeros, como lobos, otros mamíferos y otras aves, como los caranchos, con los que debía competir el Pampagyps”, analizó el doctor Agnolin.

La caída del cóndor y la megafauna

Ubicación de la Reserva Paleontológica de Marcos Paz.
Imagen obtenida en la web

Reserva Paleontológica de Marcos Paz.
Foto de Alicia Andechaga,
julio de 2015

En aquel entonces, las aves carroñeras eran mucho más abundantes que en la actualidad. También, había mamíferos de tamaños gigantes. Pero a todas estas especies les llegó su ocaso hace unos 10 mil años, tiempo que también quedó registrado en los sedimentos de la cantera de Marcos Paz, ubicada casi en el límite fronterizo con el partido de La Matanza y a unos 150 metros de la Ruta 3.

Aparentemente, la llegada del hombre tuvo un papel decisivo en la extinción de toda esta fauna prehistórica, pero no fue el único factor. “Hace 10 mil años, se produjeron grandes cambios climáticos que provocaron que la fauna estuviera en retracción, con pocas especies”, contó Agnolin. Y añadió: “Cuando llegó el hombre, comenzó a cazar esas enormes bestias, y ese fue el puntapié final para hacerlas desaparecer”.

Y fue igual la suerte que corrió el Pampagyps imperator. “Al desaparecer estos enormes animales que el hombre cazaba, también se extinguieron los animales carnívoros que se alimentaban de los cadáveres de esas bestias, entre los cuales se encontraban las aves carroñeras”, relató el investigador del MACN y del CONICET.

David Piazza en la
Reserva Paleontológica de Marcos Paz

El estudio que se realiza en la cantera Vignogna de Marcos Paz está dirigido por el paleontólogo del Museo de La Plata y del CONICET Leopoldo Soibelzon. De este equipo de investigación también participan Esteban Soibelzon, Sergio Rodríguez, Facundo Iacona y la geóloga Elisa Beilinson, todos ellos también del Museo de La Plata. Asimismo, el estudiante de paleontología David Piazza ha participado desde las primeras exploraciones a este yacimiento.

Cuando vivían aquellas especies, la zona era muy distinta. “Hoy, tenemos pastizales, lagunas, tenemos bosques, pero, hace 30 mil años, el ambiente era prácticamente como el de la Patagonia, un semidesierto, con arbustos, muchos estepas, mucha aridez, el clima era mucho más frío que ahora, y en algunos períodos hubo ingresiones marinas hasta este sitio, por lo que también se encuentran peces de agua salada en uno de los niveles de la cantera”, detalló Agnolin.

Fuente consultada:

Ciancio, Soibelzon & Francia (2015): Caminando sobre gliptodontes y tigres dientes de sable. Una guía didáctica para comprender la evolución de la vida en la Tierra, Edulp, La Plata, pp 26-32

Pujol, E. (2017-10-17), Descubren nueva especie de cóndor de 30 mil años de antigüedad en Buenos Aires, Agencia CTyS-UNLaM, disponible en http://www.ctys.com.ar/index.php?idPage=20&idArticulo=3470

Actividades B

F- Leer el texto Un fósil argentino. Hallazgo paleontológico en el partido de marcos paz

G- ¿En dónde se encontró el fósil?

H- ¿Ese fósil a qué tipo de organismo pertenece? ¿Cuál es el nombre? ¿qué tipo de fósil se encontró?

I- ¿Cuál es la importancia de ese hallazgo?

J- ¿Cuál es la antigüedad del fósil? ¿Cuáles son los organismos que convivieron con él?

K- ¿Cuál es la hipótesis de su extinción?

L- ¿Quiénes son los científicos a cargo de esta investigación?

M- ¿Qué dato te llamó la atención?

N- ¿Qué aprendiste hoy?

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