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Un fósil (del latín clásico : fossilis , literalmente 'obtenido por excavación') [1] es cualquier resto, impresión o rastro conservado de cualquier ser viviente de una época geológica pasada . Los ejemplos incluyen huesos , conchas , exoesqueletos , huellas de animales o microbios en piedra , objetos conservados en ámbar , pelo , madera petrificada , aceite , carbón y restos de ADN . La totalidad de los fósiles se conoce como registro fósil .
La paleontología es el estudio de los fósiles: su edad, método de formación y significado evolutivo . Los especímenes generalmente se consideran fósiles si tienen más de 10,000 años. [2] Los fósiles más antiguos tienen entre 3,48 mil millones de años [3] [4] [5] y 4,1 mil millones de años. [6] [7] La observación en el siglo XIX de que ciertos fósiles estaban asociados con ciertos estratos rocosos llevó al reconocimiento de una escala de tiempo geológica y las edades relativas de diferentes fósiles. El desarrollo de la datación radiométricaLas técnicas de principios del siglo XX permitieron a los científicos medir cuantitativamente las edades absolutas de las rocas y los fósiles que albergan.
Hay muchos procesos que conducen a la fosilización, incluida la permineralización , moldes y moldes, mineralización autigénica , reemplazo y recristalización, adpresión, carbonización y bioinmuración.
Los fósiles varían en tamaño, desde bacterias de un micrómetro (1 µm) [8] hasta dinosaurios y árboles, de muchos metros de largo y con un peso de muchas toneladas. Un fósil normalmente conserva solo una parte del organismo fallecido, generalmente la parte que se mineralizó parcialmente durante la vida, como los huesos y dientes de los vertebrados , o los exoesqueletos quitinosos o calcáreos de los invertebrados . Los fósiles también pueden consistir en las marcas dejadas por el organismo mientras estaba vivo, como huellas de animales o heces ( coprolitos ). Estos tipos de fósiles se denominan rastros de fósiles.o icnofósiles , a diferencia de los fósiles corporales . Algunos fósiles son bioquímica y se llaman chemofossils o firmas biológicas .
Procesos de fosilización
El proceso de fosilización varía según el tipo de tejido y las condiciones externas.
Permineralización
La permineralización es un proceso de fosilización que ocurre cuando un organismo está enterrado. Los espacios vacíos dentro de un organismo (espacios llenos de líquido o gas durante la vida) se llenan de agua subterránea rica en minerales . Los minerales se precipitan del agua subterránea, ocupando los espacios vacíos. Este proceso puede ocurrir en espacios muy pequeños, como dentro de la pared celular de una célula vegetal . La permineralización a pequeña escala puede producir fósiles muy detallados. [9] Para que ocurra la permineralización, el organismo debe quedar cubierto por sedimentos poco después de la muerte, de lo contrario los restos son destruidos por carroñeros o descomposición. [10]El grado en que los restos se pudren cuando se cubren determina los detalles posteriores del fósil. Algunos fósiles consisten únicamente en restos óseos o dientes; otros fósiles contienen rastros de piel , plumas o incluso tejidos blandos. [11] Esta es una forma de diagénesis .
Fundiciones y moldes
En algunos casos, los restos originales del organismo se disuelven por completo o se destruyen de otro modo. El agujero restante en forma de organismo en la roca se llama molde externo . Si este vacío se llena más tarde con sedimento, el molde resultante se asemeja al aspecto del organismo. Un endocast , o molde interno , es el resultado de sedimentos que llenan el interior de un organismo, como el interior de un bivalvo o caracol o el hueco de un cráneo . [12] Endocasts a veces se denominan Steinkerns , especialmente cuando los bivalvos se conservan de esta manera. [13]
Mineralización autigénica
Ésta es una forma especial de formación de moldes y vaciados. Si la química es correcta, el organismo (o fragmento de organismo) puede actuar como un núcleo para la precipitación de minerales como la siderita , dando como resultado la formación de un nódulo a su alrededor. Si esto ocurre rápidamente antes de una descomposición significativa del tejido orgánico, se pueden conservar detalles morfológicos tridimensionales muy finos. Los nódulos de los lechos fósiles del Carbonífero Mazon Creek de Illinois, EE. UU., Se encuentran entre los ejemplos mejor documentados de tal mineralización. [14]
Reemplazo y recristalización
El reemplazo ocurre cuando la cáscara, el hueso u otro tejido se reemplaza con otro mineral. En algunos casos, el reemplazo mineral de la cáscara original ocurre de manera tan gradual y a escalas tan finas que las características microestructurales se conservan a pesar de la pérdida total del material original. Se dice que una cáscara se recristaliza cuando los compuestos esqueléticos originales todavía están presentes pero en una forma cristalina diferente, como de aragonito a calcita . [15]
Adpresión (compresión-impresión)
Los fósiles de compresión , como los de los helechos fósiles, son el resultado de la reducción química de las complejas moléculas orgánicas que componen los tejidos del organismo. En este caso, el fósil consiste en material original, aunque en un estado alterado geoquímicamente. Este cambio químico es una expresión de diagénesis . A menudo, lo que queda es una película carbonosa.conocido como phytoleim, en cuyo caso el fósil se conoce como compresión. A menudo, sin embargo, el fitoleim se pierde y todo lo que queda es una impresión del organismo en la roca, una impresión fósil. En muchos casos, sin embargo, las compresiones y las impresiones ocurren juntas. Por ejemplo, cuando la roca se abre, el fitoleim a menudo se adherirá a una parte (compresión), mientras que la contraparte será solo una impresión. Por esta razón, un término cubre los dos modos de conservación: adpresión . [dieciséis]
Preservación de tejidos blandos, células y moléculas
Debido a su antigüedad, una excepción inesperada a la alteración de los tejidos de un organismo por reducción química de las moléculas orgánicas complejas durante la fosilización ha sido el descubrimiento de tejidos blandos en fósiles de dinosaurios, incluidos los vasos sanguíneos, y el aislamiento de proteínas y evidencia de fragmentos de ADN. . [17] [18] [19] [20] En 2014, Mary Schweitzer y sus colegas informaron la presencia de partículas de hierro ( goethita -aFeO (OH)) asociadas con tejidos blandos recuperados de fósiles de dinosaurios. Con base en varios experimentos que estudiaron la interacción del hierro en la hemoglobina con el tejido de los vasos sanguíneos, propusieron que la hipoxia en solución junto con la quelación del hierromejora la estabilidad y preservación de los tejidos blandos y proporciona la base para una explicación de la preservación imprevista de los tejidos blandos fósiles. [21] Sin embargo, un estudio un poco más antiguo basado en ocho taxones que van desde el Devónico al Jurásico encontró que fibrillas razonablemente bien conservadas que probablemente representan colágeno se conservaron en todos estos fósiles y que la calidad de la conservación dependía principalmente de la disposición. de las fibras de colágeno, con empaquetamiento apretado que favorece una buena conservación. [22] No parecía haber correlación entre la edad geológica y la calidad de la preservación, dentro de ese período de tiempo.
Carbonización y coalificación
Los fósiles carbonizados o carbonizados consisten en los restos orgánicos que se han reducido principalmente al elemento químico carbono. Los fósiles carbonizados consisten en una película delgada que forma una silueta del organismo original, y los restos orgánicos originales eran típicamente tejidos blandos. Los fósiles carbonizados consisten principalmente en carbón, y los restos orgánicos originales eran típicamente de composición leñosa.
Fósil carbonizado de una posible sanguijuela del Silurian Waukesha Biota de Wisconsin.
Eje (rama) parcialmente coalificado de un licópodo del Devónico de Wisconsin .
Bioimuración
La bioimuración ocurre cuando un organismo esquelético crece en exceso o subsume a otro organismo, conservando este último, o una impresión de él, dentro del esqueleto. [24] Por lo general, es un organismo esquelético sésil , como un briozoo o una ostra , que crece a lo largo de un sustrato , cubriendo otros esclerobiontes sésiles . A veces, el organismo bioimmured tiene un cuerpo blando y luego se conserva en relieve negativo como una especie de molde externo. También hay casos en los que un organismo se asienta sobre un organismo esquelético vivo que crece hacia arriba, conservando al colono en su esqueleto. La bioimuración se conoce en el registro fósil del Ordovícico [25]a lo reciente. [24]
Tipos
Índice
Los fósiles índice (también conocidos como fósiles guía, fósiles indicadores o fósiles de zona) son fósiles que se utilizan para definir e identificar períodos geológicos (o etapas de la fauna). Trabajan bajo la premisa de que, aunque diferentes sedimentos pueden verse diferentes dependiendo de las condiciones en las que fueron depositados, pueden incluir restos de la misma especie de fósil. Cuanto más corto sea el intervalo de tiempo de la especie, más precisamente se pueden correlacionar los diferentes sedimentos, por lo que los fósiles de especies que evolucionan rápidamente son particularmente valiosos. Los fósiles de mejor índice son comunes, fáciles de identificar a nivel de especie y tienen una amplia distribución; de lo contrario, la probabilidad de encontrar y reconocer uno en los dos sedimentos es baja.
Rastro
Los rastros fósiles consisten principalmente en huellas y madrigueras, pero también incluyen coprolitos ( heces fósiles ) y marcas dejadas por la alimentación. [26] [27] Los rastros de fósiles son particularmente importantes porque representan una fuente de datos que no se limita a animales con partes duras fácilmente fosilizadas, y reflejan el comportamiento de los animales. Muchos rastros datan de mucho antes que los fósiles corporales de animales que se cree que fueron capaces de producirlos. [28] Si bien la asignación exacta de trazas de fósiles a sus creadores es generalmente imposible, las trazas pueden, por ejemplo, proporcionar la evidencia física más temprana de la aparición de animales moderadamente complejos (comparables a las lombrices de tierra ). [27]
Los coprolitos se clasifican como rastros de fósiles en oposición a los fósiles del cuerpo, ya que dan evidencia del comportamiento del animal (en este caso, la dieta) en lugar de la morfología. Fueron descritos por primera vez por William Buckland en 1829. Antes de esto, se les conocía como " conos de abeto fósil " y " piedras bezoar ". Sirven un propósito valioso en paleontología porque proporcionan evidencia directa de la depredación y la dieta de organismos extintos. [29] Los coprolitos pueden variar en tamaño desde unos pocos milímetros hasta más de 60 centímetros.
Rastros de fósiles del Cámbrico que incluyen Rusophycus , hechos por un trilobite
Un coprolito de un dinosaurio carnívoro encontrado en el suroeste de Saskatchewan
Huellas densamente empaquetadas, subaéreas o cercanas a la costa ( Climactichnites wilsoni ) hechas por un molusco putativo parecido a una babosa en una llanura de marea del Cámbrico
Transicional
Un fósil de transición es cualquier resto fosilizado de una forma de vida que exhibe rasgos comunes tanto a un grupo ancestral como a su grupo descendiente derivado. [30] Esto es especialmente importante cuando el grupo descendiente está marcadamente diferenciado por la anatomía general y el modo de vida del grupo ancestral. Debido a lo incompleto del registro fósil, generalmente no hay forma de saber exactamente qué tan cerca está un fósil de transición del punto de divergencia. Estos fósiles sirven como recordatorio de que las divisiones taxonómicas son construcciones humanas que se han impuesto en retrospectiva a un continuo de variación.
Microfósiles
Microfósil es un término descriptivo que se aplica a plantas y animales fosilizados cuyo tamaño es justo o inferior al nivel en el que el fósil puede analizarse a simple vista. Un punto de corte comúnmente aplicado entre fósiles "micro" y "macro" es 1 mm. Los microfósiles pueden ser organismos completos (o casi completos) en sí mismos (como los foraminíferos y cocolitóforos de los tablones marinos ) o partes componentes (como dientes pequeños o esporas ) de animales o plantas más grandes. Los microfósiles son de importancia crítica como reservorio de información paleoclimática , y los bioestratígrafos también los usan comúnmente para ayudar en la correlación de unidades de rocas.
Resina
La resina fósil (coloquialmente llamada ámbar ) es un polímero natural que se encuentra en muchos tipos de estratos en todo el mundo, incluso en el Ártico . La resina fósil más antigua data del Triásico , aunque la mayoría data del Cenozoico . Se cree que la excreción de la resina por parte de ciertas plantas es una adaptación evolutiva para protegerse de los insectos y sellar heridas. La resina fósil a menudo contiene otros fósiles llamados inclusiones que fueron capturados por la resina pegajosa. Estos incluyen bacterias, hongos, otras plantas y animales. Las inclusiones de animales suelen ser pequeños invertebrados , predominantemente artrópodos.como insectos y arañas, y muy raramente un vertebrado como un pequeño lagarto. La conservación de inclusiones puede ser exquisita, incluidos pequeños fragmentos de ADN .
Derivado o reelaborado
Un fósil derivado , reelaborado o remanié es un fósil encontrado en la roca que se acumuló significativamente más tarde que cuando murió el animal o la planta fosilizados. [31] Los fósiles reelaborados son creados por erosión que exhuman (liberan) fósiles de la formación rocosa en la que fueron depositados originalmente y su redeposición en un depósito sedimentario más joven.
Madera
La madera fósil es la madera que se conserva en el registro fósil. La madera suele ser la parte de una planta que se conserva mejor (y se encuentra con mayor facilidad). La madera fósil puede estar petrificada o no . La madera fósil puede ser la única parte de la planta que se ha conservado: [32] por lo tanto, tal madera puede recibir un tipo especial de nombre botánico . Esto generalmente incluirá "xylon" y un término que indique su presunta afinidad, como Araucarioxylon (madera de Araucaria o algún género relacionado), Palmoxylon (madera de una palmera indeterminada ) o Castanoxylon (madera de un chinkapin indeterminado ). [33]
Subfósil
El término subfósil se puede utilizar para referirse a restos, como huesos, nidos o defecaciones, cuyo proceso de fosilización no está completo, ya sea porque el tiempo transcurrido desde que vivió el animal involucrado es demasiado corto (menos de 10,000 años) o porque las condiciones en las que se enterraron los restos no eran óptimas para la fosilización. Los subfósiles se encuentran a menudo en cuevas u otros refugios donde se pueden conservar durante miles de años. [34] La principal importancia de los restos fósiles frente a los subfósiles es que los primeros contienen material orgánico, que puede utilizarse para la datación por radiocarbono o la extracción y secuenciación de ADN , proteínas u otras biomoléculas. Además, el isótopolas proporciones pueden proporcionar mucha información sobre las condiciones ecológicas en las que vivían los animales extintos. Los subfósiles son útiles para estudiar la historia evolutiva de un medio ambiente y pueden ser importantes para los estudios de paleoclimatología .
Los subfósiles se encuentran a menudo en ambientes de depósito, como sedimentos de lagos, sedimentos oceánicos y suelos. Una vez depositados, la meteorización física y química puede alterar el estado de conservación.
Fósiles químicos
Los fósiles químicos, o quimofósiles, son sustancias químicas que se encuentran en las rocas y los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural) que proporcionan una firma orgánica para la vida antigua. Los fósiles moleculares y las proporciones de isótopos representan dos tipos de fósiles químicos. [35] Los rastros más antiguos de vida en la Tierra son fósiles de este tipo, incluidas las anomalías de isótopos de carbono que se encuentran en los circones que implican la existencia de vida desde hace 4.100 millones de años. [6] [7]
Tener una cita
Estimación de fechas
La paleontología busca trazar cómo evolucionó la vida a lo largo del tiempo geológico. Un obstáculo importante es la dificultad de calcular las edades de los fósiles. Los lechos que conservan fósiles generalmente carecen de los elementos radiactivos necesarios para la datación radiométrica . Esta técnica es nuestro único medio de dar a las rocas de más de 50 millones de años una edad absoluta, y puede tener una precisión de 0,5% o mejor. [36] Aunque la datación radiométrica requiere un cuidadoso trabajo de laboratorio, su principio básico es simple: las tasas a las que varios elementos radiactivos se desintegranson conocidos, por lo que la relación entre el elemento radiactivo y sus productos de desintegración muestra cuánto tiempo hace que el elemento radiactivo se incorporó a la roca. Los elementos radiactivos son comunes solo en rocas de origen volcánico, por lo que las únicas rocas que contienen fósiles que se pueden fechar radiométricamente son las capas de ceniza volcánica, que pueden proporcionar términos para los sedimentos intermedios. [36]
Estratigrafía
En consecuencia, los paleontólogos se basan en la estratigrafía para fechar fósiles. La estratigrafía es la ciencia de descifrar la "torta de capas" que es el registro sedimentario . [37] Las rocas normalmente forman capas relativamente horizontales, y cada capa es más joven que la que está debajo. Si se encuentra un fósil entre dos capas cuyas edades se conocen, se afirma que la edad del fósil se encuentra entre las dos edades conocidas. [38] Porque las secuencias de rocas no son continuas, pero pueden romperse por fallas o períodos de erosión, es muy difícil hacer coincidir los lechos de rocas que no están directamente adyacentes. Sin embargo, los fósiles de especies que sobrevivieron durante un tiempo relativamente corto pueden usarse para emparejar rocas aisladas: esta técnica se llama bioestratigrafía . Por ejemplo, el conodonte Eoplacognathus pseudoplanus tiene un rango corto en el período Ordovícico Medio. [39] Si las rocas de edad desconocida tienen rastros de E. pseudoplanus , tienen una edad media del Ordovícico. Dichos fósiles índice deben ser distintivos, estar distribuidos globalmente y ocupar un corto período de tiempo para ser útiles. Se producen resultados engañosos si los fósiles índice están fechados incorrectamente. [40] La estratigrafía y la bioestratigrafía, en general, solo pueden proporcionar datación relativa (A era anterior a B ), lo que a menudo es suficiente para estudiar la evolución. Sin embargo, esto es difícil durante algunos períodos de tiempo, debido a los problemas involucrados en hacer coincidir rocas de la misma edad en todos los continentes . [40] Las relaciones del árbol genealógico también ayudan a reducir la fecha de aparición de los linajes. Por ejemplo, si los fósiles de B o C datan de hace X millones de años y el "árbol genealógico" calculado dice que A era un antepasado de B y C, entonces A debe haber evolucionado antes.
También es posible estimar cuánto tiempo hace que dos clados vivientes divergieron, en otras palabras, aproximadamente cuánto tiempo debe haber vivido su último ancestro común, asumiendo que las mutaciones del ADN se acumulan a un ritmo constante. Sin embargo, estos " relojes moleculares " son falibles y solo proporcionan una sincronización aproximada: por ejemplo, no son lo suficientemente precisos y confiables para estimar cuándo evolucionaron por primera vez los grupos que aparecen en la explosión del Cámbrico , [41] y las estimaciones se producen mediante diferentes técnicas puede variar en un factor de dos. [42]
Limitaciones
Los organismos rara vez se conservan como fósiles en las mejores circunstancias, y solo se ha descubierto una fracción de esos fósiles. Esto se ilustra por el hecho de que el número de especies conocidas a través del registro fósil es menos del 5% del número de especies vivas conocidas, lo que sugiere que el número de especies conocidas a través de fósiles debe ser mucho menos del 1% de todas las especies que se conocen. alguna vez he vivido. [43] Debido a las circunstancias especializadas y raras requeridas para que una estructura biológica se fosilice, solo se puede esperar que un pequeño porcentaje de formas de vida estén representadas en los descubrimientos, y cada descubrimiento representa solo una instantánea del proceso de evolución. La transición en sí solo puede ser ilustrada y corroborada por fósiles de transición, que nunca demostrarán un punto intermedio exacto.[44]
El registro fósil está fuertemente sesgado hacia organismos con partes duras, dejando a la mayoría de los grupos de organismos de cuerpo blando con poca o ninguna función. [43] Está repleto de moluscos , vertebrados , equinodermos , braquiópodos y algunos grupos de artrópodos . [45]
Sitios
Lagerstätten
Los sitios de fósiles con una conservación excepcional, que a veces incluyen tejidos blandos conservados, se conocen como Lagerstätten, en alemán, "lugares de almacenamiento". Estas formaciones pueden haber resultado del entierro de cadáveres en un ambiente anóxico con bacterias mínimas, lo que ralentiza la descomposición. Lagerstätten abarca el tiempo geológico desde el período Cámbrico hasta el presente . A nivel mundial, algunos de los mejores ejemplos de fosilización casi perfecta son las lutitas Cambrian Maotianshan y Burgess Shale , las pizarras Devonian Hunsrück , la caliza jurásica Solnhofen y el Carbonífero Mazon Creek. localidades.
Estromatolitos
Los estromatolitos son estructuras de acreción en capas formadas en aguas poco profundas por la captura, unión y cementación de granos sedimentarios por biopelículas de microorganismos , especialmente cianobacterias . [46] Los estromatolitos proporcionan algunos de los registros fósiles más antiguos de la vida en la Tierra, que datan de hace más de 3.500 millones de años. [47]
Los estromatolitos eran mucho más abundantes en la época precámbrica. Si bien se presume que los restos fósiles arcaicos más antiguos son colonias de cianobacterias , los fósiles más jóvenes (es decir, proterozoicos ) pueden ser formas primordiales de las clorofitas eucariotas (es decir, algas verdes ). Un género de estromatolito muy común en el registro geológico es Collenia . El estromatolito más antiguo de origen microbiano confirmado data de hace 2.724 millones de años. [48]
Un descubrimiento de 2009 proporciona una fuerte evidencia de estromatolitos microbianos que se remontan a hace 3.450 millones de años. [49] [50]
Los estromatolitos son un componente importante del registro fósil de los primeros 3.500 millones de años de la vida, alcanzando su punto máximo hace unos 1.250 millones de años. [49] Posteriormente disminuyeron en abundancia y diversidad, [51] que al comienzo del Cámbrico había caído al 20% de su pico. La explicación más ampliamente apoyada es que los constructores de estromatolitos fueron víctimas de las criaturas que pastaban (la revolución del sustrato del Cámbrico ), lo que implica que los organismos suficientemente complejos eran comunes hace más de mil millones de años. [52] [53] [54]
La conexión entre el pastoreo y la abundancia de estromatolitos está bien documentada en la radiación evolutiva más joven del Ordovícico ; La abundancia de estromatolitos también aumentó después de que las extinciones del final del Ordovícico y del final del Pérmico diezmaron a los animales marinos, volviendo a niveles anteriores a medida que los animales marinos se recuperaron. [55] Es posible que las fluctuaciones en la población y la diversidad de metazoos no hayan sido el único factor en la reducción de la abundancia de estromatolitos. Factores como la química del medio ambiente pueden haber sido responsables de los cambios. [56]
Si bien las cianobacterias procariotas se reproducen asexualmente a través de la división celular, fueron fundamentales para preparar el entorno para el desarrollo evolutivo de organismos eucariotas más complejos . Se cree que las cianobacterias (así como las extremófilas Gammaproteobacteria ) son en gran parte responsables del aumento de la cantidad de oxígeno en la atmósfera de la tierra primigenia a través de su fotosíntesis continua . Las cianobacterias utilizan agua , dióxido de carbono y luz solar para crear su alimento. Una capa de mocoa menudo se forma sobre esteras de células cianobacterianas. En las esteras microbianas modernas, los desechos del hábitat circundante pueden quedar atrapados dentro del moco, que puede ser cementado por el carbonato de calcio para producir láminas delgadas de piedra caliza . Estas laminaciones pueden acumularse con el tiempo, dando como resultado el patrón de bandas común a los estromatolitos. La morfología domal de los estromatolitos biológicos es el resultado del crecimiento vertical necesario para la continua infiltración de la luz solar en los organismos para la fotosíntesis. Las estructuras de crecimiento esféricas en capas denominadas oncolitos son similares a los estromatolitos y también se conocen por el registro fósil . Trombolitosson estructuras coaguladas mal laminadas o no laminadas formadas por cianobacterias comunes en el registro fósil y en los sedimentos modernos. [48]
El área del Cañón del río Zebra de la plataforma Kubis en las montañas Zaris profundamente diseccionadas del suroeste de Namibia proporciona un ejemplo extremadamente bien expuesto de los arrecifes de trombolitos, estromatolitos y metazoos que se desarrollaron durante el período Proterozoico, donde los estromatolitos se desarrollan mejor en ubicaciones de aguas arriba bajo condiciones de mayores velocidades de corriente y mayor afluencia de sedimentos. [57]
Astrobiología
Se ha sugerido que los biominerales podrían ser indicadores importantes de vida extraterrestre y, por lo tanto, podrían desempeñar un papel importante en la búsqueda de vida pasada o presente en el planeta Marte . Además, se cree que los componentes orgánicos ( biofirmas ) que a menudo se asocian con biominerales desempeñan un papel crucial en las reacciones tanto prebióticas como bióticas . [58]
El 24 de enero de 2014, la NASA informó que los estudios actuales de la curiosidad y de la oportunidad vehículos de exploración en Marte serán ahora en busca de evidencia de vida antigua, incluyendo una biosfera basado en autótrofos , quimiotróficas y / o quimiolitoautotróficas microorganismos , así como el agua antigua, incluyendo fluvio -ambientes lacustres ( llanuras relacionadas con antiguos ríos o lagos ) que pudieron haber sido habitables . [59] [60] [61] [62] La búsqueda de evidencias de habitabilidad, la tafonomía (relacionada con los fósiles ) y el carbono orgánico en el planeta Marte es ahora un objetivo principal de la NASA . [59] [60]
Pseudofósiles
Los pseudofósiles son patrones visuales en las rocas que son producidos por procesos geológicos más que por procesos biológicos. Pueden confundirse fácilmente con fósiles reales. Algunos pseudofósiles, como los cristales de dendrita geológica , están formados por fisuras que ocurren naturalmente en la roca y que se rellenan con los minerales que se filtran. Otros tipos de pseudofósiles son el mineral de riñón (formas redondas en el mineral de hierro) y las ágatas de musgo , que parecen musgo u hojas de plantas. Alguna vez se pensó que las concreciones , nódulos esféricos u ovoides que se encuentran en algunos estratos sedimentarios, eran huevos de dinosaurio y, a menudo, también se confunden con fósiles.
Historia del estudio de los fósiles
La recolección de fósiles data al menos del comienzo de la historia registrada. Los fósiles en sí mismos se conocen como el registro fósil. El registro fósil fue una de las primeras fuentes de datos subyacentes al estudio de la evolución y sigue siendo relevante para la historia de la vida en la Tierra . Los paleontólogos examinan el registro fósil para comprender el proceso de evolución y la forma en que han evolucionado determinadas especies .
Civilizaciones antiguas
Los fósiles han sido visibles y comunes a lo largo de la mayor parte de la historia natural, por lo que la interacción humana documentada con ellos se remonta a la historia registrada, o antes.
Hay muchos ejemplos de cuchillos de piedra paleolíticos en Europa, con equinodermos fósiles colocados precisamente en la empuñadura, que se remontan al Homo heidelbergensis y los neandertales . [63] Estos pueblos antiguos también perforaron agujeros en el centro de esas conchas fósiles redondas, aparentemente usándolas como cuentas para collares.
Los antiguos egipcios reunieron fósiles de especies que se parecían a los huesos de las especies modernas que adoraban. El dios Set estaba asociado con el hipopótamo , por lo que se guardaban huesos fosilizados de especies parecidas a hipopótamos en los templos de esa deidad. [64] Las conchas de erizo de mar fósiles de cinco rayos se asociaron con la deidad Sopdu , la estrella de la mañana, equivalente a Venus en la mitología romana. [63]
Los fósiles parecen haber contribuido directamente a la mitología de muchas civilizaciones, incluidos los antiguos griegos. El historiador griego clásico Herodotos escribió sobre un área cerca de Hiperbórea donde los grifos protegían el tesoro dorado. De hecho, había minería de oro en esa región aproximada , donde los cráneos de Protoceratops con pico eran comunes como fósiles.
Un erudito griego posterior , Aristóteles , finalmente se dio cuenta de que las conchas marinas fósiles de las rocas eran similares a las encontradas en la playa, lo que indica que los fósiles alguna vez fueron animales vivos. Los había explicado previamente en términos de exhalaciones de vapor , [65] que el erudito persa Avicenna modificó en la teoría de los fluidos petrificantes ( succus lapidificatus ). El reconocimiento de las conchas marinas fósiles como originarias del mar fue construido en el siglo XIV por Alberto de Sajonia , y aceptado de alguna forma por la mayoría de los naturalistas en el siglo XVI. [66]
El naturalista romano Plinio el Viejo escribió sobre las " piedras de la lengua ", a las que llamó glossopetra . Estos eran dientes de tiburón fósiles, que algunas culturas clásicas pensaban que se parecían a las lenguas de las personas o las serpientes. [67] También escribió sobre los cuernos de Ammón , que son amonitas fósiles , de donde el grupo de primos-pulpo sin cáscara en última instancia obtiene su nombre moderno. Plinio también hace una de las referencias anteriores conocidas a las piedras sapos , pensadas hasta el siglo XVIII como una cura mágica para el veneno que se origina en las cabezas de los sapos, pero que son dientes fósiles de Lepidotes , un pez con aletas radiadas del Cretácico . [68]
Se cree que las tribus de las llanuras de América del Norte han asociado de manera similar fósiles, como los muchos fósiles intactos de pterosaurios expuestos naturalmente en la región, con su propia mitología del pájaro del trueno . [69]
No existe tal conexión mitológica directa conocida en el África prehistórica, pero hay evidencia considerable de tribus que excavan y trasladan fósiles a sitios ceremoniales, aparentemente tratándolos con cierta reverencia. [70]
En Japón, los dientes de tiburón fósiles se asociaron con el mítico tengu , que se cree que son las afiladas garras de la criatura, documentado algún tiempo después del siglo VIII d.C. [67]
En la China medieval, los huesos fósiles de mamíferos antiguos, incluido el Homo erectus , a menudo se confundían con " huesos de dragón " y se usaban como medicina y afrodisíacos . Además, algunos de estos huesos fósiles son recolectados como "arte" por los eruditos, quienes dejaron guiones en varios artefactos, indicando el momento en que fueron agregados a una colección. Un buen ejemplo es el famoso erudito Huang Tingjian de la dinastía Song del Sur durante el siglo XI, quien conservó un fósil de concha marina específico con su propio poema grabado en él. [71] En Occidente, las criaturas marinas fosilizadas en las laderas de las montañas se consideraban una prueba del diluvio bíblico .
En 1027, el persa Avicena explicó la pedregosidad de los fósiles en El libro de la curación :
Si lo que se dice sobre la petrificación de animales y plantas es cierto, la causa de este (fenómeno) es una poderosa virtud mineralizante y petrificante que surge en ciertos lugares pedregosos, o emana repentinamente de la tierra durante terremotos y hundimientos, y petrifica todo lo que viene. en contacto con él. De hecho, la petrificación de los cuerpos de plantas y animales no es más extraordinaria que la transformación de las aguas. [72]
Desde el siglo XIII hasta la actualidad, los estudiosos señalaron que los cráneos fósiles de Deinotherium giganteum , encontrados en Creta y Grecia, podrían haber sido interpretados como los cráneos de los cíclopes de la mitología griega , y posiblemente sean el origen de ese mito griego. . [73] [74] Sus cráneos parecen tener un solo orificio para los ojos en la parte delantera, al igual que sus primos elefantes modernos , aunque en realidad es la abertura para su trompa.
En la mitología nórdica , las conchas de equinodermo (el botón redondo de cinco partes que queda de un erizo de mar) se asociaron con el dios Thor , no solo se incorporaron en piedras de trueno , representaciones del martillo de Thor y las posteriores cruces en forma de martillo cuando se adoptó el cristianismo, sino que también guardado en casas para obtener la protección de Thor. [63]
Estos se convirtieron en las coronas de pastor del folclore inglés, utilizadas para decoración y como amuletos de buena suerte, colocadas junto a las puertas de casas e iglesias. [75] En Suffolk , los panaderos usaban una especie diferente como amuleto de la buena suerte, que se referían a ellos como panes de hadas , asociándolos con los panes de formas similares que horneaban. [76] [77]
Explicaciones modernas tempranas
Durante el Renacimiento surgieron visiones más científicas de los fósiles . Leonardo da Vinci coincidió con la opinión de Aristóteles de que los fósiles eran restos de vida antigua. [78] Por ejemplo, da Vinci notó discrepancias con la narrativa bíblica del diluvio como explicación de los orígenes fósiles:
Si el Diluvio hubiera transportado los proyectiles a distancias de trescientas y cuatrocientas millas desde el mar, los habría transportado mezclados con varios otros objetos naturales, todos amontonados; pero incluso a tales distancias del mar vemos las ostras todas juntas y también los mariscos y la sepia y todas las demás conchas que se congregan juntas, encontradas todas juntas muertas; y las conchas solitarias se encuentran separadas unas de otras como las vemos todos los días en las orillas del mar.
Y encontramos ostras juntas en familias muy numerosas, entre las que se pueden ver algunas con sus conchas todavía unidas, lo que indica que fueron dejadas allí junto al mar y que aún vivían cuando se cortó el estrecho de Gibraltar. En las montañas de Parma y Piacenza se pueden ver multitud de conchas y corales con agujeros todavía pegados a las rocas ... " [79]
En 1666, Nicholas Steno examinó un tiburón e hizo la asociación de sus dientes con las "piedras de la lengua" de la antigua mitología grecorromana, concluyendo que esas no eran de hecho las lenguas de serpientes venenosas, sino los dientes de algunos extintos. especies de tiburones. [67]
Robert Hooke (1635-1703) incluyó micrografías de fósiles en su Micrographia y fue uno de los primeros en observar foraminíferos fósiles . Sus observaciones sobre fósiles, que según él eran los restos petrificados de criaturas algunas de las cuales ya no existían, se publicaron póstumamente en 1705. [80]
William Smith (1769-1839) , un ingeniero de canales inglés, observó que rocas de diferentes edades (basadas en la ley de superposición ) conservaban diferentes conjuntos de fósiles, y que estos conjuntos se sucedían en un orden regular y determinable. Observó que las rocas de lugares distantes podrían correlacionarse en función de los fósiles que contenían. Llamó a esto el principio de sucesión faunística . Este principio se convirtió en una de las principales pruebas de Darwin de que la evolución biológica fue real.
Georges Cuvier llegó a creer que la mayoría, si no todos los fósiles de animales que examinó, eran restos de especies extintas. Esto llevó a Cuvier a convertirse en un defensor activo de la escuela de pensamiento geológico llamada catastrofismo . Cerca del final de su artículo de 1796 sobre elefantes vivos y fósiles, dijo:
Todos estos hechos, consistentes entre sí, y no contrapuestos por ningún informe, me parecen probar la existencia de un mundo anterior al nuestro, destruido por algún tipo de catástrofe. [81]
El interés por los fósiles y la geología en general se expandió a principios del siglo XIX. En Gran Bretaña, los descubrimientos de fósiles de Mary Anning , incluido el primer ictiosaurio completo y un esqueleto completo de plesiosaurio , despertaron el interés público y académico. [82]
Linneo y Darwin
Los primeros naturalistas entendieron bien las similitudes y diferencias de las especies vivientes, lo que llevó a Linneo a desarrollar un sistema de clasificación jerárquica que todavía se usa en la actualidad. Darwin y sus contemporáneos vincularon primero la estructura jerárquica del árbol de la vida con el registro fósil entonces muy escaso. Darwin describió elocuentemente un proceso de descendencia con modificación, o evolución, mediante el cual los organismos se adaptan a las presiones ambientales naturales y cambiantes o mueren.
Cuando Darwin escribió Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de razas favorecidas en la lucha por la vida , los fósiles de animales más antiguos eran los del período Cámbrico , que ahora se sabe que tienen unos 540 millones de años. Le preocupaba la ausencia de fósiles más antiguos debido a las implicaciones sobre la validez de sus teorías, pero expresó su esperanza de que se encontraran tales fósiles, y señaló que: "sólo una pequeña porción del mundo se conoce con precisión". Darwin también reflexionó sobre la aparición repentina de muchos grupos (es decir, phyla ) en los estratos fosilíferos más antiguos conocidos del Cámbrico. [83]
Después de Darwin
Desde la época de Darwin, el registro fósil se ha extendido a entre 2,3 y 3,5 mil millones de años. [84] La mayoría de estos fósiles precámbricos son bacterias microscópicas o microfósiles . Sin embargo, ahora se conocen fósiles macroscópicos del Proterozoico tardío. La biota de Ediacara (también llamada biota de Vendian) que data de hace 575 millones de años constituye colectivamente un conjunto ricamente diverso de eucariotas multicelulares tempranos .
El registro fósil y la sucesión de la fauna forman la base de la ciencia de la bioestratigrafía o la determinación de la edad de las rocas basada en fósiles incrustados. Durante los primeros 150 años de geología , la bioestratigrafía y la superposición fueron los únicos medios para determinar la edad relativa de las rocas. La escala de tiempo geológico se desarrolló sobre la base de las edades relativas de los estratos rocosos según lo determinado por los primeros paleontólogos y estratígrafos .
Desde los primeros años del siglo XX, se han utilizado métodos de datación absoluta , como la datación radiométrica (que incluye potasio / argón , argón / argón , series de uranio y, para fósiles muy recientes, datación por radiocarbono ) para verificar las edades relativas obtenidas por fósiles y para proporcionar edades absolutas para muchos fósiles. La datación radiométrica ha demostrado que los primeros estromatolitos conocidos tienen más de 3.400 millones de años.
Era moderna
El Museo Virtual de Fósiles [85]
La paleontología se ha unido a la biología evolutiva para compartir la tarea interdisciplinaria de delinear el árbol de la vida, que inevitablemente lleva hacia atrás en el tiempo a la vida microscópica precámbrica cuando la estructura y las funciones celulares evolucionaron. El tiempo profundo de la Tierra en el Proterozoico y aún más profundo en el Arcaico es sólo "contado por fósiles microscópicos y señales químicas sutiles". [86] Los biólogos moleculares, utilizando la filogenética , pueden comparar proteínas aminoácidos o nucleótidoshomología de secuencia (es decir, similitud) para evaluar la taxonomía y las distancias evolutivas entre organismos, con una confianza estadística limitada. El estudio de los fósiles, por otro lado, puede señalar más específicamente cuándo y en qué organismo apareció por primera vez una mutación. La filogenética y la paleontología trabajan juntas en la clarificación de la visión aún oscura de la ciencia sobre la apariencia de la vida y su evolución. [87]
El estudio de Niles Eldredge del género de los trilobites Phacops apoyó la hipótesis de que las modificaciones en la disposición de los lentes oculares del trilobite se produjeron mediante ajustes y arranques durante millones de años durante el Devónico . [88] La interpretación de Eldredge del registro fósil de Phacops fue que las secuelas de los cambios en la lente, pero no el proceso evolutivo que ocurre rápidamente, fueron fosilizadas. Este y otros datos llevaron a Stephen Jay Gould y Niles Eldredge a publicar su artículo fundamental sobre el equilibrio puntuado en 1971.
El análisis tomográfico de rayos X de sincrotrón de los primeros microfósiles embrionarios bilaterales del Cámbrico arrojó nuevos conocimientos sobre la evolución de los metazoos en sus primeras etapas. La técnica de la tomografía proporciona una resolución tridimensional previamente inalcanzable en los límites de la fosilización. Los fósiles de dos bilaterianos enigmáticos, el Markuelia con forma de gusano y un protostoma primitivo y putativo , Pseudooides , proporcionan un vistazo al desarrollo embrionario de la capa germinal . Estos embriones de 543 millones de años apoyan la aparición de algunos aspectos del desarrollo de los artrópodos antes de lo que se pensaba en el Proterozoico tardío. Los embriones conservados deChina y Siberia se sometieron a una rápida fosfatización diagenética que resultó en una conservación exquisita, incluidas las estructuras celulares. [ jerga ] Esta investigación es un ejemplo notable de cómo el conocimiento codificado por el registro fósil continúa contribuyendo con información que de otro modo sería inalcanzable sobre el surgimiento y desarrollo de la vida en la Tierra. Por ejemplo, la investigación sugiere que Markuelia tiene la afinidad más cercana a los gusanos priapulidos y es adyacente a la ramificación evolutiva de Priapulida , Nematoda y Arthropoda . [89] [ jerga ]
Comercio y cobranza
El comercio de fósiles es la práctica de comprar y vender fósiles. Esto se hace muchas veces ilegalmente con artefactos robados de sitios de investigación, lo que cuesta muchos especímenes científicos importantes cada año. [90] El problema es bastante pronunciado en China, donde se han robado muchos especímenes. [91]
La recolección de fósiles (a veces, en un sentido no científico, la caza de fósiles) es la recolección de fósiles para el estudio científico, el pasatiempo o el lucro. La recolección de fósiles, como la practican los aficionados, es el predecesor de la paleontología moderna y muchos todavía recolectan fósiles y estudian fósiles como aficionados. Tanto los profesionales como los aficionados recolectan fósiles por su valor científico.
Los fósiles como medicina
Se trata de un uso medicinal y preventivo de algunos fósiles. En gran parte, el uso de fósiles como medicina es una cuestión de efecto placebo . Sin embargo, se ha demostrado que el consumo de ciertos fósiles ayuda contra la acidez del estómago y el agotamiento de los minerales. El uso de fósiles para abordar problemas de salud tiene sus raíces en la medicina tradicional e incluye el uso de fósiles como talismanes . El fósil específico que se utiliza para aliviar o curar una enfermedad se basa a menudo en su parecido con los fósiles y los síntomas o el órgano afectado. [92] El uso de huesos de dinosaurio como "huesos de dragón" ha persistido en la medicina tradicional china.en los tiempos modernos, con huesos de dinosaurios del Cretácico Medio que se utilizaron para este propósito en el condado de Ruyang durante principios del siglo XXI. [93]
Galería
Fósiles marinos encontrados en lo alto del Himalaya. Colección del abad de Dhankar Gompa , HP, India
Tres pequeños fósiles de amonites , cada uno de aproximadamente 1,5 cm de ancho
Peces fósiles del Eoceno Priscacara liops de la Formación Green River de Wyoming
Un trilobite permineralizado , Asaphus kowalewskii
Dientes de Megalodon y Carcharodontosaurus . Este último se encontró en el desierto del Sahara .
Camarón fósil ( Cretácico )
Madera petrificada en el Parque Nacional del Bosque Petrificado , Arizona
Cono petrificado de Araucaria mirabilis de Patagonia , Argentina que data del Período Jurásico (aprox.210 Ma )
Un fósil gasterópodo del Plioceno de Chipre . Se adjunta un gusano serpulido .
Fósil silúrico de Orthoceras
Flor fósil del Eoceno de Florissant, Colorado
Fósil de equinoide Micraster de Inglaterra
Válvula ventral de braquiópodo productido ; Roadian, Guadalupian ( Pérmico Medio ); Montañas de cristal, Texas.
Coral agatizado del Grupo Hawthorn ( Oligoceno - Mioceno ), Florida . Un ejemplo de conservación por reposición.
Fósiles de las playas de la isla de Gotland en el mar Báltico , colocados en papel con cuadrados de 7 mm (0,28 pulgadas)
Huellas de dinosaurios del Parque Nacional Torotoro en Bolivia.
Ver también
- Bioerosión : erosión de sustratos duros por organismos vivos.
- Criptospora
- Lista de géneros de moluscos representados en el registro fósil - artículo de la lista de Wikipedia
- Fósil viviente
- Paleobiología
- Paleobotánica
- Regla de Schultz
- Diente de tiburon
- Efecto Signor-Lipps : sesgo de muestreo en el registro fósil que genera dificultades para caracterizar las extinciones
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Further reading
- "Grand Canyon cliff collapse reveals 313 million-year-old fossil footprints" 21 Aug 2020, CNN
- "Hints of fossil DNA discovered in dinosaur skull" by Michael Greshko, 3 Mar 2020, National Geographic
- "Fossils for Kids | Learn all about how fossils are formed, the types of fossils and more!" Video (2:23), 27 Jan 2020, Clarendon Learning
- "Fossil & their formation" Video (9:55), 15 Nov 2019, Khan Academy
- "How are dinosaur fossils formed? by Lisa Hendry, Natural History Museum, London
- "Fossils 101" Video (4:27), 22 Aug 2019, National Geographic
- "How to Spot the Fossils Hiding in Plain Sight" by Jessica Leigh Hester, 23 Feb 2018, Atlas Obscura
- "It's extremely hard to become a fossil", by Olivia Judson, 30 Dec 2008, The New York Times
- "Bones Are Not the Only Fossils", by Olivia Judson, 4 Mar 2008, The New York Times
External links
 | The Wikibook Historical Geology has a page on the topic of: Fossils |
| The Wikibook Historical Geology has a page on the topic of: Fossils and absolute dating |
 | Wikiquote has quotations related to: Fossil |
 | Look up fossil in Wiktionary, the free dictionary. |
 | Wikimedia Commons has media related to fossils. |
- Fossils on In Our Time at the BBC
- The Virtual Fossil Museum throughout Time and Evolution
- Paleoportal, geology and fossils of the United States
- The Fossil Record, a complete listing of the families, orders, class and phyla found in the fossil record
- Paleontology at Curlie
- Ernest Ingersoll (1920). . Encyclopedia Americana.
- . New International Encyclopedia. 1905.
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