Clase 2 Introducció cciónn a la paleon paleontolo tología. gía. Histor Historia ia del con conocim ocimien iento to Unidad 2: Introdu paleontológico y teorías sobre la vida en la Tierra. Evolución. Registro geol ge ológ ógic icoo. Camb Cambio io clim climát átic ico. o. Rela Relaci ción ón entre ntre ev evol oluc ució iónn y de deri riva va continental. Paleogeografía. TP: Ver fósiles, dibujar (orientativamente). Con lupa y microfósiles. Tratar de organizar los fósiles por sus orígenes: Vegetales, invertebrados, vertebrados, etc.
INTRODUCCIÓN A LA PALEONTOLOGIA La PALEONTOLOGÍA PALEONTOLOGÍA es el estudio de la vida antigua en la Tierra. La mayor cantidad y calidad de los restos fósiles recuperados y la mayor profundidad de los estudios genéticos de organismos vivos y de las relac relacio ione ness en entr tree orga organi nismo smoss de disti distint ntas as proc proced eden enci cias as ha hann amplia ampliado do nota no table bleme ment ntee los co cono noci cimie mient ntos os sobr sobree este este tema. tema. Ello Ello ha ob oblig ligad adoo a parcializar las especialidades de estudio y ampliar los campos de trabajo. Los estudios de paleobotánica y paleozoología, la paleontología de los verte ve rtebr brad ados os y la pa paleo leont ntol olog ogía ía de los los inve inverte rtebr brad ados os,, han sufrid sufridoo un unaa fragm fragmen enta taci ción ón po post ster erior ior:: molus molusco coss de dell Terci Terciar ario io,, braq braqui uióp ópod odos os de dell Paleoz Paleozoic oico, o, reptile reptiless del Pérmic Pérmico, o, dinosa dinosauri urios os terrestr terrestres es o marinos marinos,, etc. Reco Record rdan ando do los los estu estudio dioss de micro microfó fósi siles les calc calcár áreo eoss (for (forami aminí nífer feros os y ostrácodos), nannofósiles y los microfósiles carbonosos (polen y esporas). El estratígr estratígrafo afo,, quien quien generalme generalmente nte descub descubre re los fósiles fósiles,, deb debee tener tener un cono co noci cimi mien ento to bá bási sico co de la biol biolog ogía ía qu quee le pe perm rmit itaa dime dimens nsio iona narr sus sus hallazgos y participar del valor de sus descubrimientos para ampliar el cono co noci cimie mient ntoo de las las co cond ndici icion ones es de vida vida y de los ambie ambient ntes es dond dondee se desarrollaron. Una colección de fósiles y cada uno de ellos representan lo que una vez fue un organismo viviente, cuyos restos impresos en las rocas son testimonio de la coincidencia de un número importante de factores ocurridos en las dimensiones del espacio y del tiempo. Los datos paleontológicos requieren organización y clasificación para ser útiles. Biósfera La vida animal y vegetal vegetal actual se extiende por toda la superficie de la Tierra, abarcando todas las tierras y mares. La vida penetra también a profundidad dentro de la Tierra, está representada en las profundidades abismales del océano y nace también en el aire, tomando la forma de animales voladores, esporas y polen. A todo el espacio ocupado por organismos vivientes se llama biósfera.
En contraste con la litósfera cuyas dimensiones fueron establecidas relativamente pronto en la historia de la Tierra, la biósfera se ha extendido con el tiempo geológico, a medida que animales y plantas se han adaptado a una creciente variedad de lugares. Como la litósfera, la biósfera no es de carácter uniforme en toda su extensión, sino que está sujeta a subdivisión con arreglo a la distribución horizontal y vertical de los organismos. La naturaleza de la distribución horizontal es la base para la subdivisión geográfica, mientras que la distribución vertical es la base para la subdivisión batimétrica de la biósfera. El esquema de la distribución de los animales y las plantas en las tres dimensiones del espacio, es un factor importante en el análisis del registro de los fósiles y a los geólogos les interesa además la distribución de una cuarta dimensión, el tiempo. Por lo tanto la bioestratigrafía requiere una comprensión de los siempre variables esquemas de distribución geográfica y batimétrica, y de los efectos de la evolución orgánica perpetua sobre el carácter de la biósfera.
Ecología La población orgánica de cualquier área, ya sea del fondo del mar o la cumbre de una montaña, está compuesta de animales y plantas indígenas descendientes de especies residentes establecidas y de los inmigrantes procedentes de las áreas adyacentes. El agrupamiento orgánico contiene solo aquellos elementos que están adaptados al complejo de las relaciones físicas y biológicas que constituyen el medio. Los inmigrantes inadecuados a cualquier área, ya sea por el suministro de alimentos, temperatura, humedad o aridez, otros animales que se alimentan de ellos u otras razones, serán eliminados rápidamente. La distribución geográfica y batimétrica de los organismos es regulada en gran parte por la distribución de los medios. El estudio de las relaciones entre los organismos y su medio ambiente es la ciencia de la Ecología. La ciencia que intenta reconstruir la relación entre los animales y las plantas antiguas y su medio físico y orgánico es la Paleoecología. En su forma elemental, la paleoecología es simple, directa y obvia. Las conchas marinas indican un medio marino, los huesos de un vertebrado terrestre indican un medio continental. Sin embargo, al intentar el refinamiento del detalle ecológico, se encuentran dos obstáculos principales. La comunidad viviente a veces es conservada parcialmente, mientras que los elementos físicos del medio no quedan sepultados con los fósiles, y su interpretación puede admitir discusión.
Tanatocenosis. Se refiere a un conjunto de organismos agrupados después de muertos. Muchos organismos no tienen condiciones apropiadas para fosilizarse, en parte por la masticación de las partes blandas de los restos de los cuerpos por los organismos limpiadores y por la descomposición bacterial de lo que pueda haber pasado inadvertido. La sedimentación en cualquier medio depositacional, soterra no solo los residuos duros de los habitantes locales, sino también las partes preservables de los organismos nadadores y flotadores que son llevados por las corrientes, por largas distancias, produciendo así mezclas de organismos de distintos ambientes, que pueden complicar las interpretaciones. A veces la detección de fósiles exóticos, como ser fragmentos de braquiódos paleozoicos en estratos del Terciario, también de fósiles que presentan abrasión o asociados a rocas extrañas al medio. También hay que estar alertas a los organismos flotantes como graptolites y algunos foraminíferos pequeños sospechados de proceder de áreas alejadas. Finalmente, por este proceso de eliminación, el investigador puede enfocar su atención sobre aquellos restos orgánicos de los que pueda juzgarse que hayan vivido en el lugar de depositación de las rocas en las que se encuentran alojados. DISTRIBUCIÓN DE LOS ORGANISMOS EN EL TIEMPO Si examinamos el contenido de fósiles de una sucesión de estratos de gran espesor y que abarque un tiempo geológico amplio, puede demostrarse que los estratos más antiguos contienen restos orgánicos que difieren marcadamente de los de los estratos más jóvenes. Tales observaciones, repetidas en sucesiones de distintas localidades, conducen a la aceptación de tres conceptos bioestratigráficos básicos: 1. Los organismos han cambiado con el avance del tiempo geológico, 2. Estos cambios son progresivos, 3. La edad geológica de los estratos que representan las porciones principales del tiempo geológico puede determinarse por su contenido de fósiles. La aplicación de estos principios ha hecho posibles los avances agigantados realizados en los últimos 200 años en la recopilación y análisis de estos conceptos, que todavía aportan vastas cantidades de datos útiles a los estratígrafos actuales. En otras palabras, la naturaleza de la distribución de los animales y las plantas en el tiempo es un fenómeno útil que puede ser aplicado científica y económicamente para la búsqueda de recursos.
EVOLUCION ORGÁNICA En las primeras décadas del siglo diecinueve el significado estratigráfico de los fósiles fue una parte aceptada de la filosofía geológica. El paleontólogo francés Georges Cuvier pensaba que cada período del tiempo geológico fue terminado por una catástrofe de alcance mundial que extinguió todas las formas de vida. Los animales y las plantas fueron reestablecidos después en forma modificada por un acto de Creación, al comienzo del período siguiente. Este concepto de la catástrofe repetida fue una hipótesis popular y útil. No ofreció conflicto alguno con la teología y permitió formular la clasificación concisa de los estratos fosilíferos, Hubo otros investigadores, como Bronn y Lamarck, que estaban impresionados con la evidencia del cambio gradual, o evolución de los organismos a través del tiempo, que intentaron dar varias explicaciones. Con la publicación de la obra de Charles Darwin a mediados del siglo diecinueve, el concepto de la evolución orgánica tuvo la aceptación definitiva basada en la variación, la herencia y la selección natural, que con pequeñas modificaciones se ha conservado hasta nuestros días. Hay un buen número de implicancias estratigráficas importantes en el concepto de evolución. La más básica resulta la comprensión de que una especie se origina a partir de una combinación de caracteres genéticos en un cierto lugar y tiempo. El intervalo geológico de una especie -su distribución en el tiempo- depende de la velocidad con la cual evolucione a algo reconociblemente diferente, o que sea reemplazada por otra especie de características más adaptables. En cualquiera de los casos, cada especie de animal o planta vive durante una fracción finita de tiempo geológico y una vez eliminada, nunca vuelve a aparecer. Se ha comprobado que algunas formas tienen intervalos de vida muy largos que se extienden durante varios períodos, mientras que otras tienen intervalos muy breves. Las formas de intervalos largos, son tipos generalizados, tolerantes de amplias variaciones del medio ambiente y por lo tanto pueden sobrevivir varios períodos. En el otro extremo están los tipos altamente especializados, adaptados a un pequeño intervalo de condiciones ambientales y sujetos por lo tanto a la eliminación rápida producida por cambios físicos o biológicos que ocurren en el ambiente en que viven. Las especies de intervalo geológico corto son las más significativas en el sentido de la definición bioestratigráfica. Aunque es ciertamente verdad que algunas fases de la evolución de los vertebrados fueron de movimiento rápido, es difícil de probar en muchos casos la coordinación con los acontecimientos físicos complementarios (geológicos). La eliminación de los reptiles dominantes y su reemplazo por una variada fauna mamaria que ocurrió en el límite Cretácico-Terciario,
parecen haber sido notablemente simultáneas en todos los continentes, aunque quizá en una forma más lenta y menos brusca como lo indicarían ciertos registros interrumpidos en algunas áreas. Todo esto pone en claro la complejidad de los factores que rigen la distribución de los organismos en el tiempo y que la comprensión de su influencia ayude materialmente a hacer de la bioestratigrafía una llave racional a la historia de la Tierra.
CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS Los sistemas de clasificación más pertinentes son los basados en las relaciones genéticas que es la clasificación taxonómica, zoológica o botánica; en su forma de vida, la clasificación biológica; en el medio, en la distribución geográfica y en su distribución en el tiempo. La clasificación genética o taxonómica intenta agrupar a los organismos atendiendo a sus relaciones de sangre. Esta relación es más patente entre los animales por una parte y las plantas por la otra, estableciendo los reinos vegetal y animal. Dentro de cada reino se reconocen varias categorías de rango decreciente, tales como clases, órdenes, familias, géneros y especies. La unidad fundamental de la clasificación taxonómica y básica a todas las demás categorías es la especie y es esta unidad fundamental con la que tiene que tratar primordialmente el estratígrafo. Los paleontólogos deben trabajar con las características observables de las formas fósiles, la morfología de las partes duras preservadas de las plantas y animales. Son las especies morfológicas, donde están comprendidas todas las especies paleontológicas. Las investigaciones de las características morfológicas de las especies vivientes hechas por métodos estadísticos, han demostrado que estos métodos son aplicables a las especies morfológicas fósiles. Un género es un grupo de especies genéticamente relacionadas procedentes de la evolución de una línea de ascendencia común. Como estas relaciones son oscuras en la paleontología, muchos géneros son agrupamientos convenientes de especies con parecidos superficiales. Las categorías taxonómicas más altas están aun menos firmemente basadas que los géneros. Las características que se consideran suficientemente distintivas para diferenciar las familias en una raza pueden ser del mismo orden de magnitud que las usadas para diferenciar las clases de otra raza.
CLASIFICACIÓN BIONÓMICA Está basada en la forma de vida seguida por los diversos organismos y su medio físico. Pueden dividirse en grupos atendiendo al carácter de sus interrelaciones mutuas. Así hay formas de vida libre, sin asociación fija con otros organismos, y se han definido tipos parásitos, comensales y simbióticos, que exhiben diversos grados de relaciones que van en detrimento o beneficio de sus asociados. En las formas marinas, la clasificación se establece en relación con el fondo del mar y en su capacidad de locomoción. Plancton. Son formas flotantes que no tienen habilidad para dirigir sus propios movimientos. Su distribución es debida a la acción de las olas y de las corrientes. La mayoría son de tamaño microscópico y carecen de partes duras. Son ejemplos, radiolarios, diatomeas, y ciertos graptolites y foraminíferos. Reflejan el medio del dominio pelágico, y son de poco valor en la interpretación de los medios de sedimentación. Necton. Son animales que nadan y pueden dirigir sus propios movimientos. Son relativamente escasas en el registro geológico. Entre los invertebrados están los belemnites y los cefalópodos. Existe gran número de vertebrados, pero que son poco comunes como fósiles. Aportan significado ambiental limitado. Bentos. Son los habitantes de los fondos y pueden estar adheridos a estratos o ser capaces de arrastrarse, cavar agujeros o nadar (siempre cerca del fondo). Las formas bentónicas, con sus partes duras, forman el gran volumen de los organismos de estudio de los paleontólogos. REGISTRO DE LA VIDA EN LA TIERRA Los últimos estudios sobre la actividad química de las partículas vivientes, los virus y los genes, factores submicroscópicos que determinan la herencia y el crecimiento, están aclarando cada vez más el misterio de la vida. Las propiedades fundamentales de la vida son la reproducción y el cambio o mutación. Las partículas que poseen estas propiedades serán vivas y de ellas podrán surgir fácilmente todas las formas de vida más complejas. Los fósiles, principales documentos de la historia de la vida, nada aclaran sobre las primeras etapas. Las formas realmente primitivas eran pequeñas y frágiles, sin partes resistentes para soportar enterramientos y levantamientos, calentamientos y enfriamientos comunes en la corteza terrestre.
Los fósiles más antiguos reconocibles son plantas acuáticas simples, algas primitivas: tienen 1000 Ma o quizá más. Luego hay un enorme lapso hasta la aparición de un registro fósil bueno y continuo, en el período Cámbrico, cuya base se sitúa en los 542 Ma antes del presente. En este tiempo se inicia la escala temporal geológica hasta el presente, con la cual se simplifica la ubicación de las secciones geológicas con la historia de la vida, a partir de los fósiles que contiene.
REINO ANIMAL La mayoría de los zoólogos clasifican a los animales en unos 15 grupos principales, cada uno de los cuales representa un plan anatómico fundamental. Se excluyen otros grupos de cuerpo blando que no tienen prácticamente representantes en el registro fósil. Las categorías taxonómicas básicas del Reino Animal son : Reino, Phylum, Clase, Orden, Familia, Género y Especie. Los grupos más importantes de animales en la historia de la vida son los siguientes: 1. Protozoarios. Cada individuo consta de una única masa de protoplasma o célula. En esa célula se realizan procesos equivalentes a los que se verifican en los animales superiores en órganos y tejidos. La estructura simple de los protozoarios hace que sean microscópicos. Se reproducen por escisión Los foraminíferos y radiolarios, que segregan pequeños esqueletos calcáreos o silíceos, son abundantes al estado fósil. 2. Porífera. En los primeros trabajos se pensaba que eran vegetales, pero en la actualidad se sabe que están dotados de todos los atributos de la vida animal, en grado muy simple. Son masas redondeadas, fijas y gelatinosas, de colores vistosos y con su superficie llena de agujeros pequeños. Viven fijos en el fondo del mar. La pared de su cuerpo tiene espículas calcáreas, que constituyen su sostén o esqueleto. Algunas células tienen funciones diferenciadas, pero no divididas formando distintos tipos de tejidos. El agua penetra por los poros inhalantes, ocupa el hueco interior y la expulsa por el ósculo ya desprovista de las sustancias alimenticias. La reproducción puede ser sexual dando origen a una larva, que saldrá de la esponja y se fijará en otra parte. La reproducción asexual se realiza por medio de gémulas, que crecen en el cuerpo de la esponja, luego se desprenden y originan una nueva esponja. Suelen formar colonias.
3. Celenterados. Constituídos por células diferenciadas y reunidas en tejidos de distinta finalidad. Son todos acuáticos y con órganos urticantes. Pueden vivir aislados o formando colonias. Tienen una abertura rodeada de tentáculos con gran cantidad de cnidoblastos, venenosos, para paralizar a sus presas. Los productos de desecho salen por la misma abertura. La vida colonial se inicia con los pólipos que se aglomeran. Primero un conjunto de exploradores busca un fondo que permita su fijación. Las formas fijas se multiplican por gemación y las sucesivas generaciones no se alejan del cuerpo de las respectivas madres. Segregan hacia el interior del cuerpo sustancias calcáreas que protegen a los pólipos en crecimiento y dan al arrecife gran rigidez. Se elevan desde el fondo hasta 40 m. Sus habitantes van muriendo desde la parte baja y solo hay vida en la parte superior. Los organismos mantienen un equilibrio en el crecimiento del arrecife para mantener la profundidad durante la subsidencia. Los corales han dejado uno de los registros fósiles que mejor se conocen. Las medusas son de cuerpo gelatinoso y sumamente delicado y vive en todos los mares. Son formas pelágicas nadadoras. Tiene células urticantes para su defensa. 4. Graptolites Es un grupo extinguido, de naturaleza incierta, que posiblemente no merezca ser considerado como un grupo básico. El problema es que las partes conservadas arrojan dudas sobre el grupo a que pertenecen. Se mencionan porque han dejado un extenso registro fósil y eran pobladores importantes de los mares paleozoicos. 5-9. Platelmintos. Nemertinos. Nematelmintos. Troquelmintos. Anélidos. En su mayoría son los vermes o gusanos de la acepción popular, pero sus caracteres anatómicos básicos son tan distintos que se justifica su separación en cinco grupos. En conjunto los vermes tienen en la actualidad extraordinaria importancia en la economía de la naturaleza, pero la mayoría son formas pequeñas, de cuerpo blando, que dejaron escaso registro paleontológico. 10. Briozoarios. Son formas coloniales, acuáticas, en su mayoría marinas. Se asemejan a algunos corales, pero son más complejos porque tienen tres capas de tejido primario, en lugar de dos, y una cavidad central (celoma) en el interior de la capa media. Las colonias secretan estructuras esqueléticas, que se fosilizan
con facilidad, y han dejado un registro extraordinariamente completo de este grupo.
11. Braquiópodos. Estas formas se parecen a las almejas porque tienen dos valvas externas, pero a diferencia de estas, cada valva es por lo general simétrica con respecto a una línea media y su anatomía interna es también diferente. Al igual que todas las conchas se conservan muy bien en estado fósil y han dejado una excelente evidencia paleontológica. 12. Equinodermos. Es un grupo extraordinariamente variado, incluye formas tales como las estrellas, los erizos y los lirios de mar. La diferenciación de órganos y tejidos es de tipo avanzado. Poseen simetría básica bilateral, generalmente enmascarada por otra radial pentámera. La conservación del complejo esqueleto de placas calcáreas, que se forma en la capa media de tejidos, originó un completo y prolongado registro fósil, 13. Moluscos. Es en la actualidad y lo fue durante gran parte de la historia de la vida, el más próspero y dominante de los grupos principalmente acuáticos. La modificación de algunos de sus caracteres, así como la disposición de su concha ha determinado la clasificación en Gasterópodos (caracol), Bivalvos (almeja) y Cefalópodos (pulpo, calamar). Su registro fósil es extraordinario, posiblemente mejor que el de cualquier otro grupo. 14. Artrópodos. Numéricamente es el más próspero de todos los grupos, pues incluye los insectos, mucho más diversificados que el resto de los animales en conjunto. Está representado por los cangrejos, escorpiones, arañas y trilobites (extinguidos). Entre sus características se cuentan las de poseer un cuerpo articulado, con patas articuladas y un caparazón exterior endurecido. Tienen la cabeza con un par de antenas y un corazón en posición dorsal para hacer circular la sangre a lo largo del cuerpo (cangrejo). 15. Cordados o Vertebrados. Presentan una compleja diferenciación de órganos y tejidos y simetría bilateral, a lo que se agregan una estructura básica de sostén y movilidad, formada por una columna longitudinal, interna, articulada, excepto en los tipos más primitivos. En el interior de la columna existe un cordón nervioso, la médula espinal, cuyas ramificaciones o nervios van a todos los
lugares del organismo, cuya parte anterior es el cerebro, protegido por la cavidad craneana. La respiración es branquial o pulmonar según el medio donde vivan. El aparato circulatorio consta de un centro propulsor, el corazón, y un sistema de venas y arterias. La reproducción es ovípara para unos y vivípara para otros. Incluye los peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Son los animales de mayor interés para el hombre, necesarios para conocer su propia evolución. El registro fósil es bueno en general.
Peces. Cartilaginosos. Esqueleto cartilaginoso, piel áspera sin escamas, no tienen vejiga natatoria. Ovovivíparos. Ejemplos: Tiburón, Raya, Bagre, etc. Aparecen en el Silúrico-Devónico. Óseos. Esqueleto osificado, línea lateral, vejiga natatoria, cuerpo cubierto de escamas. Fecundación externa. Aparecen en el Jurásico. Ejemplos: Lenguado. Pejerrey. Corvina. Mero, etc. Anfibios. Tienen vida acuática en su juventud y vida terrestre en su estado adulto, con respiración pulmonar. Piel desnuda y repleta de glándulas. Sangre fría, como los peces. Tiene cuatro patas, dos anteriores, cortas, y dos posteriores más largas. Viven en parajes húmedos, pues el agua y sus cercanías constituyen su natural medio de vida. Luego del letargo invernal, ponen los huevos en cuerpos de agua, envueltos en una masa gelatinosa. La larva que sale del huevo se llama renacuajo. A las pocas semanas el cuerpo se ensancha, le salen las extremidades, se cae la cola, mientras que las branquias son reemplazadas por los pulmones. Se ha transformado en adulto y puede vivir fuera o dentro del agua. Es el primer intento del mundo animal de vivir en tierra firme. Aparecen en el Devónico y son abundantes en el Carbonífero y Pérmico Urodelos: Salamandra (con forma de lagarto), tritón, etc. Anuros: Rana, Sapo, Escuerzo, etc. Reptiles. Cuerpo cubierto de escamas, que los protege de la desecación. Miembros cortos o sin ellos. Son ovíparos u ovovivíparos. Sangre a temperatura del ambiente (fría). Representan la independencia del mundo animal de su relación con el mundo acuático. Incorporan la fecundación interna, el desarrollo dentro de un huevo con cáscara y están recubiertos de escamas que impiden la pérdida de agua del cuerpo. Tienen su mayor importancia en el Mesozoico Se dividen en varios grupos:
Saurios. Cuerpo alargado y cola cilíndrica. Las extremidades sirven a unos para caminar, como a los lagartos, y a otros para agarrarse a las ramas, como a los camaleones. Párpados móviles, son inofensivos y se alimentan de insectos y moluscos. Ofidios. Carecen de extremidades, párpados soldados y transparentes, que le permiten fijar la mirada. Cuerpo cubierto de escamas imbricadas. Dilatación de la boca (hueso cuadrado), esófago y estómago que le permite tragar piezas más voluminosas que su propio cuerpo. Dientes pequeños, encorvados hacia adentro. En la mandíbula superior las especies venenosas tienen dientes acanalados para inyectar el veneno. Lengua extensible y bífida. Alimentación exclusivamente animal, sobre todo presas vivas, que tragan sin destrozar. Ejemplos: Víboras, Culebras, Serpientes. Cocodrilos. Mayor tamaño, gruesas escamas dorsales y los dedos están unidos por una membrana para nadar. La disposición interna de las fosas nasales les permite respirar teniendo la boca ocupada. Carnívoros feroces. Quelonios. Tienen el cuerpo encerrado dentro de un caparazón óseo que consta de dos partes: espaldar, muy convexo y peto, aplanado. Las mandíbulas sin dientes, van cubiertas con piezas córneas cortantes que forman un verdadero pico, para cortar las hierbas y frutos que consume. Deposita sus huevos en playas u hoyos que tapa con arena, dejando al sol el cuidado de incubarlos. Dinosaurios. Fueron dominantes en el Mesozoico y se extinguieron al final del Cretácico. Ocuparon todos los nichos ecológicos. Hay dinosaurios de todos los tamaños, pero algunas especies lograron tamaños gigantescos y llegaron a pesar 70 toneladas. Se distinguen herbívoros y carnívoros. Aves. La adaptación de las aves al vuelo repercute notablemente en su organización y sobre todo en la conformación del esqueleto, de acusada rigidez y de poco peso (huesos neumáticos), necesarios para el vuelo, modificándose las extremidades superiores en alas. Los sistemas circulatorios y respiratorios adquieren gran perfección, permitiendo mantener constante una temperatura elevada. Tienen el cuerpo cubierto de plumas, de varios tipos según sus diversos fines (remeras, timoneras, plumón, etc.). El pico, cubierto de un estuche córneo, varía por el género de vida como instrumento de prensión, de defensa y de construcción. En el aparato digestivo es peculiar el buche, expansión del esófago, donde los granos y otros alimentos empiezan a ablandarse. Carecen de dientes. Los huevos contienen gran cantidad de sustancias de reserva. El huevo con sus cubiertas constituye una eficaz protección para el desarrollo de las aves. De acuerdo a la adaptación de las aves a distintos ambientes o funciones, sus
picos y patas se adecuan a cada una de ellas. Por ejemplo, patas palmípedas para las nadadoras, alas para nadar en los pingüinos, etc. Las aves más antiguas, como el arqueopterix, que vivió en el Jurásico, poseían dientes y otros caracteres que las relacionan genéticamente con los reptiles.
Mamíferos. Tienen el cuerpo cubierto de pelos y constituyen la clase más elevada en organización. Tienen un órgano muscular o diafragma al servicio de la respiración, que separa la cavidad toráxica –con pulmones y corazón- de la cavidad abdominal. Son vivíparos y las crías se alimentan de la leche materna, segregada por las mamas. Las glándulas mamarias difieren considerablemente en cuanto al número y distribución que dependen de los hijos obtenidos en cada parto. Los pelos contribuyen a mantener una temperatura constante, cercana a los 37ºC. La circulación sanguínea es cerrada y completa y la respiración pulmonar. El cuerpo está sostenido por cuatro patas para la marcha y en algunos grupos han sido modificadas para adaptarlas a la vida acuática o aérea. La mayoría tiene dientes, cuyo número, forma y disposición varía bastante según sus funciones. Cada especie mantiene caracteres dentales estables, que son importantes para su clasificación. Tienen gran desarrollo de los centros nerviosos y mayor volumen que los anteriores (aves, reptiles, etc .). Las numerosas adaptaciones de los mamíferos conducen por lado a formas de tamaños pequeños y muy especializados, y por el otro, al grupo de los Primates (monos superiores y el hombre), de vida arborícola y de caracteres poco especializados, como la dentadura omnívora, mientras que por el contrario, el cerebro está altamente organizado, con la consiguiente transformación del cráneo. Los mamíferos más primitivos aparecieron en el Jurásico. REINO VEGETAL La Paleobotánica estudia los vegetales fósiles ypuede considerarse como el medio para conocer la historia del Reino Vegetal. Los fósiles vegetales más frecuentes son las petrificaciones de tallos y troncos y las impresiones o improntas de tallos y hojas. Las divisiones taxonómicas son las siguientes: 1. Talófitas. Se incluyen organismos vegetales en los cuales aun no hay diferenciación de raíz, tallo y hojas. Son importantes por el elevado número de representantes y la gran diversidad de tipos morfológicos. Tienen mayor importancia diagnóstica las Diatomeas, Dinoflagelados, Silicoflagelados, etc. Pueden tener una simple agrupación de células o ser unicelulares.
Agrupa a todos los organismos más inferiores del Reino Vegetal: bacterias (bacilos), algas uni o pluricelulares, etc. Las algas alcanzan a tener cierta tendencia a diferenciación de células, presentando un grupo bastante heterogéneo, del cual han podido aparecer los primeros vegetales que conquistaron la tierra firme. Se conocen desde el Precámbrico.
2. Briofitas. Se diferencias de las algas porque viven en tierra, en cortezas, en ambientes húmedos, excepcionalmente en el agua y presentan una diferenciación rudimentaria en tallitos y hojas, pero aun con fijación por medio de rizoides. Tienen clorofila Con la conquista de la tierra se producen cambios profundos en los organismos vegetales; mejor resistencia mecánica a los agentes adversos, aumento de tamaño, defensa o regulación de la transpiración y evaporación, mayor superficie para la fotosíntesis. Se conocen desde el Paleozoico
3. Pteridófitas Se produce la diferenciación en tallo, raíz y hojas. Se adquiere hábito arbustivo y aun arborescente. Los esporangios llegan a disponerse sobre ramas u hojas modificadas. Las estructuras tanto aéreas como subterráneas se diversifican de tal manera que prácticamente cubrieron todas las posibilidades morfológicas que ostentan actualmente los vegetales más evolucionados. Pueden ser acuáticas, terrestres y aun epífitas. Los representantes más antiguos se localizan en el Devónico. Tienen su acmé en Carbónico y Pérmico y algunos llegan al Presente. Los helechos participan de esta División y reúnen un conjunto numeroso de vegetales que en el pasado geológico fueron constituyentes florísticos importantes a partir del Paleozoico. Viven en general a la sombra de plantas de mayor tamaño. Son indicadores de humedad, temperatura (cálida), sombra y a veces de ambientes acuáticos. 4. Gymnospermas. Presentan un estadio evolutivo más avanzado respecto a las Pteridófitas, como la presencia óvulos en los esporofitos, la reducción del gametofito y la fertilización del mismo sobre la planta madre. Toman gran tamaño sostenidas por el leño secundario. Tienen hojas filiciformes o enteras, de gran tamaño, con una gruesa cutícula epidérmica. La formación de
estructuras tipo cono es notable en ciertos grupos. Tienen sacos polínicos en lugar de las esporas de las Pteridófitas. Incluye a las Cycas y Coníferas entre otros vegetales. Aparecieron en el Devónico superior y fueron constituyentes importantes en las asociaciones paleoflorísticas tanto paleozoicas como mesozoicas. en En el Cenozoico han sido relegadas a un segundo plano por las Angiospernas.
5. Angiospermas. Son los vegetales más desarrollados. Su característica principal es la flor, con una estructura cerrada (ovario) que protege los óvulos de una manera más perfecta y la doble fecundación. Las plantas pueden ser arborescentes, arbustivas o herbáceas y viven en tipos extremos de clima. Pueden vivir en tierra, sobre otros organismos y en el agua. La hoja es otro órgano que se desarrolló notoriamente alcanzando a veces tamaños desmesurados. En la enorme gama de estructuras florales podemos encontrar diferentes niveles o grados de organización. Los primeros restos de angiospermas se ubican certeramente en el Cretácico inferior alto. Las Angiospermas halladas en el Albiano (K) pueden ser referidas en gran parte a familias y aun géneros actuales. Este hecho implica la necesidad de realizar un estudio profundo de las plantas vivientes para efectuar estudios serios de las formas fósiles. REINO FUNGI (HONGOS) En su gran mayoría no son aptos para la fosilización. Suelen encontrarse sobre hojas y troncos. ESTRUCTURAS ORGÁNICAS. FÓSILES. Las estructuras orgánicas halladas en las rocas son los fósiles (del latín fossilis: obtener excavando), que constituyen demostraciones de la vida pasada. Denominamos FÓSIL a todo resto o impresión de un organismo que vivió en épocas geológicas pasadas, así como a cualquier otro indicio de su existencia que se haya conservado en la corteza terrestre. El conjunto de fenómenos físicoquímicos por los cuales un organismo pasa al estado fósil se denomina FOSILIZACIÓN. No todos los seres del pasado se han conservado fósiles sino una mínima proporción de ellos, habiendo existido grupos enteros que no han dejado representación alguna en las rocas. Estas estructuras forman parte de las rocas y son familiares a los estudiosos de las rocas sedimentarias. Pueden constituir una parte menor de los sedimentos, o integrarlos en su mayor parte. En general, el geólogo al medir un perfil describe la aparición de los restos fósiles e identifica su
pertenencia a un grupo, como moluscos o corales, helechos, etc. Las afinidades tiempo-estratigráficas de las unidades de una sección medida se determinan más comúnmente por medio de la paleontología y deben aprovecharse todas las oportunidades que tiendan a refinar la división bioestratigráfica por zonas de la columna estratigráfica comprendida. Las colecciones de los afloramientos medidos deben limitarse a los ejemplares representativos de los géneros y especies presentes, anotando la abundancia relativa de cada uno. Ciertos tipos de fósiles, como los briozoarios, los corales y los foraminíferos más grandes, requieren técnicas de laboratorio (microscópicas) para su identificación. Si se buscan microfósiles se deben recoger muestras de rocas apropiadas para examinarlas con técnicas de laboratorio. El petrólogo debe reconocer fósiles en cortes delgados, y de su composición, conservación y modo de presentarse debe obtener mayores datos sobre el origen de la roca que los contiene. Los fósiles son indispensables para clasificar y correlacionar las formaciones sedimentarias distribuidas por todo el mundo. Son de gran utilidad los fósiles guía que han logrado una distribución geográfica muy amplia a pesar de su muy breve existencia. El estudio de las faunas y floras fósiles hace posible las ideas de la distribución de mares y continentes durante distintos períodos geológicos y hasta permite inferir deducciones respecto de los climas reinantes en ellos.
Composición y modo de presentación Los fósiles pueden estar enterrados y conservarse relativamente inalterados, como conchillas, generalmente calcáreas, huesos, dientes y vegetales que son fosfáticos o silíceos o quitinosos. Las estructuras orgánicas pueden estar completamente reemplazadas de tal manera que la composición actual de los fósiles no guarda ninguna relación con la composición original. Tales reemplazos (petrificaciones) son en verdad segregaciones de los componentes minerales secundarios de las rocas. La sílice, los carbonatos y los sulfuros de hierro se encuentran entre los materiales reemplazantes. Cualquier estructura orgánica puede dejar una impresión o impronta si es presionada sobre un material blando. Son comunes en restos de peces y de hojas y tallos de vegetales. En muchos casos no se encuentra la estructura orgánica original ni su estructura de reemplazo. En cambio, se encuentran cavidades denominadas moldes, formadas por la eliminación en solución de las estructuras originales. Los moldes muestran la forma y ornamentación del cuerpo original. Si el molde se encuentra relleno de materia extraña, el relleno se denomina calco.
Cualquier estructura producida por un organismo es un fósil. De ahí que los rastros, huellas y cuevas sean también fósiles. Los rastros son impresiones dejados sobre material fresco por las extremidades de aves y otros animales. Las huellas son marcas más o menos continuas de organismos que transitan. Se llaman icnitas e icnología es el estudio de las rastrilladas fósiles. Ciertos reemplazos llamados tubos pueden originarse por organismos que viven sobre arena y se alimentan del fango subyacente. Las cuevas se detectan generalmente por un cambio de composición litológica de forma más o menos cilíndrica. Las bolitas fecales o excreciones orgánicas (cuerpos alargados y esculpidos) se encuentran en rocas sedimentarias donde se han fosilizados. Los coprolitos son componentes relativamente raros de las rocas sedimentarias.
Petrología de los fósiles Las algas contribuyen con grandes e importantes cantidades de carbonato de calcio a los arrecifes actuales, y a los depósitos clásticos de calizas que derivan de estos arrecifes. Dentro de las estructuras atribuidas a la acción de las algas se cuentan los estromatolitos. Parecen ser laminares, de forma variada y se producen por un agregado de algas azules. Los organismos como documentos de medio ambiente Los fósiles han merecido la atención de los paleontólogos para la clasificación taxonómica (clase, familia, género, especie) y como documentos cronológicos, pero también a los geólogos les interesan como documentos del medio ambiente. Para este fin el geólogo en el campo debe ampliar las observaciones sobre la presencia de fósiles, su abundancia, su forma de conservación, tamaño (adultos y en crecimiento o juveniles), condiciones externas como rotura o desgaste, disposición espacial y orientación, una sola especie o distintas especies, etc. Los organismos viven rodeados por un conjunto de condiciones físicas y biológicas que constituyen su ambiente. En sentido amplio podemos reconocer los ambientes ACUÁTICO Y TERRESTRE, este último abarcando el medio aéreo, pues no existe ningún organismo que utilice el aire como medio exclusivo de vida. El ambiente acuático puede dividirse a su vez en los ambientes MARINO y de AGUA DULCE, existiendo además ambientes de transición donde se mezclan las condiciones de existencia presentes en algunos de los medios mencionados. Los fósiles arrojan luz acerca de la presencia o ausencia de corrientes de fondo, su fuerza, dirección y profundidad del agua. Los criterios para la
interpretación no son completos ni concordantes. Las conchas macizas de los moluscos, por ejemplo, se dice que son indicadoras de aguas poco profundas y agitadas, mientras que en aguas más profundas y tranquilas, las conchillas tienden a ser delgadas y frágiles, y se encuentran intactas y articuladas. El hábito perforante de muchas formas que viven en fondos arenosos puede ser una forma de defensa o de alimentación. La posición del fósil sugiere la presencia o ausencia de corrientes (orientación preferencial de los restos o no). La selección o la falta de selección de los restos fósiles y la articulación de valvas o restos óseos o su desarticulación pueden ser indicios de la importancia de la acción de las corrientes. La mayoría de las interpretaciones de los organismos fósiles se han basado en analogías con formas vivientes. En todos los estudios de fósiles debe tenerse cuidado al discriminar entre formas indígenas y las que han sufrido desplazamientos y han sido introducidas en un ambiente extraño a aquel en que han crecido.
