Fosilización

• Fosilización:

El concepto de “fósil” significa “encontrado bajo la tierra” y se refiere a partes de plantas o animales o a cualquier impresión, trazo o vestigio morfológico dejado por organismos extinguidos. Los fósiles han preservado en algunos casos la detallada estrusctura de un organismo, de manera que al observar secciones bajo el microscopio, se podría dibujar la forma de los vasos sanguíneos y nervios que constituía a un organismo vertebrado.

La fosilización es un proceso lento, condicionado por factores geológicos y climáticos. Se conocen diferentes tipos:

• Compresión: Se da cuando un organismo o parte de él queda atrapado entre los sedimentos sin descomponerse completamente, por lo cual es posible rescatar restos orgánicos.

• Impresión: Se obtiene cuando por presión o calor ambiental elevado, los residuos orgánicos desaparecen completamente, dejando una huella del organismo original.

El proceso de fosilización: Cuando un organismo muere o produce algún tipo de resto como producto de su actividad vital, se produce una serie de transformaciones como: destrucción de la materia orgánica, sustitución de ésta por materia mineral estable ante las nuevas condiciones ambientales, relleno de cavidades (del propio organismo o generadas por él) que puede tener como resultado la formación de un fósil.El proceso de fosilización es un proceso selectivo, de manera que la probabilidad de que un organismo, o alguna parte de él, resista el paso del tiempo y se convierta en un fósil va a depender de su composición química y de las características físicas y composición de las aguas a que esté expuesto. Así pues, los esqueletos (internos o externos), que contienen una gran cantidad de materia mineral se conservan con más facilidad, mientras que el tejido blando es mas difícilmente conservable, debido a que en condiciones normales es rápidamente atacado por bacterias descomponedoras.

Podemos considerar varios tipos de fósiles:

· Restos de las partes blandas. A veces se encuentran restos de las partes blandas de un animal, por ejemplo gusanos, impresiones de la piel de dinosaurios e incluso moldes de los intestinos.

· Evidencias de actividad orgánica. Se llaman pistas fósiles e incluyen madrigueras, pisadas, rastros, perforaciones, etc...

· Moldes internos y externos de animales de concha dura. Producidos por relleno de la misma (internos) o por las impresiones en el sedimento que los rodean (externos).

Réplicas. Por sustitución de la sustancia original por reemplazamiento molécula a molécula de la sustancia original por calcita, silice o compuestos de hierro, en la mayoría de los casos.

• Petrificación:

Cuando las partes sólidas como huesos o caparazones, incluso tejidos blandos, se reemplazan por minerales, como carbonato de calcio o sílice, los fósiles se denominan petrificaciones.

• Moldes: Se obtienen cuando el material que rodea in organismo muerto se solidifica; los tejidos luego se desecan y el molde se rellena con minerales que se endurecen, formando una copia exacta de las estructuras externas del organismo original. Las huellas de pisadas que luego se endurecen son un buen ejemplo de este proceso.

Los lugares más apropiados para la fosilización son océanos y lagos, dónde los depósitos sedimentarios, como areniscas y piedras calizas, se acumulan gradualmente.

La edad de un fósil se puede determinar conociendo la vida media de un elemento radiactivo, que corresponde al tiempo necesario para que la mitad del isótopo inicial se transforme en otro llamado secundario. Conociendo la proporción de ambos elementos en la muestra estudiada, es posible estimar el tiempo transcurrido en la transformación y, en consecuencia, la edad del fósil.

En la actualidad, subsisten algunas especies de plantas y animales que han conservado anatomía y formas de vida muy primitivas. Como el Nautilus (molusco cefalópodo abundante en el mesozoico), el Celacanto (pez del período Devónico) y el Ginkgo Biloba (el género más antiguo de los árboles vivos del cual se conocen ejemplares de hasta 200 millones de años)

En cada una de las cinco clases de subphylum Vertebrados se han encontrado fósiles que revelan la existencia de especies de transición o eslabones entre cada una de las clases evolutivas.

Basándose en pruebas paleontológicas, se han llegado a establecer líneas evolutivas como la del ammonites, trilobites, o el linaje evolutivo del caballo. Esta última descrita por O.C. Marsh en 1879, a partir de registros fósiles encontrados en distintos estratos geológicos, en ella se pueden distinguir claramente tres tendencias; la reducción en el numero de dedos, el aumento de la superficie de trituración de las muelas y el cambio de hábitos alimenticios. Este proceso abarcó 65 millones de años y se inició con Eohippus y culminó con Equus, que surgió en el pleistoceno.

Estas modificaciones anatómicas se relacionan con cambios en al vegetación, que era de claro predominio herbáceo. El clima se tornó más seco y el suelo más duro. La evolución del Equus es una acumulación de cambios adaptativos relacionados con la presión ambiental.

La comparación entre los diferentes organismos que se han fosilizado proporciona tres evidencias en relación al proceso evolutivo: la progresiva complejidad estructural de los seres vivos; y las graduales modificaciones anatómicas que indican una progresiva especialización.

A través de la historia, el hombre ha ensayado diferentes métodos y criterios para clasificar a los seres vivos.

• Taxonomía:

Disciplina científica que se preocupa por la clasificación de los seres, basándose en un sistema jerárquico de grupos ordenados según sus semejanzas. El actual sistema de clasificación se basa en el propuesto en 1735 por Carolus Linneo. Los seres vivos se agrupan en categorías taxonómicas: las especies se incluyen en géneros, varios de estos conforman una familia, estás a su vez en órdenes y loas órdenes en clases. La siguiente categoría para animales y protistas es el phylum y para plantas y hongos la división; el ultimo nivel taxonómico corresponde al reino.

La taxonomía ha contribuido a establecer relaciones de parentesco en los distintos grupos, de acuerdo a las características morfológicas, fisiológicas y genéticas que comparten.

• Sistemática:

Está a cargo del estudio de las relaciones evolutivas entre los organismos (filogenia). Los aportes de esta disciplina ha permitido construir arboles filogenéticos, en los que se observa la historia evolutiva de los organismos desde el origen de los reinos y sus principales divisiones, hasta las especies que conocemos en la actualidad. La clasificación de los organismos puede basarse en ancestros comunes. Si todos los subgrupos de un nivel taxonómicos tienen un mismo ancestro, se denominan Monofiléticos; si, por el contrario provienen de varias líneas evolutivas se les llama Polifiléticos. Por ejemplo, se cree que los mamíferos evolucionaron de tres reptiles del Triásico.

Las primeras diversificaciones evolutivas ocurrieron en el Cámbrico, hace 550 millones de años; produjeron muchas especies, de las cuales algunas se diversificaron aún más. Otros grupos taxonómicos se extinguieron y fueron sustituidos por otros que emergieron de otras ramas evolutivas.

Los grupos taxonómicos extinguidos presentaban características fanotípicas que fueron seleccionadas negativamente por el ambiente; si las condiciones ambientales en el planeta hubieran sido distintas, otras diferentes a las que hoy conocemos, poblarían nuestro medio.

Anatomía comparada:

La evolución Orgánica

Ch. Darwin (1859) en “El origen de las especies” según Ernst Mayer (1982) presenta cuatro postulados

El mundo no es estático sino que evoluciona.

El proceso de la evolución es gradual y continuo.

La comunidad de descendencia. Organismo semejantes estaban emparentados, y descendían de un antepasado común.

La selección natural, en dos fases:

Producción de variabilidad.

La selección de la supervivencia en la lucha por la existencia.

Evolución a través de la selección natural (Meyer 1982)

Proceso en dos etapas:

Producción a través de recombinación, mutación y acontecimientos aleatorios de variabilidad genética

Regulación de la variabilidad por selección.

Los organismos distintivamente únicos se organizan en poblaciones endogámicas y en especies.

Todos los miembros son “parte” de la especie puesto que proceden de, y contribuyen a, un sólo acervo de genes.

La población como un todo es la que sufre la evolución.

Cada individuo biológico es de naturaleza dualista, posee:

Genotipo, parte del acervo génico de la población.

Fenotipo, compite con otros fenotipos por el éxito en la reproducción: eficacia biológica.

Este éxito no esta determinado intrínsecamente, sino que resulta de las presiones de selección.

La selección natural constituye un mecanismo extrínseco se regulación en poblaciones.

La selección natural determina la dirección del proceso evolutivo al aumentar la frecuencia de genes y constelaciones de genes adaptados a un tiempo y lugar determinados, al aumentar la eficacia biológica, al promover la especialización y dar origen a radiaciones adaptativas y a todo lo que de algún modo impreciso se llama “progreso evolutivo”.

¿Qué es filogenia?

La historia de la vida se representa como un árbol ramificado, llamado filogenia, que proporciona a todo lo vivo una historia evolutiva unificada.

¿Qué es evolución orgánica? Jessop (1990)

Cambios en el depósito genético de una población en muchas generaciones.

Depósito de genes: agregación de todos los genes disponibles para la transmisión y recombinación de una población reproductora.

Características de los procesos evolutivos:

Universal e ineludible.

Los cambios evolutivos no proceden según una razón constante, son acelerados por la inestabilidad del medio.

La evolución es un fenómeno oportunista, no orientado hacia una meta

Normalmente el cambio evolutivo es adaptativo (en el tiempo), en largo periodo puede llevar a la extinción cuando limita muy estrechamente una población a un hábitat restringido o modo muy especializado de vida.

La evolución no es sinónimo de especiación.

Especie

Grupo particular de organismos.

Conjunto de rasgos característicos.

Un cariotipo específico.

Mayor grado de concordancia en proteínas y Ac. Nucleicos.

Animales salvajes, apareamiento libre.

Capaces de producir descendencia fértil.

Equilibrios discontinuos:

La transición de una especie a otra puede estar fuertemente acelerada por el flujo ambiental.

Modos de especiación

Aislamiento geográfico.

Aislamiento en el tiempo.

Especiación con el aislamiento geográfico

Esquística o cladogenética: evolución divergente entre subpoblaciones aisladas geográficamente

El aislamiento en el tiempo Especiación filética

Cambio fenotípico a través de sucesivas generaciones en la línea de la vida de una población.

El aislamiento geográfico no es condición previa necesaria, la barrera en el flujo genético es el tiempo.

Convergencia y divergencia

Producida la especiación, las especies separadas no pueden fusionarse para volver a ser una.

Especies diferentes incluso poco relacionadas entre si, se adaptan a un modo de vida similar, pueden llegar a permanecer a parecerse mucho, cuerpo y comportamiento: convergencia evolutiva.

La macroevolución

Cambios por encima del nivel de especies:

Especies: cientos de miles de años

Aves: 100 millones de años

El sistema jerárquico de clasificación y la sistemática evolutiva constituyen el Arbol Evolutivo.

Mecanismos de evolución según Jessop (1990):

Cambio en genes y cromosomasfuerza de selección y flujo genético.

Incluye

Mutación de genes

Aumento cualitativo del genoma por adición de genes y cromosomas.

Reordenación de genes en los cromosomas.

Selección estabilizadora

Favorece a aquellos individuos que son “media” para un rasgo (talla), preservando la estabilidad fenotípica de las especies bien adaptadas.

Selección direccional

Individuos de un fenotipo extremo tienen mayores éxitos reproductivos de aquellos que están en la medida de la curva o en extremo opuesto.

Selección dispersiva

Favorece a ambos extremos en el rango de la expresión fenotípica, subpoblaciones que invaden diferentes habitas.

La deriva génica

Es la eliminación de los alelos menos comunes de una población reproductivas en una probabilidad única, sin considerar éxito reproductivo.