La evolución de los seres vivos

El naturalista Charles Darwin, de nacionalidad inglesa, vivió entre los años 1809 y 1882. Su obra “Sobre el origen de las especies por selección natural o la preservación de las razas favorecidas en la lucha por la existencia” publicada el 24 de noviembre de 1859, inicia los conceptos relacionados con la evolución.  En un viaje que realizó en el buque “Beagle”, viaje que duró cinco años, entre el 27 de diciembre de 1831 y el 2 de octubre de 1836Al observó la flora y la fauna del archipiélago de las islas Galápagos, en el Ecuador. Fascinado por la abundancia de aves, llamadas pinzones, de las cuales halló siete especies diferentes, pero con un tronco común, del que se fueron separando,  formula la hipótesis sobre evolución y adaptación. Darwin, en su libro, nos dice que en cada generación se van presentando diferencias hereditarias sin explicación aparente, que hacen que los organismos evolucionen por selección natural. Las especies con mayor adaptación al medio son las que se multiplican, mientras que el resto, se encamina hacia su desaparición, lo que significaría una razón de supervivencia.

Está comprobado a través de los restos fósiles, que muchas especies de la antigüedad se han extinguido, y otras fueron adoptando nuevas formas.  Hace aproximadamente cuatro mil millones de años surgieron las primeras manifestaciones de vida a través de células rudimentarias. Hace alrededor de setecientos millones de años aparecieron los organismos pluricelulares. Los invertebrados surgieron hace casi seiscientos millones de años y los peces, primeros vertebrados, lo hicieron hace 450 millones de años. La flora tuvo origen hace ciento cincuenta millones de años.  Así, los peces se adaptaron a la vida acuática, los animales terrestres a la vida en ese medio, y lo mismo hicieron los que vuelan. Pero el ambiente cambia, y estos seres vivos deben adaptarse a esas condiciones y de esta manera se explican las mutaciones.

Según la teoría evolutiva el grupo de los Homo Sapiens (el hombre) surgió del grupo de los homínidos, que a su vez derivó de los primates, que sufrieron esa magnífica transformación para tomar la posición erecta, los cambios dentales y sobre todo, el desarrollo encefálico. El estudio genético revela que el cromosoma 6 humano es idéntico al del gorila, el chimpancé y el orangután, por lo que se deduce que los cuatro tuvieron un antepasado común.  Esto permite afirmar que la evolución se produce sobre una base genética, y los cambios se producen en la estructura de los genes, debido al cambio en las condiciones ambientales; de esta forma grupos de individuos ubicados en ambientes distintos, con diferentes requerimientos adaptativos, darán origen a evoluciones distintas, es decir a especies distintas.

La evolución es un proceso universal que consiste en el cambio gradual de los seres vivos y de todo cuanto existe en el universo;  la evolución es un proceso general que afecta a los animales y a las plantas, pero también a las rocas, los planetas, las estrellas, y todo cuanto existe en la Naturaleza. Así pues, se podría hablar de una evolución biológica, una evolución geológica e incluso una evolución astronómica.

Hay muchos ejemplos de evolución geológica; pensemos por ejemplo en las piedras del fondo de los ríos (los cantos rodados), que originalmente no son más que trozos de roca que se desprenden de la montaña, y que al ser arrastrados por la corriente se golpean unos con otros y así van adquiriendo su característica forma redondeada. Otro ejemplo son las montañas y los montes. Se forman por la deformación de la superficie de la Tierra como consecuencia del choque de las placas tectónicas. Al principio crecen y crecen, hasta que alcanzan su altura máxima, y a partir de ahí la erosión y el mismo movimiento de las placas hacen que se vayan redondeado en su cima y disminuyendo de altura.

La evolución biológica (o evolución orgánica como algunos la llaman) es en la que normalmente uno piensa cuando habla de evolución. Es el proceso por el cual se originó la vida en la Tierra, y que ha dado lugar a la enorme diversidad de seres vivos que pueblan nuestro planeta. Hasta antes de la formulación de la Teoría de la evolución se consideraba que la biodiversidad era consecuencia de un designio divino, es decir, que todo, incluso el proceso de evolución, seguía un plan establecido por Dios. Darwin recopiló durante años una enorme cantidad de ejemplos y datos, que le llevan a proponer la selección natural como motor del cambio evolutivo. Es decir, las especies cambian con el tiempo porque sólo los individuos más aptos logran dejar descendencia. Las características que hacen que unos individuos sean más aptos que otros son diferentes según el ambiente en el que se desarrollan, y así, generación tras generación, las especies evolucionan para adaptarse al medio. Hoy en día mucha gente acepta la evolución por selección natural, e incluso a muchos nos parece algo obvio. Sin embargo, en los tiempos de Darwin (siglo XIX) esta teoría supuso una revolución total contra el pensamiento religioso predominante en aquella época, puesto que al explicar la evolución mediante la selección natural. Para muchos, esto suponía aceptar el libre albedrío de las especies, incluyendo los seres humanos, y Darwin encontró cierta oposición a su teoría, incluso entre la comunidad científica.

El estudio de la evolución ha estado tradicionalmente dividido en dos grandes campos, la macroevolución y la microevolución. La primera, la macroevolución, estudia las relaciones entre especies, géneros, familias, y otros grupos taxonómicos superiores, y se nutre de disciplinas como la paleontología, la geología, la biogeografía, etc. Por el contrario, la microevolución estudia los cambios evolutivos que ocurren entre las distintas poblaciones de una especie, o entre especies emparentadas, y engloba disciplinas como la genética de poblaciones o la ecología. La principal diferencia entre ambas es la escala temporal que abarcan; así pues, mientras que la macroevolución estudia cambios evolutivos que ocurren durante millones de años, la microevolución abarca, por lo general, cambios que se miden en cientos o miles de años.

Pero, ¿cómo funciona la evolución? ¿Qué significa eso de que las especies se adaptan y cambian con el tiempo? Como casi todo en Biología, la respuesta está en el ADN, en la descendencia hereda, la información genética combinada de sus progenitores. Y esta información genética está contenida en el ADN. Pero este ADN no es exactamente idéntico al de sus padres, sino que contiene pequeñas variaciones, llamadas mutaciones. Si estas mutaciones tienen algún efecto sobre el individuo que las porta (no siempre es así), la selección natural se encargará de seleccionarlo (valga la redundancia) a favor o en contra, según el ambiente y el tipo de mutación. Y esto puede hacer que el individuo se reproduzca con más o menos éxito, haciendo a su vez que la mutación seleccionada se mantenga o se elimine de la población.

Imaginemos, por ejemplo, una población de ratones de campo en Siberia. Estos ratones tienen que estar continuamente buscando comida para mantener su metabolismo elevado y, con ello, el calor corporal. Un buen día nace un ratoncito que tiene una mutación que le hace tener más pelo. Este ratoncito estará más protegido del frío, y por tanto no necesitará pasar tanto tiempo como los demás buscando comida. Así, nuestro afortunado amiguito puede aprovechar ese tiempo para cortejar ratoncitas, y sus probabilidades de aparearse serán más altas que el resto de machos. Si se aparea más, y deja más descendencia que el resto de ratones, en la siguiente generación habrá más ratoncitos con la mutación. Si el clima no cambia, al cabo de sucesivas generaciones, todos los ratones de esa población tendrán la mutación que les hace tener más pelo. La población se ha adaptado.

Las primeras etapas: los organismos unicelulares

Desde el momento de la aparición del primer organismo hasta la actualidad los seres vivos han ido evolucionando, haciéndose más complejos y, sobre todo, diversificándose en un proceso imparable bien conocido en sus líneas generales y que hoy no admite discusión (aunque cierto número de mecanismos de esta evolución todavía plantean interrogantes a la ciencia).  La Evolución, como proceso biológico, fue descrita por Charles Darwin en 1859 en “El origen de las especies”, obra que sistematizaba y completaba ideas propuestas con anterioridad por un buen número de precursores como Lamarck, Wallace o su propio abuelo Erasmo Darwin. La obra logró un éxito popular inmediato (su primera edición se vendió en un solo día) y fue acogida de forma entusiasta en amplios círculos científicos y filosóficos de todo el mundo. Sin embargo sus tesis, a veces distorsionadas por sus defensores y exégetas, tuvieron que enfrentarse a un buen número de detractores y dieron lugar a una enconada y muy larga polémica entre los "darwinistas" y los paladines de los paradigmas científicos anteriores o de algunas posturas religiosas particularmente intransigentes.

Con posterioridad el "darwinismo" que ejerció una gran influencia en distintos campos del saber (Biología, Geología, Arqueología, Psicología, etc.) se ha ido enriqueciendo con aportes de otras ciencias, en particular de la Genética y ha dado paso en la actualidad a todo un cuerpo de teorías evolutivas de síntesis. Ello no significa que las controversias en torno al evolucionismo hayan desaparecido manteniéndose una fuerte oposición al mismo basada en argumentos de carácter estrictamente religioso por parte de sectores conservadores de todo el mundo.

Como ya se ha indicado, las primeras pruebas indiscutibles que nos han llegado de la existencia de vida son los ESTROMATOLITOS, concreciones calcáreas resultado de la actividad biológica de las algas azules. Aunque el cuerpo de las algas no se ha conservado a causa de su débil consistencia, los estromatolitos demuestran la existencia de la función clorofílica y, con ella, de la liberación de oxígeno libre a la atmósfera (lo que, con el tiempo, la hará respirable, e irá creando la capa de ozono necesaria a la vida exterior. Durante todo el Precámbrico y hasta que estos dos hechos se sucedan, la vida fuera del océano es imposible).

Las primeras formas de vida eran muy frágiles y carecían de partes duras por lo que no han dejado fósiles. Sin embargo, su actividad biológica dio lugar a estromatolitos, concreciones calcáreas de origen inequívocamente biológico que se han encontrado en varios lugares y que constituyen la prueba más antigua que existe de la existencia de vida en la Tierra

Hace 1700 millones de años (tal vez más, a juzgar por indicios descritos recientemente) aparecieron las primeras células nucleadas con lo que los tres dominios en los que se dividen los seres vivos quedaron definitivamente diferenciados:

- archaeas y bacterias (ambas, procariotas, es decir, organismos compuestos por una única célula carente de núcleo) 

- eucariotas (organismos compuestos por una o por numerosas células siempre dotadas de núcleo). 

Las células eucariotas son mayores y presentan una mayor organización que las procariotas disponiendo de una gran cantidad de orgánulos que desempeñan funciones concretas. Su ADN está contenido en el núcleo protegido por una membrana permeable y el material genético se organiza formando bloques (los “cromosomas”). Por fin, y gracias a todo lo anterior, entre ellas se generalizó rápidamente la reproducción sexual que permite el intercambio de información genética entre los distintos individuos y, por tanto, otorga una mayor plasticidad adaptativa a las especies y favorece la evolución. La aparición de los eucariotas ha sido una de las etapas más importantes de la evolución. De no haberse producido, no habría sido posible la existencia de los pluricelulares y la vida, probablemente, no habría superado la complejidad de las bacterias.

Durante todo este tiempo la biosfera se limitaba al medio marino: biológicamente los organismos dependían del agua y la atmósfera, que carecía de oxígeno (y, por tanto, de ozono), no ofrecía la necesaria protección frente a la radiación UV. Sin embargo la mayoría de los seres existentes en aquel periodo desarrollaban la fotosíntesis y liberaban oxígeno. Gracias a ello, la composición de la atmósfera fue cambiando poco a poco hasta adquirir unas características similares a las actuales hace aproximadamente 1600 millones de años. La estabilización de una atmósfera rica en oxígeno permitió la diversificación de la vida aerobia y la colonización del medio terrestre por algunos microorganismos (principalmente cianobacterias) hace unos 1400 millones de años  marcando otro de los grandes hitos de la evolución.  Más o menos al mismo tiempo se produjo otro episodio de la máxima importancia: la aparición de seres pluricelulares.

 La aparición de los organismos pluricelulares

En un organismo pluricelular células de una misma especie se asocian y especializan progresivamente para “construir” seres vivos cada vez más complejos y más independientes de su entorno y que, además, cuentan con la ventaja de su mayor tamaño. Los primeros pluricelulares debieron ser poco más agrupamientos de células pero su aparición fue uno de los pasos más importantes de la evolución y rápidamente permitió la aparición de organismos complejos de mayores dimensiones

Los primeros pluricelulares fueron algas y están datados en 1300 millones de años. Todavía pertenecen al reino de los protoctistas, junto al resto de los eucariotas unicelulares, ya que constituyen organismos muy simples en los que las células presentan un escaso grado de especialización. Sin embargo, esta capacidad de las células para especializarse generando órganos diferenciados en el seno de un organismo único se manifestaría muy pronto permitiendo la aparición primero de los animales y de los hongos y, por fin, de las plantas. 

De acuerdo con la información que nos proporciona la genética los animales debieron aparecer en torno a 1200 millones de años,  aunque la antigüedad de los primeros fósiles encontrados hasta ahora no supera los 600 millones de años. Fueron gusanos, que nos han dejado galerías de 10- 20 cm de profundidad en los sedimentos de aquella época, pólipos, esponjas y medusas a los que seguirían unos primeros moluscos.

LA VIDA DURANTE EL PALEOZOICO

La revolución cámbrica

El Cámbrico, primero de los periodos del Paleozoico, se inicia hace unos 540 millones de años, coincidiendo con una auténtica explosión de los organismos pluricelulares: la llamada “Revolución Cámbrica”. De forma casi simultánea aparecieron en las aguas oceánicas los antepasados de la mayoría de los grupos de fauna actuales: gusanos, celentéreos, esponjas, equinodermos, moluscos, artrópodos y cordados que, en bastantes casos, empiezan a protegerse con caparazones o partes duras. 

Entre los fósiles más característicos del Paleozoico se encuentran los trilobites y los graptolites, de gran interés por representar el “punto de partida” de dos de los principales grupos actuales de fauna y, a través de ellos, dos estrategias morfológicas opuestas: el exoesqueleto y el endoesqueleto.

Los trilobites son artrópodos o animales "articulados" (como los futuros insectos, miriápodos o arácnidos) cuyo cuerpo estaba dividido en varios segmentos y protegido por un caparazón rígido. Eficaces depredadores, deambulaban por los fondos marinos aunque también eran capaces de nadar. Se extinguieron en el Pérmico por lo que son buenos fósiles guía del Paleozoico.  Los graptolites en cambio son próximos a los protocordados (antepasados de los vertebrados) ya que en el interior de sus cuerpos disponían de elementos rígidos que cumplían el cometido de un esqueleto. Vivían en colonias complejas que flotaban en el mar como hoy lo hacen las medusas. Se extinguieron en el Carbonífero. 

A partir del Silúrico hacen su aparición los agnátidos que disponen de un rudimentario esqueleto cartilaginoso y pueden considerarse como los primeros vertebrados. Son cilíndricos y recuerdan a los futuros peces aunque carecen de mandíbula y de escamas y su cuerpo, blando y vulnerable, se protege parcialmente con una coraza frontal (este grupo está representado en la actualidad por los mixinos y las lampreas).

La colonización del medio terrestre

Pero el acontecimiento más importante de esta etapa es, sin duda, la colonización del medio terrestre, que hasta entonces solo albergaba microorganismos y permanecía prácticamente vacío, por los organismos pluricelulares: plantas, hongos, artrópodos y, por fin, vertebrados.  Las primeras plantas que colonizaron tierra firme lo hicieron hace 440 millones de años, diferenciándose probablemente mediante la evolución de algas verdes capaces de sobrevivir al aire libre. Los fósiles de estas plantas prueban que sus raíces contenían numerosos hongos lo que demuestra la existencia temprana de este grupo biológico (de cuyo origen, por otra parte, se sabe muy poco) así como la gran antigüedad que tienen las relaciones simbióticas planta-hongo.

Las plantas, de origen acuático, necesitaron adaptarse a la vida exterior antes de poderse extender sobre la superficie terrestre lo que les obligó a superar importantes dificultades como 

§  las pérdidas excesivas de agua, el agua constituye un porcentaje muy importante del contenido de sus células. Mientras la vida fue acuática, no había problemas de deshidratación ya que tomaban el líquido directamente de su exterior pero, al aire libre, fue necesario desarrollar nuevos sistemas de absorción, las raíces, e impermeabilizar los tejidos en contacto con el aire para limitar las pérdidas)

§  la respiración a partir del oxígeno atmosférico

§  el desarrollo de sistemas reproductores adaptados al nuevo medio ya no se puede contar con el agua circundante como medio en el que se produce la fecundación o para diseminar las esporas o células reproductoras.

Las briofitas (musgos, hepáticas entre otras) fueron las primeras plantas en aparecer y su adaptación al medio terrestre es bastante incompleta: aún no disponen de un verdadero sistema vascular, no han sido capaces de alejarse del suelo y su reproducción sólo es posible en un medio acuoso (algo que todavía observamos hoy en esas plantas, que solo prosperan en los enclaves particularmente húmedos).   

Todas esas plantas primitivas eran pequeñas, muy simples (como lo son las algas) e incapaces de alejarse de las orillas y lugares encharcados. Sin embargo, estas limitaciones no les impidieron expandirse y diversificarse muy deprisa ya que se encontraron con un medio vacío en el que no tenían competencia. De ahí que, una vez superados estos primeros obstáculos, las plantas se extendieran rápidamente originando nuevos problemas asociados, esta vez, a la propia competencia que surgió entre ellas.  Dado que las plantas crecen ancladas al sustrato y necesitan la luz solar para su fotosíntesis, la aptitud para crecer en vertical se convirtió inmediatamente en una ventaja: las plantas más altas aprovechan mejor el sol a la vez que, haciendo sombra, dificultan el desarrollo de las competidoras. Sin embargo, este crecimiento en vertical requiere la capacidad de mantenerse erguidas (mediante tejidos y membranas celulares de mayor rigidez que los de las algas) y el desarrollo de órganos que permitan el transporte de los nutrientes y agua obtenidos por las raíces hacia las partes más altas de la planta a la vez que de las sustancias orgánicas sintetizadas en las hojas hacia el resto de sus órganos, es decir, requiere la existencia de un sistema vascular (algo que tampoco existe en las algas puesto que en ellas cada célula obtiene directamente las sustancias necesarias del agua que le rodea).

Aparición de las plantas vasculares y de la fauna terrestre

El siguiente paso evolutivo consistió en la adquisición de sistemas vasculares, dando lugar al grupo de las plantas vasculares (o cormófitas) en el que los distintos grupos de células se especializan y la raíz, tallo y hojas están bien diferenciados. Las primeras en aparecer fueron las pteridofitas (helechos y plantas afines) que carecen de semillas y flores y disponen de un sistema doble de reproducción que aún recuerda la reciente dependencia del agua pero que, muy superiores a todas las plantas preexistentes, adquirieron un porte arbóreo a partir del Devónico originando los primeros bosques que han existido sobre la tierra. 

La colonización vegetal de los medios terrestres creó las condiciones adecuadas para la llegada de la fauna y ésta no se hizo esperar.  Los primeros animales terrestres fueron artrópodos, adaptados para desplazarse caminando y bien protegidos de la radiación solar gracias a su exoesqueleto. Entre los más antiguos que se han identificado se encuentran algunos que podemos relacionar con los futuros ciempiés, milpiés, arácnidos y escorpiones. Limitados a los medios costeros o ribereños en un primer momento, estos animales se extendieron rápidamente a la par que lo hacía la vegetación coevolucionando con ella. Así, cuando surgieron los árboles, algunos de ellos desarrollaron alas y adquirieron la capacidad de volar dando origen a la estirpe de los insectos.  Al no encontrar competencia y disponer de abundantes recursos, el tamaño, igual que había ocurrido con las plantas, se convirtió en una ventaja (en particular para los depredadores). De este modo, numerosos artrópodos e insectos adquirieron dimensiones gigantescas durante el Devónico y, sobre todo, durante el Carbonífero. Hubo entonces libélulas de 75 cm de envergadura, efímeras de 45 y un gran número de cucarachas, chinches, grillos, moscas y otros insectos junto a diversos arácnidos (ácaros y escorpiones) y miriápodos (ciempiés).  También los vertebrados experimentaron una notable evolución y terminaron “saltando” a tierra durante este periodo aunque lo hicieron después de las plantas y los artrópodos. 

Hacia el Devónico aparecieron los peces verdaderos, antepasados de nuestros tiburones y rayas. Estaban dotados de un esqueleto cartilaginoso, aunque bien desarrollado, y dimensiones apreciables (hasta 1.5 metros). Eran buenos nadadores y temibles depredadores y, aunque en un principio no eran muy variados, se fueron diversificando y especializándose ocupando tanto las aguas oceánicas como las dulces.

 Entre estos últimos hubo un grupo, especializado en aguas continentales poco profundas (y frecuentemente insuficientes para nadar), que sustituyó sus aletas inferiores por unas primitivas patas de ocho dedos. Gracias a ello, estos peces, cuyo principal representante conocido es el Acanthostega, eran capaces de desplazarse arrastrándose por el fondo de charcas y ríos impulsados por sus aletas-patas. Además, estos peces andadores se fueron dotando de pulmones junto a sus branquias lo que les permitía respirar al aire libre. 

Es casi seguro que tal grupo de peces (de los que un auténtico fósil viviente, el celacanto, ha llegado a nuestros días) hayan sido capaces de soportar la desecación esporádica de las charcas o ríos que constituían su hábitat normal convirtiéndose así en los primeros animales superiores que tras una breve evolución acabaron colonizando tierra firme originando el grupo de los anfibios. Su aspecto recuerda al de los actuales tritones aunque su cabeza es aún de pez, disponen de aletas o pies palmeados y sus dimensiones alcanzaban 1 a 1,5 metros.  Todos estos hechos coincidieron con la proliferación de las plantas criptógamas (helechos, líquenes), la aparición de los primeros bosques y la multiplicación en ellos de artrópodos e insectos. La abundancia de posibles presas en las orillas probablemente atrajo hacia el exterior a unos grandes cazadores que no siempre debieron disponer de alimento suficiente en sus charcas.

 Los primeros bosques.

La época de mayor riqueza biológica fue el Carbonífero, periodo durante el que la superficie de los continentes estaba recubierta por grandes bosques de helechos, mucho más grandes y variados que los actuales.  Estos bosques alternaban con amplias zonas de marismas que creaban un ambiente cálido y húmedo y una atmósfera muy cargada en CO₂ y en metano procedente de la descomposición de la materia orgánica

Durante el carbonífero los vertebrados se diversificaron e irradiaron muy deprisa. Los primeros en aparecer, los anfibios, fueron adaptándose a una vida cada vez menos dependiente del agua a la vez que tendieron a alcanzar grandes dimensiones: algunos midieron hasta 4-5 metros.  La tendencia al gigantismo es una constante evolutiva de todos los grupos “de éxito”. En distintos momentos de la historia geológica ha afectado a los insectos, peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos pero también a las algas, helechos, coníferas... Generalmente esa tendencia se produce en periodos en los que los grupos afectados son manifiestamente superiores a los demás pero suele durar poco y la mayoría de las especies “gigantes” acaban desapareciendo frente a la mayor plasticidad de las de dimensiones “normales”.

 Sin embargo, la adaptación de los anfibios a los medios terrestres es imperfecta. Deben reproducirse y desarrollar las principales etapas de su vida en el agua, sus pulmones son poco eficaces obligando a mantener la absorción de oxígeno a través de la piel y ésta, que no puede recubrirse con ningún tipo de protección, tiene que mantenerse siempre húmeda (para lo cual se recubre con una frágil mucosidad). De ahí una serie de limitaciones que implicaron la rápida pérdida de protagonismo de los anfibios en cuanto hicieron su aparición otras clases de animales mejor adaptados.  Los primeros en hacerlo fueron los reptiles que surgieron en el Carbonífero a partir de los anfibios. Sus pulmones son mucho más eficaces que los de los anfibios por lo que desaparece la respiración a través de la piel y ésta se protege e impermeabiliza (evitando las pérdidas de agua y permitiendo a estos animales soportar la aridez). Además, los huevos que ponen los reptiles disponen de una cáscara protectora y contienen líquido amniótico haciendo posible la reproducción fuera del agua. Muy superiores a los anfibios gracias a todas esas innovaciones, los reptiles se diversificaron rápidamente y experimentaron una extraordinaria expansión a partir del Pérmico.

 Las extinciones del Pérmico

El Pérmico, último de los periodos del Paleozoico, es una etapa de cambios climáticos generalizados. En gran parte de la Tierra las condiciones predominantemente cálidas y húmedas que habían dominado hasta entonces dieron paso a otras de tipo desértico con extensas áreas heladas.  Tal vez por esta razón (aunque existen otras hipótesis y el tema es objeto de debate) la totalidad de los ecosistemas terrestres se vio gravemente alterada y la mayor parte de la flora y de la fauna paleozoicas, incapaz de adaptarse a las nuevas condiciones, terminó desapareciendo. Se estima que entre el Pérmico y el Triásico se extinguió hasta 90% de las especies marinas y el 70% de los vertebrados terrestres en lo que hoy se considera la mayor extinción de la historia de la Tierra. 

Esta radical transformación de los ecosistemas cambió el anterior sistema de relaciones entre especies y muchas de las que fueron capaces de sobrevivir, normalmente refugiadas en nichos favorables, se vieron muy reforzadas y adquirieron un protagonismo que no tenían anteriormente. Por otra parte, la situación obligó a muchas especies a adaptarse a las nuevas condiciones y favoreció los procesos de selección natural y de evolución lo que produjo la aparición de nuevos grupos taxonómicos. El Pérmico coincide también con la mayor regresión de la historia y con las últimas fases de la Orogenia Herciniana. En relación con ello el conjunto de los continentes vuelve a formar un todo único, que se conoce como Pangea.

Este hecho es muy importante para la Biogeografía ya que permitía a las especies existentes colonizar la totalidad de las tierras emergidas o el conjunto de los océanos por sus propios medios (al menos en teoría). 

Posteriormente, durante el Mesozoico, Pangea se iría fragmentando definitivamente incomunicando a las poblaciones de unas y otras regiones y obligando a los distintos grupos a ir evolucionando aisladamente: 

§  en el Jurásico se escindieron América del Sur; la Antártida junto a Australia; y Africa junto con Arabia, Madagascar y la India. 

§  en el Cretácico empezaron a separarse Eurasia y América del Norte.

Ello implicará que los taxones prejurásicos tengan una distribución cosmopolita, mientras que entre los que van apareciendo a partir de este momento predominan, salvo en los que dispongan de medios muy eficaces de dispersión, las áreas de tipo continental o endémico que permiten hablar de "fauna americana", "australiana".

 LA VIDA DURANTE EL MESOZOICO

El dominio de los reptiles

Desde el punto de vista evolutivo el hecho más llamativo que se produjo en el Mesozoico fue la extraordinaria expansión que experimentaron los reptiles. Gracias a ella, éstos invadieron todos los medios terrestres, pero también acuáticos e incluso aéreos, llegando a alcanzar, en el caso de los dinosaurios (término que puede traducirse como "lagartos terribles"), dimensiones nunca superadas en un medio terrestre a lo largo de la evolución de las especies. Los reptiles aparecieron con anterioridad, en el Carbonífero, y en su evolución pueden diferenciarse dos grandes fases: 

• Al final del Paleozoico surgieron los terápsidos, tronco común con los futuros mamíferos y dentro del que aparecerían especies bastante especializadas.

• A partir del final del Triásico se impondrían, sin embargo, los saurópsidos que se diversificarían rápidamente y que serían los dominantes durante todo el resto del Mesozoico. 

Dentro de los saurópsidos se han identificado un buen número de grupos de entre los que se pueden destacar los siguientes:

a. Dinosaurios.  Son los que dominaron los medios terrestres y presentaron una gran diversidad. Los hubo carnívoros como Tyrannosaurus rex, herbívoros como los Diplodocus, con dientes o con pico, indefensos y con piel blanda o agresivos y dotados de verdaderas corazas y temibles armas naturales, ágiles corredores u obesos sedentarios, enormes o, en la mayor parte de los casos, de dimensiones reducidas.  Eran cuadrúpedos aunque muchos presentaron una tendencia al bipedismo y en muchos casos debieron ser homeotermos o, al menos, capaces de regular eficazmente la temperatura corporal lo que les hacía bastante independientes de las fluctuaciones meteorológicas.  Su hábitat normal debió ser forestal, en general debían ser ágiles, muchos de ellos eran sociables y formaban grandes manadas y se han documentado pautas de comportamiento bastante “evolucionadas” que hoy no suelen encontrarse en los reptiles (algunos especies incubaban los huevos, alimentaban a los recién nacidos y alimentaban a sus crías)

b. Pterosaurios.  Eran reptiles voladores dotados de alas membranosas sostenidas por un solo dedo, picos largos y denticulados y, en el caso de los más primitivos, una larga cola. Sus dimensiones fueron muy variables dependiendo de las especies: algunos no superaban el tamaño de los actuales gorriones mientras que el Pteranodonte alcanzaba una envergadura de 8 metros. Debieron vivir en el litoral y ser hábiles planeadores y buenos pescadores aunque no se sabe cómo podían iniciar el vuelo ni dónde se situaban sus posaderos ya que sus características fisiológicas obligan a descartar casi todas las opciones "habituales".

 c. Reptiles acuáticos: plesiosaurios e ictiosaurios  Por fin, existían también diversos reptiles que "volvieron al mar". El más conocido es el Plesiosaurio cuyas patas se transformaron en grandes aletas otorgando al animal un aspecto que recuerda al de las actuales focas. Estaba dotado de un cuello larguísimo con el que cazaba animales acuáticos y alcanzaba una longitud de hasta 15 metros.  Los ictiosaurios lograron un elevado grado de adaptación a la vida marina y vivían lejos de los continentes. Tenían extremidades convertidas en aletas una forma parecida a la de nuestros delfines.  Muchos de ellos eran vivíparos y todos respiraban con pulmones lo que les exigía volver constantemente a la superficie para tomar aire. Su modo de vida debía ser por ello parecido al de nuestros cetáceos (o nuestras tortugas de mar, descendientes lejanas de los saurios mesozoicos).

 La aparición de los mamíferos

Durante el Mesozoico se va diferenciando la clase de los mamíferos. Aunque aparentemente en un primer momento no se diferencian mucho de los reptiles, de los que descienden y que son los verdaderos dueños de la naturaleza durante toda esa era, los mamíferos adquieren una serie de rasgos que les confieren superioridad y que les permitirán, tras el periodo de extinciones del final del Cretácico, imponerse rápidamente. 

Entre las novedades que aportan los mamíferos se pueden destacar las siguientes: 

§  los mamíferos tienen una piel cubierta de pelo frente a los reptiles que conservan las escamas propias de su ya lejano origen acuático (y que resultan mucho más pesadas y menos versátiles); 

§  los reptiles ponen huevos mientras que los mamíferos son vivíparos (aunque existen excepciones que podrían considerarse como manifestaciones intermedias: mientras que la víbora es vivípara el ornitorrinco es ovíparo). De este modo, las crías se desarrollan dentro del útero materno y están mucho más protegidas de la intemperie y de los depredadores;

§  los mamíferos disponen de paladar (lo que les permite respirar mientras comen o maman) mientras que los animales anteriores no lo tienen (salvo los cocodrilos);

§  los mamíferos, por fin, son homeotermos (es decir, son capaces de regular la temperatura de su cuerpo con independencia de lo que ocurra en el exterior) mientras que la temperatura de los reptiles depende de la exterior (y, con ella, el ritmo de sus funciones vitales) aunque, de nuevo, algunos dispusieron de mecanismos más o menos eficaces de regulación para atenuar los contrastes térmicos.

La transición de reptil a mamífero pasó por tres grandes etapas: la de los pelicosaurios, los terápsidos y los mamíferos propiamente dichos.

Los pelicosaurios datan del Pérmico y muestran ya una diferenciación de las distintas piezas dentarias, inexistente hasta aquel momento y que va a ser rasgo común de todos los mamíferos. El dimetrodonte es el animal mejor conocido de este grupo.

Los terápsidos descienden de los anteriores y durarán hasta el Triásico. Progresivamente van adquiriendo los caracteres propios de los mamíferos: posición cada vez más erguida (los más evolucionados dejan de arrastrar su vientre por el suelo), paladar, dentadura diferenciada, mandíbula constituida por un sólo hueso y aparición de un sistema auditivo especializado (nuestros huesecillos del oído interno forman parte en los reptiles de la articulación de su compleja mandíbula).

Por fin, aparecieron los verdaderos mamíferos que dieron lugar a tres grupos diferenciados: 

§  Los monotremas, muy primitivos y con numerosos rasgos reptilianos (como el ornitorrinco y el equidna). Auténticos fósiles vivientes sólo sobreviven en Australia.

§  Los marsupiales, que sólo son abundantes hoy en Australia gracias al aislamiento de dicho continente, aparecieron en el Cretácico y fueron suplantados en el resto del mundo por los placentados, más evolucionados. Sus crías nacen en un estado muy inicial de desarrollo por lo que éste se completa en una bolsa o “marsupio” que les permite asomarse al exterior y mamar. Los animales más conocidos de este grupo son los canguros.

§  Los placentados (o animales con placenta) son los dominantes en la actualidad. Aparecieron al final del Mesozoico y pese a que en un primer momento eran animales huidizos de la talla de un ratón, fueron capaces de irradiar muy deprisa dando lugar, al principio del Terciario, a los principales órdenes de mamíferos actuales.

 Las primeras aves

Igual que los mamíferos, las aves descienden de los reptiles (de los que aún en la actualidad conservan ciertos rasgos como las escamas en las patas). El proceso de individualización se conoce mal aunque se piensa que proceden de un grupo de pequeños dinosaurios capaces de volar. Así se establece del Archaeopteryx, fósil jurásico del que existen una decena de ejemplares procedentes de un único yacimiento alemán, que durante tiempo se ha considerado como el "eslabón" intermedio entre los reptiles y las aves. Sin embargo, en la actualidad se considera más bien dentro de una rama evolutiva distinta y que no logró prosperar.

No está claro que el Archaeopteryx, que tenía el tamaño de una paloma, dientes y cola vertebrada de reptil pero también alas (terminadas en garras), plumas y cráneo de pájaro, pudiera volar ya que su esqueleto no parece adaptado a ello.  Las verdaderas aves, que aparecen en el Cretácico (y de las que los mejores ejemplares se han encontrado en España), son muy próximas ya a nuestras gaviotas, pelícanos, flamencos, martín-pescadores; aves todas ellas relacionadas con medios acuáticos pero muy distantes de los reptiles (aunque es cierto que existía alguna especie dotada de dientes que se extinguió pronto y que entre las aves siempre han abundado las especies aberrantes por su tamaño, comportamiento o fisiología).

La evolución de las plantas durante el Mesozoico: aparición de las fanerógamas

Entre los vegetales se produjo otro hecho esencial: el desarrollo de las fanerógamas. La novedad de estas plantas es que cuentan con órganos reproductores especializados, las flores, y que en ellos se producen semillas, estructuras complejas pluricelulares (no unicelulares como las esporas), que se desarrollan tras la fecundación y que, una vez alcanzada la madurez, se dispersan mucho mejor que las esporas. 

Por fin, en las especies más evolucionadas la semilla está recubierta por una envoltura muy rica en agua y nutrientes (lo que conocemos como “fruto”) que protege al embrión, garantiza que éste va a disponer de recursos nutritivos durante las primeras etapas de su desarrollo y atrae a numerosas animales que contribuyen a la dispersión.

Las fanerógamas se dividen en dos grupos que aparecieron sucesivamente:

§  Las Gimnospermas, más arcaicas, con flores poco evolucionadas y carentes aún de auténticos frutos, que aparecieron durante el Carbonífero y fueron las dominantes durante todo el Mesozoico y hoy representadas principalmente por las coníferas (pinos, abetos...) 

§  Las Angiospermas, plantas con flores desarrolladas y fruto verdadero que aparecieron en el Cretácico y se hicieron dominantes a partir del Terciario.

La vida en los océanos

Los acontecimientos que tuvieron lugar sobre los continentes se han hecho con todo el protagonismo. Sin embargo, la pequeña fauna marina experimentó una evolución trascendental durante el Mesozoico.

Los mares se fueron poblando con multitud de peces, que en el Cretácico tenían ya caracteres similares a los actuales, numerosos invertebrados (medusas, esponjas, estrellas de mar, ofiuras...), moluscos, braquiópodos (Terebratulasp., Rynchonella...), lamelibranquios (ostras, rudistas...), gasterópodos (lapas, caracoles...) y otros grupos.

Entre los moluscos destacan dos grupos de cefalópodos: 

• El de los belemnites, muy próximos a nuestros calamares, cuya pluma fusiforme es el único testimonio que nos ha llegado de ellos.
• El de los Ammonites, animales que estaban protegidos por una concha en espiral de dimensiones y aspecto muy variados. Probablemente se mantenían a flote entre dos aguas llenando de aire parte de la concha y avanzaban "a reacción" igual que lo hacen los calamares.

La crisis del final Mesozoico y las grandes extinciones

El final del Mesozoico coincide con un episodio de extinciones masivas que se produjo hace 65 millones de años. Se desconoce su duración precisa aunque debió ser muy breve a escala geológica y, probablemente, fue causado por la caída de un gran meteorito del que se han encontrado rastros en Chicxulub (Yucatán-México).  El impacto debió producir un descomunal tsunami que arrasó el litoral de todos los continentes y una gran nube de polvo y gases sulfurosos que alteró bruscamente las temperaturas y oscureció la tierra durante varios años impidiendo la fotosíntesis. Estas circunstancias causaron la muerte de la mayor parte de los vegetales y, en consecuencia, de los animales que dependían de ellos.

Por otra parte, en la misma época se registró en la India el mayor episodio eruptivo de la historia de nuestro planeta. Su magnitud fue tal que cerca de 1,5 x 10⁶ km² quedaron cubiertos de basalto en un espesor que, en ciertos lugares, supera 2400 metros. Es seguro que esta megaerupción debió alterar la composición de la atmósfera y modificar el clima terrestre durante cientos de miles de años sumando sus efectos a los del impacto de Chicxulub (con el que no se sabe si guarda alguna relación).

Los hechos anteriores supusieron la extinción de 50 a 75% de las especies terrestres (en particular las de menor capacidad de adaptación y las de mayores dimensiones, como los dinosaurios). Eso desorganizó la totalidad de los ecosistemas pero, a cambio, “dio una oportunidad” a numerosos grupos de animales y plantas que no habían podido expandirse hasta ese momento.   

LA VIDA EN EL CENOZOICO: GENERALIZACIÓN DE LAS FORMAS ACTUALES

El episodio de extinciones del final del Cretácico da paso a la última de las grandes eras, el Cenozoico. Al iniciarse este, en el Terciario, los grandes reptiles, la mayor parte de las especies vegetales anteriores y numerosos organismos que hasta hace poco poblaban densamente el mar habían desaparecido. Gracias a ello, los mamíferos, aves y plantas con flores, que existían con anterioridad pero que no habían logrado desplazar a sus predecesores, se pudieron imponer con gran facilidad: no sólo son muy evolucionados y capaces de adaptarse a medios dispares sino que, además, no encontraron competidores capaces de frenar su expansión. Con ello, la mayor parte de la Tierra quedó poblada por formas de vida “modernas”, muy similares o iguales a las actuales.  Con la abundancia de recursos y la poca competencia  volvieron a aparecer animales de grandes dimensiones entre varios grupos, como tiburones de cerca de 30 metros de longitud, pero éstos se fueron enrareciendo a favor de organismos con dimensiones más "normales": el mar volvió a ser dominado por diversos moluscos, foraminíferos (los nummulites, por ejemplo, que tras un desarrollo explosivo se extinguirán en el Oligoceno), peces, similares a los actuales y, al final del Terciario, por los cetáceos, mamíferos acuáticos que parecen demostrar una nueva tendencia hacia el gigantismo.

La evolución de las aves, de origen tan incierto, presentó numerosos vaivenes. En el Paleógeno, por ejemplo, diversos tipos perdieron la aptitud para el vuelo e intentaron colonizar los continentes "aprovechando" el relativo vacío que existía sobre ellos. Esta tendencia fue acompañada algunas veces por la adquisición de grandes dimensiones: algunas especies, hoy desaparecidas aunque emparentadas con los actuales avestruces, alcanzaron alturas de 3 metros y llegaron a pesar cerca de 400 kg. El caso más espectacular es el del Moa de Nueva Zelanda, que se extinguió en época histórica, alcanzaba 3,5 metros de altura y que había perdido totalmente las alas.

En el Terciario los continentes se encontraban fragmentados y estas tendencias evolutivas no prosperaron más que en aquellos lugares (islas principalmente) donde los mamíferos no alcanzaban excesivo desarrollo. En general, las aves se hicieron dueñas de la atmósfera y, salvo excepciones, lograron su máxima eficacia manteniendo dimensiones moderadas. Dentro de la clase de los mamíferos, los placentarios consiguieron imponerse definitivamente desde el principio del Terciario. Su rápida irradiación permitió la diferenciación de las familias actuales (cánidos, félidos, úrsidos, etc.).  Algunos mamíferos como las focas o los cetáceos vuelven al mar en época muy tardía (hacia el Mioceno). No se conoce muy bien cuál fue la evolución que les llevó hasta ahí. Es interesante no obstante observar que es precisamente hacia el Mioceno cuando se produce la mayor diversificación de taxones dentro de los mamíferos y cuando aparece la mayoría de lo que podemos considerar "fauna actual" (en medio, es cierto, de otras numerosas especies que han desaparecido con posterioridad).   En cuanto a la vegetación, el predominio de los tipos "actuales" es anterior por producirse ya desde el principio del Terciario (aunque el clima generalizadamente cálido que imperaba entonces hace que la mayor parte de la tierra estuviera ocupada por especies que hoy consideramos como tropicales).

Taller.

-          Con base es la guía elabora un cuadro sinóptico que resuma eras, periodos geológicos y organismos dominantes en estos periodos

-          De acuerdo a la guía, se podría afirmar que las aves son descendientes de los dinosaurios, porque?

-          Como se establece genéticamente la cercanía de especies entre humanos y otros simios

-          Nuestros abuelos debieron tener dentadura más fuerte y resistente que la de las poblaciones, que tipo de evolución se presenta en este caso y porque crees que se verifican estos cambios anatómicos

-          Un ejemplo de macro evolución es la aparición de los actuales mamíferos. De acuerdo a la guía en que era y periodo geológico se presenta su aparición e irradiación 

https://youtu.be/L3i9l4XDIE4

https://www.youtube.com/watch?v=kmKG33SuNco

¿Ha comenzado la Sexta Extinción?

En muyinteresante.es/revista-muy/noticias-muy/articulo/ha-comenzado-la-sexta-extincion

Hace 65 millones de años, en el Cretácico, cuando una bola de fuego cruzó los cielos e impactó violentamente contra la superficie del planeta, se extinguieron los dinosaurios

Esta fue la última pero no la peor de las grandes extinciones. Ese dudoso honor le corresponde a la que ocurrió hace 250 millones de años, en el Pérmico, tan masiva que se la conoce como la Gran Mortandad. Otras tres ocurrieron en distintos momentos, desde que hace 3.800 millones de años surgiera por primera vez la vida. Ahora, todo apunta a que asistimos en primera fila a la sexta gran extinción.

El programa científico de la Evaluación de los Ecosistemas del Milenio, auspiciado por Naciones Unidas, estima que se extinguen a diario entre 150 y 200 especies. Y la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) afirma que están en peligro el 41 % de los anfibios, el 33 % de los corales, el 34 % de las coníferas, el 25 % de los mamíferos y el 13 % de las aves. Pese a ello, aún se escriben artículos, como uno publicado en la revista Science en 2013, en los que se afirma que estos datos no son más que “estimaciones alarmistas”. Evaluar con rigor esta cuestión no es cosa fácil.

Para empezar, ni siquiera estamos seguros de cuántas especies existen. El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) considera que los datos más fiables son los de un estudio publicado en la revista PLOS Biology, en 2011, que afirma que existen 8.700.000 especies. Una cantidad inmensa si tenemos en cuenta que solo un millón y medio han sido catalogadas.

Además, para conocer su ritmo de desaparición, es necesario saber la tasa de extinción actual y la velocidad a la que se extinguían en el pasado. Una información muy difícil de obtener. Declarar sin sombra de duda una extinción es un desafío. Existen ejemplos de especies que, a pesar de que se las consideraba extintas, regresaron de entre los muertos.

También hay casos como el del tigre de Tasmania, cuya pérdida está bien documentada, pero que, aun así, supuestamente se avista de vez en cuando. Además, para concretar el ritmo promedio de desaparición de especies en el pasado, conocido como tasa de extinción de fondo, hay que recurrir a losfósiles, con todas las dificultades que eso conlleva. 

Más información sobre el tema en el reportaje La sexta ya está aquí, escrito por Joana Branco. Puedes leerlo en el número 419 de Muy Interesante.