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18.12: Eras geológicas

Última actualización

29 oct 2022
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- 18.11: Endosimbiosis
- Unidad 19: La diversidad de la vida

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Historia de la vida revelada por el registro fósil

Con ayuda de filogenias moleculares:

Eras	Períodos	Época	Vida Acuática	Vida Terrestre
Con fechas aproximadas de inicio en millones de años atrás entre paréntesis. Características geológicas en verde
Cenozoico (66) La “Era de los Mamíferos”
	Cuaternario (2.6)	Holoceno		Los humanos en el nuevo mundo
		Pleistoceno	Glaciación periódica	Primeros humanos
		Pleistoceno	Continúa la deriva continental	Primeros humanos
	Neógeno (23)	Plioceno	El oxígeno atmosférico alcanza el nivel actual (21%)	Homínidos
	Neógeno (23)	Mioceno	El oxígeno atmosférico alcanza el nivel actual (21%)	Radiación adaptativa de aves, radiación continua de mamíferos
	Paleógeno (66)	Oligoceno	Todos los grupos modernos presentes
		Eoceno
		Paleoceno
Mesozoico (251) La “Era de los Reptiles”	Cretácico (146)	Aún adjunto: América del Norte & Norte Europa; Australia y Antártida; Extinción masiva de la vida acuática y terrestre al final
			Peces óseos modernos	Extinción de dinosaurios y pterosaurios; primeras serpientes
			Extinción de amonitas, plesiosaurios, ictiosaurios	Subida de angiospermas
		África y América del Sur comienzan a distanciarse
	Jurásico (200)		Plesiosaurios, ictiosaurios abundantes; primeras diatomeas	Archaeopterix; dinosaurios dominantes pero mamíferos (Eutheria) comienzan a diversificarse
			Ammonitas nuevamente abundantes	Primeras lagartijas
			Patines, rayas y peces óseos abundantes	Radiación adaptativa de dinosaurios
			Pangea se divide en Laurasia y Gondwana; el oxígeno atmosférico cae a ~ 13%
	Triásico (251)		Extinciones masivas al final.	Extinciones masivas al final. Primeros mamíferos Radiación adaptativa de reptiles: codones, terapeutas, tortugas, cocodrilos, primeros dinosaurios
			Ammonitas abundantes al principio
			Ascenso de peces óseos
	Paleozoico (542)	Pérmico (299)	Glaciación periódica y clima árido; el oxígeno atmosférico alcanza ~ 30%. Erupciones volcánicas mataron 90% de las especies marinas al final.
		Pérmico (299)	Extinción de trilobites	Abundantes reptiles. Cícadas, coníferas, ginkgos
Pennsylvania (320)		Clima cálido y húmedo Juntos los Pennsylvanian y Mississippian conforman el “Carbonífero”; también llamado el ” Edad de los Anfibios”
Pennsylvania (320)			Ammonitas, peces óseos	Primeros reptiles Pantanos de carbón
Misisipiano (359)			Radiación adaptativa de tiburones	Bosques de licópsidos, esfenópsidos y helechos semilleros Anfibios Abundantes Radiación adaptativa de los insectos (Hexapoda)
Misisipiano (359)			El oxígeno atmosférico comienza a subir a medida que la materia orgánica se entierra, no respira
Devónico (416) La “Era de los Peces”		Amplios mares interiores	Peces cartilaginosos y óseos abundantes. Amonitas, nautiloides, ostracodermos, eurípteridos	Helechos, licópsidos y esfenósidos Primeras gimnospermas Primeros anfibios
Devónico (416) La “Era de los Peces”		Amplios mares interiores		Silúrico (443)	Clima templado; mares interiores	Primeros peces óseos	Primeros miriápodos y queliceratos
Ordovícico (485)		Clima templado, mares interiores	Trilobites abundantes	Hongos presentes Primeras plantas (¿hepáticas?) Primeros insectos
Cámbrico (541)			Primeros vertebrados (peces sin mandíbulas). Presentan eurípteros, moluscos crustáceos, equinodermos, esponjas, cnidarios, anélidos y tunicados. Trilobites dominantes.	No hay fósiles de eucariotas terrestres, pero los árboles filogenéticos sugieren que estaban presentes líquenes, musgos, quizás incluso plantas vasculares.
Cámbrico (541)		Glaciación periódica
Proterozoico (2500)		Ediacaran (635)		Evidencia fósil de algas multicelulares, hongos e invertebrados bilaterianos
Proterozoico (2500)				Evidencia de eucariotas ~1.8 x10 Hace ⁹ años
Archaean (3600)			Evidencia de arqueas y bacterias ~3.5 x10 Hace ⁹ años

El registro geológico y evolutivo

Una característica notable de la tabla anterior es la frecuencia con la que los cambios evolutivos coincidieron con los cambios geológicos en la tierra. Pero considere que los cambios en la geología (por ejemplo, formación de montañas o descenso del nivel del mar) provocan cambios en el clima, y en conjunto estos alteran los hábitats disponibles para la vida. Dos tipos de cambio geológico parecen haber tenido efectos especialmente dramáticos en la vida: la deriva continental y el impacto de los asteroides

Deriva Continental

Un conjunto de evidencias, tanto geológicas como biológicas, sustenta la conclusión de que hace 200 millones de años, al inicio de la era mesozoica, todos los continentes estaban unidos entre sí en una sola masa terrestre, la cual ha sido nombrada Pangea. Este dibujo de Pangaea (adaptado de datos de R. S. Dietz y J. C. Holden) se basa en un ajuste generado por computadora de los continentes como se vería si el nivel del mar se bajara 6000 pies (~1800 metros). Durante el Triásico, Pangea comenzó a descomponerse, primero en dos grandes masas de tierra:

Laurasia en el hemisferio norte
Gondwana en el hemisferio sur.

Los continentes actuales se separaron a intervalos a lo largo del resto del Mesozoico y a través del Cenozoico, llegando finalmente a las posiciones que tienen hoy en día. Examinemos algunas de las pruebas.

Forma de los Continentes

La costa este de América del Sur y la costa oeste de África y son sorprendentemente complementarias. Esto es aún más dramático cuando uno intenta unir los continentes usando los límites de las laderas continentales, por ejemplo, 6000 pies (~1800 metros) hacia abajo, en lugar de las costas.

Geología

Tanto en contenido mineral como en edad, las rocas en una región de la costa este de Brasil coinciden precisamente con las que se encuentran en Ghana en la costa oeste de África.
Las cadenas montañosas bajas y los tipos de roca en Nueva Inglaterra y el este de Canadá parecen continuar en partes de Gran Bretaña, Francia y Escandinavia.
Tanto la India como la parte sur de África muestran evidencia de glaciación periódica durante la época paleozoica (aunque ambas están ahora cerca del ecuador). El patrón de depósitos glaciares en las dos regiones no solo coincide entre sí, sino también depósitos glaciares encontrados en Sudamérica, Australia y la Antártida.

Fósiles

Los reptiles fósiles que se encuentran en Sudáfrica también se encuentran en Brasil y Argentina.
Los anfibios fósiles y reptiles encontrados en la Antártida también se encuentran en Sudáfrica, India y China.
La mayoría de los marsupiales vivos hoy en día están confinados a Sudamérica y Australia. Pero si estos dos continentes estuvieran conectados por la Antártida en el Mesozoico, se podría esperar encontrar allí marsupiales fósiles. En marzo de 1982, esta predicción se cumplió con el descubrimiento en la Antártida de los restos de Polydolops, un marsupial de 9 pies (2.7 m).

La Hipótesis de Impacto

El periodo Cretácico, último periodo del Mesozoico, marcó el fin de la Era de los Reptiles. Le siguió la era cenozoica, la Era de los Mamíferos. Si bien se han producido extinciones a lo largo de la historia de la vida, un número extraordinario de ellas ocurrió en un período relativamente breve al final del Cretácico. ¿Por qué?

La teoría de Álvarez

Luis Álvarez, su hijo Walter, y sus colegas propusieron que un asteroide gigante o cometa golpeando la tierra hace unos 66 millones de años provocó la muerte masiva al final del Cretácico. Presumiblemente, el impacto generó tanto polvo y gases que los cielos se oscurecieron por toda la tierra, la fotosíntesis disminuyó y las temperaturas mundiales bajaron. El resultado fue que hasta el 75% de todas las especies —incluidos todos los dinosaurios— se extinguieron.

La evidencia clave para la hipótesis de Álvarez fue el hallazgo de depósitos delgados de arcilla que contenían el elemento iridio en la interfaz entre las rocas del Cretácico y las del período Paleógeno (llamado límite K-Pg después de la palabra alemana para Cretácico). El iridio es un elemento raro en la tierra (aunque a menudo se descarga de los volcanes), pero se presenta en ciertos meteoritos a concentraciones miles de veces mayores que en la corteza terrestre.

Después de languidecer durante muchos años, la teoría de Álvarez obtuvo un fuerte apoyo del descubrimiento en la década de 1990 de los restos de un enorme cráter (180 km de diámetro) en la Península de Yucatán que data de hace 65 millones de años.

La abundancia de roca que contiene sulfato en la región sugiere que el impacto generó enormes cantidades de dióxido de azufre (SO ₂), que posteriormente regresó a la tierra como un baño de lluvia ácida. Un cráter más pequeño en Iowa, formado al mismo tiempo, muchos han contribuido a la devastación. Quizás durante este periodo la tierra pasó por un enjambre de asteroides o un cometa y los repetidos impactos hicieron que la tierra fuera inhabitable para tantas criaturas del Mesozoico.

Otros Impactos

Una extinción masiva de reptiles no dinosaurios ocurrió antes, al final del Triásico. Le siguió una gran expansión en la diversidad de dinosaurios. El reciente descubrimiento de una capa enriquecida en iridio en rocas formadas en el límite entre el Triásico y el Jurásico sugiere que el impacto de un asteroide o cometa puede haber sido responsable entonces tal como lo fue en el límite K-Pg.

La mayor extinción de todos los tiempos ocurrió aún antes al final del periodo Pérmico. Hay evidencia frente a la costa de Australia de que un enorme impacto allí puede haber contribuido a las extinciones en el límite Pérmico-Triásico (P-T).