9.6: Herramientas para estudiar la evolución
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Tierra en un día
Puede ser difícil envolver tu mente alrededor de cantidades tan vastas de tiempo como la edad de la Tierra y sus primeras formas de vida. Una manera útil de prever las cantidades relativas de tiempo que pasaron entre el origen de la Tierra y eventos importantes en la evolución biológica es condensar el periodo total de tiempo a un día de 24 horas, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). En esta escala, la Tierra se habría formado a medianoche, y la primera vida habría aparecido alrededor de las 3:00 a.m. Los humanos habrían aparecido sólo durante el último minuto del día. Si somos tan recién llegados en el planeta Tierra, ¿cómo sabemos del vasto periodo de tiempo que nos precedió? ¿Cómo hemos aprendido del pasado lejano?
El registro fósil
Gran parte de lo que sabemos sobre la historia de la vida en la Tierra se basa en el registro fósil, por lo que esta es una herramienta sumamente importante en el estudio de la evolución. El registro fósil es el registro de vida que se desarrolló a lo largo de cuatro mil millones de años en la Tierra tal como se reconstruyó a partir del descubrimiento y análisis de fósiles. Los fósiles son los restos conservados o rastros de organismos que vivieron en el pasado. Las partes blandas de los organismos casi siempre se descomponen rápidamente después de la muerte. En ocasiones, las partes duras —principalmente huesos, dientes o conchas— permanecen el tiempo suficiente para mineralizar y formar fósiles. Un ejemplo de un esqueleto fósil completo se representa enFigura\(\PageIndex{3}\).
Para ser preservados como fósiles, los restos deben cubrirse rápidamente por sedimentos o conservarse de alguna otra manera. Por ejemplo, pueden estar congeladas en glaciares o atrapadas en resina arbórea o roca, como la rana que se muestra en la Figura\(\PageIndex{4}\). A veces se conservan rastros de organismos —como huellas o madrigueras—. Las condiciones requeridas para que los fósiles se formen raramente ocurren. Por lo tanto, la posibilidad de que algún organismo dado sea preservado como fósil es extremadamente baja.
Para que los fósiles nos “cuenten” la historia de la vida, se debe establecer su cronología. Esto quiere decir que los fósiles deben estar fechados. Sólo entonces podrán ayudar a los científicos a reconstruir cómo la vida cambió con el tiempo. Los fósiles se pueden fechar de dos maneras diferentes, llamado datación relativa y datación absoluta.
- La datación relativa determina cuál de los dos fósiles es más antiguo o más joven que el otro, pero no su edad en años. La datación relativa se basa en las posiciones de los fósiles en capas rocosas. Las capas inferiores se colocaron antes, por lo que se supone que contienen fósiles más antiguos. Esto se ilustra en la siguiente figura.
- La datación absoluta determina cuánto tiempo hace que vivió un organismo fósil, dando la edad fósil en años. La datación absoluta puede basarse en la cantidad de carbono-14 u otros elementos radiactivos que permanecen en un fósil.
Relojes Moleculares
Los relojes moleculares también son herramientas valiosas para estudiar la evolución. Un reloj molecular utiliza secuencias de ADN (o la secuencia de aminoácidos de proteínas que codifica el ADN) para estimar cuánto tiempo ha pasado desde que especies relacionadas divergieron de un ancestro común. Los relojes moleculares se basan en la suposición de que las mutaciones se acumulan a través del tiempo a una tasa promedio constante para una región dada de ADN. Se supone que las especies que han acumulado mayores diferencias en sus secuencias de ADN han divergido de su ancestro común en el pasado más lejano. Los relojes moleculares basados en diferentes regiones del ADN pueden usarse juntos para una mayor precisión. Mira las comparaciones de ADN en la siguiente tabla. A partir de estos datos, ¿qué organismo crees que compartió el ancestro común más reciente con los humanos?
| Organismo | Similitud con el ADN humano (porcentaje) |
|---|---|
| Chimpancé | 98 |
| Ratón | 85 |
| Pollo | 60 |
| Mosca de la fruta | 44 |
Mito: Las brechas en el registro fósil desmienten la evolución.
Realidad: Se esperan lagunas en el registro fósil, donde no se han encontrado fósiles de transición entre grupos ancestrales y descendientes. Las posibilidades de que los organismos sean fosilizados son bajas. Algunos organismos no se conservan bien, y las condiciones necesarias para la fosilización rara vez están presentes. Si la evolución está ocurriendo rápidamente, las posibilidades de que se formen fósiles de transición son aún menores. Incluso si se forman fósiles de organismos de transición, deben ser descubiertos por investigadores para ser agregados al registro fósil. La gran mayoría de los fósiles no han sido encontrados. Los investigadores están estudiando el proceso de fosilización para arrojar luz sobre cuánto del registro fósil aún no se ha descubierto.
Afortunadamente, al igual que las huellas dactilares en la escena de un asesinato, el registro fósil es solo un tipo de evidencia de evolución. Además de los fósiles, las secuencias moleculares y otros tipos de evidencia se utilizan juntas para revelar cómo evolucionó la vida en la Tierra.
Revisar
- Basado en un día de 24 horas, ¿a qué hora evolucionaron los mamíferos? ¿Cuánto del pasado de la Tierra ya había tenido lugar en ese momento? ¿Cuándo evolucionaron los primeros seres vivos?
- ¿Cuál es el registro fósil?
- ¿Por qué el registro fósil está incompleto?
- Comparar y contrastar la datación relativa y absoluta de fósiles.
- Explicar lo que los relojes moleculares pueden revelar sobre la evolución de la vida.
- ¿Por qué es importante para el estudio de la evolución conocer la edad relativa de un fósil en comparación con otro fósil?
- Si el fósil A se encuentra por encima del fósil B y el fósil B se encuentra sobre el fósil C en diferentes capas rocosas, organice los tres fósiles en orden de su edad probable, desde el más antiguo hasta el más joven.
- ¿Qué herramienta podrías usar para estudiar las relaciones evolutivas entre especies que aún están vivas?
- Datación por carbono-14
- Relojes moleculares
- Posición relativa en el registro fósil
- Ninguna de las anteriores
- Utilice el modelo Historia de la Tierra en un Día anterior para responder las siguientes preguntas.
- ¿Cuál vino primero, oxígeno libre en la Tierra o la evolución de los animales?
- ¿Durante qué periodo geológico evolucionó la vida multicelular?
- ¿Sobre cuánto de la historia de la Tierra había transcurrido antes de que evolucionaran los eucariotas?
- ¿Cuál es el nombre de nuestra época actual?
- Verdadero o Falso. Los fósiles siempre están compuestos de tejido real de organismos extintos.
- Verdadero o Falso. La datación absoluta de fósiles generalmente se realiza utilizando un reloj molecular.
Explora más
¿Cómo se vería si tomáramos la historia de 4.5 mil millones de años de la Tierra y la introdujéramos en un marco de tiempo normal de 24 horas? Compruébalo aquí:
La datación por carbono nos permite estimar las edades de
material. Conoce más aquí:
Atribuciones
- El dominio público de la Tierra Hindú vía Wikimedia Commons
- Reloj geológico de Woudloper, liberado al dominio público a través de Wikimedia Commons
- Esqueleto de tilacoleo de Karora, liberado al dominio público a través de Wikimedia Commons
- Rana fosilizada por Kevin Walsh de Oxford, Inglaterra, con licencia CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons
- Datación relativa de fósiles por Jillcurie, CC BY-SA 3.0 vía Wikimedia Commons
- Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0