Paleontología y Biogeografía

En el origen de las especies hay dos tesis:

· La descendencia con modificación
· Selección natural
Las mismas se han convertido en los campos más importantes de la investigación en biología evolutiva: la reconstrucción de la historia de la vida sobre la tierra y la dilucidación de los mecanismos de la evolución.
Por un lado, el origen de las especies proveyó un marco conceptual para varias disciplinas como morfología, la embriología, la paleontología y la biogeografía.
Por otro, la selección natural tuvo una historia mucho más difícil y fue foco de varias objeciones.
La evolución se apoya hoy sobre innumerables pruebas obtenidas de la paleontología, la anatomía comparada, la embriología y la distribución geográfica de los seres vivos (biogeografía).
La biogeografía y la paleontología se dedicaron a inferir la historia de la distribución actual de las especies sobre el planeta.

La Paleontología

(Del griego palaios= antiguo, onto= ser, logos= ciencia), es la ciencia que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles Se encuadra dentro de las Ciencias Naturales, posee un cuerpo de doctrina propio y comparte fundamentos y métodos con la Geología y la Biología con las que se integra estrechamente.
Entre sus objetivos están, además de la reconstrucción de los seres vivos pretéritos, el estudio de su origen, de sus cambios en el tiempo (evolucióy y filogenia), de las relaciones entre ellos y con su entorno (paleoecología, evolución de la biósfera), de su distribución espacial y migraciones (paleobiogeografía), de las extinciones, de los procesos de fosilización (tafonomía) o de la correlación y datación de las rocas que los contienen (bioestratigrafía).
La Paleontología permite entender la actual composición (biodiversidad) y distribución de los seres vivos sobre la Tierra (biogeografía) -antes de la intervención humana-, ha aportado pruebas indispensables para la solución de dos de las más grandes controversias científicas del pasado siglo, la evolución de los seres vivos y la deriva de los continentes, y, de cara a nuestro futuro, ofrece herramientas para el análisis de cómo los cambios climáticos pueden afectar al conjunto de la biósfera.
Lamark en el ámbito de los moluscos vivos y fosiles, y Cuvier en el de la Anatomía comparada de los vertebrados, echaron los cimientos de la Paleontología.
Como fruto de 25 años de labor continuado, aparecion en el año 1812 la famosa obra "Recherches sur les ossements fossiles" (Investigaciones sobre huesos fosiles) que,en la historia de la Paleontologia tuvo una gran importancia ya que probaba que el mundo organico tenia historia . Algo mas : probaba que los mismos rasgos caracteristicos de honda similitud fueron descubiertos por la anatomia comparada entre todos los seres vivientes,los ligaba a estos con los entes desaparecidos hace muchos del faz de la tierra.La posibilidad que algunas de las formas fosiles porsteriores entres las filas de grupos de genero, o hasta especies existentes, probaba, segun observo muy agudamente Lyell, que esos anales de la naturaleza "Estan escritos en un lenguaje que aun vive". Finalmente, la disminucion de la similitud a medida que uno se aleja en la perspectiva de la epocas geologicas, confirmaba y probaba la afirmacion fundamental de que el tiempo es el factor basico que determina el grado de diferencias.
Pruebas paleontológicas
Las encontramos repartidas por todo el planeta, y consisten en la existencia de grupos de especies más o menos parecidas, emparentadas, que habitan lugares relacionados entre si por su proximidad, situación o características, por ejemplo, un conjunto de islas, donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas condiciones concretas. La prueba evolutiva aparece porque todas esas especies próximas provienen de una única especie antepasada que originó a todas las demás a medida que pequeños grupos de individuos se adaptaban a las condiciones de un lugar concreto, que eran diferentes a las de otros lugares.
Son ejemplos característicos de esto los pinzones de las islas Galápagos que fueron estudiados por Darwin, los Drepanidos, aves de las islas Hawaii, o las grandes aves no voladoras distribuidas por el hemisferio sur, los ñandúes sudamericanos, las avestruces africanas, el pájaro elefante de Madagascar (extinguido), el casuario y el emú australianos o el moa gigante de Nueva Zelanda (también extinguido).

El registro fósil. El registro fósil nos muestra que muchos tipos de organismos extintos fueron muy diferentes de los actuales, así como la sucesión de organismos en el tiempo, y además permite mostrar los estadios de transición de unas formas a otras.

Los fósiles
Los fósiles

Cuando un organismo muere, sus restos son prácticamente destruidos por las bacterias y los agentes físicos. Rara vez algún resto blando deja su huella, pero a veces ocurre (algunas medusas han dejados "huellas" de más de 500 millones de años). Del mismo modo, en raras ocasiones las partes duras, como huesos, dientes, conchas, etc. enterradas en el lodo, son protegidas por este de la acción bacteriana. Estos restos petrifican (mineralizan, fosilizan) en asociación con las rocas vecinas en las que están incrustados.

Los métodos de datación radiactiva dan una edad para la Tierra de 4.500 millones de años, y los primeros fósiles datan de 3.600 millones de años, correspondientes a la actividad de bacterias y cianobacterias (los llamados estromatolitos).

Los primeros fósiles de animales datan de 700 m. a., y la mayoría de los phyla actuales aparecieron hace 570 m. a. Los primeros vertebrados aparecieron hace 400 m. a. y loa mamíferos lo hicieron hace 200 m. a.

El ámbar, popular por su utilización como argumento cinematográfico en una película de gran difusión, es también un fósil. En este caso se han fosilizado resinas de árboles que, en su discurrir por el tronco, a veces atrapaban insectos, que quedaban incluidos permanentemente en ellos. Como el de la fotografía. El registro fósil, sin embargo, es incompleto: de la pequeñísima parte de organismo que han dado lugar a fósiles, sólo una fracción de ellos ha sido descubierta, y menor aún es el número de ejemplares estudiado por los paleontólogos.

La paleontología, o ciencia que estudia los seres que vivieron en épocas anteriores, ha demostrado los siguientes hechos que apoyan la filogenia:

1. Que en el curso de la historia de la Tierra han ido apareciendo animales y vegetales cada vez más complicados. Así, en el tipo de los vertebrados, los peces aparecen en el silúrico, los anfibios en el carbonífero, los reptiles en el pérmico, las aves en el jurásico, los mamíferos implacentarios en el triásico, los placentarios en el eoceno y el hombre en el cuaternario. Y lo mismo en el reino vegetal: los helechos aparecen en el devónico superior, los lepidodendros y calamites en el carbonífero, las gimnospermas en el pérmico y las angiospermas en el cretácico.

2. Que existen series de formas, aparecidas sucesivamente en el tiempo, que es necesario considerar como series evolutivas. Una de las mejor conocidas es la serie evolutiva del actual caballo, encontrada en los estratos terciarios de América del Norte.

La evolución de los caballos

El registro conocido comienza con Hyracotherium, del tamaño de un perro, con varios dedos en cada pata y dentición para ramonear, que aparece hace 50 millones de años, y finaliza con Equus, el caballo actual, mucho más grande, con solo un dedo por pata y con dentadura apropiada para pastar. Se conservan muchas formas intermedias, así como otras formas que evolucionaron hacia otras ramas que no han dejado descendientes actuales.
Otro ejemplo, es el de la mandíbula de los reptiles. Está formada por varios huesos; la de los mamíferos es de una sola pieza; los otros huesos de la mandíbula de los reptiles evolucionaron hasta convertirse en los que ahora forman parte del oído de los mamíferos. Esto puede parecer inverosímil, ya que es difícil imaginar las funciones intermedias de estos huesos. En respuesta a esto, se han descubierto dos tipos de terápsido (reptil de forma parecida a la de los mamíferos actuales) con una doble articulación mandibular: una compuesta de los huesos que persiste en la mandíbula mamífera y la otro por los huesos cuadrado y articular que, eventualmente, dieron lugar al martillo y al yunque del oído de los mamíferos.

3. Finalmente, ha demostrado la paleontología que grupos de animales (y de vegetales) hoy día perfectamente distintos, estuvieron representados en otra época por seres de caracteres mixtos o intermedios. El ejemplo más curioso de estas formas intermedias es el Archaeopteryx lithographica, ave fósil del jurásico que tenía caracteres reptilianos y constituye el tipo intermedio entre los reptiles y las aves propiamente dichas.

Archaeopteryx

La biogeografía


Es la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos sobre la Tierra, así como los procesos que la han originado, que la modifican y que la pueden hacer desaparecer. Es una ciencia interdisciplinaria, de manera que aunque formalmente es una rama de la Biología, y dentro de ésta de la Ecología, es a la vez parte de la Geografía, recibiendo parte de sus fundamentos de especialidades como la Climatografía y otras Ciencias de la Tierra. Además, no estudia sólo la distribución de especies y taxones de categoría superior, sus áreas, sino también de la distribución de ecosistemas y biomas. Aunque la realidad es siempre compleja, la ciencia debe realizar operaciones de simplificación para hacerla accesible al estudio y, sobre todo, para lograr descripciones útiles.

La distribución de los seres vivos es el resultado de la evolución biológica y de la dispersión de las estirpes, de la evolución climática global y regional, y de la evolución de la distribución de tierras y mares, debida sobre todo a los avatares de la orogénesis y el desplazamiento continental. La biogeografía es una ciencia histórica, es decir, que se ocupa del estudio de sistemas cuya evolución ha seguido una trayectoria única, que debe estudiarse en concreto, no pudiendo obtenerse su conocimiento deductivamente a partir de principios generales. En particular, los seres vivos presentes en una región no pueden deducirse de los factores geográficos, sino que deben ser examinados empíricamente.


Pruebas de distribución geográfica


1. Australia posee como mamíferos salvajes únicamente los marsupiales; es decir, tipos inferiores, que existen desde el Secundario. En cambio, carece de mamíferos más evolucionados. Este se explica por la historia biogeografía: Australia estaba unida al resto del mundo durante la Era Secundaria y se ha separado de él en el Terciarios. Así, separada de los centro de origen de los mamíferos superiores, ha conservado sólo sus marsupiales, que sin temor a concurrencia alguna, se han desarrollado y diversificado abundantemente.

2. Del mismo modo, la fauna de Madagascar es muy diferente y más arcaica que la de África. Se encuentra en Madagascar lemúridos en abundancia, pero no simios. Ello se debe a que la gran isla se separó del continente después de la aparición de los lemúridos y antes de la de los simios.

3. Las especies insulares son generalmente un poco diferentes de las especies continentales. Descendientes de éstas por inmigración (aves e insectos buenos voladores, antiguas comunicaciones terrestres), se han diferenciado poco a poco a causa de su aislamiento.

El hecho de que no exista una presencia uniforme de especies en todo el planeta, es una prueba de que las barreras geográficas o los mecanismos de locomoción o dispersión han impedido su distribución, a pesar de que existen hábitat apropiados para su desarrollo, como es el caso de Australia, donde los zorros y conejos han sido introducidos artificialmente. Los pinzones que Darwin observó en las Galápagos, por ejemplo, son una prueba más de las adaptaciones evolutivas independientes a partir de sus antecesores locales, dada la imposibilidad de migración de esas especies.


Una de las observaciones que convenció a Darwin de la evolución de las especies fue su distribución geográfica, como en el caso de los pinzones de las Galápagos. Otro ejemplo estudiado es el de las moscas Drosophila, de las que existen unas 1500 especies, 500 de ellas en las islas Hawai. Hay también en estas islas más de 100 especies de moluscos terrestres que no existen en ninguna otra parte del mundo.

La inusual diversidad de especies en algunos archipiélagos se explica con facilidad como producto de la evolución. Estas islas se encuentran muy alejadas de los continentes y de otros archipiélagos, por lo que muy pocos colonizadores pudieron llegar a ellas. Pero las especies que llegaron encontraron muchos nichos ecológicos desocupados, sin especies competidoras o depredadoras que limitaran su multiplicación. En respuesta a esta situación, las especies se diversificaron con rapidez, en un proceso que se llama radiación adaptativa (diversificación de especies que ocupan nichos ecológicos preexistentes).

En referencia a este punto, y con respecto al caso de los pinzones de las Galápagos, quizá una sola pareja de ellos, o una pequeña bandada, llegó a la isla. Se asentaron allí, alimentándose de semillas y bayas igual que hacían en tierra firme. Y lo que es más importante: allí no existían depredadores ni se daba competencia alguna por los alimentos. Además, existía una amplia variedad de nichos ecológicos, sobre todo porque los insectos se habían reproducido masivamente por las mismas causas.

Los valles, las elevadas formaciones rocosas y los propios límites de las costas favorecieron la separación de poblaciones. Así, tras una rápida proliferación, empezó a dejarse sentir una competencia por el alimento, los pinzones se dividieron en grupos y se separaron unos de otros.

De este modo, en aislamiento genético, comenzó un proceso de especialización que, a su vez, dio lugar a nuevos procesos de separación. Algunos grupos permanecieron en el suelo y otros se alojaron en las ramas de los árboles; muchos se transformaron en insectívoros y otros hasta utilizan púas de cactus par escarbar en las grietas en busca de larvas. Alguna pareja se "atrevió" a cruzar a las islas vecinas, convirtiéndose en "fundadora" de nuevas poblaciones que sufrirían los mismos procesos.

Así fue como llegaron a formarse las 13 especies actuales de pinzones que habitan en las Islas Galápagos, que actualmente constituyen una subfamilia propia: Geospiza.

BIBLIOGRAFÍA

Timiriazev, K.A.(1922). El método historico en la biología.Montevideo, Uruguay:Ediciones Pueblos Unidos

Hasson, E.(2007). Evolución y selección natural.Buenos Aires, Argentina: Colección Ciencia Joven

http://ecociencia.fateback.com/pruebasevol/pruebasevolucion.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Paleontología

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/evolucion/5pruebas_de_la_evolucion.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Biogeografía