Los fósiles son las evidencias geológicas de la evolución
Las evidencias geológicas de la evolución son el registro fósil con el que contamos. Organismos hoy extintos, convertidos en piedra, que vivieron en épocas pasadas. Alguna vez fueron material orgánico que quedó atrapado en sedimentos o ceniza volcánica, impidiendo su descomposición y permitiendo, con el paso del tiempo, su petrificación. Por nuestra experiencia de todos los días, esto no sucede muy a menudo.
¿Cómo se forma un fósil?
¿Cómo se forman los fósiles? Imaginemos a un animal que muere ahogado en el lecho de un río caudaloso. El río acarrea todo lo que cae en sus aguas y lo deposita en la desembocadura al mar. Los minerales que van cayendo al agua de mar se van depositando sobre el cadáver de nuestro desafortunado animal y van rellenando huecos que en vida estaban ocupados por material orgánico, líquido o gas. Con el paso de millones de años, todo el cuerpo del animal se convierte en una piedra con la forma anatómica original. Hasta aquí llega el proceso de fosilización.
Ahora tenemos que poder localizar a nuestro animal. Para ello es necesario que ese material sumergido en el agua salga del mar para que sea posible verlo. Es indispensable un temblor o un movimiento de las capas tectónicas que dé como resultado que nuestro pedazo de piedra aflore a la superficie. También nos sería útil una glaciación que provocara que el nivel del agua bajara y permitiera que encontráramos al fósil.
Los fósiles son la evidencia más convincente de que la evolución sucede. Algunos restos de organismos que vivieron en una época geológica dada, están incrustados en la roca de las capas depositadas en esa época. Si una capa es anterior a otra, la primera contiene fósiles de organismos que son anteriores a los de la segunda. Los fósiles de capas recientes se parecen mucho a organismos vivos, en algunos casos son hasta indistinguibles. Mientras más antigua es una capa geológica, menos se parecen sus fósiles a los seres vivientes actuales.
En general, los fósiles que los paleontólogos hallan son muestras de huesos, dientes, caparazones y conchas, entre otros. Las partes del cuerpo de un animal que fosilizan con más facilidad son aquéllas que tienen minerales. A pesar de todo, en casos muy particulares, es posible descubrir fósiles de partes blandas. Se ha encontrado piel, cabello, plumas, e inclusive se sabe de un fósil de ojo de una salamandra de hace 160 millones de años.
Por desgracia, el registro fósil no refleja los cambios graduales que se esperarían de la evolución.
Lo anterior inquietaba mucho a Darwin, quién contestaba argumentando que se debe a que son muy pocos los restos orgánicos que fosilizan y aún menos los que logramos hallar. Solo una pequeñísima fracción de las especies que han vivido se conserva en forma petrificada. Además, muchos estratos con restos de organismos que alguna vez estuvieron vivos han sido destruidos por el movimiento de las placas tectónicas.
Otros han sido doblados, torcidos, hundidos, metamorfoseados, borrando toda huella de su existencia. Hay que agregar que de todos los fósiles que deben existir, el ser humano encuentra muy pocos de ellos. Además, la mayoría de los animales al morir son comidos por carroñeros o se descomponen a la intemperie. Aun así, existen linajes de especies muy bien documentados, como es el caso de la evolución de las ballenas y los caballos.
La edad de un fósil se calcula a partir de la edad de la roca donde se halla. Algunas rocas, en general las que son de origen volcánico, como la lava, contienen cristales con minerales radioactivos, por ejemplo, potasio, uranio o torio. Cada uno de los minerales decae a una velocidad específica, que los físicos llaman vida media y se refiere al tiempo que toma para que cierta cantidad del mineral original se convierta en la mitad.
Por ejemplo, uranio 235 tiene una vida media de 704 millones de años y produce plomo 207 durante el proceso. La edad de una roca se puede estimar midiendo su proporción de uranio y plomo. Si encontráramos una roca con cristales que tengan el mismo número de átomos de uranio que de plomo, se trata de una roca de 704 millones de años, pues el uranio 235 está a la mitad de su vida. Una roca del doble de antigüedad –1,408 millones de años– va a tener 3 átomos de plomo por cada átomo de uranio.
Las rocas sedimentarias, que no tienen minerales radioactivos, se fechan por su ubicación con respecto a una capa que sí es posible fechar. De este modo es factible estimar la edad de un fósil que quedó atrapado en una roca.
Los fósiles de multicelulares del Burgess Shale
Uno de los sitios que contiene fósiles de los animales multicelulares más extraordinarios es el Burgess Shale (Esquisto de Burgess) en el Parque Nacional Yoho de la provincia de Columbia Británica, en Canadá.
Estos fósiles son del Cámbrico Medio, de hace alrededor de 505 ma y aparecen en el registro geológico durante un intervalo de 15 a 20 ma. Fueron descubiertos por Charles Walcott durante una expedición en 1909.
Sobresalen por su extravagancia los que se muestran en las imágenes:
Opabinia, que tenía 5 ojos, boca hacia atrás, cola con aletas y proboscis.
Anomalocaris, que el monstruo depredador por excelencia del Cámbrico. Llegaba a medir hasta un metro, su apéndice bucal era similar al de un camarón, su aparato bucal parecía el de una medusa y el resto del cuerpo sugiere una esponja primitiva.
Hallucigenia evoca con su nombre lo raro, singular y extraño de este animal. Tenía una cabeza bulbosa sin antenas, ojos ni boca, y en el extremo un cuerpo cilíndrico, largo y estrecho con 7 pares de espinas largas.
Wiwaxia era un pequeño organismo de forma ovalada y plana con el cuerpo cubierto de espinas individuales.
Este sitio contiene una serie de simulaciones de cómo pudo haber sido la vida bajo el agua en el Cámbrico.
El descubrimiento de Tiktaalik: la confirmación de una predicción en evolución
El descubrimiento de Tiktaalik es un ejemplo de cómo se confirma una predicción en evolución.
Neil Shubin trabajó 6 años para encontrar lo que él sabía debía existir: un fósil de una animal intermedio entre los peces y los animales más primitivos que ya caminaban sobre terreno firme.
Sabía que si ese fósil existía, había que buscarlo en el lugar correcto y en la época correcta.
Lo buscaron en la isla Ellesmere en el norte de Canadá, a 1000 millas del Polo Norte, en unas rocas de hace 375 ma, que se formaron en donde en esa época había unos arroyos.
Tiene las características esperadas de un fósil transicional entre peces y tetrápodos: cabeza plana, ojos en la parte superior de la cabeza, cuello, aletas especializadas para moverse sobre la tierra.
Fósil de Tiktaalik
Recreación de Tiktaalik
Las rocas ayudan a entender el origen de los organismos multicelulares
Dado que por 3,500 ma lo único que existió fue vida unicelular y de repente en 40 ma aparecen todo tipo de animales, la pregunta que uno se hace es: ¿por qué tardaron tanto los animales con cuerpo en aparecer?
Tener cuerpo representa un ventaja enorme, pues permite trasladarse de un lugar a otro, permite comer a otros animales más pequeños y permite evitar ser comido por otros.
Sin embargo tener cuerpo es caro, consume mucha energía y mientras más grande es el cuerpo, más energía requiere.
Los estudios de química de rocas muestran que los niveles de oxígeno no siempre han sido como son actualmente. Se sabe que hasta hace 1,000 ma, la atmósfera y los mares tenían muy poco oxígeno.
A partir de hace 1,000 ma estos niveles empezaron a subir para alcanzar lo que tenemos hoy en día.
Es posible que este aumento en oxígeno esté ligado a la aparición de organismos multicelulares. En el momento que las bacterias pudieron echar mano de suficiente oxígeno para convertirse en multicelulares, la solución fue muy exitosa y los cuerpos surgieron por todas partes: la vida cambiaría para siempre.
Es un hecho que existen pocos fósiles
¿Por qué existen tan pocos fósiles? Dado que la probabilidad de que un organismo fosilice es sumamente pequeña, el registro fósil con el que se cuenta es muy escaso. Se estima que el número de especies que han vivido en el planeta es de entre 17 y 4,000 millones. Todo depende si contamos bacterias y archeobacterias o únicamente eucariotes.
La cifra de 17 millones parece ser muy baja pues sólo de especies vivas actualmente tenemos 10 millones. Se conocen alrededor de 250,000 distintas especies fosilizadas, lo que corresponde a entre el 0.1% al 1% de todas las especies que han existido.
Es una muestra muy pobre. Seguramente existieron especies con características imposibles de imaginar de las cuales jamás sabremos absolutamente nada. Baste decir que con las pocas especies fosilizadas que conocemos es posible darse una idea de cómo funciona la evolución y percibir cómo es que los principales grupos de especies se separaron unos de otros.
La edad de un fósil se calcula a partir de la edad de la roca donde es encontrado
Algunas rocas, en general las de origen volcánico, como la lava, contienen minerales radioactivos como potasio, uranio o torio. Cada uno de estos minerales decae a una velocidad específica, que los físicos llaman vida media. Este tiempo es el tiempo que toma para que cierta cantidad del mineral se convierta en la mitad.
Por ejemplo, Uranio 238 tiene una vida media de 4,500 ma y produce plomo 206 durante el proceso. La edad de una roca se puede estimar midiendo su proporción de uranio y plomo.
Las rocas sedimentarias, que no tienen minerales radioactivos, se fechan por su ubicación con respecto a una capa que sí es posible fechar. De esta manera es posible estimar la edad de un fósil que quedó atrapado en un roca.
