TEMA 4. HISTORIA DE LA GEOLOGIA DE LA TIERRA (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura Evolución
Año del apunte 2016
Páginas 8
Fecha de subida 14/04/2016
Descargas 4
Subido por

Descripción

APUNTES REALIZADOS CON EL MATERIAL VISTO EN CLASE Y COMPLEMENTADO CON BIBLIOGRAFIA

Vista previa del texto

EVOLUCIÓ 3º CURS BIOLOGIA Tania Mesa González UAB TEMA 4: HISTÒRIA GEOLÒGICA DE LA TERRA En el moment 0 de las formació de la Terra està datada fa uns 4.470 milions d’anys aproximadament, però hi ha diferents datacions fetes amb metodologies diverses com per exemple la datació d’elements com el rubidi (Rb) i cadmi (Cd). Per tant seria en realitat dels 4.470 ±1% de milions d’anys.
- La història de la Terra s’organitza en una estructura piramidal: Eons > eres > períodes > subgrups més petits En canvi de les estructures de la classificació representen la historia de la Terra en etapes, que estan representades per canvis a nivell biològic i a nivell de climatologia i d’estructura física de la Terra.
- Es poden anar definint per la presencia de determinats grups d’organismes i també per la seva desaparició.
- També estan definides per canvis de temperatures globals.
La Terra ha estat canviant, i els canvis estan interrelacionat els uns amb els altres, ja que amb els canvis de la atmosfera per exemple esta íntimament relacionat amb l’aparició de diversos organismes, que alhora també acaben afectant al canvi de la Terra ETAPES (EONS) DE LA TERRA: Precàmbric  ocupa un 87 % del temps de la Terra i es divideix en tres eres: 1. Hadica  Des de l’origen de la Terra fins als 3800 milions d’anys. No hi ha formes de vida. El mineral conegut més antic és el circó. es creu que apareixen les primeres mostres de replicació i per tant de DNA.
2. Arcaica  es troben estromatòlits amb cianobacteris  apareixen les primeres formes de vida. És una etapa molt variada.
3. Proterozoic  Fa 2500 milions d’anys  apareixen les primeres algues pluricel·lulars i al final de la era els primers porífers i altres animals.
Fanerozoic  fanero = visible i Zoic = organismes  és difícil de distingir, és el moment en que apareixen els grans grups de metazous.
 Però també s’han trobat molts metazous en èpoques anteriors com el Proterozoic.
Es parla de tres grans èpoques: - Palaeozoic  conté 7 eres.
a) Càmbric  la seva primera etapa està representada per la presencia de trilobites.
 Marca un moment de canvi molt important respecte la fauna que s’havia trobat fins el moment, ja que són formes molt més complexes i elaborades.
b) Ordovicià  primera colonització de la terra per la presencia de plantes terrestres.
c) Silúric  els primers peixos amb mandíbules. Les plantes agafen una gran importància en la Terra.
d) Devonià  primers insectes voladors e) Carbonífer  gran desenvolupament de boscos de la Terra.
f) Pèrmic  es distingeix per les grans extincions que hi ha. És un moment de gran canvi. A nivell d’aparició d’organismes és on es desenvolupen els primers rèptils. Marca en canvi cal al Mesozoic.
- Mesozoic  època dominada pels gran rèptils, es a dir els dinosaures, tot i que també apareixen els primers mamífers i aus, però amb menys importància.
a) Triàsic  Marca la colonització terrestre i també del canvi de formes de vida marina.
b) Juràsic - c) Cretàcic  en el seu final es donen grans extincions, és el moment en que hi ha la menor quantitat de terra emergia suposant una transformació global tant místic com flòric.
 S’extingeixen els grans rèptils i apareixen els primers mamífer.
Cenozoic  es on ens trobem ara. És un moment de canvi molt important, relacionada amb grans transgressions marines.
a) Paleògen  era antiga b) Neògen  era nova.
EVOLUCIÓ DELS CONTINENTS: Durant les etapes amb diferents organismes de la Terra, també hi ha un moment de canvis de la Terra emergida. El canvi està relacionat amb els moviments que s’han donat de la Terra.
- La deriva continental dona un canvi important que fa incrementar la quantitat de terra emergida, facilitant el desenvolupament terrestre.
Pangea  es creia que a partir d’un tros de terra compacte s’havien anat desglossant els diferents continents i relleus geogràfics.
- En els estudis es veu que aquesta separació ha estat molt més freqüent del que es pensava, i que per tant amb el pas del temps s’han anat donant supercontinents, que s’han anat modificant.
- Correspon al mesozoic  Al final del paleozoic, es troben la majoria de les terres unides en un únic continent anomenat pangea.
 Aquesta comença a trencar-se en el Triàsic, dividint-se en dos meitats: a) La meitat superior  Lauracia.
b) Un continent del Sud  Gondwana.
 En el moment de separar-se la Lauracia de la part sud, aquest mateix es comença a trencar més.
- En el Juràssic ja es poden veure bastant separades les terres del continent nord, i com part del continent sud es comença a separar. De totes formes la part de la Gondwana es la que més triga en separar-se.
- En el Cretaci es quan es torna a tenir menys Terra emergida.
Tots aquests moviment es producte del moviment de la tectònica de plaques.
Actualment s’està separant més América d’Àsia i Europa, fent creu que donarà un nou acoblament dels continents.
Els canvis suposen que hi hagi molts organismes ocupant la Terra i que per tant es relacions entre ells es van modelant en funció dels canvis que es donen en les terres emergents.
A l’inici de l’època zenozoica  es donen els primats.
En aquest moment el continent Nord Americà esta encara unit a Groenlàndia i a Europa, per tant es podia donar un flux de moviment des de unes zones a les altres.
- En les etapes posteriors, aquesta unió del continents del Nord Amèrica es trenca, fent que ja no es pugui donar una intercanvi genètic entres els primats dels territoris, fent que evolucionin de forma diferent.
Els corrents oceànics van envoltar el continent Antàrtic, fent que en ells baixessin molt les temperatures que van acabar donant a les glaciacions del Zenozoic.
CLIMA Els canvis de la posició dels continents també comporten canvis climàtics molt importants, que provoquen en alguns casos molt dràstics a extincions.
La temperatura a la Terra va oscil·lant molt al llarg de les etapes, que també acaben afectant als canvis. Hem de pensar que es creo que cada X temps es donen èpoques de glaceres més o menys de forma periòdica.
- Per tant hem de veure també com afecta aquest depòsit de gel i les baixes temperatures a la distribució dels organismes.
FÒSSILS Són evidencies de la vida de la Terra. Són una de les proves de l’evolució.
- Expliquen els esdeveniment, però també els patrons de biodiversitat.
- Ens ajuden a dimensionar com han estat els processos de canvis i quan ha durat cada era i a més ens permet establir un arbre de la macroevolució.
Es coneixen perfectament cadascun dels grups i com han anant creixent i desapareixent, en funció dels caràcters de cada individu que hem anat analitzant.
Permeten donar: a) Informació temporal  son utilitzats com a mètodes de datació.
b) Informació espacial  ens donen coneixement de l’hàbitat ecològic i a més permet enferir en qüestions genètiques.
c) Informació biològica  de la estructura i funció d’organismes.
1. Creixement 2. Desenvolupament 3. Canvis d’adaptació  canvis periòdics de l’alimentació.
4. Com han sorgit algunes patologies 5. Funcions biològiques i fisiològiques.
Els fòssils poden ser organismes complets, una part dels microorganismes, o restes de la seva activitat biològica (paleologia)  es fan quan són enterrats en els sediments després de la mort.
El determinades ocasions tenim més d’un exemplar de fòssils en una mateixa època, per això es important establir quin és el fòssil guia  són característics d’una època en que hi havia un gran nombre d’aquests individus on: a) Va tenir una àmplia dispersió horitzontal  geogràfica b) Poca dispersió vertical  en una època concreta.
- Permeten considerar associacions o comunitats d’organismes.
Exemples fòssils: 1. Estromatòlits  Són estructures estratificades formades per la captura i fixació de partícules carbonatades per part de cianobacteris.
 Són un dels indicis més antics de la vida a la Terra  un dels registres d’estromatòlits més importants són les Warrawoona d’Autralia de fa 3500 milions d’anys.
2. Petjades fòssils de Laetoli  el fòssils també poden explicar el tipus d’organismes, només amb les traces.
 Laetoli és un jaciment de Tanzània de fa 3500 milions d’anys, on s’han trobat petjades que s’ha desmostrat que provenen d’un homínid.
 Mitjançant diferents trets es pot predir que aquests caminaven de peu  taló arrodonit, arc alçat i hàl·lux alineat amb els altres dits.
 A més en les petjades es van identificar tres rastres diferents per la seva mida, que donen a la hipòtesis que es tractava de dos adults, un home i una femella i d’un infant.
 Fent una aproximació de l’alçada sabem que feien aproximadament 120 cm, 140 cm i la tercera no es pot saber ben be perquè queden una mica atapeïdes per les altres dues.
 Es creu que fugien d’una pluja de cendra, i que es aquest material el que s’ha fossilitzat i per tant han quedat les petades registrades.
TIPUS DE FÒSSILS: a) Preservació  conservació de la carn i altres teixits tous que queden inhibits per l’acció bacteriana i la putefracció.
 Es dona en zones com el fred àrtic o les chapoteres i molt casualment en altres tipus de llegats.
 Són conservacions que a lo llarg de la historia de la terra presenten un % molt petit i que són d’èpoques molt recent.
b) Pretrificació  són pròpiament els fòssils.
1. Permineralizació  ocupació dels espais buits que deixa la matèria orgànica entre els ossos que queden omplertes de minerals. Es va omplint tots els espais buits fins que els ossos acaben convertits en roques. Donen una consistència forta.
2. Substitució  canviar cada un dels àtoms d’un microorganisme per un altre element químic que anirà substituint. Fins que es doni una substitució completa.
3. Destil·lació  el rastre que deixa el carboni que composen el cos, que es destil·la formant un perfil de carbó del qual es coneixen bastants organismes.
c) Motlles, buidament i impressions  l’organisme ha desaparegut totalment i només queden els forats que estan omplerts per una altre substància; no queda res del propi organisme.
d) Lapidificació  conservació d’un organisme sencer, conservat en “ambar”. Principalment són insectes. És un tipus de conservació que pot ser més antiga que una conservació en fred.
e) Copròlits  Són restes fecals fossilitzades, que ell per ell es un fòssil, que dona informació fisiològica, però a l’hora pot contenir fòssils d’altres organismes.
Segons el materials on es doni la fossilització trobem: a) Silicificació  sòl en condicions anaeròbics. És una fossilització molt prima que permeten veure molt be les estructures, ja que conserva molts detalls.
b) Carbonatació  són el més comuns. Fan servir la calcita (carbonat de calci)que és un material molt freqüent en el sòl.
c) Piritització  poc freqüent i necessita un ambient molt inert.
d) Fosfatació  en ossos i dents, ja que el ser material es fosfat de calci. Els fosfats es mantenen i la resta del material que són carbonats de calci es van afegint creant el fòssil. És molt freqüent en mamífers.
e) Carbonificació  per la transformació dels carbons de la mostra.
DETERMINANTS DEL REGISTRE FÒSSIL: 1. Destrucció biològica  els agents biològics estan presents en gairebé tots els ambients; són depredadors, carronyaires, sapròfits, bacteris, etc.
2. Destrucció mecànica  segons l’energia de l’ambient. Poden ser ambients d’alta energia, d’erosió i/o de destrucció.
3. Destrucció química  per dissolució química. Depèn de la composició química de l’organisme i de les característiques físico-químiques de les aigües.
Ambients- conservació dels fòssils: Segons l’ambient, es donen diferents formes de conservació dels fòssils. Hi han algunes estructures biològiques que són més fàcilment conservables que d’altres, com poden ser els esquelets.
 Dintre dels esquelets, per exemple es conserven millor les dents que no els ossos perquè la seva estructura es molt més forta.
- L’ambient en el que queden dipositats els organismes són ambients inerts, tranquils i que a més no estiguin sotmesos després a una solució àcida.
a) Inundacions b) Coves subterrànies c) Pluges de cendra volcànica d) Sediments marins  Els organismes que marquen l’edat ??? son els trilobites, que tenen una estructura molt dura i llavors es poden conservar més que d’altres.
El que tenim actualment és un registre parcial, ja que no es coneixen la majoria d’espècies del passat.
Petjades fòssils de Laetoli: La conservació en aquest cas és excepcional: 1. Es va donar en un terra especial  tou però compacte, de carbonatita, que va permetre que es marquessin les petjades.
 Carbonatina  material igni rar 2. Van tenir un enterrament ràpid però suau, per les fines pluges de cendra en intervals freqüents.
3. El material que cobreix les petjades s’ha de separar per plans d’estratificació de les plaques de meteorització.
4. La conservació  presenta problemes de meteorització i biològics.
DATACIÓ L’evolució necessita posar data als fets, per a intentar explicar que y com a passat.
Per fer-ho hi ha diferents metodologies, que s’agrupen en tres topologies: a) Relativa  situa un objecte o esdeveniment en relació a un altre dins d’una seqüència de temps.
b) Absoluta  referida al temps actual, en relació al pas dels anys que té.
c) Arqueològica  és un tipus d’adaptació relativa, però és única en el cas dels humans. Utilitzem les cultures per situar en el temps.
Datacions relatives: Estratigrafia  els sediments més antics es troben a les capes més antigues i allò més superficial són les capes més modernes o joves.
- És un dels principis de la geologia, que fa servir l’antropologia. Fa servir la llei de la superposició de les capes del sòl.
 Dona la seva situació en l’edat en funció de la columna estratigràfica del sòl.
 Ens ajuda a saber que es més antic i que es més modern  ho necessitem estendre a més territoris. Per tant necessitem mapes de les estructures del sediment.
 La correlació de columnes estratigràfiques de diferents jaciments s’ha de fer tenint en compte: a) Propietats litogràfiques b) Però sobre tot els fòssils  bioestratigrafia.
 Per tant saben les edats de les capes ja podem datar les restes.
 És un dels mecanismes que més es fan servir i un dels més simples.
- Micromamífers  es difícil trobar grans fòssils, però en la majoria si que podem trobar fòssils de micromamífers (rates).
- Peces dentals  també són molt útils per aquest tipus d’anàlisis, ja que n’hi ha múltiples i es fàcil que algunes es conservin, perquè la dentina és més resistent que l’òs.
 A més són bons indicadors, perquè ens permeten conèixer l’alimentació del moment i per tant l’ambient del que procedeix.
Palinologia  ajuda a fer datacions relatives.
- El pol·len ajuda a determinar el tipus de vida vegetal que està establerta, en funció dels canvis climàtics del llarg de la vida de la Terra.
 El pol·len pot indicar canvis climàtics, dieta, etc.
 S’acostuma a utilitzar en combinació amb altres mètodes per a poder fer una comparació.
 El pol·len es pot conservar durant desenes de milers d’anys i és molt fàcil saber a quin tipus de planta pertany.
 El pol·len és pràcticament indestructible; les capes de la seva estructura són molt dures i perfectament reconeixibles.
- Es senzill, perquè els diferents tipus de pol·len tenen estructures molt fàcilment reconegudes.
- Permeten una datació molt exacte de generes.
- Lo que es mira es l’abundància dels determinats tipus de plantes.
Antracologia: - És l’estudi de restes de fustes que s’han recollit en un jaciment.
- El seu anàlisis microscòpic ens permet identificar el gènere de la planta o arbre, i a vegades fins i tot de l’espècie que s’utilitzava en l’antiguitat.
- Aquest anàlisis ens informa de l’entorn ambiental de l’assentament i es complementa amb l’estudi del pol·len.
Datació química: - És la més important.
- Compara dos tipus de fòssil, un a estudiar i un altre del que ja es coneix l’edat, per veure la pèrdua d’una determinada substancia o l’increment d’un determinat element químic.
 Han de ser fòssils dels mateix jaciment.
 La pèrdua port ser de substàncies orgàniques o inorgàniques.
- També es poden observar l’enriquiment d’elements inorgànics com és el fluor.
 Un enriquiment en fluoropatita indica que està envellit  al quedar la mostra enterrada els OH- de la hidroxipatita es substitueixen per F.
- Frau de Piltdown  en diferents excavacions es van descobrir restes de Eoanthropus dawson.
 El seu crani donava una morfologia humana, però la mandíbula mostrava ullals molt sobresortits cap endavant.
 Es va veure que passava això perquè mitjançant datacions químiques es va descobrir que eren de diferents èpoques.
 La mandícula va acabar sent de ximpancé al que se li havien llimat les dents.
Paleotemperatures: - Tècnica que mesura la quantitat d’isòtop d’oxigen 16 i 18. Serveix per a estimar les temperatures de l’aigua d’una època determinada.
- L’Oxigen 16 és menys pesat que el 18.
a) En aigües més càlides s’evaporen més i tenen més oxigen 18.
b) En aigües més fredes amb menys evaporació s’enriqueixen amb oxigen 16.
- Es poden estudiar en els sediments de closques d’animals marins podem estimar la temperatura del mar.
Datacions absolutes Radiocronologia  compara la composició inicials amb els subproductes (desintegració) dels elements radioactius.
- La velocitat de desintegració és constant, en funció del temps i de l’emissió de determinades partícules, però independent d’altres variables físiques o químiques  datació absoluta.
- És diferent per a cada element radioactiu.
- És molt útil el temps de semidesintegració.
a) Radiocronologia C14  utilitzant carboni 14.
 Hi ha diferents isòtops de carboni, els estables C12 i C13 i els radioactius C14.
 El C14 està en una quantitat molt petita i es molt utilitzat per a les datacions.
 Les radiacions còsmiques impacten sobre el N de l’atmosfera i produeixen C14.
 Aquest C14 es combina amb l’oxigen de l’atmosfera i forma el CO2, que s’introdueix a la biosfera mitjançant la fotosíntesis.
 Al morir l’organisme deixa de incorporar C14 i es va descomponent a N14.
 El temps de semivida al C14 es de 5568 anys.
 Les datacions de C14 no són molt exactes, ja que han hagut fluctuacions de la concentració d’aquest gas.
 A més per la alta concentració de CO2 de l’actualitat, en un futur serà molt complicat utilitzar aquest mètode.
 Presenta un límit en els 50000 anys, on ni les correccions fetes per les oscil·lacions de la concentració del CO2.
b) Potassi/Argó  el temps de desintegració és molt llarg, per això les datacions es poden fer fins els 4 milions d’anys.
 S’aplica a roques volcàniques.
 Depèn de la quantitat de 40K atrapat a la roca es pot estimar el temps que ha passat des de l’erupció.
 En el 40Ar el rellotge es posa a 0 quan han hagut grans escalfaments.
c) Rubidi/Estronci  tenen un temps de desintegració encara més gran. El rubidi es poc freqüent, i es troba sempre en minerals de potassi.
 Es fa servir per a datar sediments que els poden donar informació sobre el moment de formació de la Terra.
d) Urani/Tori  el mesura la quantitat de Th230 de la mostra,  El tori es produeix de forma constant quan es desintegra l’urani natural, per tant amb la mesura dels dos components, podem mesurar el temps transcorregut.
 Es fa servir per a roques calices.
 També es poden fer servir les traces de fissió de l’urani, que es basa en la velocitat constant de fissió d’urani238 dels cristalls volcànics i ceràmica. L’energia deixa cicatrius a partir de les quals podem fer càlculs del temps.
Termoluminiscència: - Mesura la llum que emeten alguns minerals cristal·lins al ser escalfats per la radiació solar i per l’energia que s’acumula en el seu interior.
- La intensitat és proporcional a la radiació que rep i al temps que ha passar des de que el material ha estat escalfat per últim cop.
- Es fan servir per a datar ceràmiques o pedres.
 Una variant és la Ressonància d’Espin Electrònic  que mesura el mateix sense haver d’escalfar la mostra i pot datar cristalls de mida molt petita.
Paleomagnetisme: - És un tipus de datació relativa, però sempre s’utilitza acompanyat d’un mètode de datació absoluta.
- Es basa en els canvis de polaritat que ha tingut la Terra al llarg dels anys.
- Gràcies als materials ferromagnètics dels diferents sediments podem saber com estaven orientats els pols, - Aquests canvis de polaritat solen estar relacionats amb altres datacions que podem fer als sediments on es troben, normalment amb el potassi/argó.
Racemització d’aminoàcis: - És una datació en que s’impliquen directament els organismes.
- Segons els aminoàcids d’un ós podem saber si són levogirs o destrògirs.
- Tots els aminoàcids de la vida són levògids i només a partir de la mort es comencen a donar els destrògids.
Dendrocronologia: - Qualifica els anells de creixement d’un arbre.
- Cada línia representa un any de vida, i l’anell dependrà de l’ambient i de les seves condicions - Per poder-ho fer, la fusta ha d’estar ben conservada i tenir com a mínim 30 anells intactes.
- El màxim que podem datar son 9000 anys  edats dels arbres més antics datats.
- En algunes àrees com en els tròpics, les espècies no presenten suficients diferències entre estacions, en canvi en moltes altres espècies, aquesta diferenciació si que es pot donar.
Datació arqueològica  és un tipus de datació relativ, basada en els detalls de la indústria humana, ens situa en una època o en una altre.
- Només és aplicable a l’ésser humà.
Per escollir un mètode ho fem segons la disponibilitat de matèria i segons l’edat previsible.
...