Hace tiempo Un viaje paleontológico ilustrado por Colombia - Smithsonian Tropical Research Institute
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Hace tiempo Un viaje paleontológico ilustrado por Colombia Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian
Hace tiempo Un viaje paleontológico ilustrado por Colombia Hace tiempo. Los textos pueden ser citados total o Hace tiempo. Un viaje paleontológico ilustrado por Colombia / editado por Carlos Jaramillo y Luz Helena Oviedo; ilustraciones de Guillermo Un viaje paleontológico ilustrado por Colombia parcialmente citando la fuente. Torres Carreño. Bogotá: Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt, Instituto Smithsonian de Investigaciones ISBN obra impresa 978-958-5418-20-2 Citación de forma sugerida: Tropicales, 2017. ISBN obra digital 978-958-5418-23-3 Jaramillo, C. y Oviedo, L.H. (Eds.). 2017. Hace 124 p.: il., col.; 23,5 x 32 cm. Incluye glosario e ilustraciones a color. Primera edición, Diciembre de 2017. tiempo. Un viaje paleontológico ilustrado por ISBN obra impresa: 978-958- 5418-20- 2 Bogotá - Colombia. 1000 ejemplares Colombia. Instituto Alexander von Humboldt ISBN obra digital: 978-958- 5418-23- 3 e Instituto Smithsonian de Investigaciones © Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Tropicales. Bogotá, D.C., Colombia. 124 p. 1. Paleontología -- Colombia 2. Fósiles y vida prehistórica -- Colombia 3. Paleozoología 4. Antropoceno I. Jaramillo, Carlos (Ed.) II. Oviedo, Luz Alexander von Humboldt. 2017 Helena (Ed.) III. Torres-Carreño, Guillermo (Il.) IV. Instituto de Investigación © Puntoaparte Bookvertising. 2017 Citación de capítulo sugerida: de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt V. Instituto Smithsonian Martínez, C. 2017. Cretácico tardío. En: de Investigaciones Tropicales. Impresión Jaramillo, C. y Oviedo, L.H. (Eds.). 2017. Hace Panamericana Formas e Impresos S.A. CDD: 560.4509 Ed. 23 tiempo. Un viaje paleontológico ilustrado por Número de contribución: 565 (quien solo figura como impresor) Colombia. Instituto Alexander von Humboldt Registro en el catálogo Humboldt: 15004 124p. :il., Col.; 23,5 x 32 cm e Instituto Smithsonian de Investigaciones CEP – Biblioteca Francisco Matís, Incluye glosario e ilustraciones a color. Tropicales. Bogotá, D.C., Colombia. 124 p. Instituto Alexander von Humboldt – Nohora Alvarado Esta publicación incluye papeles producidos a base de Las denominaciones empleadas y la representación del material en esta publicación no implican la pulpa de caña de azucar, libres de químicos blanqueadores expresión de opinión o juicio alguno por parte del Instituto de Investigación de Recursos Biológicos y ácidos, provenientes de fuentes renovables y fabricados Alexander von Humboldt. Así mismo, las opiniones expresadas no representan necesariamente por proveedores certificados internacionalmente en el las decisiones o políticas del Instituto. Todos los aportes u opiniones expresadas son de la entera manejo sostenible de los bosques. responsabilidad de los autores correspondientes.
Hace tiempo Hace tiempo Dirección de arte Un viaje paleontológico ilustrado por Colombia Mateo L. Zúñiga .Puntoaparte bookvertising Guillermo Torres Carreño .Puntoaparte bookvertising Inicia el viaje Ilustración Guillermo Torres Carreño En un viaje nuestro cuerpo se mueve de Aquí te proponemos hacer un viaje un lugar a otro, nuestra imaginación se con las maletas repletas de atención despierta al conocer espacios nuevos y y curiosidad por las imágenes y letras nuestra vida cambia con cada experiencia en cada página. Tus ojos, oídos e del recorrido. Hay viajes cortos, largos, en imaginación serán las alas que te llevarán carro, en avión, al mar, a la montaña, y hay a descubrir formas, paisajes y seres vivos viajes que inician con un libro. que vivieron en Colombia alguna vez. Editores Diseño Carlos Jaramillo y diagramación Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales Mateo L. Zúñiga Luz Helena Oviedo Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 4-5
Hace tiempo Los fósiles eran las conchas o caparazones de estos invertebrados, que fueron mineralizados y preservados. La sola idea de que estos animales habían vivido en el mar hace más de 200 millones de años y que hoy los podamos Una encontrar a 2.000 metros de altura es algo que no deja de asombrarme. Gracias a los avances de Adaptación la geología, hoy en día comprendemos que los de textos y Andes son el resultado de la colisión de placas corrección de estilo tectónicas, que con el paso del tiempo levantaron estos sedimentos marinos y dieron origen a estas ventana Juan Diego Mikán montañas, un proceso que todavía continúa. .Puntoaparte bookvertising Muchos otros fósiles fueron descubiertos posteriormente en la zona: algunas plantas, muchos animales marinos, e incluso el esqueleto completo de un pliosaurio en una al pasado vereda cercana, que fue descrito en 1992 con el nombre Kronosaurus boyacensis. “El fósil” se ha convertido en uno de los atractivos turísticos del pueblo, es visitado por miles de niños y adultos todos los años, y genera ingresos para las comunidades locales. Pero nos hacía falta una guía que nos explicara esta historia y nos revelara esta faceta oculta del pasado de Colombia. C Por fortuna, la exploración paleontológica Este libro es un tiquete para ir al pasado. uando era niño, creciendo en sigue avanzando rápidamente en todos los Las historias en sus hojas te llevarán en Bogotá, mis padres me llevaban a continentes. Todos los días descubrimos y un viaje a través de millones de años. Villa de Leyva, un pintoresco pueblo describimos nuevos fósiles y especies del Descubrirás animales gigantes, conexiones colonial en Boyacá, conocido por pasado: no solo los grandes dinosaurios que inesperadas y escenas de paisajes como si sus calles empedradas y casas blancas con capturan nuestra imaginación y dieron origen a Cristian Samper un turista hubiera viajado en el tiempo para puertas verdes. Recuerdo que había una casa películas como Parque Jurásico, sino también tomar una foto. Exploradores y aventureros Presidente y director ejecutivo que siempre me llamó la atención ya que tenía foraminíferos diminutos que dominaban los están invitados a este recorrido que Wildlife Conservation Society cientos de fósiles en la pared. Yo podía pasar mares prehistóricos y nos permiten estudiar los Nueva York esperamos sea inspirador y emocionante. horas estudiándolos, comparando tamaños y cambios en el clima hace millones de años. Así, formas, tratando de imaginar el mundo en el poco a poco vamos reconstruyendo la historia Cuando vuelvas del pasado antoja a los que habían vivido aquellas extrañas criaturas. de la vida en este planeta. Es como un enorme demás para que también recorran este Sin embargo, solamente contaba con las rompecabezas, que vamos construyendo paso camino. Así, muchos recorreremos la láminas del álbum de Chocolatinas Jet como a paso a medida que encontramos nuevas Colombia de Hace tiempo. guía para tratar de descifrar estas criaturas y piezas. El problema es que todavía nos hacen su historia natural. ¿Qué eran estos animales? falta muchas piezas, falta mucho por conocer. ¡Buen viaje! ¿Cómo habían surgido y cómo vivían? ¿Por qué murieron? ¿Cómo eran esos mundos Uno de los criterios básicos de la ciencia es del pasado? Por mi mente cruzaban muchas la importancia de saber formular preguntas preguntas y encontraba pocas respuestas. e hipótesis que puedan ser indagadas con datos. No es suficiente descubrir y describir Para fortuna de los jóvenes de hoy, ahora nuevas especies de fósiles, sino que es preciso cuentan con este nuevo libro, Hace tiempo, un usarlos para interpretar la historia de la vida viaje paleontológico ilustrado por Colombia. A en el planeta. De este modo podemos ver través de sus páginas y atractivas ilustraciones cómo evolucionan las especies en el tiempo, podemos viajar a esos mundos del pasado, pero también podemos intentar reconstruir las de la mano experta de Carlos Jaramillo y sus comunidades del pasado, un campo que hoy colaboradores en este libro. Los capítulos en día conocemos como paleobiología. Revisores externos nos permiten entender conceptos básicos de evolución, con ejemplos de fósiles que se han Todavía nos falta mucho por descubrir, y cada Andrés Pardo Iconografía descubierto en Colombia. fósil es otra pieza de ese enorme rompecabezas Universidad de Caldas The Noun Project de la historia de la vida. Es importante entender Jorge Carrillo Con el paso de los años regresé muchas veces el pasado para poder interpretar el presente e Universidad de Zurich a la bella Villa de Leyva, armado de nuevos informar el futuro. Espero que este libro sirva para conocimientos de mis estudios en biología. inspirar a los niños que visitan Villa de Leyva y Aquellos fósiles que admiraba como niño se muchos rincones de nuestro país, y que algunos llaman amonitas, invertebrados marinos que de ellos sean parte de la siguiente generación de dominaron los mares durante millones de años. científicos y paleontólogos en Colombia. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 6-7
Hace tiempo Paleo Paleo Bio Colombia Diversidad Kirk Johnson Brigitte L.G. Baptiste Director Museo Nacional Directora general de Historia Natural L L Instituto Humboldt Instituto Smithsonian a única forma de entender las Es fundamental comprender que las a Colombia diversa de hoy día, El estudio de los fósiles es solo un primer paso condiciones actuales de la formaciones o tipos ecológicos del presente también lo ha sido en el pasado ya que luego los paleontólogos trabajan con biodiversidad y las razones por son iteraciones de comunidades biológicas distante. Carlos Jaramillo y su equipo artistas para poder reconstruir cómo lucían las cuales la evolución llevó a del pasado seleccionadas constantemente de paleontólogos han descubierto los paisajes en el tiempo. De esta manera, Colombia a ser un país privilegiado en por las presiones evolutivas, a veces con fósiles y reconstruido estos mundos perdidos los fósiles se convierten en herramientas términos de su riqueza viviente es mirar más especies, a veces con menos, pero en muchos lugares del país. Sus diversos y para viajar en el tiempo a los paisajes la historia geológica y climática en la cual ante todo integradas para funcionar como sorprendentes descubrimientos cuentan la larga perdidos de esta Colombia Paleontológica. las especies se desarrollaron. También es complejos tróficos, es decir, como sistemas e interesante historia que está incrustada en la fundamental entender los factores que llevaron vivientes autoorganizados. Por esos motivos geología y en la paleontología de Colombia. y llevan aún a la aparición y desaparición vemos la huella de seres marinos en lo alto de los seres vivos en el planeta y entender de las montañas, o de selvas en medio de Durante cientos de millones de años, las cómo los animales humanos, los más los desiertos actuales. Y por ese mismo poblaciones de plantas y animales terrestres recientes, incidimos en esos factores. motivo, encontramos parientes de peces y marinos han hecho de Colombia su hogar. amazónicos en el río Magdalena y, más Ocasionalmente morían y eran enterrados, Para muchas personas aún puede resultar extraño, en la sabana de Bogotá. Peor aún: y eventualmente se convertían en fósiles. extraño pensar en la humanidad como primos ciegos en cavernas de alta montaña. Algunos fósiles, como capibaras y cocodrilos, una fuerza equivalente a la geológica o la Los patrones biogeográficos y la distribución tienen parientes vivos en Colombia hoy en climática, pero los debates recientes que de los seres vivos en un territorio son el día. Otros, como las serpientes gigantes, los identifican los cambios radicales que nuestras resultado combinado de todas esas fuerzas, tiburones y los perezosos del tamaño de un actividades han generado en la química que muestra la plasticidad genética con la elefante, son increíblemente sorprendentes. atmosférica, y por ende marina, sumados a las que la biología persiste a través del tiempo. Estos fósiles nos cuentan la historia de modificaciones en los suelos y la morfología Colombia a lo largo de millones de años. planetaria, lo ratifican. Antropoceno, le llaman Nada más placentero que ver la historia de a este momento particular de la historia la vida colombiana documentada e ilustrada planetaria, fundamentalmente caracterizado como muchos hemos soñado desde que por una invasión de pequeños primates éramos cazadores de fósiles aficionados. que han perforado la corteza terrestre para devorar como pulgones la productividad ecológica acumulada por millones de años, conectando el pasado con el futuro y amenazando su propia supervivencia. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 8-9
Los perezosos gigantes Mioceno medio tardío Las tortugas gigantes Cretácico temprano El tiburón gigante Cambio climático La gran serpiente Cretácico tardío Los cangrejos El rey caimán Los humanos Quiénes Precámbrico Cuándo Cuaternario Fosilización Paleoceno Evolución Los micos Geografía Devónico Cómo Las hojas Genética Plioceno El polen Tiempo Clima 12 14 16 20 24 28 32 36 40 42 46 50 54 58 62 66 70 74 76 80 84 88 92 96 100 104 108 112 Tiempo Hace tiempo Evolución Fosilización Genética Clima Geografía Primera parte Cambio climático Cómo Precámbrico Devónico Cretácico temprano Cretácico tardío Segunda parte Paleoceno Cuándo Mioceno medio tardío Plioceno Cuaternario La gran serpiente El tiburón gigante El rey caimán Contenidos Los cangrejos Tercera parte Las tortugas gigantes El polen Quiénes Los micos Las hojas Los perezosos gigantes Los humanos páginas 12 14 16 20 24 28 32 36 40 42 46 50 54 58 62 66 70 74 76 80 84 88 92 96 100 104 108 112 116
Hace tiempo 1 ra parte Todas las especies, incluida apareció hace apenas 300 las cuales el 99% ya están la nuestra, se originan y mil años. Es decir que si extintas. Nuestra especie es extinguen a lo largo del comparamos la duración aún muy joven, así que todavía tiempo geológico, es entera de nuestro planeta con tenemos un largo camino decir, a lo largo de miles un día, nosotros habríamos por recorrer. Para entender y millones de años. aparecido apenas en los la compleja historia y los últimos ¡6 segundos! Existen cambios de las especies, los Sin embargo, nuestra vida aproximadamente 9 millones ecosistemas y el clima a lo es tan corta que es difícil de especies multicelulares largo del tiempo geológico imaginar lo que esta escala en la actualidad, y nosotros necesitamos la paleontología, de tiempo significa. Nuestro somos una de ellas. la ciencia que estudia e planeta se originó hace 4.500 interpreta la historia de la vida millones de años, la vida Gracias al registro fósil sobre la Tierra usando fósiles. surgió en el océano hace sabemos que una especie en 3.800 millones de años, promedio dura 3 millones de y solo hace 425 millones años y que desde hace 485 de años aparecieron las millones de años (Ordovícico) Carlos Jaramillo Instituto Smithsonian primeras plantas terrestres. han existido unas 1.600 de Investigaciones Tropicales En contraste, nuestra especie millones de especies, de Panamá de fosilización, cómo ha Primera parte Tiempo cambiado la configuración Cómo Evolución Fosilización Estos primeros capítulos de las placas tectónicas exploran aspectos básicos que conforman Colombia Genética de la paleontología, como el y, finalmente, cómo ha sido Clima tiempo geológico, la evolución el clima del país y cómo Geografía y la genética. También se lo estimamos a lo largo Cambio climático ilustra cómo ocurre el proceso del tiempo geológico. páginas 14 16 20 24 28 32 36 Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 12 - 13
Hace tiempo EÓN ERA PERIODO ÉPOCA EDAD Holoceno Las tablas cronoestratigráficas se Cuaternario Pleistoceno Origen del planeta dividen según características y eventos Calabriano Hace 4.550 millones de años Gelasiano geológicos o paleobiológicos estudiados. Plioceno Cenozoico Fanerozoico Neógeno Mioceno Oligoceno Tiempo Paleógeno Eoceno Origen de la vida Hace 3.800 millones de años El tiempo geológico se mide Paleoceno en millones y miles de años. La escala de tiempo se puede subdividir en eventos geológicos usando diversas categorías como eones, eras, periodos y épocas. Esta escala permite ubicar los Bosque Cómo medir acontecimientos ocurridos a de La Venta lo largo de los 4.550 millones Hace 13 millones la historia de la Tierra de años que tiene el planeta, y de años (época extenderlos, por ejemplo, a lo Miocena) Comienzo Carlos Jaramillo de la fotosíntesis largo de una cancha de fútbol. Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales Hace 3.000 millones de años Como se puede ver, muchos de Panamá los eventos más importantes que conocemos sucedieron Área ampliada en los últimos instantes en la historia de nuestro planeta. Para medir el tiempo, el ser humano ha acudido a diferentes medidas: un año se divide en meses; los meses, en días; y los días, en horas. Estas unidades son útiles para 0m 15,6 m 33,3 m una escala de vida humana, pero pierden relevancia cuando hablamos de escalas de tiempo enormes como las Inicio época de la historia de la Tierra. del Plioceno Hace 5,3 millones de años Comienzo Primeras plantas del Albiano Hace 113 millones Extinción con flores Inicio de las de años de los dinosaurios Hace 130 glaciaciones Hace 66 millones millones de años Hace 2,7 millones de años (periodo Cretácico) de años Periodo Cámbrico Hemos estado en Hace 541 este planeta una millones de años pequeña fracción de tiempo. Primeras plantas terrestres Bosque Hace 434 Primeros animales terrestres Extinción masiva Área ampliada de El Cerrejón millones de años Hace 425 millones del Pérmico-Triásico Hace 58 millones (periodo Silúrico) de años (periodo Silúrico) Hace 252 millones de años de años (época Paleocena) 97,5 m 98,5 m 98,7 m 99,7 m 99,8 m 99,9 m 99,992 m 88,0 m 90,3 m 90,5 m 94,4 m 97,1 m 97,5 m Homo sapiens Hace 0,3 millones de años Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 14 - 15
Hace tiempo No podemos recorrer la evolución como si estuviéramos en una escalera lineal que conduce de una forma primitiva a una compleja; para estudiar la evolución debemos imaginar que trepamos sobre un árbol dinámico, que crece y expande sus ramas a medida que las especies sufren modificaciones en sus estructuras. Todas las especies vivientes tienen un ancestro común, cuyos descendientes se han ramificado en el tiempo generando un patrón semejante a un árbol. El proceso evolutivo Cómo organizar la historia biológica actúa sobre las diferentes formas y tamaños que presentan las criaturas en un tiempo determinado. Marcelo Sánchez-Villagra Es como un continuo Universidad de Zúrich juego de la naturaleza con Suiza el material disponible. La evolución es tan real como el hecho de que nuestro planeta rota alrededor del Sol. La forma y la función de los organismos que conocemos hoy en día son el resultado de un proceso de miles y millones años. Al explorar la enorme diversidad de vida con la que hemos contado en Colombia podremos comprender nuestra historia biológica y los mecanismos que la impulsaron y la impulsarán. Los seres vivos no son máquinas óptimas sino el producto de su historia evolutiva. No mejoramos con el tiempo, simplemente cambiamos. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 16 - 17
Hace tiempo Perro de trabajo 1 2 Canis lupus familiaris Selección natural. Esta es Deriva genética. Puede Los perros domésticos actuales el aporte central de Darwin ocurrir que una variante son una muestra de cómo el Hyaenodont Árbol filogenético. La filogenia puede a la teoría de la evolución. de un gen se acumule árbol de la evolución puede ser representada mediante un árbol Resulta en las adaptaciones de manera aleatoria, crecer y diversificarse a partir evolutivo que muestra la historia de poblaciones a su especialmente en de la semilla de un ancestro. de la evolución y cómo un linaje de medio ambiente. poblaciones pequeñas, organismos ha cambiado en el tiempo. donde el efecto sería mayor. Existen cuatro mecanismos Daphoneus principales que hacen esto Perro de posible: selección natural 1 , deriva compañía mestizo genética 2 , factores ambientales Canis lupus familiaris 3 y límite biológico 4 . Perro de pastoreo Canis lupus Perro familiaris Cynodesmus de compañía Canis lupus Tomarctus familiaris La extinción es una característica dominante de la evolución. Muchas ramas del árbol evolutivo Domesticación. de todos los seres Se da cuando el ser vivos están muertas. humano interviene en la variación genética de las especies potenciando o seleccionando características especiales. Especies actuales Un error común es creer que los humanos son descendientes directos de los chimpancés. En realidad, solo compartimos un ancestro Perro deportivo común. Algunos descendientes Canis lupus Especies extintas familiaris de este ancestro evolucionaron Perro en chimpancés; otros dieron de caza origen al linaje de los homínidos. Se estima que el 99% de Canis lupus familiaris todas las especies que han existido se han extinguido. Halcón Falco Pico Lobo adaptado Canis lupus para comer carne Colibrí Trochilidae Pico adaptado para tomar Chrysocyon néctar brachyurus Diversidad de Pico formas en los picos adaptado 3 4 de algunas aves. para comer frutas Filogenia. La forma de Una herramienta clave para esto las diferentes especies han apto”, como si fuera una Factores ambientales. Límite biológico. Las estructuras Es por eso que en las entender —y poner orden— a es la comparación anatómica, sobrevivido y desaparecido y de lucha entre organismos, la Los cambios de los organismos no son aves siempre veremos la diversidad de la vida es a de datos moleculares y de sus transformaciones evolutivas. verdad es que este fenómeno ambientales que simples soluciones a los retos picos, a pesar de que través de las filogenias, es decir, información derivada de los Aunque se ha asentado la idea complejo depende también de experimenta el planeta que plantea el entorno, sino varíen de forma según la especie; no es posible documentando las transiciones registros fósiles. Así podemos de que la evolución consiste la cooperación y la simbiosis influyen en la evolución un resultado de los materiales Tucán que un ave desarrolle, por Ramphastos evolutivas de los organismos. darnos una idea de cómo en la “supervivencia del más en los sistemas biológicos. de los organismos. que heredan de un ancestro. ejemplo, una trompa. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 18 - 19
Hace tiempo 16 cm Los fósiles son cualquier vestigio de los organismos que vivieron en el pasado y que se encuentran preservados en el registro geológico. Los fósiles que conservan más detalles son los que quedan sobre sedimentos más finos. Por ejemplo, las pisadas sobre la arena tendrán menos detalles que las pisadas sobre el lodo. Cómo descubrir las huellas del pasado Felipe Lamus Ochoa Universidad del Norte Colombia Una de las formas de adentrarnos en nuestro pasado es el estudio de los fósiles. Estos son vestigios de vida que quedan solidificados dentro de rocas sedimentarias y que nos dan una idea de cómo era el medio ambiente en el que vivió o murió un organismo. Thylacosmilus 4 3 Siguiendo el proceso Levantamiento que se desencadena 2 Litificación tras la muerte de un Las fuerzas tectónicas repliegan 1 Los cambios de presión y hacia la superficie las rocas 5 organismo, en este Enterramiento temperatura transforman que contienen los restos. caso un Thylacosmilus, Sedimentación Cuando la sedimentación los sedimentos en roca. Erosión podremos comprender continúa durante mucho Los restos se cubren con tiempo, las capas con los Compactación Gracias a la erosión, los cómo se produce un fósil. sedimentos a medida restos quedan expuestos Sedimentos restos quedan enterradas. que se inunda el área. en la superficie. Exposición del fósil Los rastros fósiles suelen ser tan frágiles que es importante que conozcamos bien cómo se manipulan para poder seguirlos y remontarnos hacia la antigüedad. Fuerzas tectónicas Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 20 - 21
Hace tiempo Resina termoplástica Cinta Vendas métrica Taladro de yeso Pinzas Martillo El estudio de fósiles requiere instrumentos de precisión y un delicado trabajo de laboratorio que dará como Pala resultado la identificación y la clasificación del fósil. Microscopio Guantes 4 Brocha Recolección. Al liberar los Tamizador Palustre Pica Limpieza, fósiles de la presión a la que análisis y estaban sometidos en la roca se catalogación Herramientas básicas Gafas de pueden desarmar fácilmente. seguridad para el trabajo de Por ello se deben seguir Cincel campo y laboratorio 3 estos pasos al retirarlos: Chaqueta Extracción Resina de yeso termoplástica Fósil 1 2 expuesto Excavación Preparación Excavar alrededor de la roca Agregar a la roca una resina Confeccionar una “chaqueta” de yeso con la roca que rodea al fósil. Una donde se encuentra el fósil. termoplástica que da dureza al material. vez seco el yeso, marcar la muestra y desprenderla con cuidado. Tipos de fosilización. Existen diversos Permineralización procesos que Resina fósil (ámbar y copal) permiten la Los pequeños espacios internos de la Substitución Moldes (externos e internos) preservación de estructura celular original son rellenados Carbonización En las resinas de los árboles de la Impresiones Icnofósiles por sustancias químicas, como Se intercambian una a una las La estructura original del organismo antigüedad pueden quedar atrapados o trazas fósiles los restos de carbonatos, durante la transformación moléculas del organismo por sustancias es disuelta mientras el sedimento se Se da en grandes acumulaciones restos de plantas, insectos, artrópodos, Cualquier organismo que deje Coprolitos los organismos del sedimento en roca, pero las paredes disueltas en el agua subterránea, convierte en roca, pero el organismo deja de restos vegetales, donde las anfibios, reptiles y aves, los cuales se marcas de su forma y textura Pisadas, caminos, de las células conservan su estructura. como la pirita y la calcita. su forma externa o interna en la roca. condiciones son tranquilas. conservan con gran nivel de detalle. original sobre la roca. madrigueras y galerías. Excrementos. en las rocas. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 22 - 23
Hace tiempo Archeopteryx Dinosaurio emplumado emparentado con las aves actuales. Las páginas de este libro se van escribiendo generación tras generación, mutación tras mutación. Cuando aprendemos a leerlas a la luz de la información que nos da el registro fósil, podemos entender cómo se han generado y formado los seres vivos a través del tiempo. Incluso podemos llenar Paujil aquellas partes de la historia Crax alberti que no fueron registradas. Cómo hacer una lectura molecular del pasado Henry Arenas-Castro Juan Pablo Mailyn A. González Instituto Humboldt Narváez-Gómez Instituto Humboldt Colombia Universidad de São Paulo Colombia Brasil Las especies contemporáneas pueden revelarnos los secretos del pasado. La clave para descifrarlos está en el libro donde la evolución registra sus pasos: el ADN. Las mutaciones ocurren al azar, sin importar el efecto que vayan a tener sobre las características de los organismos en el futuro. Saurisquio Chindesaurus Si pudiéramos volver al pasado, al momento cuando la vida se originó, y volviéramos a dejar pasar el tiempo, muy probablemente el resultado que veríamos después de millones de años de evolución sería diferente de lo que conocemos Somos un accidente histórico: hoy. Reconstruir la historia de las el resultado de innumerables especies actuales consiste en eventos contingentes a lo largo relatar solo uno de los múltiples de la historia del planeta. desenlaces evolutivos posibles. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 24 - 25
Hace tiempo Terópodo Dracovenator Jurásico Cretácico Terciario Presente Hace 210 millones de años Hace 140 millones de años Hace 65 millones de años 1 2 La evolución de las especies está Luego de uno de estos eventos Búho fuertemente determinada por contingentes, algunas de las Pseudoscops clamator eventos que no podemos predecir poblaciones pueden desaparecer, como erupciones volcánicas, cambios mientras que otras se diversifican ambientales repentinos o asteroides y van mutando, lo que les que colisionan con nuestro planeta. confiere rasgos diferentes. Ornintisquio Agilisaurus Saurisquio Chindesaurus 3 Colibrí Las mutaciones se acumulan Coeligena bonapartei proporcionalmente con el tiempo. Lora Así, dos especies que comparten una Pyrilia pyrilia historia evolutiva reciente tendrán secuencias de ADN más similares que dos especies que se hayan separado hace mucho más tiempo. Tángara Anisognathus somptuosus Las secuencias genéticas permiten reconstruir las relaciones de parentesco evolutivo, las cuales se pueden visualizar como un 4 árbol de la vida en donde las hojas representan a las especies y las La comparación de las secuencias genéticas ramas las conectan de acuerdo a de las especies indica cuántas diferencias hay su historia compartida. Este tipo de entre ellas, y la edad de los fósiles nos ayuda representación se llama hipótesis a saber aproximadamente cuándo empezaron filogenética, y las ramas pueden a acumularse esas diferencias. Esta relación describir relaciones que se prolongan permite calcular cada cuánto tiempo se millones de años en el pasado. acumula una mutación en una especie. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 26 - 27
Hace tiempo Altas concentraciones de CO2 Aunque existen otros gases Al reconstruir las fluctuaciones de los niveles de dióxido de tipo invernadero (el vapor de carbono en una serie de tiempo, se ve que estas de agua, el metano y el ozono), condiciones varían constantemente y que existe una relación CO2 el dióxido de carbono es el directa con la temperatura: a mayores niveles del gas, único cuya concentración mayor calor, y a menores niveles, menos calor. en la atmósfera se puede Bajas concentraciones de CO2 determinar mediante el registro Concentración de 4000 fósil y de rocas sedimentarias. CO2 en la atmósfera Modo climático invernadero (ppm) 3000 CO2 2000 CO2 1 1000 1000 Modo de Aumento 400 temperatura tipo de la capa 0 invernadero de hielo 500 400 Millones de años 300 200 100 0 Modo climático refrigerador Temperaturas altas Temperaturas medias Clima Cómo interpretar Temperaturas los trazos de la temperatura bajas 4ºC Al reconstruir una curva de la temperatura Andrés L. Cárdenas-Rozo global de los últimos 542 millones de Universidad EAFIT Colombia años, se observa que en el planeta se han dado dos modos de temperatura: 2 Se estima que, debido al actual intervalo condiciones de tipo invernadero 1 (altas de calentamiento, la temperatura global temperaturas) y condiciones de tipo Modo de aumentará aproximadamente 4 grados refrigerador 2 (bajas temperaturas). temperatura tipo Una variable fundamental para la vida en la centígrados como consecuencia del continuo Tierra es el clima. Por eso las estimaciones refrigerador incremento en las concentraciones de dióxido de la temperatura y de los cambios en las de carbono en la atmósfera. Por lo tanto, concentraciones de gases tipo invernadero es necesario que seamos más conscientes que había en el pasado nos pueden dar luces acerca del uso que les damos a los recursos sobre cómo era la vida millones de años atrás. naturales y a nuestra huella de carbono. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 28 - 29
Hace tiempo Hojas. Las hojas de los bosques pueden 1 dividirse en dos: las de márgenes lisos A través de los fósiles y las rocas 1 y las de márgenes dentados 2 . sedimentarias podemos hacer medidas indirectas que nos permiten interpretar Hoy los bosques de zonas cálidas cómo han variado las condiciones están dominados por plantas de hojas climáticas en un sitio específico a lo con márgenes lisos; y los bosques largo de miles a millones de años. de zonas templadas y frías, por hojas con márgenes dentados. Bajas Asociación por fauna y flora. concentraciones Altas concentraciones La temperatura es una restricción de CO2 de CO2 ecológica para los organismos. Por ejemplo, los reptiles no pueden vivir en zonas frías. 2 Los reptiles dependen del calor de su entorno Así, si un fósil de un organismo tropical se encuentra hoy en una zona Alta Baja concentración concentración de bajas temperaturas, Hoja dentada, de estomas de estomas es un indicio de que en más común en el pasado ese sitio tuvo zonas frías temperaturas altas. para regular su propia Los estomas (poros microscópicos en temperatura las hojas) determinan el intercambio de oxigeno y dióxido de carbono en las plantas. Durante intervalos con exceso de dióxido de carbono en la atmósfera, Al crecer, los anillos Bivalvos Cráneo fósil la densidad de estos poros en las hojas de una concha van es menor en comparación con intervalos captando y preservando materiales de su entorno. de niveles bajos de esta molécula. Fósiles. Existen organismos como los Foraminíferos Al determinar estas características, foraminíferos que viven en el mar y cuyas fósiles es posible establecer tanto la conchas están hechas de carbonato temperatura que soportaba un bosque de calcio. Estas conchas captan el como sus niveles de dióxido de calcio, el carbono y el oxígeno del carbono millones de años atrás. medio, por lo que la temperatura de los océanos queda registrada en ellas. CaCO3 Carbonato de calcio Diente fósil Esmalte en los dientes fósiles. Los dientes de los mamíferos retienen CO2 CO2 CO2 CO2 los elementos de carbono y oxígeno 4 a los cuales están expuestos. Por lo CO2 CO2 CO2 CO2 tanto, con base en el esmalte de los CaCO3 dientes fósiles es posible determinar las condiciones del agua y las CO2 CO2 CO2 CO2 paleotemperaturas de los ambientes Roca bajo Roca expuesta el suelo en los que vivían estos organismos. Rocas sedimentarias. Cuando las rocas están expuestas en la superficie, se desintegran en granos de sedimento 3 (este proceso es llamado meteorización) que transportan diferentes minerales y son depositados en diversos fondos Paleosuelos. Los horizontes de suelo en de acumulación (p.e., canales de un río, fondos de los lagos, CaCO3 el pasado geológico pueden ser sepultados fondos de los mares). Cuando los espesores de sedimento bajo grandes volúmenes de sedimentos y son muy grandes en estos sitios, la presión y la temperatura así quedar en el registro de las rocas aumentan, generando rocas sedimentarias. Así mismo, sedimentarias. Estos permiten cuando los seres vivos mueren, la materia orgánica también determinar qué tan altos es enterrada en los sedimentos. En consecuencia, este tipo fueron los niveles de dióxido de rocas actúan como reservorios profundos de dióxido de carbono en la atmósfera de carbono. Una vez estas rocas sedimentarias salen a la mediante el estudio de las superficie debido a la tectónica de placas, la meteorización concentraciones de carbonato o la extracción de combustibles fósiles, pueden liberar de calcio, cuyo origen puede ser nuevamente el dióxido de carbono retenido a la atmósfera. orgánico 3 y atmosférico 4 . Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 30 - 31
Hace tiempo Ordovícico Ecuador Devónico Ecuador Albiano 495 a 444 millones 419 a 359 millones 113 a 100 millones de años antes del presente de años antes del presente de años antes del presente Norteamérica Laurentia Norteamérica Ecuador Geografía Gondwana Báltica Suramérica África Cómo interpretar la geografía de Colombia Gondwana en el tiempo geológico Camilo Montes Germán Bayona Suramérica hacía parte de un enorme La colisión de Gondwana con otro continente La ruptura del megacontinente Pangea da nacimiento al océano Universidad del Norte Corporación Geológica ARES Colombia Colombia continente, denominado Gondwana, gigante, formado por Norteamérica y Atlántico, el cual separa cuatro masas continentales: Europa, conformado también por lo que hoy es África, Europa, dio lugar, a finales del Paleozoico, África, Suramérica y Norteamérica. Los mares alcanzan Antártica, Australia y parte del sur de Asia. al megacontinente Pangea. su máximo nivel y cubren la mayor cantidad de tierra. Cámbrico N N N 541 a 495 millones de años antes del presente Norteamérica Laurentia Colombia Yucatán Chortis Báltica Colombia Colombia Colombia Gondwana Volcán Siberia Volcán Suramérica Ecuador Gondwana Gondwana Los trilobites, un grupo extinto de artrópodos, Las amonitas son de los fósiles Colombia no siempre ha en su forma y en su ubicación, Anomalocaris, un dominaban los océanos del más conocidos y abundantes estado en el mismo lugar como un rompecabezas animal cercano a Paleozoico. El grupo era muy en Colombia. Este es un en el que la reconocemos vivo. Al reconstruir este lento los artrópodos, era diverso, con más de 15.000 grupo extinto de cefalópodos hoy en día en los mapas. A proceso, la paleogeografía nos uno de los principales especies, y desapareció en una que dominaban los océanos del lo largo de muchos años las permite entender cómo han predadores en los de las extinciones masivas más Albiano. El grupo se extinguió masas continentales se han variado las condiciones de la océanos del Cámbrico. importantes en la historia del planeta, al final del Cretácico, durante la desplazado sobre la superficie vida en la Tierra hasta llegar a Aún no había plantas en el límite Paleozoico-Mesozoico extinción del límite Mesozoico- del planeta, transformándose su estado actual. sobre las áreas terrestres. (hace 252 millones de años). Cenozoico (hace 66 millones de años). Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 32 - 33
Hace tiempo Maastrichtiano Paleoceno-Eoceno Temprano Mioceno medio Plioceno 72 a 66 millones Europa 66 a 48 millones Europa 16 a 11 millones 5 a 2 millones de años antes del presente de años antes del presente de años antes del presente de años antes del presente Norteamérica Norteamérica Norteamérica Norteamérica Zona de impacto del meteorito que extinguió a los dinosaurios Ecuador Ecuador Ecuador África África Ecuador Suramérica Suramérica Suramérica Suramérica Se levantan los Andes colombianos con la colisión La colisión de las placas genera dos cadenas montañosas en el La colisión de las rocas que conforman hoy en día Panamá contra La configuración montañosa es parecida a la presente, pero entre la placa continental Suramérica y la placa continente, y un arco de islas con volcanes sobre la placa oceánica Suramérica separa el mar Caribe del océano Pacífico. La cordillera los cambios climáticos y el crecimiento de las montañas oceánica del Caribe. El mar que inundó partes extensas del Caribe. Pantanos tropicales dominan al norte, mientras al sur Occidental está en proceso de formación, y en el oriente del hacen que los ríos cambien. Las glaciaciones frecuentes del norte de Suramérica se comienza a retirar. extensos valles con ríos separan los dos sistemas montañosos. país hay incursiones de aguas marinas sobre el continente. afectan las cimas de las montañas y secan los valles bajos. Volcán N Volcán N N N Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Colombia Colombia Colombia Colombia Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Volcán Suramérica Suramérica Suramérica Suramérica Los perezosos gigantes eran comunes El árbol de Araucaria (una La titanoboa, Titanoboa en una gran variedad gimnosperma, plantas con cerrejonensis, la serpiente Stupendemys, una tortuga gigante de ecosistemas, desde semillas pero sin flores) dominaba más grande que ha existido, de agua dulce de más de tres metros las partes altas de los el dosel de la mayoría de los era una especie común en los de largo, se distribuía ampliamente Andes a los bosques bosques colombianos. ecosistemas colombianos. por el trópico suramericano. húmedos y sabanas. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 34 - 35
Hace tiempo Sol La atmósfera 1 Además del sistema climático, otros factores que influyen en el clima de la Tierra son las Radiación solar variaciones en la actividad solar, la forma de la órbita terrestre y las configuraciones de los continentes. Cambio La atmósfera está compuesta en su gran mayoría por dos gases: nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). Concentración El 1% restante incluye varios de CO2 gases, entre los que se encuentran el vapor de agua, el dióxido de climático carbono (CO2) y el metano (CH4). CO2 2 El hielo Estos tres gases absorben la radiación solar que reemite la superficie de la Tierra, en lo que conocemos como el efecto invernadero natural. Su incremento como producto de actividades humanas es un efecto invernadero acentuado o artificial. Cómo analizar las nuevas dinámicas del planeta La superficie terrestre 3 Natalia Hoyos Juan Camilo Restrepo Universidad del Norte Universidad del Norte Colombia Colombia Usualmente, cuando hablamos del clima tendemos a pensar solo en los procesos que se originan en la atmósfera, pero realmente es el resultado de la interacción de los cinco factores que conforman el sistema climático: la atmósfera, la vegetación, los casquetes polares, el océano y la superficie y posición de los continentes. Aunque las oscilaciones entre periodos cálidos y fríos son naturales en el planeta, el aumento inusual de la 5 La vegetación temperatura promedio en los últimos 200 años nos Los mares y océanos 4 obliga a enfocarnos en entender la composición y el comportamiento del componente atmosférico. 1 2 3 Interacciones internas Sin el efecto invernadero, del sistema climático la temperatura promedio de la Tierra sería de -16 °C. Actualmente es de aproximadamente 15 °C. 4 5 Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 36 - 37
Hace tiempo te Nor Polo Las regiones tropicales reciben En Colombia, el clima está Uno de los fenómenos que inciden sobre la variabilidad una mayor insolación a lo largo controlado principalmente climática interanual en Colombia es el El Niño- Ce (ma ld sas del año, y el calentamiento de por la oscilación de la ZCIT, Oscilación del Sur (ENOS). Durante su fase cálida a at de m a la superficie terrestre produce que migra hacia el norte y (El Niño), los vientos alisios se debilitan afectando el os ire fé ) desplazamiento normal de la ZCIT, por lo que en la ric ascenso del aire, generando hacia el sur siguiendo la zona a una zona de bajas presiones de máxima insolación. mayor parte del país se presenta un incremento atmosféricas, donde convergen los en la temperatura media del aire y un descenso vientos alisios del noreste A y del en la precipitación y caudal medio de los ríos. IT sureste B y que se denomina Zona r ZC á nce A Durante la fase fría (La Niña), los vientos de Convergencia Intertropical eC od (ZCIT). Al ascender el aire, el pic alisios se fortalecen, y la mayor parte Tró vapor de agua se condensa y del país experimenta abundantes forma las bandas de nubes que precipitaciones y un incremento producen la alta precipitación que en el caudal medio de los ríos. caracteriza las zonas tropicales. Actualidad Concentración atmosférica 407 ppm Celda atm aire) (masas de de CO2 La variabilidad climática en B osférica Colombia está relacionada con procesos que actúan a diferentes escalas de tiempo: desde ciclos anuales, como el movimiento de la ZCIT, hasta aquellos que tienen Promedio anual lugar entre decenas y miles de de concentración años, como el cambio climático. de CO2 La concentración atmosférica de CO2 ha aumentado desde Concentración de CO2 280 ppm (partes por millón) Variaciones estacionales en tiempos preindustriales de CO2 (antes de 1800) hasta más de 400 ppm en la actualidad. io orn Glaciares Temperatura pric a dor Ca Las medidas instrumentales de promedio Ecu de pico Tró CO2 comenzaron en 1958 y forman lo que se conoce como la curva de Keeling. Concentraciones más antiguas se obtienen a partir de núcleos de hielo. La temperatura promedio global suspendiéramos todas las emisiones ha registrado un incremento de actuales de CO2, el sistema climático 0,85 °C entre 1882 y 2012. Más de tardaría miles de años en alcanzar el Durante el Pleistoceno, intervalo de tiempo la mitad del calentamiento que se nivel de referencia de 1800. Es claro ha experimentado desde 1950 se entonces que hemos modificado geológico entre 2,6 millones de años y 11.700 debe al efecto invernadero artificial, el clima a nivel global y que estos años, el clima osciló de forma natural entre Año1958 y se puede afirmar que, aunque cambios persistirán por miles de años. periodos glaciares (fríos, duración aproximada 314 ppm de 100.000 años) e interglaciares (cálidos, Sur Polo duración aproximada de 10.000 años). Nivel del mar Efecto invernadero artificial Durante los últimos 200 años la temperatura de la Tierra ha aumentado de forma acelerada, debido al incremento de CO2 y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera por actividades humanas. Este proceso se conoce como efecto invernadero artificial. Los niveles actuales de CO2 no se han presentado en la Periodo frío Periodo cálido Periodo frío Periodo cálido Periodo frío Periodo cálido Periodo frío Periodo cálido atmósfera de forma natural Hace 2,6 Hace desde hace 3 millones de años. millones de años 11.700 años Año 1800 Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 38 - 39
Hace tiempo Cuándo El paisaje y el clima se convierten en bosques; zonas hacen que el clima a su vez transforman incesantemente: previamente inundadas por el esté en perpetuo cambio. La 2 algunas cadenas de montañas mar ahora están emergidas, temperatura, la precipitación, los se siguen elevando, como los como Villa de Leyva, mientras niveles del CO2 y oxígeno, entre Andes, mientras que otras están que extensas zonas terrestres otros, varían continuamente, da desapareciendo, como los Apalaches en Estados Unidos; ahora están bajo el nivel del mar. Estas modificaciones del paisaje repercutiendo en la evolución de las especies y en la regiones que eran húmedas obedecen al desplazamiento configuración del paisaje a lo se convierten en desiertos, y colisión permanente de las largo del tiempo geológico. como La Guajira, y desiertos se placas tectónicas. Dichos choques, que nosotros sentimos como temblores y parte terremotos aislados, hacen que el paisaje se renueve. Estos movimientos, sumados al desplazamiento de nuestro Carlos Jaramillo Instituto Smithsonian planeta con respecto al Sol y de Investigaciones Tropicales la actividad misma de la biota, Panamá En los siguientes capítulos típico, como si tomáramos una presentamos algunos de los foto a través de un recorrido momentos más importantes en la que evidencia las grandes historia geológica de Colombia. transformaciones que han tenido Cada uno de ellos se encuentra los ecosistemas, el clima, la representado por un paisaje flora y la fauna de nuestro país. Segunda parte Precámbrico Devónico Cuándo Cretácico temprano Cretácico tardío Paleoceno Mioceno medio tardío Plioceno Cuaternario páginas 42 46 50 54 58 62 66 70 Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 40 - 41
Hace tiempo 2 Eón Arqueano 4.030 a 2.500 Ma Precámbrico Así como durante el Hadeano, la atmósfera carecía del oxígeno necesario para sostener vida compleja. A este Eón, sin embargo, corresponden los registros fósiles de vida más antiguos conocidos a la fecha, los cuales datan de al menos 3.700 Ma y se encuentran preservados en el noreste de Canadá y el oeste de Groenlandia. Estos fósiles constan de pequeños filamentos Cuando se formó la Tierra y apareció la vida preservados en rocas formadas por fuentes de aguas termales y Hace ~4.550 a 541 millones de años (Ma) colonias de microbios, llamadas estromatolitos, que habitaban en mares poco profundos. Mauricio Ibáñez-Mejía Universidad de Rochester Estados Unidos 1 Eón Hadeano ~4.550 a 4.030 Ma En este Eón la atmósfera terrestre era extremadamente pobre en oxígeno, y se piensa que constaba principalmente de gases altamente El período de tiempo geológico conocido como tóxicos y corrosivos como el metano y varios Estromatolito vivo, vapores ácidos. Durante este período, hace vista lateral el Precámbrico contiene la mayor parte de la historia de nuestro planeta. Sin embargo, la Tierra aproximadamente 4.520 millones de años, un gran temprana se caracterizó por ser árida y hostil, impacto desprendió un fragmento del planeta inhóspita para albergar vida como la conocemos. que luego se convertiría en nuestra Luna. Nuestro entendimiento científico nos indica que todos los elementos presentes en la Tierra, incluso aquellos que forman nuestros tejidos, Junto a la Tierra, existía fueron heredados de la explosión de enormes un ‘protoplaneta’ tan estrellas y supernovas ocurridas antes de la grande como Marte y formación de nuestro propio Sol. Nosotros y de composición similar a nuestro planeta. todos los seres vivos en nuestro planeta somos, como se dice popularmente, polvo de estrellas. Sin embargo, para que surgiera la vida como la conocemos actualmente, fue necesaria una larga transformación de la composición química de la atmósfera y los océanos terrestres. Las siguientes Estos dos cuerpos Estromatolito fósil, páginas describen los períodos de tiempo geológico colisionaron y se vista superior desprendió material que transcurrieron y los eventos más importantes de cada uno. para la vida durante dicha transformación. La gravedad de la Tierra capturó los fragmentos, formando un anillo de asteroides. La aglomeración de estos fragmentos rocosos desprendidos formó la Luna, que en su origen estaba mucho más cerca de la Tierra. Instituto Humboldt / Instituto Smithsonian 42 - 43
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