Desde el origen de la Tierra hasta la existencia humana

National Museum of Nature and Science

Evolución de la vida

Estimación de la edad de la Tierra
La Tierra está formada por partículas en estado sólido que flotan en el espacio. ¿Cómo podemos determinar su edad? Las partículas sólidas originales, los minerales, han cambiado debido a la actividad incesante de la Tierra. Sin embargo, los meteoritos que no han sufrido estos cambios se consideran los mejores especímenes para estimar la edad de la Tierra. A partir de la edad del isotopo radioactivo de los meteoritos, se estima que la edad de la Tierra es de unos 4600 millones de años.
Fósiles
Los estratos se forman constantemente en cualquier entorno de la Tierra. Los fósiles que encontramos en dichos estratos son la prueba de la historia de los entornos de la Tierra y de la evolución de la vida. Según los cambios en las especies fósiles a lo largo de los estratos, podemos deducir la historia de la evolución de la vida, como su origen, la diversidad o la extinción. La tabla cronológica geológica mundial se ha elaborado a partir de los cambios entre los distintos registros de fósiles.
Registros de un cambio ambiental global
Los cambios rítmicos en los entornos de la Tierra se suelen registrar en las láminas alternativas que podemos encontrar en rocas clásticas, así como en las bandas de crecimiento anual que se producen en los esqueletos o las conchas de algunos organismos. Por ejemplo, los cambios en la composición de las especies de diatomeas que se producen en los sedimentos alternantes de los lagos nos permiten deducir los cambios anuales en el entorno de dichos lagos. Al mismo tiempo, las variaciones en las proporciones de isotopos de oxígeno estables de las conchas de carbonato y de los esqueletos de moluscos y corales nos permiten realizar estimaciones de los cambios anuales y diarios en los entornos marinos. Estos registros son la clave para entender la interacción de los entornos de la Tierra con los organismos que los habitaron.
Extinciones en masa
Durante los últimos 600 millones de años, el número de especies bióticas se ha reducido drásticamente en al menos cinco ocasiones. Hubo extinciones al final del Cretácico, hace 65 millones de años, probablemente debido a una colisión entre la Tierra y un cuerpo del tamaño de un asteroide, que provocó un enfriamiento global. Las extinciones que se produjeron al final del Pérmico, hace 250 millones de años, representan la mayor crisis de la vida de la historia. Seguramente, estas extinciones al final del Pérmico son el resultado de erupciones volcánicas masivas, acompañadas de la fragmentación del supercontinente Pangea y de una posterior oxidación de los océanos.
Interacciones entre la geosfera y la biosfera
El antiguo cambio ambiental global fue muy importante para determinar la evolución, la extinción y la radiación de los organismos. Las colisiones entre la Tierra y cuerpos del tamaño de un asteroide afectaron severamente a los ecosistemas durante periodos de hasta varios millones de años. La redistribución tectónica de los océanos y los continentes alteró los sistemas de circulación tanto de la hidrosfera como de la atmósfera. El descenso continuado del nivel del mar durante las eras glaciales influyó en los ecosistemas marinos de poca profundidad e hizo posibles las migraciones transístmicas de organismos terrestres.
Microfósiles
Las rocas sedimentarias que se formaron en el fondo de los océanos y los lagos suelen contener fósiles diminutos. Estos microfósiles se forman a partir de los restos de pequeños organismos planctónicos o bénticos, de los dientes y las escamas de peces, del polen y de esporas. Los microfósiles están ampliamente presentes en las rocas, y se usan para asignar edades a rocas sedimentarias, además de para reconstruir antiguos entornos de la Tierra.
Microorganismos precámbricos
Durante el Precámbrico, hace unos 3000 millones de años, la biosfera estaba dominada en gran medida por bacterias y otros microorganismos. Como resultado de la actividad fotosintética de estos microorganismos, los estromatolitos evolucionaron y provocaron la liberación de oxígeno en el océano. Este oxígeno se combinó con hierro y creó formaciones de bandas de hierro. La mayoría de los fondos marinos suaves del Precámbrico estaban sellados con materiales microbióticos y, aún en la actualidad, podemos reconocer rastros de su actividad en la superficie de las rocas.
Vida en el Ediacárico
Los organismos macroscópicos aparecieron por primera vez en el periodo Ediacárico (hace unos 650 o 540 millones de año) de la última era Precámbrica. Estos organismos fósiles se conocen en todo el mundo por el nombre de la región Ediacara, en Australia, y presentan formas peculiares. Algunos paleontólogos han señalado que varios organismos del Ediacárico poseen estructuras corporales únicas y que, además, pertenecen a un grupo de organismos independientes conocido como Vendobionta, que no está relacionado con ningún organismo conocido.
Extraños animales en los esquistos de Burgess y Maotianshan
Se han encontrado biotas fósiles de gran importancia procedentes del Cámbrico (hace aproximadamente 520 millones de años) en el esquisto de Burguess, situado en la Columbia Británica de Canadá. También en la región de Maotianshan, en la provincia de Yunnan de China, y en otras regiones. Muchos de estos fósiles, como los Anomalocaris, muestran estructuras corporales bastante distintas a las de los animales modernos. Estos animales fósiles nos explican un capítulo fallido de la evolución en los océanos del Cámbrico.
Invertebrados del Paleozoico
Al principio del Paleozoico cámbrico inferior, hace unos 540 millones de años, los animales sufrieron una "evolución explosiva". La mayoría de los principales grupos de seres vivos que se conocen en la actualidad aparecieron en ese momento. Evolucionaron de distintos modos durante el Paleozoico, y muchas criaturas con formas extrañas, como el "monstruo de Tully", habitaron los océanos. Sin embargo, casi todos estos animales se extinguieron al acabar el Paleozoico.
Trilobitas en los océanos del Paleozoico
Los trilobites, uno de los grupos de artrópodos, se diversificaron ampliamente en los océanos del Paleozoico inferior. Las características morfológicas de los trilobites también son variadas, y muchas de ellas son peculiares (por ejemplo, algunos poseen proyecciones en la cabeza con forma de tenedor). Debido a la amplia diversificación respecto a otros invertebrados y a las variadas características morfológicas, se podría decir que son los reyes de los océanos del Paleozoico. Sin embargo, estamos muy lejos de entender cómo estas características pudieron estar relacionadas con determinados hábitos de vida. Después del fin del Paleozoico, hace unos 250 millones de años, dejaron de existir.
Evolución y éxito de los peces
Según los registros de fósiles, los primeros peces primitivos que desarrollaron vértebras aparecieron en el Cámbrico inferior (hace unos 530 millones de años). Al principio, estos peces no tenían mandíbula, pero, al desarrollarla, se diversificaron rápidamente. En el Devónico aparecieron todas las principales ramas taxonómicas de peces, además de los anfibios. Durante el proceso de evolución, los peces desarrollaron mandíbulas, esqueletos en las extremidades y pulmones, lo que hizo posible que sus descendientes vivieran en la superficie.
El origen de los mamíferos
Los sinápsidos y los reptiles evolucionaron a partir de un grupo avanzado de anfibios como antepasado común durante el Carbonífero Superior (hace alrededor de 320 millones de años). Se cree que los pelicosaurios, los primeros sinápsidos, son los antepasados de los mamíferos, ya que tienen una abertura detrás de la cuenca del ojo, en el cráneo, que puede verse también en el cráneo de los mamíferos. Los sinápsidos continuaron evolucionando, y los verdaderos mamíferos aparecieron en el Triásico Superior (hace alrededor de 230 millones de años).
Mamíferos mesozoicos
La mayoría de los mamíferos del Mesozoico tenían el tamaño de un ratón o una rata, eran nocturnos y comían gusanos e insectos. Las plantas con flores aparecieron en el Cretácico Inferior (hace alrededor de 130 millones de años); los insectos que preferían las flores se diversificaron y aparecieron marsupiales y placentarios primitivos que desarrollaron dientes más adecuados para comer insectos. Hacia el final del Cretácico (hace 65 millones de años), aparecieron ungulados y primates primitivos que habrían dominado la Era Cenozoica.
Los primeros mamíferos vivían en los bosques
Al comienzo de la Era Cenozoica, bosques tropicales y subtropicales se expandieron por todo el mundo. Los nichos de estos bosques, que quedaron vacíos después de la extinción de los dinosaurios, fueron ocupados por los mamíferos que sobrevivieron, que se hicieron más grandes y se diversificaron rápidamente. Los ungulados primitivos que comían hojas y raíces de árbol se desarrollaron en el suelo, mientras que los primates y roedores primitivos se diversificaron en los árboles. La Tierra se volvió más fría en etapas posteriores, y aparecieron nuevos tipos de habitantes en los bosques.
Los primeros mamíferos vivían en praderas y tierras áridas
La temperatura de la Tierra cayó en picado y fue bajando gradualmente desde el comienzo del Oligoceno (hace alrededor de 34 millones de años). Más o menos al mismo tiempo, la zona continental de latitud media empezó a convertirse en praderas con un clima más seco. El desarrollo de tales praderas provocó que algunos perisodáctilos, artiodáctilos y roedores crearan grupos que se adaptaron a las praderas. En zonas más secas aparecieron mamíferos como los camellos, que pueden sobrevivir en ambientes mucho más secos, y mamíferos que construyen sus nidos bajo tierra.
Mamíferos de continentes insulares
En Sudamérica, que había estado separada de otros continentes durante un largo período de tiempo, se desarrollaron mamíferos únicos. Marsupiales y placentarios primitivos que ya existían en Sudamérica a finales del Cretácico (hace 65 millones de años), además de roedores y primates que llegaron al final del Eoceno (hace alrededor de 34 millones de años), evolucionaron de forma única en Sudamérica. Sin embargo, la mayoría de estos mamíferos se extinguieron bajo la influencia de los mamíferos que llegaron de Norteamérica, que estaba conectada con Sudamérica hace alrededor de 3 millones de años.
Mamíferos graviportales
Los mamíferos herbívoros han desarrollado diferentes maneras de protegerse de los carnívoros, como correr muy rápido, esconderse bajo tierra, trepar a los árboles y cubrirse el cuerpo con la coraza. Tener cuerpos enormes también es una ayuda a la hora de protegerse. Los elementos más característicos de la evolución de los elefantes son el agrandamiento del cuerpo y el aumento de peso, que dieron lugar a la aparición de características únicas en el esqueleto y los dientes para soportar un cuerpo de tan grandes dimensiones. Durante el pasado geológico, elefantes fósiles diversificados se esparcieron por todos los continentes excepto Australia y la Antártida.
Mamíferos carnívoros
Los mamíferos herbívoros se diversificaron rápidamente tras el Cretácico, y gracias a ello los mamíferos carnívoros también evolucionaron con celeridad. Los carnívoros distintivos son del orden existente Carnivora, aunque los creodontos extintos fueron bastante abundantes durante el Cenozoico Inferior. Los mesoniquios, que de alguna manera son como los antepasados de las ballenas, también eran carnívoros. En Sudamérica, algunos marsupiales se volvieron carnívoros y demostraron una evolución convergente junto con los verdaderos carnívoros.
La adaptación secundaria de los tetrápodos a la vida en el agua
Los saurópsidos y sinápsidos que habían evolucionado de los anfibios en la era Paleozoica pronto ampliaron sus zonas de hábitat en tierra firme, aunque algunos volvieron a la vida acuática. Los reptiles acuáticos de la era Mesozoica y los mamíferos acuáticos de la era Cenozoica evolucionaron por caminos distintos hacia apariencias físicas similares. Durante un período de doscientos millones de años, ambientes submarinos fueron testigos de una evolución convergente a gran escala.
Los precursores de los mamíferos acuáticos
El comienzo de la era Cenozoica vio la aparición de los mamíferos que construyeron sus hogares a la orilla de masas de agua y regresaron al mar. Esta transición fue provocada por la abundancia de alimentos en todo el profundo mar de Tetis, creados por el proceso de la deriva continental y por la disponibilidad de nichos vacantes tras la extinción masiva de reptiles acuáticos de gran tamaño al final del período Cretácico.
Convergencia hacia la vida en el agua
Mientras que la evolución de los reptiles y los mamíferos en tierra vivió una diversificación surgida de antepasados con formas similares, en las masas de agua se produjo una evolución convergente en la que surgieron descendientes con formas similares de antepasados con formas distintas. Este proceso se produjo por la adaptación a la dieta y a los medios de movilidad. La comparación de los reptiles acuáticos de la era Mesozoica y los mamíferos acuáticos de la era Cenozoica muestra un parecido sorprendente en la forma del cuerpo.
Un enorme reptil marino
Vuelve a mirar hacia la galería. En el suelo que tienes delante se encuentra el cráneo parcial del enorme ictiosaurio. En 1997, los paleontólogos del Museo Nacional de Ciencias se unieron a un equipo internacional para descubrir el cráneo. Necesitaron cuatro veranos de trabajo de campo para excavar todos los fósiles. Este gran ictiosaurio, con una longitud total de 21 metros, vivió en el mar hace unos 220 millones de años. No se trata únicamente del ictiosaurio más grande, sino que también es el reptil marino más grande que jamás ha conocido la ciencia. Los científicos están examinando los factores ecológicos y ambientales que permitieron a los ictiosaurios alcanzar un tamaño tan grande.
Aves buceadoras
Las aves evolucionaron de los dinosaurios durante el Jurásico Superior. Durante el Cretácico, algunas aves dejaron de volar por completo para vivir en el mar. Estas aves tenían un cuerpo en forma de torpedo con patas delanteras más pequeñas. Utilizaban los pies para nadar. Este grupo se extinguió a finales del Cretácico, pero muchas otras aves marinas evolucionaron a partir de diferentes razas en el Cenozoico. Aunque las aves marinas aparecieron a partir de diferentes orígenes, se volvieron bastante similares con el paso del tiempo. Fíjate en los pingüinos para ver un ejemplo viviente de este proceso evolutivo.
Tetrápodos voladores
Al menos tres grupos de tetrápodos lograron volar en diferentes momentos durante diferentes períodos prehistóricos. Estos son, en orden de aparición: los pterosaurios, las aves y los murciélagos. Cada grupo desarrolló un ala grande con una estructura exclusivamente distinta. Los pterosaurios, por ejemplo, soportaban una gran ala prácticamente con un solo dedo formado a partir de un cuarto dedo muy alargado. Las aves, sin embargo, soportaban sus alas con un solo dedo desarrollado a partir de la fusión de los huesos de tres dedos. Las alas de los murciélagos están formadas por cuatro o cinco dedos alargados.
Human Evolution
Evolución de los primates
Después de la extinción de los dinosaurios hace unos 65 millones de años, se produjo una gran expansión de los mamíferos. Un grupo, los primates, desarrolló un estilo de vida arbóreo y habitaba los árboles. Los humanos también somos primates, y muchas de nuestras características, como la visión estereoscópica (en tres dimensiones), las manos prensiles (que sirven para coger objetos) o un cerebro más grande y complejo, muestran que estos ancestros vivieron adaptados a un entorno arbóreo.
Evolución de los australopitecinos y de las especies contemporáneas
En África, hace unos 6 millones de años, los humanos se separaron de un ancestro común con los chimpancés. Los primeros humanos, los australopitecinos o especies contemporáneas, se irguieron sobre dos piernas y descendieron de los árboles, de modo que expandieron su hábitat a entornos terrestres hostiles. En ese momento, sin embargo, tenían las piernas cortas y el cerebro muy pequeño. Durante los siguientes 4 millones de años, los humanos continuaron evolucionando en África.
Evolución de los primeros Homo
Reconstrucción de los antiguos humanos
¿Cómo podemos reconstruir los cuerpos y las caras de los antiguos humanos, que son completos desconocidos para todos nosotros? Los fósiles y las herramientas de piedra que se han obtenido durante muchos años de excavaciones se comparan según el conocimiento anatómico y arqueológico para realizar estimaciones de las características físicas y las habilidades culturales. Usando un poco más la imaginación, podemos lograr reconstrucciones factibles.
Evolución y expansión mundial de los humanos modernos
La especie a la que todos pertenecemos, el Homo sapiens, evolucionó del Homo arcaico en África hace más de 200.000 años. Las constantes innovaciones tecnológicas, fruto de las complejas habilidades cognitivas del Homo sapiens, permitieron la conquista de entornos hostiles, como aquellos fríos o áridos. Este hecho supuso su rápida expansión por todo el mundo. En esta sección, podrás experimentar por ti mismo la historia del Homo sapiens antes de que surgiera la civilización.
Expansión de los humanos modernos: de nuevo fuera de África
Gracias a sus potentes habilidades inventivas, el Homo sapiens desarrolló rápidamente un entorno de vida avanzado que se basaba en la transmisión de descubrimientos e inventos a la siguiente generación. ¿En qué momento del proceso evolutivo humano y de qué modo aparecieron estas habilidades compartidas por todos los humanos? Los resultados de las investigaciones realizadas hasta la fecha sugieren que se desarrollaron en África por primera vez hace unos 200.000 o 50.000 años.
Expansión de los humanos modernos: hacia Eurasia
Los humanos se desplazaron de África a Eurasia hace unos 1,8 millones de años pero, durante mucho tiempo, se limitaron a latitudes bajas o medias. Sin embargo, las expansiones del Homo sapiens que empezaron hace 500.000 años fueron muy distintas tanto en escala como en velocidad. ¿Cómo consiguieron nuestros ancestros adaptarse a los distintos entornos que encontraron por todo el mundo?
Expansión de los humanos modernos: hacia Oceanía
Las zonas terrestres de Eurasia y Oceanía están separadas por grandes extensiones de océano. Hace unos 500.000 años, el Homo sapiens empezó a cruzarlas, seguramente usando algún tipo de balsa. La tecnología marítima progresó con el tiempo, de modo que se desarrolló la necesaria para recorrer largas distancias de océano. Así, los humanos pudieron expandirse 13.000 km por todo el Pacífico Sur.
Expansión de los humanos modernos: hacia el norte de Eurasia
Hace unos 40.000 años, cuando el clima glacial mejoró temporalmente, la zona de asentamiento del Homo sapiens empezó a expandirse hacia las regiones del norte, que aún no estaban habitadas por humanos. A pesar de las posteriores complicaciones en el clima, los humanos llegaron a las profundidades de Siberia y, hace 10.000 años, algunos cruzaron hacia América por Alaska.
Expansión de los humanos modernos: hacia América
El continente americano se extiende 14.000 km de norte a sur, y presenta una gran variedad de entornos naturales: desde los polos, los desiertos y las zonas boreales y templadas hasta las llanuras, las montañas altas y las selvas tropicales. Parece que esta gran variedad de entornos debería de presentar algunos problemas, pero los primeros humanos llegaron a América del Norte hace más de 10.000 años y se expandieron rápidamente hasta el extremo sur de América del Sur.
Créditos: reportaje

Esta exposición se muestra en la Global Gallery B2F: La evolución de la vida: desde el origen de la Tierra hasta la existencia humana.

Foto: NAKAJIMA Yusuke

Créditos: todos los contenidos multimedia
En algunos casos, el reportaje destacado es obra de un tercero independiente y no siempre representa los puntos de vista de las instituciones indicadas a continuación, que son las que han proporcionado el contenido.
Traducir con Google
Página principal
Explorar
Cercano
Perfil