El Paleozoico, la colonización del medio terrestre

La primera era del eón Fanerozoico es el Paleozoico, que abarca un lapso de tiempo de 288 millones de años. A veces llamada Era Paleozoica o Era Primaria, el Paleozoico fue un momento de la historia geológica de planeta muy interesante tanto desde el punto de vista evolutivo como tectónico, con grandes hitos biológicos como la colinización de medio terrestre y la formación del último supercontinente de la Tierra. En esta entrada vamos a ver, de una manera muy resumida, las principales características de los seis periodos que componen el Paleozoico, la primera era del eón Fanerozoio.

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La tabla cronoestratigráfica internacional nos muestra cómo dividimos el tiempo en geología en distintas unidades de diferente nivel.  Esta de aquí es la versión de 2013 en español, pero constantemente se va revisando y es frecuente que cada pocos años se actulice con una nueva tabla (fuente: stratigraphy.org).

El comienzo de la carrera evolutiva

La aparición de los primeros organismos con concha dura es un hito evolutivo sin precedentes que marca el inicio del Paleozoico en hace 541 millones de años (Ma). Este hecho tiene una gran importancia a la hora de hablar del registro fósil porque la presencia de partes duras facilita que los restos fosilicen. Esto podría explicar por qué en el Cámbrico, el primer periodo de la era, la cantidad de restos fósiles se dispara. Pero es que en realidad el desarrollo de caparazones duros como mecanismo de defensa pudo ser el desencadenante de una carrera armamentística entre depredadores y presas que habría llevado al desarrollo de los primeros ojos y de las primeras mandíbulas. La evolución se disparó al comienzo del Paleozoico, y una prueba de ello es que antes los organismos eran simples y a finales del Cámbrico, tan solo 50 millones de años después de su comienzo, ya habían surgido casi todos los filos de animales que tenemos hoy en día. A esta gran radiación biológica la conocemos como la explosión cámbrica.

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En el Ordovícico la mayor parte de la vida del planeta se desarrollaba en áreas marinas poco profundas, muy susceptibles a los cambios eustáticos (imagen tomada del video corto The Upper Ordovician Sea, disponible en youtube).

Los mares del Paleozoico

A principios del Paleozoico toda la vida del planeta se encontraba en el medio marino, que estaba dominado por los invertebrados. Las medusas y los corales ya existían, aunque estos últimos todavía no constituían arrecifes, que en el Paleozoico estaban formados por estromatolitos, cianobacterias y otros organismos que no han llegado a nuestros días, de entre los que destacan los arqueociatos, exclusivos del Cámbrico. Aunque si hay un grupo animal exitoso en los mares paleozoicos esos son sin duda los artrópodos, de entre los que destacan los famosos trilobites. Estos animales marinos, de cuerpo articulado y dividido en tres segmentos que reciben el nombre de cefalón (cabeza), tórax y (pigidio (cola), fueron unos animales parecidos a cucarachas marinas que vivieron exclusivamente en el Paleozoico. Los trilobites, cuyo nombre hace alusión a los tres lóbulos longitudinales que tenían en su cuerpo, son considerados uno de los primeros animales en desarrollar ojos y llegaron a dominar todos los ambientes marinos antes de que se extinguieran al final del Paleozoico.

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Los trilobites son uno de los organismos fósiles más icónicos del Paleozoico. Izquierda: Esquema de la región dorsal de un trilobites (S.M. Gon III, 2001). Derecha: Esquema de la región ventral de un trilobites (S.M. Gon III, 1999).

A comienzos del Paleozoico el medio marino estaba dominado por los invertebrados, pero muy pronto se vieron desplazados por otras formas de vida mucho más sofisticadas. Los primeros cordados debieron surgirn ya en el Precámbrico, aunque fue en el Paleozoico cuando experimentaron una gran radiación evolutiva. Ya en el Ordovícico surgieron los primeros peces, que no tenían mandíbulas porque estas llegarían ya en el Silúrico, como una adaptación a partir del primer arco branquial. Con ellas los vertebrados pasarían de una alimentación pasiva a otra activa, lo que lEs llevaría a ser los principales depredadores en el Devónico, cuando aparecen los primeros peces cartilaginosos (condrictios) y los primeros peces comunes (osteíctios).

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El medio marino del Carbonífero estaba dominado por tiburones de diferentes formas y tamaños, reflejo de su excelente evolución y rápida adaptación (ilustración de John Watson, The Open University).

La colonización del medio terrestre

Uno de los momentos evolutivos clave del Paleozoico es la lenta conquista del medio terrestre, primero por las plantas, más tarde por los invertebrados y por último por los vertebrados. En el Ordovícico tenemos evidencias de la presencia de formas vegetales en tierra firme, pero no sería hasta el Silúrico cuando surgieron las verdades plantas terrestres. Estas formas vegetales inicialmente debieron ser poco más que muscos, aunque con el tiempo surgieron las plantas vasculares, parecidas a helechos y, poco después, las primeras plantas con semillas: las gimnospermas. Gracias a esta rápida diversificación las plantas no tardaron en colonizar todo el medio terrestre, desarrollándose inmensas masas boscosas que tocarían techo en el Carbonífero, no llamado así por capricho. El Carbonífero es un periodo muy importante porque la gran cantidad de masa forestal permitió que la atmósfera terrestre se enriqueciera en oxígeno, lo que a su vez pudo ser la causa de la pequeña glaciación que tuvo lugar, de un modo similar a como ocurrió en el Precámbrico con las snowball earths.

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El nombre de Carbonífero se debe a la gran cantidad de restos vegetales en forma de carbón que encontramos de esta edad. Y es que el Carbonífero fue el momento en el que las plantas con semillas surgieron y ocuparon grandes extensiones de superficie (imagen tomada de narcolepticos.com).

En cuanto a los animales, la llegada a tierra firme vino poco después que la de las plantas. Ya en el Devónico tenemos evidencias de los primeros artrópodos terrestres, arácnidos como las actuales arañas y escorpiones, que alcanzarían grandes dimensiones bajo la atmósfera rica en oxígeno del Carbonífero. En este periodo, que como vemos es crucial en todos los ámbitos, aparecieron los primeros insectos y se desarrollaron auténticos monstruos artrópodos, como Meganeura, una libélula de más de 75 cm de envergadura, o Arthopeura, un milpiés de hasta 2 m de longitud.

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En el Carbonífero los artrópodos terrestres alcanzaron dimensiones desmesuradas y se convirtieron temporalmente en los dueños del planeta (fuente: emaze.com).

El último grupo biológico en llegar al medio terrestre fueron los vertebrados, que lo harían a finales del Devónico. Los anfibios fueron los primeros tetrápodos y evolucionaron a partir de peces óseos, cuyas aletas ya les había permitido hacer breves incursiones al medio terrestre. Qué propició este salto es todo un misterio, aunque sí sabemos que estos primeros anfibios experimentaron una rápida adaptación al medio terrestre, ya que no tardaron en perder la funcionalidad de la aleta dorsal y en desarrollar glándulas para mantener su piel húmeda. Desde el primer momento los primitivos anfibios del Devónico y el Carbonífero parece que buscaron la manera de alejarse cada vez más del agua, si bien siempre tenían que volver a él para desovar. Esto se terminó con la llegada del huevo amniótico, un huevo con cáscara dura que protegía al embrión sin necesidad de estar inmerso en agua. Gracias a este importante hito los anfibios al fin pudieron independizarse de medio acuático, surgiendo así los primeros reptiles y los primeros sinápsidos, estos últimos los precursores de los futuros mamíferos.

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En el Pérmico Superior los animales dominantes en el medio terrestre eran los terápsidos, organismos que se cree pudieron ser los ancestros de los actuales mamíferos (fuente: thepermianperiod.wordpress.com).

Las grandes extinciones del Pérmico

De las cinco grandes extinciones masivas que ha vivido la Tierra a lo largo de su historia, 3 de ellas ocurren en el Paleozoico. La primera de ellas sucedió al final del Ordovícico, cuando se estableció un gran casquete polar que hizo descender el nivel del mar. Dado que entonces la vida aún no había salido del mar, este descenso afectó a una gran cantidad de organismos, causando la extinción del 85% de las especies del planeta. A esta primera extinción le llegó una segunda extinción en el Devónico, que acabaría con el 75% de especies. Su origen no está claro, aunque sí hemos identificado dos eventos que afectaron sobre todo a los ecosistemas marinos. Por último, como límite de propio Paleozoico, se produjo al final del Pérmico la que sigue siendo la mayor extinción masiva que ha vivido el planeta. La Gran Mortandad, o Great Dying, acabó con el 95% de la vida del planeta, extinguiendo animales como los trilobites, algunos grupos de corales exclusivos del Paleozoico y muchos de los grandes reptiles del Pérmicos. Qué causó esta crisis biológica aún es objeto de debate, aunque se proponen varias hipótesis como una actividad volcánica anormalmente alta o la colisión de un gran asteroide.

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El Pérmico finalizó (y con él el Paleozoico) con la mayor extinción masiva que ha vivido el planeta, en la que 9 de cada 10 especies marinas y 7 de cada 10 especies terrestres desaparecieron del planeta. En la imagen, cráneo de Dinogorgon rubidgei (terápsido) encontrado en África (fuente: science.nationalgeographic.com).

Hacia la formación de Pangea

La geología del Paleozoico también es muy importante porque en ella detectamos un ciclo completo de apertura y cierre de cuencas oceánicas (ciclo de Wilson). Y es que al principios del Cámbrico Vendia, un supercontinente con forma de V que se había formado a finales del Precámbrico, ya había empezado a romperse. Durante buena parte del Paleozoico varios continentes fueron separándose cada vez más y en las cuencas oceánicas que había entre ellos se pudieron depositar grandes secuencias sedimentarias, como las de las sucesiones estratigráficas del macizo Ibérico. Pero al llegar al Devónico el movimiento de separación ya se había invertido y esos mismos continentes que habían permanecido separados millones de años volvieron a acercarse. La colisión continental se produjo ya en el Carbonífero, en un gran evento orogénico que conocemos como orogenia Varisca y que tuvo como consecuencia la formación de un nuevo supercontinente, Pangea. Esta configuración continental hizo que a finales del Paleozoico el clima global fuera, en líneas generales, árido.

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A lo largo del Paleozoico los continentes se fueron formando hasta configurar el supercontinente de Pangea durante el Carbonífero. Reconstrucción paleogeográfica del Carbonífero Inferior, poco antes de que se produjera la orogenia Varisca (imagen modificada a partir de jan.ucc.nau.edu).

En resumen

El Paleozoico fue un momento de la historia de planeta marcado por grandes cambios tectónicos y biológicos. En esta primera era del Fanerozoico asistimos a la aparición de las conchas duras y de las mandíbulas, a la colonización del medio terrestre y a la formación del último supercontinente. A continuación os dejo un vídeo en el que se resume la evolución experimentada por parte de los vertebrados a lo largo de todo el Paleozoico, pero también con algunos sucesos que explicaremos más adelante en las entradas dedicadas a la vida del Mesozoico y a la vida del Cenozoico.

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