USAC Carrera de Geología Curso de Paleobotánica Por: Juanangel G. Díaz M.

Transcripción

1 USAC Carrera de Geología Curso de Paleobotánica 0747 Por: Juanangel G. Díaz M.

2 1. DEFINICIÓN Y ALCANCE Son cualquier huella o vestigio de plantas y animales que vivieron en el pasado prehistórico. Se consideran fósiles cuando son mayores a los 10,000 años. Proviene del latín fossile = aquello que es excavado. Sus tamaños van desde varios metros hasta microscópicos. Corte seccional de un fósil de gasterópodo, algunas cámaras aparecen siendo rellenadas por cristales de calcita a manera de geodas.

3 1.DEFINICIÓN Y ALCANCE Los fósiles pueden ser: Directos: Aquellos que representan la forma propia del organismo Huesos, vértebras Caparazones Huevos Troncos Indirectos: los que dan indicios de la actividad del organismos. Huellas Moldes Madrigueras Trazos Arriba: fósil directo de un pez. Abajo: fósil indirecto de un dinosaurio (huellas).

4 1.DEFINICIÓN Y ALCANCE Los fósiles más antiguos que se conocen son de algas y bacterias microscópicas que vivieron entre los 4.1 y 3.8 Ga. Los más recientes son mamutes congelados que vagaban por la tundra ártica hace pocos miles de años. Estromatolitos del Proterozoico Inferior, procedente de Bolivia. Cría de mamut congelada, hallada en Siberia

5 1.DEFINICIÓN Y ALCANCE Esquema del proceso de fosilización para el caso de un invertebrado

6 1.DEFINICIÓN Y ALCANCE Cómo se forma un fósil? FOSILIZACIÓN: el animal pierde la piel, los músculos y tendones, pero deja huesos. Los minerales de los sedimentos que le rodean rellenan los espacios vacíos, los cuales crean un sólido compuesto de minerales con la forma de los huesos. Aún así se han hallado proteínas y partes blandas en varios huesos fosilizados que indican que no siempre es así, y aún no hay acuerdo para explicarlo del todo. Muerte El animal muere en un ambiente libre de descomposición Entierro Es cubierto de sedimento rapidamente (laderas de río) Los sedimentos de arena parecen proteger de la perdida completa de materia orgánica debido a su porosidad que permite drenar los fluidos corrosivos Entierro Profundo Aumenta la profundidad bajo sedimentos de millones de años debajo de la superficie en donde los minerales del agua subterránea se filtra hacia los huesos. Esto lo preserva las partes blandas de la oxidación y exposición a los rayos UVA. Eventualmente el animal llega a un equilibrio químico con el ambiente subterráneo, el cual lo preserva. Exposición Los movimientos de levantamientos de la corteza exhuman las rocas que contienen los restos fósiles exponiéndolos. Minimizando la exposición del fósil a la atmósfera durante la excavación ayuda a protegerlos de la descomposición. Descubrimiento Al observar una lámina hueso de T.rex al microscopio, se observaron estructuras parecidas a las células sanguíneas Esquema del proceso de fosilización para el caso de un gran vertebrado.

7 PASOS DE LA FOSILIZACIÓN Comienza tras la muerte del organismo Mayores probabilidades de terminar con éxito si el enterramiento es rápido. Un enterramiento rápido y ausencia de oxígeno producir fósiles de especímenes completos. Durante el proceso desaparecen las partes blandas. Fosilizan huesos, dientes, conchas y exoesqueletos quitinosos. El proceso completo que producirá el fósil depende del organismo y el sedimento. Fósil «tallado y pulido» de un Trilobite del Ordovícico

8 TIPOS DE FÓSILES Existen tres tipos: Reemplazo: Los componentes de la estructura original se intercambian molécula a molécula por minerales. Este proceso puede completarse al 100% o conservar parte de su composición química original Molde: Vestigios de la presencia o actividad de un organismo. Dentro de esta clasificación hallamos huevos, nidos, coprolitos, pisadas, moldes de vegetales, excavaciones (madrigueras). Preservación: La capacidad que tienen algunas sustancias de aislar y proteger los tejidos orgánicos, p.e. ámbar, asfalto, hielo, etc. Reemplazo del esqueleto de un Lémur, de 47 Ma, considerado el «eslabón perdido»

9 EL PROCESO DE FOSILIZACIÓN El proceso químico de fosilización ocurre en los poros y espacios pequeños se rellenan de minerales mediante 5 procesos y son: Carbonización Carbonatación Silicificación Piritización Fosfatación Por eso es que los fósiles son muy pesados/densos, no conservan partes blandas, pero hay diferencia entre un fósil «sensu stricto» y la conservación (momificación, congelación e inclusión). Goniatites, un tipo de amonoideo, fosilizado mediante piritización.

10 Desecación (congelamiento y momificación) Preservación Inclusiones (ámbar) Procesos de fosilización Brea/asfalto Relleno (moldes y contramoldes) Carbonificación Carbonatación Fosilización «sensu stricto» Reemplazo, Permineralización Silicificación Fosfatación Piritización Esquema jerarquizado de los procesos de fosilización

11 2.1 REEMPLAZOS PERMINERALIZACIONES: Son procesos de fosilizacion que implican minerales dentro de las células de los organismos, los cuales comprenden sílice o carbonatos, piritización, etc. Son útiles para el estudio de las estructuras internas de los organismos, por lo general en vegetales, se diferencia de la petrificación en que no sólo rellena, sino sustituye (troncos petrificados o xilópalos ). Tronco petrificado: Los materiales originales han sido sustituidos por otros minerales sin perder su estructura.

12 Habitual en vegetales por su contenido de celulosa y algunos artrópodos por la quitina. A. CARBONIZACIÓN La presencia de humus, con el aumento de la presión progresivamente se convertirá en carbón. Grandes bosques del Carbonífero generaron la abundancia de éstos fósiles. Hojas de helechos que quedaron impresas en carbón mineral.

13 B. CARBONATACIÓN Es el proceso más frecuente, los restos orgánicos son reemplazados por carbonatos de calcio (frecuentemente calcita, ya que es el mineral más frecuente en las caparazones de invertebrados. Algunos moluscos tienen una caparazón de aragonito, el cual se transforma en calcita ya que es un carbonato más estable. Estructura coralina cuyo esqueleto de calcita permite una rápida fosilización

14 C. SILICIFICACIÓN Ocurre cuando la sílice da lugar a soluciones químicas que actúan como agente fosilizante, su forma estable y habitual es la calcedonia. Se pueden hallar fósiles silíceos en rocas calizas. Los troncos y ramas petrificados ocurren como jaspes xiloides. Izq. Tronco petrificado por silicificación y Der.: madera silicificada (jaspe xiloide)

15 D. FOSFATACIÓN El fosfato cálcico (apatito, fluorapatito, fosforita criptocristalina «colofana») es el principal componente de los huesos y dientes, hace de agente fosilizante, viéndose reforzado por el aporte de carbonato cálcico del sedimento que rellena los poros internos de los huesos. Las minas de fosfatos pueden llegar a convertirse en yacimientos fósiles formadas por infinidad de huesos y dientes. Izq. Diente de tiburón fosilizado. Der: Insecto fosilizado, ambos mediante el proceso de fosfatación

16 En ambientes anóxicos se produce H 2 S, que reacciona con sales de Fe del agua marina produciendo sulfuros de Fe, (marcasita y pirita) que sustituyen a la materia de origen orgánico de las conchas y esqueletos. E. PIRITIZACIÓN Si la pirita se conserva inalterada los fósiles presentan un aspecto metálico, pero esto no siempre sucede, especialmente con la marcasita, y terminan limonitizados, y se oxidan y destruyen rápidamente en contacto con la atmósfera. Amonites piritizados vista del molde y corte longitudinal. Note que uno de ellos, de color «rojo óxido» está limonitizado

17 2.3 PRESERVACIÓN A. INCLUSIÓN: El ámbar se originó como una resina del Pino Kauri producida para taponar heridas, pero logran atrapar invertebrados que posteriormente sufren transporte y enterramiento por millones de años, que lo convierte en fósil. Una resina que quedó en término medio se llama Copal. El nombre griego del ámbar es élektrum, quienes lo usaban como amuleto. La mayoría poseen artrópodos, arácnidos, incluyendo algunos anfibios, reptiles, polen, esporas, telas de arañas, plumas. Todos los insectos que quedaron atrapados en el ámbar están extintos. Espécimen de Pino Kauri, aún viven en Nueva Zelanda

18 2.3 PRESERVACIÓN Un organismo, generalmente un insecto, queda atrapado en la resina conservándose todos sus detalles morfológicos (color, forma y tamaño original) Los yacimientos más importantes están en el Baltico, Rep. Dom, México, USA, España, Canada. El ámbar se encuentra oscuro, deben ser tallados y tratados para que se puedan observar los fósiles. Detalles de insectos atrapados en ámbar.

19 2.3 PRESERVACIÓN B. CONGELAMIENTO: Los organismos que mueren por las bajas temperaturas son cubiertos por hielo, se conservan íntegros, por lo cual pueden ser estudiados. Son llamados también fósiles perfectos, ya que conserva la carne del animal hasta por 20,000 años. Transporte de una cría de mamuth preservada por congelamiento, la cual permite analizar el tejido blando.

20 2.2 MOLDES A. HUELLAS: Son los rastros de un organismo que quedan marcados en barro fresco, arena o lodo y que al secarse se transforma en roca. Aunque no es una huella propiamente, también los excrementos fósiles o coprolitos tienen interés paleontológico al igual que gastrolitos (pequeñas rocas ingeridas por dinosaurios que ayudaban a la digestión). Los icnofósiles representan restos de la actividad orgánica indirecta (rastros de desplazamientos, excavaciones (madrigueras). Arriba: huellas fosilizadas de dinosaurios. Abajo: Coprolito de dinosaurio.

21 2.2 MOLDES B. MOLDES Y CONTRAMOLDES: Los organismos enterrados en sedimentos pueden desintegrarse o disolverse dejando una cavidad o molde. El espacio es subsecuentemente rellenado con sedimento y un molde externo (contramolde) se puede formar. Algunas una caparazón se llena con minerales que posteriormente se disuelven, no contienen restos del organismo. Molde (izquierda) y contramolde o cast (derecha) de un amonitoideo

22 2.2 MOLDES C. IMPRESIONES Y COMPRESIONES: Se dan cuando las partes planas de los vegetales, como las hojas se imprimen en los sedimentos dejando su huella en estos. Si las hojas conservan la materia orgánica tendremos una compresión. En este caso, puede que quede preservada la cutícula que cubre la epidermis de la hoja, que es una sustancia cérea muy resistente a la carbonización.

23 3. SIGNIFICADO DE LOS FÓSILES Además de su interés en paleontología, los fósiles son importantes para la geología Cada especie fósil vivió en una época determinada, al conocerlo, se pueden datar las capas de roca (fósil guía). Así, efectivamente, las escalas cronológicas que se usan en estratigrafía, han podido ser fundadas en la sucesión y evolución de las especies en el curso de los tiempos geológicos. Tal es su importancia, que la Tafonomía (tafón=enterramiento y nomos =técnica/ley) es la disciplina que se especializa en el estudio de la formación de los fósiles.

24 El cráter de Chicxulub es la estructura de impacto más grande hallado en la Tierra. 180 km de diámetro familias de seres vivos son fósiles, con una media de vida de 75Ma. Un tercio han dejado familias evolutivas, y sigue en aumento, Por qué? Las principales épocas de extinción en masa son al final de Cámbrico (2/3 de trilobites), del Ordovícico, del Devónico, del Pérmico (75% de los anfibios + 80% de reptiles), del Triásico, del Cretácico (25 de todas las familias).

25 LABORATORIO: Observación y descripción de fósiles. Entrega de reporte individual: Marzo 10