En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿Qué nos pueden decir los fósiles y las capas de roca sobre la historia de la vida?
Los fósiles son los restos y las huellas conservados de organismos que vivieron hace mucho tiempo. Ordenados por edad, forman un registro de cómo ha cambiado la vida. En esta lección verás cómo se forman los fósiles, cómo usan los científicos las capas de roca y las vidas medias para fecharlos, y cómo los fósiles que combinan características de dos grupos dan evidencia de un ancestro común.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
Cómo se forman los fósiles
- Los fósiles son restos o huellas conservados de organismos
- Un entierro rápido en sedimento ayuda a la conservación
- Los minerales reemplazan poco a poco las partes duras
- Los huesos, los dientes y las conchas se fosilizan mejor
Un fósil es el resto o la huella conservada de un organismo que vivió hace mucho tiempo. La mayoría de los organismos se descomponen o los devoran y nunca llegan a ser fósiles. Un fósil se forma con más probabilidad cuando el organismo queda enterrado rápido en lodo o arena, lo que lo protege de los carroñeros y de la descomposición. Durante millones de años, los minerales disueltos en el agua reemplazan las partes duras, como el hueso, los dientes y la concha, y el sedimento se endurece hasta convertirse en roca. Más tarde, la erosión puede dejar el fósil al descubierto. Como los tejidos blandos casi nunca se fosilizan, el registro fósil está incompleto.
Cómo leer las capas de roca
- El sedimento se asienta en capas, llamadas estratos
- Las capas más antiguas están debajo de las más recientes
- Los fósiles de una misma capa vivieron más o menos en la misma época
- Las capas muestran el orden de los sucesos
La roca sedimentaria se forma en capas, y cada capa nueva se asienta sobre las más antiguas. Esta es la ley de superposición: en una roca que no ha sido perturbada, las capas más antiguas están abajo y las más recientes están arriba. Los fósiles de una misma capa vivieron más o menos en la misma época, así que las capas permiten ordenar los fósiles del más antiguo al más reciente. Ordenar los fósiles así, sin dar una edad en años, se llama fechado relativo. En el diagrama, el fósil D solo está en la capa de abajo, así que es el más antiguo de los cuatro. El fósil A solo aparece en las dos capas de arriba, así que es el más reciente.
Fechado radiométrico
- Los isótopos radiactivos se desintegran a un ritmo fijo
- Vida media: tiempo en que se desintegra la mitad de un isótopo
- Vida media del carbono-14: 5,730 años
- Para rocas más antiguas se usan isótopos con vidas medias más largas
Las capas muestran el orden de los fósiles, pero no su edad en años. Para eso, los científicos usan el fechado radiométrico. Algunos átomos son radiactivos y se transforman en otros átomos a un ritmo constante. La vida media es el tiempo que tarda en transformarse la mitad de los átomos de una muestra. Después de una vida media queda el 50% del isótopo original, después de dos vidas medias queda el 25%, y así sucesivamente. El carbono-14 tiene una vida media de 5,730 años y se usa para restos de hasta unos 50,000 años de antigüedad. Para rocas más antiguas, los científicos miden isótopos con vidas medias más largas, como el uranio-238, en roca volcánica.
Fósiles de transición
- Los fósiles de transición muestran características de dos grupos
- Encajan entre los ancestros y los descendientes
- Las predicciones de la evolución se pueden poner a prueba
| Fósil | Edad (millones de años) | Características | Une a estos grupos |
|---|---|---|---|
| Tiktaalik | cerca de 375 | Branquias y escamas como un pez, y además un cuello y huesos parecidos a una muñeca en las aletas | Peces y animales de cuatro patas |
| Archaeopteryx | cerca de 150 | Plumas y alas como un ave, y además dientes, garras y una cola larga con huesos como un dinosaurio | Dinosaurios y aves |
| Ambulocetus | cerca de 49 | Cuatro patas para caminar como un mamífero terrestre, y además huesos del oído y cráneo como los de una ballena | Mamíferos terrestres y ballenas |
Un fósil de transición muestra características de un grupo más antiguo y de uno más reciente, como se esperaría si un grupo descendiera del otro. La evolución predice que estos fósiles deben existir en rocas de la edad adecuada. Los científicos predijeron que se encontraría un pez con aletas parecidas a extremidades en rocas de unos 375 millones de años, y ahí se encontró el Tiktaalik. Fósiles como estos son evidencia de que los nuevos grupos de organismos surgen de grupos ya existentes.
El orden de la vida
- El registro fósil muestra que la vida cambia con el tiempo
- Los organismos simples aparecen antes que los complejos
- Los grupos nuevos aparecen en un orden predecible
El registro fósil muestra que los grupos aparecen en orden. Los peces se encuentran en rocas mucho más antiguas que los animales de cuatro patas, y los mamíferos y las aves solo se encuentran en rocas mucho más recientes. No encontramos fósiles de mamíferos en rocas de 500 millones de años. Este patrón es el que esperaríamos si los grupos posteriores descendieran de los anteriores. La gráfica muestra fechas aproximadas de la primera aparición de algunos grupos importantes.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: ¿Qué edad tiene el hueso?
Un fragmento de hueso contiene 12.5% de su carbono-14 original. La vida media del carbono-14 es de 5,730 años. ¿Qué edad tiene el hueso?
Mostrar la solución
- Encuentra el número de vidas medias: 100% → 50% → 25% → 12.5%. La cantidad se redujo a la mitad 3 veces, así que han pasado 3 vidas medias.
- Calcula la edad: 3 × 5,730 años = 17,190 años
- Comprueba: (1/2)3 = 1/8 = 12.5%, que coincide con la muestra.
- Respuesta: Tiene cerca de 17,190 años.
Ejemplo 2: Fechar un fósil entre dos capas
El fósil Q se encuentra en una capa de caliza entre dos capas de ceniza volcánica. El fechado radiométrico indica que la ceniza de arriba tiene 150 millones de años y la de abajo tiene 160 millones de años. (a) ¿Qué edad tiene el fósil Q? (b) ¿Por qué no se puede usar carbono-14 para fechar el fósil Q?
Mostrar la solución
- (a) Usa las capas: la capa 3 está debajo de la ceniza de 150 millones de años, así que es más antigua que 150 millones de años. Está arriba de la ceniza de 160 millones de años, así que es más reciente que 160 millones de años. El fósil Q tiene entre 150 y 160 millones de años.
- (b) Carbono-14: 150 millones de años ÷ 5,730 años por vida media ≈ 26,000 vidas medias. Después de tantas vidas medias, ya no queda carbono-14 que se pueda medir. El carbono-14 solo sirve para restos de hasta unos 50,000 años de antigüedad.
- Respuesta: (a) Entre 150 y 160 millones de años. (b) Es demasiado antiguo: no quedaría carbono-14 que se pueda medir.
Ejemplo 3: Los ancestros del caballo
Las gráficas muestran datos aproximados de cuatro ancestros del caballo. (a) ¿Cuántos dedos tenía el Hyracotherium en cada pata delantera? (b) ¿Cuánto aumentó la altura del hombro del Hyracotherium al Equus? (c) ¿Qué muestra el patrón?
Mostrar la solución
- (a) Dedos: el Hyracotherium tenía 4 dedos en cada pata delantera.
- (b) Altura: 140 cm − 40 cm = 100 cm. El Equus es 3.5 veces más alto que el Hyracotherium (140 ÷ 40 = 3.5).
- (c) Patrón: a lo largo de unos 55 millones de años, los ancestros del caballo se hicieron más altos y el número de dedos bajó de 4 a 1. Los fósiles ordenados por edad muestran un cambio gradual en una misma línea de descendencia.
- Respuesta: (a) 4 dedos. (b) 100 cm. (c) Los caballos se hicieron más altos y perdieron dedos con el tiempo.
Práctica
Lee un diagrama de capas de roca, completa una tabla de vidas medias, calcula la edad de una muestra y usa datos de fósiles como evidencia. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Evidencia fósil (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Evidencia fósil (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- Los fósiles se forman cuando las partes duras quedan enterradas y se mineralizan
- Las capas de roca más antiguas están debajo de las más recientes
- Vida media: tiempo en que se desintegra la mitad de un isótopo
- Los fósiles de transición unen a los grupos
- El registro fósil muestra los grupos en su orden de aparición
De vuelta a la pregunta esencial: los fósiles conservan la historia de la vida. Las capas de roca muestran el orden de los fósiles y el fechado radiométrico da sus edades en años. Los fósiles de transición y el orden en que aparecen los grupos en el registro son lo que esperaríamos si la vida ha cambiado con el tiempo por descendencia común. A continuación, compararás las estructuras corporales y el ADN de los organismos vivos para encontrar más evidencia.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS4-1: Comunicar información científica que muestre que el ancestro común y la evolución biológica están respaldados por múltiples líneas de evidencia empírica.
Ideas disciplinarias básicas: LS4.A Evidencia de ancestro común y diversidad