January 2001
Gravado de un monógrafo de William Smith en 1815 en identificación de los fósiles. Smith (1759-1839) es conocido como el padre de la geología Inglesa. Fuente: Biblioteca de Oxford.
Nuestra comprensión sobre la forma y el patrón de la historia de la vida depende de la exactitud de los fósiles y de los métodos de medición de su edad. Algunos críticos, particularmente los fundamentalistas religiosos, argumentan que ni los fósiles ni las mediciones de su edad pueden ser confiadas y que sus propias interpretaciones son mejores. Otros críticos, quizás más familiarizados con los datos, cuestionan ciertos aspectos de la calidad del registro fósil y de las medidas de su edad. Sin embargo. estos escépticos no proveen evidencias científicas en apoyo a sus puntos de vista. Nuestra comprensión actual de la historia de la vida probablemente se encuentra muy cerca de la verdad, dado que está basada en datos que son considerados, probados y repetidos cuidadosamente.
El rechazo de la validez de los fósiles y de sus métodos de medición por los fundamentalistas religiosos crea un problema para ellos:
- Ellos no pueden negar que millones de fósiles residen en exhibiciones y gavetas de museo alrededor del mundo. Quizás algunos argumenten que estos especimenes, entre ellos enormes esqueletos de dinosaurios, bloques de depósitos de conchas antiguas conteniendo cientos de especimenes y hojas de helechos delicadamente preservadas, han sido manufacturadas por los científicos con el fin de confundir al público. Claramente, esto es absurdo.
- Si no, los fundamentalistas religiosos se ven forzados a declarar que todos los fósiles son de la misma edad, de alguna manera enterrados en las rocas por una catástrofe extraordinaria, quizás el diluvio de Noé. Cómo apoyan exactamente la creencia de que todos los dinosaurios, los mamut y hasta los primeros humanos, los peces armados, los trilobites, los amonitas y el resto pueden todos haber vivido juntos, nunca ha sido explicado. Y tampoco por qué las criaturas marinas fueron de alguna manera “ahogadas” por el diluvio.
- El rechazo de la edad de los fósiles por parte de los fundamentalistas religiosos es para ellos fácil de declarar pero difícil de demostrar. Los fósiles ocurren en secuencias regulares una y otra vez; la descomposición radioactiva ocurre y las pruebas cruzadas con las fechas radiométricas confirman su validez.
Los fósiles ocurren en secuencias
Las secuencias de los fósiles fueron reconocidas y establecidas a grandes rasgos mucho antes de que Charles Darwin comenzara a pensar en la evolución. Los geólogos tempranos, entre los años de 1700 y 1800, notaron que los fósiles parecían ocurrir en secuencias: ciertas agrupaciones de fósiles siempre se encontraban debajo de otras agrupaciones. El primer esfuerzo en esta área fue llevado a cabo en Inglaterra y en Francia.
- Cerca del año de 1800 en Inglaterra, William Smith, un agrimensor de canales, notó que él podía trazar grandes extensiones de rocas basándose en los fósiles que ellas contenían. Las secuencias que él observó en una parte del país podían ser correlacionadas (igualadas) precisamente con las secuencias en otras partes. Él y otros en su tiempo habían descubierto los primeros principios de la estratigrafía, es decir, que las rocas más antiguan yacen bajo las rocas más jóvenes y que los fósiles ocurren en un orden particular y predecible.
Luego, los geólogos comenzaron a construir la columna estratigráfica, el familiar listado de divisiones del tiempo geológico (Jurásico, Cretáceo, Terciario, etcétera.) Cada unidad del tiempo estaba caracterizada por sus fósiles particulares. El esquema pudo ser aplicado alrededor del mundo, sin fallar.
De los años de 1830 en adelante, los geólogos notaron que los fósiles se hacían más complejos a lo largo del tiempo. Las rocas más antiguas no contenían fósiles; las siguientes contenían criaturas marinas sencillas; luego contenían organismos más complejos como peces; luego venía la vida terrestre, seguida de los reptiles, los mamíferos y finalmente los humanos. Claramente, existía algún tipo de “progreso” en marcha.
Todo se hizo claro, por supuesto, en 1859, cuando Charles Darwin publicó su libro “Sobre el Origen de las Especies.” El “progreso” mostrado por los fósiles era la documentación del gran patrón de la evolución a través de grandes extensiones de tiempo.
La exactitud de los fósiles
Desde 1859, los paleontólogos (expertos en fósiles) han explorado el mundo en busca de fósiles. En los últimos 150 años ellos no han encontrado ningún fósil que no hubiera sido previsto o esperado por Darwin. Los nuevos descubrimientos han llenado los vacíos y nos han mostrado, en un nivel de detalle casi inimaginable, la forma del gran “árbol de la vida.” Darwin y sus contemporáneos nunca se hubieran podido imaginar los avances en la resolución de la estratigrafía que se han logrado desde 1859, ni tampoco se hubieran podido imaginar cuales fósiles se iban a encontrar en los continentes del Sur ni predecir el aumento enorme en el número de paleontólogos, tanto amateur como profesionales, en todo el mundo. Todo este esfuerzo no ha llevado al descubrimiento de ni siquiera un solo fósil inesperado, tal como lo sería un fósil humano en la era de los dinosaurios, o un dinosaurio del Jurásico en las mismas rocas de los trilobites Silurianos.
Los paleontólogos de hoy en día aplican técnicas matemáticas sofisticadas para examinar la calidad relativa de una sucesión particular de fósiles, así como para evaluar al registro fósil completo. Estos cálculos demuestran que, por supuesto, aún no conocemos todo (y claramente nunca llegaremos a este punto), pero que sí conocemos lo suficiente. Hoy, las técnicas innovadoras proveen confirmación adicional y una comprensión más profunda de la historia de la vida. De hecho, los biólogos tienen a su disposición varias formas independientes de observar a la historia de la vida, no solo por el orden de los fósiles en las rocas, pero también por medio de los árboles filogenéticos.
Los árboles filogenéticos son los árboles familiares de grupos particulares de plantas o de animales, los cuales muestran como las especies se relacionan las unas con las otras.
Los árboles filogenéticos se construyen matemáticamente, utilizando listas de caracteres morfológicos (forma externa) o moleculares (secuencias de genes).
Los árboles filogenéticos modernos no utilizan datos de la estratigrafía, por lo que, en forma amplia, pueden ser usados para hacer comparaciones entre la forma de los árboles y la estratigrafía.
La mayoría de los casos usados como prueba muestran un acuerdo bastante bueno entre ellos, de manera tal que el registro fósil cuenta la misma historia que las moléculas contenidas en los organismos vivos.
La exactitud de la medición de edad
La medición de edad o antigüedad en la geología puede ser relativa o absoluta. La medición absoluta se logra por medio de la observación de los fósiles, tal y como se describió anteriormente, y registrando cuales fósiles son más jóvenes y cuales más antiguos. El descubrimiento de formas de medir edad en forma absoluta al principio de los años 1900, representó un gran avance. Todos los métodos se basan en la descomposición radioactiva:
Ciertos elementos que ocurren naturalmente son radioactivos y se descomponen o desintegran en tasas predecibles.
Los químicos miden la vida media de estos elementos, es decir, el tiempo que se lleva para que la mitad del elemento radioactivo original se desintegre y convierta en el elemento sucesivo estable. A veces, un isótopo (la forma que ocurre naturalmente) de un elemento de descompone en otra forma diferente y más estable del mismo elemento.
Comparando las proporciones del elemento original y del derivado en una muestra de roca, y conociendo la vida media, se puede calcular la edad de la roca.
Los científicos pueden utilizar diferentes químicos para buscar fechas:
- La técnica mejor conocida para buscar fechas es la del Carbono 14, el método preferido de los arqueólogos. Sin embargo, la vida media del Carbono 14 es solo 5730 años, de manera que este método no puede ser usado en materiales más antiguos que unos 70.000 años.
- La medición de edad por métodos radiométricos implica el uso de series de isótopos, tales como rubidio-estroncio, torio-plomo, potasio-argón, argón-argón o uranio-plomo, los cuales pueden tener vidas medias muy largas, entre 0,7 y 48,6 millardos de años. Las diferencias sutiles en las proporciones relativas entre los dos isótopos pueden proveer buenas fechas para rocas de cualquier edad.
Las primeras fechas radiométricas generadas alrededor del año 1920, mostraron que la Tierra era de cientos a miles de millones de años de edad. Desde ese entonces los geólogos han llevado a cabo muchas decenas de miles de determinaciones radiométricas de edad y han podido así refinar estas estimaciones tempranas. Un punto clave es que ya no es necesario aceptar una sola determinación química de la edad de una roca. Las estimaciones de edad pueden ser probadas usando diferentes pares de isótopos. Los resultados de las técnicas diferentes, a menudo provenientes de laboratorios rivales, continuamente se confirman las unas con las otras.
Cada cierto número de años se publican nuevas escalas del tiempo, las cuales proveen las últimas versiones de la edad de las líneas principales del tiempo. Las estimaciones más viejas pueden cambiar en unos cuantos millones de años hacia arriba o hacia abajo, pero las estimaciones más recientes son estables. Por ejemplo, se conoce desde los años de 1960 que el famoso límite entre el Cretáceo y el Terciario, el cual marca el final de los dinosaurios, ocurrió hace 65 millones de años. Las pruebas y calibraciones repetidas usando técnicas y equipo cada vez más sofisticado no han podido cambiar esta fecha. Ella es exacta a una resolución de unos pocos miles de años. Las barras de error que se obtienen utilizando los métodos modernos extremadamente precisos oscilan alrededor del 1% más o menos.
Conclusión
El registro fósil es fundamental para la comprensión de la evolución. Los fósiles documentan el orden de aparición de los diferentes grupos y nos muestran y dan detalle sobre algunas de las maravillosas plantas y animales que desaparecieron hace mucho tiempo. Los fósiles también nos muestran las crisis principales, tales como las extinciones masivas, que han ocurrido y como se recuperó la vida después de esos eventos. Si los fósiles o los métodos de medición de su edad pudieran ser probados como inexactos, toda esta información tendría que ser desechada. Los geólogos y los paleontólogos son muy autocríticos y se han preocupado por décadas por estas cuestiones. Los regímenes repetidos y fuertes de pruebas han confirmado la amplia exactitud de los fósiles y de las determinaciones de sus edades, de manera tal que podemos leer con confianza la historia de la vida plasmada en las rocas.
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