Especialidad de Geología en Paleontología

Especialidad de Geología en Paleontología

Paleontología

La paleontología es la ciencia natural que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra por medio de los fósiles.​ Se encuadra en las ciencias naturales, tiene un cuerpo humano de ideología propio y comparte fundamentos y procedimientos con la geología y la biología con las que se integra estrechamente. Se subdivide en paleobiología, tafonomía y biocronología,​ y aporta información elemental a otras disciplinas (estudio de la evolución de los organismos vivos, bioestratigrafía, paleogeografía o paleoclimatología, entre otras). 

Entre sus fines permanecen, además de la recomposición de los organismos vivos que vivieron en el pasado, el análisis de su origen, de sus cambios en la época (evolución y filogenia), de las interacciones entre ellos y con su ámbito (paleoecología, evolución de la biosfera), de su repartición espacial y migraciones (paleobiogeografía), de las extinciones, de los procesos de fosilización (tafonomía) o de la correlación y datación de las piedras que los tienen dentro (bioestratigrafía).

La paleontología posibilita comprender la de hoy estructura (biodiversidad) y repartición de los organismos vivos sobre la Tierra (biogeografía) (antes de la participación humana), ha aportado pruebas importantes para la solución de 2 de las mayores controversias científicas del pasado siglo, la evolución de los organismos vivos y la deriva de los continentes, y, de cara a nuestro futuro, da herramientas para la investigación de cómo los cambios climáticos tienen la posibilidad de perjudicar al grupo de la biosfera.

Principios

El objetivo fundamental de la Paleontología es la recomposición de los organismos del pasado, no solo de sus piezas esqueléticas, sino además las piezas orgánicas desaparecidas a lo extenso de la fosilización, restituyendo el aspecto que han tenido en vida, su etología, etcétera. Para eso se vale de los mismos principios ya establecidos: actualismo, anatomía comparada, correlación orgánica y correlación servible.

• Postulado de producción: los fósiles son productos directos o indirectos de organismos que vivieron en el pasado (entidades paleobiológicas).​
• Actualismo biológico: los seres del pasado se regían por las mismas leyes físicas y biológicas, y tenían las mismas necesidades que los recientes.​ Permite este inicio, ejemplificando, asegurar que los peces del Silúrico tenían branquias, pues las poseen los peces recientes (aunque no sean los mismos); y que los dinosaurios ponían huevos, como los cocodrilos, lo que se vio más adelante corroborado al hallarse fósiles de huevos, y nidos, conservados en ciertos yacimientos.
• Anatomía comparada: Posibilita situar a los organismos extintos en el lugar que les corresponde del cuadro general de los organismos vivos, obteniendo de esta forma el punto de alusión primordial para lograr utilizar el inicio de la correlación orgánica. Aun cuando los fósiles solo nos aporten una pequeña parte anatómica de un taxón extinto, la anatomía comparada nos posibilita deducir y terminar determinadas propiedades anatómicas o fisiológicas ausentes de los mismos.
• Principio de correlación orgánica: Postulado por Cuvier.​ Cada ser orgánico forma un grupo cuyas piezas se complementan, determinando cada una de las otras y por consiguiente podría ser identificado por un fragmento cualquier persona, bastando en último término una parte de hueso para identificarlo.
• Correlación funcional: Famosa mejor como morfología servible, es el fragmento de la Paleontología que trata de las interacciones entre la manera y la funcionalidad, o sea: que aspira relacionar las construcciones observadas en los fósiles con la funcionalidad que realizaban en el organismo una vez que estaba vivo. Para eso usa varios procedimientos o líneas de estudio:
  1. Comparación de grupos con estructuras homólogas: Este procedimiento, que lleva al paleontólogo a equiparar las construcciones de ciertos equipos extintos con las de sus que corresponden representantes recientes, resulta en ocasiones menos fiable, puesto que las mismas construcciones o piezas anatómicas en un definido conjunto tienen la posibilidad de haberse modificado profundamente durante la evolución y hacer funcionalidades bastante diferentes. De igual modo, un mismo conjunto puede usar nichos ecológicos bastante diferentes en todo el tiempo. Ejemplificando, los mamíferos marinos recientes y sus antecesores de tierra poseen morfología y ocupan nichos ecológicos bastante diferentes. La extremidad anterior en los dos conjuntos, a pesar de integrar el mismo número de partes óseas en postura anatómica semejante, ha experimentado profundas modificaciones en las maneras derivadas de vida marina, y representa una habituación a un medio y a una funcionalidad bastante diferentes (la natación) de la que realizaban sus antepasados de tierra (la marcha o el movimiento sobre el suelo). La comparación de maneras y de construcciones homólogas debería tomarse con gran precaución.
  2. Comparación de estructuras análogas: Este es realmente el procedimiento más fructífero y más fiable en Morfología Servible. De esta forma, se puede decir que, en lo que el estudio evolutivo constituye el campo de acción de la homología, la exploración morfo-funcional constituye el campo de la similitud. Este estudio parte principalmente de la comparación de construcciones homoplásicas (que poseen la misma forma) para deducir la misma funcionalidad en los dos conjuntos. Empero dichas construcciones que poseen la misma forma tienen la posibilidad de tener inicios bastante diferentes y los conjuntos que las muestran tienen la posibilidad de no guardar una interacción filética entre ellos. De esta forma los paleontólogos razonan de manera correcta que las aletas pectorales de un pez y las extremidades anteriores de un delfín y de un ictiosaurio hacen la misma funcionalidad. Algo parecido se puede decir del ala de un reptil volador (pterosaurio), de la de un ave y de la de un mamífero volador (murciélago). Todo lo mencionado puede analizarse inclusive en conjuntos biológicos que no poseen representantes recientes y que solamente conocemos por sus fósiles.
• Principio de superposición estratigráfica: Enunciado por William Smith recuperando las ideas de Nicolaus Steno (ley de Superposición de estratos de Steno), un siglo anterior. En una serie estratigráfica común (no invertida) los estratos de la parte inferior son constantemente más viejos que los de la preeminente. El contenido en fósiles de estos estratos debería consumar el mismo Comienzo. No obstante, se debe exceptuar los fósiles reelaborados (que han sufrido uno o más ciclos de exhumación (por erosión del sustrato en el cual yacen) y resedimentación), y por consiguiente son más viejos que los sedimentos que los engloban, o los que corresponden a organismos endobiontes (aquellos que viven o pasan parte de su historia enterrados en el sustrato), cuyos restos tienen la posibilidad de ser más actuales que los sedimentos que los engloban.
• Principio de correlación estratigráfica: Estratos originarios de la misma etapa se caracterizan por un contenido en fósiles parecido. Este Comienzo, en la práctica, es cierto, sin embargo, con matizaciones, debido a que otros componentes como las barreras físicas o el clima condicionan esto.

Disciplinas de la Paleontología

La paleontología actualizada coloca la vida vieja en su entorno por medio del análisis de cómo los cambios físicos en la geografía mundial y el clima han perjudicado a la evolución de la vida, de cómo los ecosistemas han respondido a dichos cambios y se han adaptado al medio ambiente cambiante y de cómo estas respuestas mutuas han perjudicado a los patrones recientes de diversidad biológica.

Se divide en tres campos de estudio:

Paleobiología

Estudia los organismos del pasado en todos sus puntos, tanto sistemáticos como fisiológicos, ecológicos, evolutivos, etcétera. Varias especialidades paleobiológicas son:

• Paleozoología. Se delega del análisis de los animales extintos, desde sus restos fósiles, y de su taxonomía. Aquí se integran disciplinas como la Paleoantropología, Paleoentomología o la Dinosaurología (Paleoherpetología).
• Paleobotánica. Se delega del análisis de seres vegetales o fúngicos extintos y su taxonomía. Es una disciplina menos amplia que la anterior. Se integran disciplinas como la Paleopalinología o análisis de pólenes y esporas fósiles.
• Micropaleontología. Es el análisis de los fósiles microscópicos (microfósiles y nanofósiles), para lo que se emplean técnicas especiales de muestreo, preparación y observación con el microscopio.
• Paleoicnología. Se delega del análisis de los indicios de actividad (trazas fósiles) de organismos del pasado.
• Paleoecología. Se delega del análisis de la ecología de los organismos vivos del pasado y de la recomposición de los medioambientes y los ecosistemas presentes en la Tierra en todo el tiempo geológico.
• Paleobiogeografía. Estudia el reparto paleogeográfica de los organismos vivos y biomas del pasado y las razones que originaron tal repartición. Es una aplicación de la paleontología a la biogeografía detallada e histórica.
• Paleogenética. Aborda el estudio del material genético conservado en restos de organismos viejos, incluyendo estudios de evolución molecular, filogenia y relojes moleculares.​
• Paleobiología de la conservación (o paleobiología para la conservación). Usa la información de la paleontología para dar a los inconvenientes de conservación de la diversidad biológica recientes.​

Tafonomía

Se delega del análisis de los procesos de fosilización y la formación de los yacimientos de fósiles. Se divide en 2 campos primordiales: Bioestratinomía, que estudia los procesos ocurridos a partir de la producción de los restos o señales hasta el enterramiento o paso a la litosfera, y Fosildiagénesis, que estudia los procesos posteriores al enterramiento. La investigación tafonómico anterior es imprescindible para cualquier análisis bioestratigráfico, paleoecológico o paleobiogeográfico, entre otros, con el objetivo de evaluar el sesgo tafonómico (es mencionar, en qué medida, los fenómenos tafonómicos distorsionaron la información paleontológica) o, de modo parecido, el nivel de fidelidad tafonómica (es mencionar, cuánto se asemejan los conjuntos fósiles a las sociedades de las que provienen).​ La tafonomía actualista, estrechamente relacionada con la paleobiología de la conservación, tiene como fin entender cómo se formaron los fósiles y los yacimientos fosilíferos estudiando la suerte de los restos de organismos recientes.​

Biocronología

Estudia la edad de las entidades paleobiológicas, su ordenación temporal y la datación de eventos bióticos del pasado. Está estrechamente relacionada con la Bioestratigrafía, aplicación de la Paleontología a la Estratigrafía.

Relaciones con otras ciencias

Se puede tener en cuenta a la Paleontología como una separación temporal de la Biología. La Biología permite una información sobre los organismos vivos sin la cual es imposible hacer una interpretación idónea de los fósiles (esta es una de las bases del actualismo). La Paleontología, por su lado, pone de manifiesto e informa al biólogo cuál ha sido la vida del pasado y su evolución, constituyendo así la vertiente histórica de la biología.

Los fósiles poseen un costo intrínseco debido a que su análisis es necesaria para la Geología (correlaciones, interpretación de ambientes sedimentarios, decisión de edades relativas, etcétera.). En cuanto al aspecto aplicado, son varios los ejemplos que relacionan ciertos organismos con la génesis de yacimientos minerales (como el fitoplancton con el petróleo, el carbón, los fosfatos, etcétera.). La geología histórica es inconcebible sin la ayuda de los datos paleontológicos que nos otorgan datos sobre Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleo-oceanografía, quimismo de las aguas, etcétera. Del mismo modo, la Paleontología requiere de otras disciplinas como la Bioquímica, la Física o las Matemáticas (especialmente la Estadística).

La paleontología es una de las primordiales disciplinas estudiadas en las ciencias del karst, objeto de la espeleología, ocupándose del análisis de los vestigios en cavidades subterráneas.​

Técnicas paleontológicas

Existen diferentes técnicas usadas comúnmente en Paleontología:

Métodos mecánicos

Los parámetros físicos de los fósiles representan superficies de agotamiento, debido a que la constitución química es distinto de la matriz que los incluye. Por consiguiente, para separarlos se puede utilizar procedimientos de percusión (martillo y cincel).

• Técnicas de abrasión: La pionera ha sido la máquina de chorro de arena. Principalmente, ahora se utiliza un gas (aire comprimido, nitrógeno o dióxido de carbono) que propulsa un polvo abrasivo; en esta situación el poder abrasivo es dependiente de la presión del gas y del tamaño y propiedades del polvo abrasivo.
• Calentamiento: Se recurre a cambios bastante bruscos de temperatura, para dividir por dilatación diferencial.
• Técnicas de percusión y desbastado: Se utiliza un limpiador neumático de fósiles con puntas especiales (mayor tamaño para el desbastado y puntas cada vez más finas para el trabajo delicado). Para eso se debe rehacer la disposición del fósil previo a comenzar, así como revisar la petrología de la piedra y auxiliar los especímenes en un factor que absorba las vibraciones (como un saco de arena).

Métodos químicos

Se aplican en funcionalidad de la naturaleza de los fósiles y la piedra.

Por medio de una técnica llamada disgregación química, hablamos de agua con detergentes que reducen la tensión superficial en la interfase arcilla-agua para piedras arcillosas o limos. El agua oxigenada tiene un impacto semejante. Los ácidos además son utilizados extensamente usados en la sustracción de fósiles: ácido clorhídrico (HCl(aq)), ácido fluorhídrico (HF(aq)), ácido nítrico (HNO3), ácido fórmico o ácido acético.

Técnicas de extracción de microfósiles

Se debe diferenciar técnicas dependiendo del tipo de piedra:

• Piedras calcáreas: Se usa ácido acético (CH₃COOH) o fórmico (HCOOH) para fósiles fosfáticos. En esta situación se sitúa la muestra en un vaso de polietileno y se incorpora acético (10-15 %) o fórmico que actúa más veloz y puede utilizarse a más grande concentración aun cuando es más corrosivo. El ácido puede atacar al fosfato en muestras con bajo contenido en carbonato, por lo cual atrae adicionar carbonato cálcico en polvo (obteniendo acetato de calcio). Alternativamente, en los sucesivos ataques en la muestra para resolver este problema se utiliza una solución (7 % ácido acético concentrado, 63 % agua y 30 % del líquido filtrado procedente de la digestión de muestras previas).
• Piedras silíceas: Se usa ácido clorhídrico al 10 %.
• Piedras arcillosas: En esta situación se recurre al agua oxigenada o a detergentes.
• Técnicas palinológicas: Se usa ácido fluorhídrico o clorhídrico. Antes que nada, las muestras son cubiertas por ácido clorhídrico (HCl) para remover carbonatos, después son lavadas y centrifugadas 3 o 4 veces. Se da un segundo procedimiento, con ácido fluorhídrico (HF), para remover los silicatos. Finalmente, de la actitud, el residuo orgánico debe ser visible. La muestra se limpia de ácidos por medio de decantación y centrifugado, y después de cristales de fluorosilicatos insolubles.​

Actualidad

En la actualidad la paleontología se nutre de novedosas técnicas (microscopía electrónica, relámpagos X, espectrometría, informática) aportando nuevos e interesantes datos en varios puntos paleobiológicos (paleoecología, tafonomía, paleohistología, paleobioquímica...) Los estudios de protistas, polen y esporas fósiles, extensamente desarrollados desde la segunda mitad del siglo XX, han supuesto un importantísimo complemento a los estudios paleontológicos tradicionales, con aportaciones en el campo del origen de la vida, evolución, tafonomía y paleontología aplicada entre otros. En este instante los estudios de paleobioquímica permanecen experimentando un importante auge, abriendo un nuevo campo de averiguación con gigantes maneras en diferentes puntos paleobiológicos (aminoácidos, lignina, clorofilas, celulosa, esporopolenina...).