La historia de la Tierra se refiere al desarrollo del planeta Tierra desde su formación hasta la actualidad. [1] [2] Casi todas las ramas de las ciencias naturales han contribuido a la comprensión de los principales acontecimientos del pasado de la Tierra, caracterizados por constantes cambios geológicos y evolución biológica .
La escala de tiempo geológico (GTS), tal como la define la convención internacional, [3] representa los grandes períodos de tiempo desde el comienzo de la Tierra hasta el presente, y sus divisiones narran algunos eventos definitivos de la historia de la Tierra. (En el gráfico, Ma significa "hace un millón de años"). La Tierra se formó hace unos 4.540 millones de años, aproximadamente un tercio de la edad del universo , por acreción de la nebulosa solar . [4] [5] [6] La desgasificación volcánica probablemente creó la atmósfera primordial y luego el océano, pero la atmósfera primitiva casi no contenía oxígeno . Gran parte de la Tierra se fundió debido a frecuentes colisiones con otros cuerpos que provocaron un vulcanismo extremo. Mientras la Tierra estaba en su etapa más temprana ( Tierra Temprana ), se cree que una colisión de impacto gigante con un cuerpo del tamaño de un planeta llamado Theia formó la Luna. Con el tiempo, la Tierra se enfrió, provocando la formación de una corteza sólida , y permitiendo que haya agua líquida en la superficie. En junio de 2023, los científicos presentaron pruebas de que el planeta Tierra podría haberse formado en sólo tres millones de años, mucho más rápido que los 10 a 100 millones de años que se pensaba antes. [7] [8]
El eón Hadeano representa el tiempo anterior a un registro confiable (fósil) de vida; comenzó con la formación del planeta y terminó hace 4.000 millones de años. Los siguientes eones Arcaico y Proterozoico produjeron los inicios de la vida en la Tierra y su evolución más temprana . El eón siguiente es el Fanerozoico , dividido en tres eras: el Paleozoico , una era de artrópodos, peces y la primera vida en la tierra; el Mesozoico , que abarcó el ascenso, el reinado y la extinción culminante de los dinosaurios no aviares; y el Cenozoico , que vio el surgimiento de los mamíferos. Los humanos reconocibles surgieron hace como máximo 2 millones de años, un período cada vez más pequeño en la escala geológica.
La evidencia indiscutible más antigua de vida en la Tierra data de hace al menos 3.500 millones de años, [9] [10] [11] durante la Era Eoarqueana , después de que una corteza geológica comenzara a solidificarse después del anterior Eón Hadeano fundido . Hay fósiles de tapetes microbianos , como estromatolitos , que se encuentran en arenisca de 3.480 millones de años descubierta en Australia Occidental . [12] [13] [14] Otra evidencia física temprana de una sustancia biogénica es el grafito en rocas metasedimentarias de 3.700 millones de años descubiertas en el suroeste de Groenlandia [15] así como "restos de vida biótica " encontrados en 4.100 millones de años. -rocas antiguas en Australia Occidental. [16] [17] Según uno de los investigadores, "Si la vida surgió relativamente rápido en la Tierra... entonces podría ser común en el universo ". [dieciséis]
Los organismos fotosintéticos aparecieron hace entre 3.200 y 2.400 millones de años y comenzaron a enriquecer la atmósfera con oxígeno. La vida permaneció mayoritariamente pequeña y microscópica hasta hace unos 580 millones de años , cuando surgió una vida multicelular compleja , se desarrolló con el tiempo y culminó en la Explosión Cámbrica hace unos 538,8 millones de años. Esta repentina diversificación de las formas de vida produjo la mayoría de los principales filos conocidos hoy en día y dividió el Eón Proterozoico del Período Cámbrico de la Era Paleozoica. Se estima que el 99 por ciento de todas las especies que alguna vez vivieron en la Tierra, más de cinco mil millones, [18] se han extinguido . [19] [20] Las estimaciones sobre el número de especies actuales de la Tierra oscilan entre 10 y 14 millones, [21] de las cuales alrededor de 1,2 millones están documentadas, pero más del 86 por ciento no han sido descritas. [22]
La corteza terrestre ha cambiado constantemente desde su formación, al igual que la vida desde su primera aparición. Las especies continúan evolucionando , adoptando nuevas formas, dividiéndose en especies hijas o extinguiéndose ante entornos físicos en constante cambio. El proceso de tectónica de placas continúa dando forma a los continentes y océanos de la Tierra y a la vida que albergan.
En geocronología , el tiempo generalmente se mide en mya (hace millones de años), representando cada unidad el período de aproximadamente 1.000.000 de años en el pasado. La historia de la Tierra se divide en cuatro grandes eones , comenzando hace 4.540 millones de años con la formación del planeta. Cada eón vio los cambios más significativos en la composición, el clima y la vida de la Tierra. Cada eón se divide posteriormente en eras , que a su vez se dividen en períodos , que a su vez se dividen en épocas .
La historia de la Tierra se puede organizar cronológicamente según la escala de tiempo geológico , que se divide en intervalos basándose en el análisis estratigráfico . [2] [23] Las siguientes cinco líneas de tiempo muestran el tiempo geológico escalado a escala. El primero muestra todo el tiempo desde la formación de la Tierra hasta el presente, pero deja poco espacio para el eón más reciente. La segunda línea de tiempo muestra una vista ampliada del eón más reciente. De manera similar, la era más reciente se expande en la tercera línea de tiempo, el período más reciente se expande en la cuarta línea de tiempo y la época más reciente se expande en la quinta línea de tiempo.
El modelo estándar para la formación del Sistema Solar (incluida la Tierra ) es la hipótesis de la nebulosa solar . [24] En este modelo, el Sistema Solar se formó a partir de una gran nube giratoria de polvo y gas interestelar llamada nebulosa solar . Estaba compuesto de hidrógeno y helio creados poco después del Big Bang de 13,8 Ga (hace mil millones de años) y de elementos más pesados expulsados por supernovas . Alrededor de 4,5 Ga , la nebulosa comenzó una contracción que pudo haber sido provocada por la onda de choque de una supernova cercana . [25] Una onda de choque también habría hecho girar la nebulosa. Cuando la nube comenzó a acelerarse, su momento angular , gravedad e inercia la aplanaron hasta formar un disco protoplanetario perpendicular a su eje de rotación. Pequeñas perturbaciones debidas a colisiones y al momento angular de otros desechos grandes crearon el medio por el cual comenzaron a formarse protoplanetas de un tamaño de un kilómetro, orbitando el centro de la nebular. [26]
El centro de la nebulosa, al no tener mucho momento angular, colapsó rápidamente y la compresión lo calentó hasta que comenzó la fusión nuclear del hidrógeno en helio. Después de una mayor contracción, una estrella T Tauri se encendió y evolucionó hasta convertirse en el Sol . Mientras tanto, en la parte exterior de la nebulosa la gravedad hizo que la materia se condensara alrededor de perturbaciones de densidad y partículas de polvo, y el resto del disco protoplanetario comenzó a separarse en anillos. En un proceso conocido como acreción desbocada , fragmentos sucesivamente más grandes de polvo y escombros se agruparon para formar planetas. [26] La Tierra se formó de esta manera hace unos 4.540 millones de años (con una incertidumbre del 1%) [27] [28] [4] y se completó en gran medida en 10 a 20 millones de años. [29] En junio de 2023, los científicos informaron evidencia de que el planeta Tierra pudo haberse formado en solo tres millones de años, mucho más rápido que los 10 a 100 millones de años que se pensaba antes. [7] [8] No obstante, el viento solar de la recién formada estrella T Tauri eliminó la mayor parte del material del disco que aún no se había condensado en cuerpos más grandes. Se espera que el mismo proceso produzca discos de acreción alrededor de prácticamente todas las estrellas recién formadas en el universo, algunas de las cuales producirán planetas . [30]
La protoTierra creció por acreción hasta que su interior estuvo lo suficientemente caliente como para derretir los metales pesados y siderófilos . Al tener densidades más altas que los silicatos, estos metales se hundieron. Esta llamada catástrofe del hierro resultó en la separación de un manto primitivo y un núcleo (metálico) sólo 10 millones de años después de que la Tierra comenzara a formarse, produciendo la estructura en capas de la Tierra y propiciando la formación del campo magnético terrestre . [31] JA Jacobs [32] fue el primero en sugerir que el núcleo interno de la Tierra , un centro sólido distinto del núcleo externo líquido , se está congelando y creciendo a partir del núcleo externo líquido debido al enfriamiento gradual del interior de la Tierra (alrededor de 100 grados). Celsius por mil millones de años [33] ).
El primer eón de la historia de la Tierra, el Hadeano , comienza con la formación de la Tierra y es seguido por el eón Arcaico en el año 3,8 Ga. [2] : 145 Las rocas más antiguas encontradas en la Tierra datan de aproximadamente 4,0 Ga, y los cristales de circón detrítico más antiguos de rocas hasta aproximadamente 4,4 Ga, [34] [35] [36] poco después de la formación de la corteza terrestre y de la Tierra misma. La hipótesis del impacto gigante para la formación de la Luna afirma que poco después de la formación de una corteza inicial, la protoTierra fue impactada por un protoplaneta más pequeño, que expulsó parte del manto y la corteza al espacio y creó la Luna. [37] [38] [39]
A partir del recuento de cráteres en otros cuerpos celestes, se infiere que un período de intensos impactos de meteoritos, llamado Bombardeo Intenso Tardío , comenzó alrededor de 4,1 Ga y concluyó alrededor de 3,8 Ga, al final del Hadeano. [40] Además, el vulcanismo fue severo debido al gran flujo de calor y al gradiente geotérmico . [41] Sin embargo, los cristales de circón detrítico que datan de 4,4 Ga muestran evidencia de haber estado en contacto con agua líquida, lo que sugiere que la Tierra ya tenía océanos o mares en ese momento. [34]
A principios del Arcaico, la Tierra se había enfriado significativamente. Las formas de vida actuales no podrían haber sobrevivido en la superficie de la Tierra, porque la atmósfera arcaica carecía de oxígeno y, por tanto, no tenía una capa de ozono que bloqueara la luz ultravioleta. Sin embargo, se cree que la vida primordial comenzó a evolucionar a principios del Arcaico, con fósiles candidatos que datan de alrededor del 3,5 Ga. [42] Algunos científicos incluso especulan que la vida podría haber comenzado durante el temprano Hadeico, ya en el 4,4 Ga, sobreviviendo. el posible período de Bombardeo Intenso Tardío en respiraderos hidrotermales debajo de la superficie de la Tierra. [43]
El único satélite natural de la Tierra , la Luna, es más grande en relación con su planeta que cualquier otro satélite del Sistema Solar. [nb 1] Durante el programa Apolo , se trajeron a la Tierra rocas de la superficie de la Luna. La datación radiométrica de estas rocas muestra que la Luna tiene 4,53 ± 0,01 mil millones de años, [46] se formó al menos 30 millones de años después del Sistema Solar. [47] Nueva evidencia sugiere que la Luna se formó incluso más tarde, 4,48 ± 0,02 Ga, o 70-110 millones de años después del inicio del Sistema Solar. [48]
Las teorías sobre la formación de la Luna deben explicar su formación tardía así como los siguientes hechos. En primer lugar, la Luna tiene una densidad baja (3,3 veces la del agua, frente a las 5,5 de la Tierra [49] ) y un núcleo metálico pequeño. En segundo lugar, la Tierra y la Luna tienen la misma firma isotópica de oxígeno (abundancia relativa de los isótopos de oxígeno). De las teorías propuestas para explicar estos fenómenos, una es ampliamente aceptada: la hipótesis del impacto gigante propone que la Luna se originó después de que un cuerpo del tamaño de Marte (a veces llamado Theia [47] ) golpeara de refilón a la protoTierra. [1] : 256 [50] [51]
La colisión liberó alrededor de 100 millones de veces más energía que el impacto más reciente de Chicxulub , que se cree que causó la extinción de los dinosaurios no aviares. Fue suficiente para vaporizar algunas de las capas exteriores de la Tierra y fundir ambos cuerpos. [50] [1] : 256 Una porción del material del manto fue expulsada a la órbita alrededor de la Tierra. La hipótesis del impacto gigante predice que la Luna se quedó sin material metálico, [52] lo que explica su composición anormal. [53] Las eyecciones en órbita alrededor de la Tierra podrían haberse condensado en un solo cuerpo en un par de semanas. Bajo la influencia de su propia gravedad, el material expulsado se convirtió en un cuerpo más esférico: la Luna. [54]
La convección del manto , el proceso que impulsa la tectónica de placas, es el resultado del flujo de calor desde el interior de la Tierra hacia la superficie terrestre. [55] : 2 Implica la creación de placas tectónicas rígidas en las dorsales oceánicas . Estas placas son destruidas por subducción hacia el manto en las zonas de subducción . Durante el Arcaico temprano (alrededor de 3,0 Ga), el manto estaba mucho más caliente que hoy, probablemente alrededor de 1.600 °C (2.910 °F), [56] : 82 por lo que la convección en el manto era más rápida. Aunque se produjo un proceso similar a la tectónica de placas actual, también habría sido más rápido. Es probable que durante el Hadeico y el Arcaico las zonas de subducción fueran más comunes y, por tanto, las placas tectónicas fueran más pequeñas. [1] : 258 [57]
La corteza inicial, formada cuando la superficie de la Tierra se solidificó por primera vez, desapareció totalmente debido a una combinación de esta rápida tectónica de placas Hadeanas y los intensos impactos del Bombardeo Intenso Tardío. Sin embargo, se piensa que era de composición basáltica , como la corteza oceánica actual , porque todavía se había producido poca diferenciación de la corteza. [1] : 258 Los primeros trozos más grandes de corteza continental , que es producto de la diferenciación de elementos más ligeros durante el derretimiento parcial en la corteza inferior, aparecieron al final del Hadeano, alrededor de 4,0 Ga. Lo que queda de estos primeros continentes pequeños se llaman cratones . Estos trozos de corteza del Hadeano tardío y del Arcaico temprano forman los núcleos alrededor de los cuales crecieron los continentes actuales. [58]
Las rocas más antiguas de la Tierra se encuentran en el cratón norteamericano de Canadá . Se trata de tonalitas de aproximadamente 4,0 Ga. Muestran huellas de metamorfismo por las altas temperaturas, pero también granos sedimentarios que se han redondeado por la erosión durante el transporte por agua, lo que demuestra que entonces existían ríos y mares. [59] Los cratones consisten principalmente en dos tipos de terrenos alternos . Los primeros son los llamados cinturones de piedras verdes , que consisten en rocas sedimentarias metamorfoseadas de baja ley. Estas "piedras verdes" son similares a los sedimentos que hoy se encuentran en las fosas oceánicas , por encima de las zonas de subducción. Por esta razón, las piedras verdes a veces se consideran evidencia de subducción durante el Arcaico. El segundo tipo es un complejo de rocas magmáticas félsicas . Estas rocas son en su mayoría tonalita, trondhjemita o granodiorita , tipos de roca similares en composición al granito (de ahí que estos terrenos se llamen terrenos TTG). Los complejos TTG se consideran reliquias de la primera corteza continental, formada por la fusión parcial del basalto. [60] : Capítulo 5
A menudo se describe que la Tierra tenía tres atmósferas. La primera atmósfera, capturada de la nebulosa solar, estaba compuesta por elementos ligeros ( atmófilos ) de la nebulosa solar, principalmente hidrógeno y helio. Una combinación del viento solar y el calor de la Tierra habría expulsado esta atmósfera, como resultado de lo cual la atmósfera ahora está empobrecida de estos elementos en comparación con las abundancias cósmicas. [61] Después del impacto que creó la Luna, la Tierra fundida liberó gases volátiles; y posteriormente los volcanes liberaron más gases , completándose una segunda atmósfera rica en gases de efecto invernadero pero pobre en oxígeno. [1] : 256 Finalmente, la tercera atmósfera, rica en oxígeno, surgió cuando las bacterias comenzaron a producir oxígeno alrededor de 2,8 Ga. [62] : 83–84, 116–117
En los primeros modelos de formación de la atmósfera y el océano, la segunda atmósfera se formaba por la desgasificación de volátiles del interior de la Tierra. Ahora se considera probable que muchos de los volátiles hayan sido liberados durante la acreción mediante un proceso conocido como desgasificación por impacto en el que los cuerpos entrantes se vaporizan al impactar. Por lo tanto, el océano y la atmósfera habrían comenzado a formarse incluso cuando se formó la Tierra. [66] La nueva atmósfera probablemente contenía vapor de agua , dióxido de carbono, nitrógeno y cantidades más pequeñas de otros gases. [67]
Los planetesimales a una distancia de 1 unidad astronómica (UA), la distancia de la Tierra al Sol, probablemente no aportaron agua a la Tierra porque la nebulosa solar estaba demasiado caliente para que se formara hielo y la hidratación de las rocas por el vapor de agua afectaría han tardado demasiado. [66] [68] El agua debe haber sido suministrada por meteoritos del cinturón de asteroides exterior y algunos embriones planetarios grandes de más de 2,5 AU. [66] [69] Los cometas también pueden haber contribuido. Aunque la mayoría de los cometas se encuentran hoy en órbitas más alejadas del Sol que Neptuno , las simulaciones por computadora muestran que originalmente eran mucho más comunes en las partes internas del Sistema Solar. [59] : 130-132
A medida que la Tierra se enfrió, se formaron nubes . La lluvia creó los océanos. La evidencia reciente sugiere que los océanos pueden haber comenzado a formarse ya en el año 4,4 Ga. [34] Al comienzo del eón Arcaico, ya cubrían gran parte de la Tierra. Esta formación temprana ha sido difícil de explicar debido a un problema conocido como la paradoja del Sol joven y débil . Se sabe que las estrellas se vuelven más brillantes a medida que envejecen, y el Sol se ha vuelto un 30% más brillante desde su formación hace 4.500 millones de años. [70] Muchos modelos indican que la Tierra primitiva debería haber estado cubierta de hielo. [71] [66] Una solución probable es que había suficiente dióxido de carbono y metano para producir un efecto invernadero . El dióxido de carbono habría sido producido por los volcanes y el metano por los primeros microbios. Se plantea la hipótesis de que también existía una neblina orgánica creada a partir de los productos de la fotólisis del metano que también provocaba un efecto anti-invernadero . [72] Otro gas de efecto invernadero, el amoníaco , habría sido expulsado por los volcanes pero rápidamente destruido por la radiación ultravioleta. [62] : 83
Una de las razones del interés por la atmósfera y el océano primitivos es que constituyeron las condiciones bajo las cuales surgió la vida por primera vez. Hay muchos modelos, pero poco consenso, sobre cómo surgió la vida a partir de sustancias químicas no vivas; Los sistemas químicos creados en el laboratorio están muy por debajo de la complejidad mínima para un organismo vivo. [73] [74]
El primer paso en el surgimiento de la vida pueden haber sido reacciones químicas que produjeron muchos de los compuestos orgánicos más simples, incluidas las nucleobases y los aminoácidos , que son los componentes básicos de la vida. Un experimento realizado en 1953 por Stanley Miller y Harold Urey demostró que tales moléculas podían formarse en una atmósfera de agua, metano, amoníaco e hidrógeno con la ayuda de chispas para imitar el efecto de un rayo . [75] Aunque la composición atmosférica probablemente era diferente a la utilizada por Miller y Urey, experimentos posteriores con composiciones más realistas también lograron sintetizar moléculas orgánicas. [76] Las simulaciones por computadora muestran que moléculas orgánicas extraterrestres podrían haberse formado en el disco protoplanetario antes de la formación de la Tierra. [77]
Se podría haber alcanzado una complejidad adicional desde al menos tres puntos de partida posibles: la autorreplicación , la capacidad de un organismo para producir descendencia que sea similar a él mismo; metabolismo , su capacidad para alimentarse y repararse; y membranas celulares externas , que permiten la entrada de alimentos y la salida de productos de desecho, pero excluyen sustancias no deseadas. [78]
Incluso los miembros más simples de los tres dominios modernos de la vida utilizan el ADN para registrar sus "recetas" y una compleja serie de moléculas de ARN y proteínas para "leer" estas instrucciones y utilizarlas para el crecimiento, el mantenimiento y la autorreplicación.
El descubrimiento de que un tipo de molécula de ARN llamada ribozima puede catalizar tanto su propia replicación como la construcción de proteínas llevó a la hipótesis de que las formas de vida anteriores se basaban enteramente en el ARN. [79] Podrían haber formado un mundo de ARN en el que hubiera individuos pero no especies , ya que las mutaciones y las transferencias horizontales de genes habrían significado que la descendencia de cada generación probablemente tuviera genomas diferentes de aquellos con los que comenzaron sus padres. [80] Posteriormente, el ARN habría sido reemplazado por el ADN, que es más estable y, por lo tanto, puede construir genomas más largos, ampliando la gama de capacidades que puede tener un solo organismo. [81] Las ribozimas siguen siendo los componentes principales de los ribosomas , las "fábricas de proteínas" de las células modernas. [82]
Aunque en los laboratorios se han producido artificialmente moléculas de ARN cortas y autorreplicantes, [83] han surgido dudas sobre si es posible la síntesis natural no biológica de ARN. [84] [85] [86] Las primeras ribozimas pueden haberse formado a partir de ácidos nucleicos más simples como PNA , TNA o GNA , que habrían sido reemplazados más tarde por ARN. [87] [88] Se han postulado otros replicadores de pre-ARN , incluidos cristales [89] : 150 e incluso sistemas cuánticos. [90]
En 2003 se propuso que los precipitados de sulfuro de metal poroso ayudarían a la síntesis de ARN a aproximadamente 100 °C (212 °F) y a presiones del fondo del océano cerca de respiraderos hidrotermales . En esta hipótesis, las protocélulas quedarían confinadas en los poros del sustrato metálico hasta el posterior desarrollo de membranas lipídicas. [91]
Otra hipótesis de larga data es que la primera vida estuvo compuesta de moléculas de proteínas. Los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas , se sintetizan fácilmente en condiciones prebióticas plausibles, al igual que los pequeños péptidos ( polímeros de aminoácidos) que son buenos catalizadores. [92] : 295–297 Una serie de experimentos que comenzaron en 1997 demostraron que se podían formar aminoácidos y péptidos en presencia de monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno con sulfuro de hierro y sulfuro de níquel como catalizadores. La mayoría de los pasos de su ensamblaje requirieron temperaturas de aproximadamente 100 °C (212 °F) y presiones moderadas, aunque una etapa requirió 250 °C (482 °F) y una presión equivalente a la que se encuentra a menos de 7 kilómetros (4,3 millas) de roca. Por lo tanto, la síntesis autosostenida de proteínas podría haber ocurrido cerca de los respiraderos hidrotermales. [93]
Una dificultad con el escenario del metabolismo primero es encontrar una manera para que los organismos evolucionen. Sin la capacidad de replicarse como individuos, los agregados de moléculas tendrían "genomas composicionales" (recuentos de especies moleculares en el agregado) como objetivo de la selección natural. Sin embargo, un modelo reciente muestra que dicho sistema es incapaz de evolucionar en respuesta a la selección natural. [94]
Se ha sugerido que las "burbujas" de lípidos de doble pared , como las que forman las membranas externas de las células, pueden haber sido un primer paso esencial. [95] Experimentos que simularon las condiciones de la Tierra primitiva han informado sobre la formación de lípidos, y estos pueden formar espontáneamente liposomas , "burbujas" de doble pared, y luego reproducirse. Aunque no son intrínsecamente portadores de información como lo son los ácidos nucleicos, estarían sujetos a la selección natural para su longevidad y reproducción. Los ácidos nucleicos como el ARN podrían haberse formado más fácilmente dentro de los liposomas que en el exterior. [96]
Algunas arcillas , en particular la montmorillonita , tienen propiedades que las convierten en posibles aceleradores del surgimiento de un mundo de ARN: crecen por autorreplicación de su patrón cristalino, están sujetas a un análogo de la selección natural (como la "especie" de arcilla que crece más rápido en un entorno particular rápidamente se vuelve dominante) y puede catalizar la formación de moléculas de ARN. [97] Aunque esta idea no se ha convertido en el consenso científico, todavía tiene partidarios activos. [98] : 150–158 [89]
Una investigación realizada en 2003 informó que la montmorillonita también podría acelerar la conversión de ácidos grasos en "burbujas" y que las burbujas podrían encapsular el ARN adherido a la arcilla. Luego, las burbujas pueden crecer absorbiendo lípidos adicionales y dividiéndose. La formación de las primeras células puede haber sido favorecida por procesos similares. [99]
Una hipótesis similar presenta arcillas autorreplicantes ricas en hierro como progenitoras de nucleótidos , lípidos y aminoácidos. [100]
Se cree que de esta multiplicidad de protocélulas sólo sobrevivió una línea . La evidencia filogenética actual sugiere que el último ancestro universal (LUA) vivió durante el eón Arcaico temprano , quizás 3,5 Ga o antes. [101] [102] Esta célula LUA es el antepasado de toda la vida en la Tierra hoy. Probablemente era un procariota , que poseía una membrana celular y probablemente ribosomas, pero carecía de núcleo u orgánulos unidos a membranas como las mitocondrias o los cloroplastos . Al igual que las células modernas, utilizaba el ADN como código genético, el ARN para la transferencia de información y la síntesis de proteínas , y enzimas para catalizar reacciones . Algunos científicos creen que en lugar de que un solo organismo fuera el último ancestro común universal, había poblaciones de organismos que intercambiaban genes mediante transferencia genética lateral . [103]
El eón Proterozoico duró desde hace 2,5 Ga hasta 538,8 Ma (millones de años). [105] En este lapso de tiempo, los cratones se convirtieron en continentes con tamaños modernos. El cambio a una atmósfera rica en oxígeno fue un avance crucial. La vida se desarrolló de procariotas a eucariotas y formas multicelulares. El Proterozoico vio un par de glaciaciones severas llamadas Tierras Bola de Nieve . Después de la última bola de nieve de la Tierra, hace unos 600 Ma, la evolución de la vida en la Tierra se aceleró. Aproximadamente 580 Ma, la biota de Ediacara formó el preludio de la Explosión Cámbrica . [ cita necesaria ]
Las primeras células absorbieron energía y alimentos del entorno circundante. Utilizaron la fermentación , la descomposición de compuestos más complejos en compuestos menos complejos con menos energía, y utilizaron la energía así liberada para crecer y reproducirse. La fermentación sólo puede ocurrir en un ambiente anaeróbico (libre de oxígeno). La evolución de la fotosíntesis hizo posible que las células obtuvieran energía del Sol. [106] : 377
La mayor parte de la vida que cubre la superficie de la Tierra depende directa o indirectamente de la fotosíntesis. La forma más común, la fotosíntesis oxigenada, convierte el dióxido de carbono, el agua y la luz solar en alimento. Capta la energía de la luz solar en moléculas ricas en energía como el ATP, que luego proporciona la energía para producir azúcares. Para suministrar los electrones al circuito, se extrae hidrógeno del agua, dejando oxígeno como producto de desecho. [107] Algunos organismos, incluidas las bacterias púrpuras y las bacterias verdes del azufre , utilizan una forma anoxigénica de fotosíntesis que utiliza alternativas al hidrógeno extraído del agua como donantes de electrones ; ejemplos son el sulfuro de hidrógeno, el azufre y el hierro. Estos organismos extremófilos están restringidos a entornos que de otro modo serían inhóspitos, como fuentes termales y respiraderos hidrotermales. [106] : 379–382 [108]
La forma anoxigénica más simple surgió alrededor de 3,8 Ga, poco después de la aparición de la vida. El momento de la fotosíntesis oxigénica es más controvertido; ciertamente había aparecido en aproximadamente 2,4 Ga, pero algunos investigadores lo retrasaron hasta 3,2 Ga. [107] Este último "probablemente aumentó la productividad global en al menos dos o tres órdenes de magnitud". [109] [110] Entre los restos más antiguos de formas de vida productoras de oxígeno se encuentran los estromatolitos fósiles . [109] [110] [111]
Al principio, el oxígeno liberado estaba ligado a piedra caliza , hierro y otros minerales. El hierro oxidado aparece como capas rojas en estratos geológicos llamados formaciones de hierro en bandas que se formaron en abundancia durante el período Sideriano (entre 2500 Ma y 2300 Ma). [2] : 133 Cuando la mayoría de los minerales expuestos que reaccionaban fácilmente se oxidaron, el oxígeno finalmente comenzó a acumularse en la atmósfera. Aunque cada célula sólo produjo una cantidad mínima de oxígeno, el metabolismo combinado de muchas células durante un largo tiempo transformó la atmósfera de la Tierra a su estado actual. Esta fue la tercera atmósfera de la Tierra. [112] : 50–51 [62] : 83–84, 116–117
Parte del oxígeno fue estimulado por la radiación ultravioleta solar para formar ozono , que se acumuló en una capa cerca de la parte superior de la atmósfera. La capa de ozono absorbió, y todavía absorbe, una cantidad significativa de radiación ultravioleta que alguna vez atravesó la atmósfera. Permitió que las células colonizaran la superficie del océano y, finalmente, la tierra: sin la capa de ozono, la radiación ultravioleta que bombardeaba la tierra y el mar habría causado niveles insostenibles de mutación en las células expuestas. [113] [59] : 219–220
La fotosíntesis tuvo otro impacto importante. El oxígeno era tóxico; gran parte de la vida en la Tierra probablemente se extinguió a medida que sus niveles aumentaron en lo que se conoce como la catástrofe del oxígeno . Las formas resistentes sobrevivieron y prosperaron, y algunas desarrollaron la capacidad de utilizar oxígeno para aumentar su metabolismo y obtener más energía del mismo alimento. [113]
La evolución natural del Sol lo hizo progresivamente más luminoso durante los eones Arcaico y Proterozoico; La luminosidad del Sol aumenta un 6% cada mil millones de años. [59] : 165 Como resultado, la Tierra comenzó a recibir más calor del Sol en el eón Proterozoico. Sin embargo, la Tierra no se calentó. En cambio, el registro geológico sugiere que se enfrió dramáticamente durante el Proterozoico temprano. Los depósitos glaciares encontrados en Sudáfrica se remontan a 2,2 Ga, momento en el que, según evidencia paleomagnética , debieron estar ubicados cerca del ecuador. Así, esta glaciación, conocida como glaciación huroniana , pudo haber sido global. Algunos científicos sugieren que esto fue tan grave que la Tierra quedó congelada desde los polos hasta el ecuador, una hipótesis llamada Tierra bola de nieve. [114]
La edad de hielo huroniana podría haber sido causada por el aumento de la concentración de oxígeno en la atmósfera, lo que provocó la disminución de metano (CH 4 ) en la atmósfera. El metano es un potente gas de efecto invernadero, pero reacciona con el oxígeno para formar CO 2 , un gas de efecto invernadero menos eficaz. [59] : 172 Cuando el oxígeno libre estuvo disponible en la atmósfera, la concentración de metano podría haber disminuido dramáticamente, lo suficiente para contrarrestar el efecto del creciente flujo de calor del Sol. [115]
Sin embargo, el término Tierra bola de nieve se usa más comúnmente para describir edades de hielo extremas posteriores durante el período criogénico . Hubo cuatro períodos, cada uno de los cuales duró unos 10 millones de años, hace entre 750 y 580 millones de años, en los que se cree que la Tierra estuvo cubierta de hielo, excepto las montañas más altas, y las temperaturas promedio fueron de aproximadamente -50 °C (-58 °C). F). [116] La bola de nieve puede haberse debido en parte a la ubicación del supercontinente Rodinia a ambos lados del ecuador . El dióxido de carbono se combina con la lluvia para desgastar las rocas y formar ácido carbónico, que luego es arrastrado al mar, extrayendo así el gas de efecto invernadero de la atmósfera. Cuando los continentes están cerca de los polos, el avance del hielo cubre las rocas, frenando la reducción de dióxido de carbono, pero en el Criogénico la meteorización de Rodinia pudo continuar sin control hasta que el hielo avanzó hacia los trópicos. Es posible que el proceso finalmente haya sido revertido por la emisión de dióxido de carbono de los volcanes o la desestabilización de los hidratos de gas metano . Según la teoría alternativa de la Tierra Slushball , incluso en el apogeo de las edades de hielo todavía había aguas abiertas en el ecuador. [117] [118]
La taxonomía moderna clasifica la vida en tres dominios. La época de su origen es incierta. El dominio Bacteria probablemente fue el primero en separarse de las otras formas de vida (a veces llamado Neomura ), pero esta suposición es controvertida. Poco después de esto, en el año 2 Ga, [119] los Neomura se dividieron en Archaea y Eukaryota . Las células eucariotas (Eukaryota) son más grandes y complejas que las células procarióticas (Bacteria y Archaea), y recién ahora se está conociendo el origen de esa complejidad. [120] Los primeros fósiles que poseen características típicas de los hongos datan de la era Paleoproterozoica , hace unos 2,4 Ga; Estos organismos bentónicos multicelulares tenían estructuras filamentosas capaces de anastomosis . [121]
Por esta época se formó la primera protomitocondria . Una célula bacteriana relacionada con la Rickettsia actual , [122] que había evolucionado para metabolizar el oxígeno , entró en una célula procariótica más grande, que carecía de esa capacidad. Quizás la célula grande intentó digerir a la más pequeña pero fracasó (posiblemente debido a la evolución de las defensas de la presa). Es posible que la célula más pequeña haya intentado parasitar a la más grande. En cualquier caso, la célula más pequeña sobrevivió dentro de la célula más grande. Utilizando oxígeno, metabolizó los productos de desecho de las células más grandes y obtuvo más energía. Parte de este exceso de energía fue devuelto al huésped. La célula más pequeña se replicó dentro de la más grande. Pronto, se desarrolló una simbiosis estable entre la célula grande y las células más pequeñas de su interior. Con el tiempo, la célula huésped adquirió algunos genes de las células más pequeñas, y los dos tipos se volvieron dependientes entre sí: la célula más grande no podía sobrevivir sin la energía producida por las más pequeñas, y éstas, a su vez, no podían sobrevivir sin la energía producida por las más pequeñas. Materias primas proporcionadas por la célula más grande. La célula completa ahora se considera un solo organismo y las células más pequeñas se clasifican como orgánulos llamados mitocondrias. [123]
Un evento similar ocurrió con las cianobacterias fotosintéticas [124] que ingresaron a grandes células heterótrofas y se convirtieron en cloroplastos. [112] : 60–61 [125] : 536–539 Probablemente como resultado de estos cambios, una línea de células capaces de realizar la fotosíntesis se separó de los otros eucariotas hace más de mil millones de años. Probablemente hubo varios eventos de inclusión de este tipo. Además de la teoría endosimbiótica bien establecida sobre el origen celular de las mitocondrias y los cloroplastos, existen teorías de que las células condujeron a los peroxisomas , las espiroquetas a los cilios y flagelos , y que tal vez un virus de ADN condujo al núcleo celular, [126] [127] aunque ninguno de ellos es ampliamente aceptado. [128]
Los arqueos, las bacterias y los eucariotas continuaron diversificándose y volviéndose más complejos y mejor adaptados a sus entornos. Cada dominio se dividió repetidamente en múltiples linajes. Alrededor del año 1,1 Ga, las líneas de plantas , animales y hongos se habían dividido, aunque todavía existían como células solitarias. Algunos de ellos vivían en colonias y gradualmente comenzó a producirse una división del trabajo ; por ejemplo, las células de la periferia podrían haber comenzado a asumir funciones diferentes a las del interior. Aunque la división entre una colonia con células especializadas y un organismo multicelular no siempre está clara, hace alrededor de mil millones de años [129] surgieron las primeras plantas multicelulares, probablemente algas verdes . [130] Posiblemente alrededor de 900 Ma [125] : 488 la verdadera multicelularidad también había evolucionado en animales. [131]
Al principio, probablemente se parecía a las esponjas actuales , que tienen células totipotentes que permiten que un organismo alterado se recomponga. [125] : 483–487 A medida que se completó la división del trabajo en los diferentes linajes de organismos multicelulares, las células se volvieron más especializadas y más dependientes unas de otras. [132]
Las reconstrucciones del movimiento de las placas tectónicas en los últimos 250 millones de años (las eras Cenozoica y Mesozoica) se pueden realizar de manera confiable ajustando los márgenes continentales, las anomalías magnéticas del fondo del océano y los polos paleomagnéticos . Ninguna corteza oceánica se remonta a más tiempo, por lo que las reconstrucciones anteriores son más difíciles. Los polos paleomagnéticos se complementan con evidencia geológica como los cinturones orogénicos , que marcan los bordes de placas antiguas, y distribuciones pasadas de flora y fauna. Cuanto más atrás en el tiempo, más escasos y difíciles de interpretar se vuelven los datos y más inciertas las reconstrucciones. [133] : 370
A lo largo de la historia de la Tierra, ha habido momentos en que los continentes chocaron y formaron un supercontinente, que luego se dividió en nuevos continentes. Entre 1000 y 830 Ma, la mayor parte de la masa continental estaba unida en el supercontinente Rodinia. [133] : 370 [134] Rodinia puede haber sido precedida por continentes del Proterozoico temprano-medio llamados Nuna y Columbia. [133] : 374 [135] [136]
Después de la desintegración de Rodinia hace unos 800 Ma, los continentes pueden haber formado otro supercontinente de corta duración alrededor de 550 Ma. El hipotético supercontinente a veces se denomina Pannotia o Vendia . [137] : 321–322 La evidencia de ello es una fase de colisión continental conocida como orogenia panafricana , que unió las masas continentales de las actuales África, América del Sur, la Antártida y Australia. La existencia de Pannotia depende del momento de la ruptura entre Gondwana (que incluía la mayor parte de la masa continental que ahora se encuentra en el hemisferio sur, así como la Península Arábiga y el subcontinente indio ) y Laurentia (aproximadamente equivalente a la actual América del Norte). [133] : 374 Es al menos seguro que al final del eón Proterozoico, la mayor parte de la masa continental yacía unida en una posición alrededor del polo sur. [138]
Al final del Proterozoico se produjeron al menos dos Tierras Bola de Nieve, tan severas que la superficie de los océanos pudo haber quedado completamente congelada. Esto ocurrió alrededor de 716,5 y 635 Ma, en el período criogénico . [139] La intensidad y el mecanismo de ambas glaciaciones todavía están bajo investigación y son más difíciles de explicar que la Tierra Bola de Nieve del Proterozoico temprano. [140] La mayoría de los paleoclimatólogos piensan que los episodios de frío estuvieron relacionados con la formación del supercontinente Rodinia. [141] Debido a que Rodinia estaba centrada en el ecuador, las tasas de meteorización química aumentaron y se extrajo dióxido de carbono (CO 2 ) de la atmósfera. Debido a que el CO 2 es un importante gas de efecto invernadero, los climas se enfriaron a nivel mundial. [142]
Del mismo modo, durante las Tierras Bola de Nieve la mayor parte de la superficie continental quedó cubierta de permafrost , lo que volvió a disminuir la meteorización química, provocando el fin de las glaciaciones. Una hipótesis alternativa es que se escapó suficiente dióxido de carbono a través de la desgasificación volcánica como para que el efecto invernadero resultante elevara las temperaturas globales. [141] El aumento de la actividad volcánica resultó de la desintegración de Rodinia aproximadamente al mismo tiempo. [143]
Al período criogénico le siguió el período de Ediacara , que se caracterizó por un rápido desarrollo de nuevas formas de vida multicelulares. [144] No está claro si existe una conexión entre el final de las severas edades de hielo y el aumento de la diversidad de vida, pero no parece una coincidencia. Las nuevas formas de vida, llamadas Ediacara biota, eran más grandes y diversas que nunca. Aunque la taxonomía de la mayoría de las formas de vida de Ediacara no está clara, algunas fueron antepasados de grupos de vida modernos. [145] Avances importantes fueron el origen de las células musculares y neurales. Ninguno de los fósiles de Ediacara tenía partes del cuerpo duras como los esqueletos. Estos aparecen por primera vez después del límite entre los eones Proterozoico y Fanerozoico o los períodos Ediacárico y Cámbrico. [146]
El Fanerozoico es el eón actual de la Tierra, que comenzó hace aproximadamente 538,8 millones de años. Consta de tres eras: Paleozoica , Mesozoica y Cenozoica , [105] y es la época en la que la vida multicelular se diversificó enormemente en casi todos los organismos conocidos hoy en día. [147]
La era Paleozoica ("vieja vida") fue la primera y más larga era del eón fanerozoico, que duró de 538,8 a 251,9 Ma. [105] Durante el Paleozoico, surgieron muchos grupos de vida modernos. La vida colonizó la tierra, primero las plantas y luego los animales. Se produjeron dos extinciones importantes. Los continentes formados durante la ruptura de Pannotia y Rodinia al final del Proterozoico se volvieron a unir lentamente, formando el supercontinente Pangea a finales del Paleozoico. [148]
La era Mesozoica ("vida media") duró desde 251,9 Ma hasta 66 Ma. [105] Se subdivide en los períodos Triásico , Jurásico y Cretácico . La era comenzó con el evento de extinción del Pérmico-Triásico , el evento de extinción más grave en el registro fósil; El 95% de las especies de la Tierra se extinguieron. [149] Terminó con el evento de extinción Cretácico-Paleógeno que acabó con los dinosaurios . [150]
La era Cenozoica ("nueva vida") comenzó hace 66 Ma y se subdivide en los períodos Paleógeno , Neógeno y Cuaternario. Estos tres períodos se dividen a su vez en siete subdivisiones, con el Paleógeno compuesto por el Paleoceno , Eoceno y Oligoceno , el Neógeno dividido en Mioceno , Plioceno y el Cuaternario compuesto por el Pleistoceno y el Holoceno. [151] Mamíferos, aves, anfibios, cocodrilos, tortugas y lepidosaurios sobrevivieron al evento de extinción del Cretácico-Paleógeno que acabó con los dinosaurios no aviares y muchas otras formas de vida, y esta es la era durante la cual se diversificaron en sus formas modernas. . [152]
Al final del Proterozoico, el supercontinente Pannotia se había dividido en los continentes más pequeños Laurentia, Báltica , Siberia y Gondwana. [153] Durante los períodos en que los continentes se separan, la actividad volcánica forma más corteza oceánica. Debido a que la corteza volcánica joven es relativamente más caliente y menos densa que la corteza oceánica vieja, los fondos oceánicos se elevan durante esos períodos. Esto hace que el nivel del mar aumente. Por tanto, en la primera mitad del Paleozoico, grandes zonas de los continentes se encontraban por debajo del nivel del mar. [ cita necesaria ]
Los climas del Paleozoico temprano eran más cálidos que los actuales, pero al final del Ordovícico se produjo una breve edad de hielo durante la cual los glaciares cubrieron el polo sur, donde se encontraba el enorme continente Gondwana. Sólo en el antiguo Gondwana se encuentran vestigios de glaciación de este período. Durante la edad de hielo del Ordovícico tardío se produjeron algunas extinciones masivas en las que desaparecieron muchos braquiópodos , trilobites, briozoos y corales . Estas especies marinas probablemente no podrían hacer frente a la disminución de la temperatura del agua del mar. [154]
Los continentes Laurentia y Báltica colisionaron entre 450 y 400 Ma, durante la Orogenia Caledonia , para formar Laurussia (también conocida como Euramérica). [155] Se pueden encontrar rastros del cinturón montañoso que provocó esta colisión en Escandinavia , Escocia y los Apalaches del norte . En el período Devónico (416–359 Ma) [23] Gondwana y Siberia comenzaron a avanzar hacia Laurussia. El choque de Siberia con Laurussia provocó la orogenia de los Urales , el choque de Gondwana con Laurussia se denomina orogenia varisca o herciniana en Europa o orogenia alegheniana en América del Norte. La última fase tuvo lugar durante el período Carbonífero (359-299 Ma) [23] y resultó en la formación del último supercontinente, Pangea. [60]
Hacia 180 Ma, Pangea se dividió en Laurasia y Gondwana. [ cita necesaria ]
El ritmo de evolución de la vida registrado por los fósiles se aceleró en el período Cámbrico (542-488 Ma). [23] La aparición repentina de muchas especies, filos y formas nuevas en este período se denomina explosión cámbrica. Era una forma de radiación adaptativa , donde los nichos vacantes dejados por la biota extinta de Ediacara se llenaban con la aparición de nuevos filos. [156] El fomento biológico de la Explosión Cámbrica no tuvo precedentes antes y desde entonces. [59] : 229 Mientras que las formas de vida de Ediacara parecen todavía primitivas y no son fáciles de clasificar en ningún grupo moderno, al final del Cámbrico los filos más modernos ya estaban presentes. El desarrollo de partes duras del cuerpo como caparazones, esqueletos o exoesqueletos en animales como moluscos , equinodermos , crinoideos y artrópodos (un grupo muy conocido de artrópodos del Paleozoico inferior son los trilobites ) hizo que la preservación y fosilización de tales formas de vida fuera más fácil que los de sus ancestros proterozoicos. Por esta razón, se sabe mucho más sobre la vida en el Cámbrico y después que sobre la de períodos más antiguos. Algunos de estos grupos cámbricos parecen complejos pero aparentemente son bastante diferentes de la vida moderna; ejemplos son Anomalocaris y Haikouichthys . Sin embargo, más recientemente parecen haber encontrado un lugar en la clasificación moderna. [157]
Durante el Cámbrico aparecieron los primeros animales vertebrados , entre ellos los primeros peces . [125] : 357 Una criatura que podría haber sido el antepasado de los peces, o probablemente estaba estrechamente relacionada con él, fue Pikaia . Tenía una notocorda primitiva , una estructura que podría haberse desarrollado posteriormente hasta convertirse en una columna vertebral . Los primeros peces con mandíbulas ( Gnathostomata ) aparecieron durante el siguiente período geológico, el Ordovícico . La colonización de nuevos nichos resultó en tamaños corporales masivos. De esta manera, durante el Paleozoico temprano evolucionaron peces con tamaños cada vez mayores, como el placodermo titánico Dunkleosteus , que podía crecer hasta 7 metros (23 pies) de largo. [158]
La diversidad de formas de vida no aumentó mucho debido a una serie de extinciones masivas que definen unidades bioestratigráficas generalizadas llamadas biomeros . [159] Después de cada pulso de extinción, las regiones de la plataforma continental fueron repobladas por formas de vida similares que pueden haber estado evolucionando lentamente en otros lugares. [160] A finales del Cámbrico, los trilobites habían alcanzado su mayor diversidad y dominaban casi todos los conjuntos fósiles. [161] : 34
La acumulación de oxígeno a partir de la fotosíntesis resultó en la formación de una capa de ozono que absorbió gran parte de la radiación ultravioleta del Sol , lo que significa que los organismos unicelulares que llegaron a la tierra tenían menos probabilidades de morir, y los procariotas comenzaron a multiplicarse y adaptarse mejor a sobrevivir fuera del agua. Los linajes procariotas probablemente habían colonizado la tierra ya en el año 3 Ga [162] [163] incluso antes del origen de los eucariotas. Durante mucho tiempo, la tierra permaneció desprovista de organismos multicelulares. El supercontinente Pannotia se formó alrededor de 600 Ma y luego se rompió unos 50 millones de años después. [164] Los peces, los primeros vertebrados , evolucionaron en los océanos alrededor de 530 Ma. [125] : 354 Un evento de extinción importante ocurrió cerca del final del período Cámbrico, [165] que terminó hace 488 Ma. [166]
Hace varios cientos de millones de años, las plantas (probablemente parecidas a las algas ) y los hongos comenzaron a crecer en los bordes del agua y luego fuera de ella. [167] : 138-140 Los fósiles más antiguos de hongos y plantas terrestres datan de 480-460 Ma, aunque la evidencia molecular sugiere que los hongos pueden haber colonizado la tierra ya en 1000 Ma y las plantas hace 700 Ma. [168] Al permanecer inicialmente cerca de la orilla del agua, las mutaciones y variaciones dieron como resultado una mayor colonización de este nuevo entorno. No se conoce con precisión el momento en que los primeros animales abandonaron los océanos: la evidencia clara más antigua es la de los artrópodos en la tierra alrededor de 450 Ma, [169] tal vez prosperando y adaptándose mejor debido a la vasta fuente de alimento proporcionada por las plantas terrestres. También hay pruebas no confirmadas de que los artrópodos pueden haber aparecido en la tierra ya en 530 Ma. [170]
Al final del período Ordovícico, 443 Ma, [23] se produjeron eventos de extinción adicionales , tal vez debido a una edad de hielo concurrente. [154] Alrededor de 380 a 375 Ma, los primeros tetrápodos evolucionaron a partir de peces. [171] Las aletas evolucionaron hasta convertirse en extremidades que los primeros tetrápodos usaban para levantar la cabeza fuera del agua y respirar aire. Esto les permitiría vivir en aguas pobres en oxígeno o perseguir presas pequeñas en aguas poco profundas. [171] Es posible que más tarde se hayan aventurado en tierra firme durante breves períodos. Con el tiempo, algunos de ellos se adaptaron tan bien a la vida terrestre que pasaron su vida adulta en tierra, aunque eclosionaron en el agua y regresaron para poner sus huevos. Este fue el origen de los anfibios . Alrededor de 365 Ma se produjo otro período de extinción , quizás como resultado del enfriamiento global . [172] Las plantas desarrollaron semillas , lo que aceleró dramáticamente su propagación en la tierra, alrededor de esta época (aproximadamente 360 Ma). [173] [174]
Unos 20 millones de años después (340 Ma [125] : 293-296 ), evolucionó el huevo amniótico , que podía depositarse en la tierra, dando una ventaja de supervivencia a los embriones de tetrápodos. Esto resultó en la divergencia entre los amniotas y los anfibios. Otros 30 millones de años (310 Ma [125] : 254-256 ) vieron la divergencia de los sinápsidos (incluidos los mamíferos) de los saurópsidos (incluidos las aves y los reptiles). Otros grupos de organismos continuaron evolucionando y las líneas divergieron (en peces, insectos, bacterias, etc.), pero se conocen menos detalles. [ cita necesaria ]
Después de otra extinción, la más grave del período (251-250 Ma), alrededor de 230 Ma, los dinosaurios se separaron de sus ancestros reptiles. [175] El evento de extinción del Triásico-Jurásico en 200 Ma salvó a muchos de los dinosaurios, [23] [176] y pronto se volvieron dominantes entre los vertebrados. Aunque algunas líneas de mamíferos comenzaron a separarse durante este período, los mamíferos existentes probablemente eran animales pequeños parecidos a musarañas . [125] : 169
El límite entre los dinosaurios aviares y no aviares no está claro, pero el Archaeopteryx , tradicionalmente considerado una de las primeras aves, vivió alrededor de 150 Ma. [177]
La evidencia más temprana de que las angiospermas desarrollaron flores se remonta al período Cretácico, unos 20 millones de años después (132 Ma). [178]
La primera de cinco grandes extinciones masivas fue la extinción del Ordovícico-Silúrico . Su posible causa fue la intensa glaciación de Gondwana, que finalmente dio lugar a una Tierra Bola de Nieve . Se extinguieron el 60% de los invertebrados marinos y el 25% de todas las familias. [ cita necesaria ]
La segunda extinción masiva fue la extinción del Devónico tardío , probablemente provocada por la evolución de los árboles, que podría haber provocado el agotamiento de los gases de efecto invernadero (como el CO 2 ) o la eutrofización del agua. El 70% de todas las especies se extinguieron. [179]
La tercera extinción masiva fue el evento Pérmico-Triásico, o la Gran Mortandad , posiblemente causada por alguna combinación del evento volcánico de las Trampas Siberianas , el impacto de un asteroide, la gasificación de hidrato de metano , las fluctuaciones del nivel del mar y un evento anóxico importante . El cráter propuesto Wilkes Land [180] en la Antártida o la estructura Bedout frente a la costa noroeste de Australia pueden indicar una conexión de impacto con la extinción del Pérmico-Triásico. Pero sigue siendo incierto si estos u otros cráteres límite propuestos para el Pérmico-Triásico son cráteres de impacto reales o incluso contemporáneos del evento de extinción del Pérmico-Triásico. Esta fue, con diferencia, la extinción más mortífera jamás vivida, con aproximadamente el 57% de todas las familias y el 83% de todos los géneros asesinados. [181] [182]
La cuarta extinción masiva fue el evento de extinción Triásico-Jurásico en el que casi todos los sinápsidos y arcosaurios se extinguieron, probablemente debido a una nueva competencia de los dinosaurios. [183]
La quinta y más reciente extinción masiva fue el evento de extinción Cretácico-Paleógeno . Hace 66 millones de años, un asteroide de 10 kilómetros (6,2 millas) chocó contra la Tierra justo frente a la península de Yucatán , en algún lugar del extremo suroeste de la entonces Laurasia, donde hoy se encuentra el cráter Chicxulub . Esto expulsó grandes cantidades de partículas y vapor al aire que ocluyeron la luz solar, inhibiendo la fotosíntesis. El 75% de toda la vida, incluidos los dinosaurios no aviares, se extinguió, [184] marcando el final del período Cretácico y la era Mesozoica. [ cita necesaria ]
Los primeros mamíferos verdaderos evolucionaron a la sombra de los dinosaurios y otros grandes arcosaurios que llenaron el mundo a finales del Triásico. Los primeros mamíferos eran muy pequeños y probablemente eran nocturnos para escapar de la depredación. La diversificación de los mamíferos realmente comenzó sólo después del evento de extinción del Cretácico-Paleógeno. [185] A principios del Paleoceno, la Tierra se recuperó de la extinción y la diversidad de mamíferos aumentó. Criaturas como Ambulocetus se trasladaron a los océanos para eventualmente evolucionar hasta convertirse en ballenas, [186] mientras que algunas criaturas, como los primates, se subieron a los árboles. [187] Todo esto cambió durante el Eoceno medio y tardío cuando la corriente circunantártica se formó entre la Antártida y Australia, lo que alteró los patrones climáticos a escala global. La sabana sin pasto comenzó a predominar en gran parte del paisaje, y mamíferos como Andrewsarchus surgieron hasta convertirse en el mamífero depredador terrestre más grande conocido jamás, [188] y las primeras ballenas como Basilosaurus tomaron el control de los mares. [ cita necesaria ]
La evolución de los pastos trajo un cambio notable al paisaje de la Tierra, y los nuevos espacios abiertos creados empujaron a los mamíferos a crecer cada vez más. La hierba comenzó a expandirse en el Mioceno, y en el Mioceno es donde aparecieron por primera vez muchos mamíferos modernos. Ungulados gigantes como Paraceratherium y Deinotherium evolucionaron para gobernar los pastizales. La evolución de la hierba también hizo descender a los primates de los árboles e inició la evolución humana . Los primeros grandes felinos también evolucionaron durante esta época. [189] El mar de Tetis quedó cerrado por la colisión de África y Europa. [190]
La formación de Panamá fue quizás el evento geológico más importante ocurrido en los últimos 60 millones de años. Las corrientes del Atlántico y del Pacífico se cerraron entre sí, lo que provocó la formación de la Corriente del Golfo , que hizo que Europa se calentara. El puente terrestre permitió que las criaturas aisladas de América del Sur migraran a América del Norte y viceversa. [191] Varias especies migraron hacia el sur, lo que llevó a la presencia en América del Sur de llamas , osos de anteojos , kinkajous y jaguares . [ cita necesaria ]
Hace tres millones de años comenzó la época del Pleistoceno, que se caracterizó por cambios climáticos dramáticos debido a las edades de hielo. Las glaciaciones propiciaron la evolución del hombre moderno en el África sahariana y su expansión. La megafauna que dominaba se alimentaba de pastizales que, para entonces, se habían apoderado de gran parte del mundo subtropical. Las grandes cantidades de agua contenidas en el hielo permitieron que varias masas de agua se redujeran y en ocasiones desaparecieran, como el Mar del Norte y el Estrecho de Bering. Muchos creen que se produjo una gran migración a lo largo de Beringia , razón por la cual hoy en día hay camellos (que evolucionaron y se extinguieron en América del Norte), caballos (que evolucionaron y se extinguieron en América del Norte) y nativos americanos. El final de la última edad de hielo coincidió con la expansión del hombre, junto con una desaparición masiva de la megafauna de la edad de hielo. Esta extinción recibe el sobrenombre de " la Sexta Extinción ".
Un pequeño simio africano que vivió alrededor de 6 Ma fue el último animal cuyos descendientes incluirían tanto a los humanos modernos como a sus parientes más cercanos, los chimpancés . [101] [125] : 100–101 Sólo dos ramas de su árbol genealógico tienen descendientes supervivientes. Muy poco después de la división, por razones que aún no están claras, los simios de una rama desarrollaron la capacidad de caminar erguidos . [125] : 95–99 El tamaño del cerebro aumentó rápidamente y, hace 2 millones de años, aparecieron los primeros animales clasificados en el género Homo . [167] : 300 Casi al mismo tiempo, la otra rama se dividió en los ancestros del chimpancé común y los ancestros del bonobo a medida que la evolución continuaba simultáneamente en todas las formas de vida. [125] : 100–101
La capacidad de controlar el fuego probablemente comenzó en el Homo erectus (u Homo ergaster ), probablemente hace al menos 790.000 años [192] , pero quizás ya hace 1,5 Ma. [125] : 67 El uso y descubrimiento del fuego controlado puede incluso ser anterior al Homo erectus . El fuego fue posiblemente utilizado por el homínido Homo habilis del Paleolítico Inferior ( Olduvaiense ) temprano o por australopitecos fuertes como Paranthropus . [193]
Es más difícil establecer el origen del lenguaje ; No está claro si el Homo erectus podía hablar o si esa capacidad no había comenzado hasta el Homo sapiens . [125] : 67 A medida que aumentaba el tamaño del cerebro, los bebés nacían antes, antes de que sus cabezas crecieran demasiado para pasar a través de la pelvis . Como resultado, exhibieron más plasticidad y, por lo tanto, poseían una mayor capacidad de aprender y requirieron un período de dependencia más prolongado. Las habilidades sociales se volvieron más complejas, el lenguaje se volvió más sofisticado y las herramientas se volvieron más elaboradas. Esto contribuyó a una mayor cooperación y desarrollo intelectual. [195] : 7 Se cree que los humanos modernos ( Homo sapiens ) se originaron hace unos 200.000 años o antes en África ; Los fósiles más antiguos se remontan a hace unos 160.000 años. [196]
Los primeros humanos que mostraron signos de espiritualidad fueron los neandertales (normalmente clasificados como una especie separada sin descendientes supervivientes); enterraban a sus muertos, a menudo sin señales de comida ni herramientas. [197] : 17 Sin embargo, evidencia de creencias más sofisticadas, como las primeras pinturas rupestres de Cromagnon (probablemente con significado mágico o religioso) [197] : 17-19 no aparecieron hasta hace 32.000 años. [198] Los cromañones también dejaron estatuillas de piedra como la Venus de Willendorf , que probablemente también simbolizan creencias religiosas. [197] : 17-19 Hace 11.000 años, el Homo sapiens había llegado al extremo sur de América del Sur , el último de los continentes deshabitados (a excepción de la Antártida, que permaneció sin descubrir hasta 1820 d.C.). [199] El uso de herramientas y la comunicación continuaron mejorando y las relaciones interpersonales se volvieron más complejas. [ cita necesaria ]
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A lo largo de más del 90% de su historia, el Homo sapiens vivió en pequeños grupos como cazadores-recolectores nómadas . [195] : 8 A medida que el lenguaje se volvió más complejo, la capacidad de recordar y comunicar información dio lugar, según una teoría propuesta por Richard Dawkins , a un nuevo replicador: el meme . [200] Las ideas podían intercambiarse rápidamente y transmitirse de generación en generación. La evolución cultural rápidamente superó a la evolución biológica y comenzó la historia propiamente dicha. Entre el 8500 y el 7000 a.C. , los humanos del Creciente Fértil de Oriente Medio comenzaron la cría sistemática de plantas y animales: la agricultura . [201] Esto se extendió a las regiones vecinas y se desarrolló de forma independiente en otros lugares, hasta que la mayoría del Homo sapiens vivió una vida sedentaria en asentamientos permanentes como agricultores. No todas las sociedades abandonaron el nomadismo, especialmente aquellas de zonas aisladas del globo pobres en especies de plantas domesticables , como Australia . [202] Sin embargo, entre aquellas civilizaciones que adoptaron la agricultura, la relativa estabilidad y el aumento de la productividad proporcionados por la agricultura permitieron que la población se expandiera. [ cita necesaria ]
La agricultura tuvo un impacto importante; Los humanos comenzaron a afectar el medio ambiente como nunca antes. El excedente de alimentos permitió que surgiera una clase sacerdotal o gobernante, seguida de una creciente división del trabajo . Esto condujo a la primera civilización de la Tierra en Sumer , en el Medio Oriente, entre el 4000 y el 3000 a.C. [195] : 15 Civilizaciones adicionales surgieron rápidamente en el antiguo Egipto , en el valle del río Indo y en China. La invención de la escritura permitió que surgieran sociedades complejas: los registros y las bibliotecas sirvieron como depósitos de conocimientos y aumentaron la transmisión cultural de información. Los seres humanos ya no tenían que dedicar todo su tiempo a trabajar para sobrevivir, lo que permitió las primeras ocupaciones especializadas (por ejemplo, artesanos, comerciantes, sacerdotes, etc.). La curiosidad y la educación impulsaron la búsqueda del conocimiento y la sabiduría, y surgieron diversas disciplinas, incluida la ciencia (en una forma primitiva). Esto, a su vez, condujo al surgimiento de civilizaciones cada vez más grandes y complejas, como los primeros imperios, que en ocasiones comerciaban entre sí o luchaban por territorios y recursos.
Alrededor del año 500 a. C., había civilizaciones avanzadas en Oriente Medio, Irán, India, China y Grecia, que a veces se expandían y otras entraban en declive. [195] : 3 En 221 a. C., China se convirtió en una entidad política única que crecería hasta extender su cultura por todo el este de Asia , y sigue siendo la nación más poblada del mundo. Durante este período, aparecieron en la civilización del valle del Indo famosos textos hindúes conocidos como vedas . Esta civilización se desarrolló en la guerra , las artes , las ciencias , las matemáticas y la arquitectura . [ cita necesaria ] Los fundamentos de la civilización occidental se moldearon en gran medida en la Antigua Grecia , con el primer gobierno democrático del mundo y grandes avances en filosofía y ciencia , y en la Antigua Roma con avances en el derecho, el gobierno y la ingeniería. [203] El Imperio Romano fue cristianizado por el emperador Constantino a principios del siglo IV y decayó a finales del siglo V. A partir del siglo VII comenzó la cristianización de Europa y, al menos desde el siglo IV, el cristianismo ha desempeñado un papel destacado en la configuración de la civilización occidental . [204] [205] [206] [207] [208] [209] [210] [211] En 610, se fundó el Islam y rápidamente se convirtió en la religión dominante en Asia occidental . La Casa de la Sabiduría se estableció en Bagdad , Irak , durante la era abasí . [212] Se considera que fue un importante centro intelectual durante la Edad de Oro islámica , donde los eruditos musulmanes en Bagdad y El Cairo florecieron desde el siglo IX al XIII hasta el saqueo mongol de Bagdad en 1258 d.C. En 1054 dC, el Gran Cisma entre la Iglesia Católica Romana y la Iglesia Ortodoxa Oriental provocó diferencias culturales prominentes entre Europa occidental y oriental . [213]
En el siglo XIV, comenzó el Renacimiento en Italia con avances en la religión, el arte y la ciencia. [195] : 317–319 En ese momento, la Iglesia cristiana como entidad política perdió gran parte de su poder. En 1492, Cristóbal Colón llegó a América, iniciando grandes cambios hacia el nuevo mundo . La civilización europea comenzó a cambiar a partir de 1500, dando lugar a las revoluciones científica e industrial . Ese continente comenzó a ejercer dominio político y cultural sobre las sociedades humanas de todo el mundo, época conocida como la era colonial (ver también Era de los descubrimientos ). [195] : 295–299 En el siglo XVIII, un movimiento cultural conocido como el Siglo de las Luces moldeó aún más la mentalidad de Europa y contribuyó a su secularización . De 1914 a 1918 y de 1939 a 1945, naciones de todo el mundo se vieron envueltas en guerras mundiales . Establecida después de la Primera Guerra Mundial , la Liga de Naciones fue un primer paso en el establecimiento de instituciones internacionales para resolver disputas pacíficamente. Después de no poder evitar la Segunda Guerra Mundial , el conflicto más sangriento de la humanidad, fue reemplazada por las Naciones Unidas . Después de la guerra, se formaron muchos nuevos estados, declarando o obteniendo la independencia en un período de descolonización . Los Estados Unidos capitalistas democráticos y la Unión Soviética socialista se convirtieron durante un tiempo en las superpotencias dominantes del mundo y mantuvieron una rivalidad ideológica, a menudo violenta, conocida como la Guerra Fría hasta la disolución de esta última. En 1992, varias naciones europeas se unieron a la Unión Europea . A medida que mejoraron el transporte y las comunicaciones, las economías y los asuntos políticos de las naciones de todo el mundo se han entrelazado cada vez más. Esta globalización a menudo ha producido tanto conflicto como cooperación. [ cita necesaria ]
El cambio ha continuado a un ritmo rápido desde mediados de la década de 1940 hasta la actualidad. Los avances tecnológicos incluyen armas nucleares , computadoras , ingeniería genética y nanotecnología . La globalización económica , impulsada por los avances en la tecnología de las comunicaciones y el transporte, ha influido en la vida cotidiana en muchas partes del mundo. Formas culturales e institucionales como la democracia , el capitalismo y el ambientalismo han aumentado su influencia. Las principales preocupaciones y problemas como las enfermedades , la guerra , la pobreza , el radicalismo violento y, recientemente, el cambio climático causado por el hombre han aumentado a medida que aumenta la población mundial. [ cita necesaria ]
En 1957, la Unión Soviética puso en órbita el primer satélite artificial y, poco después, Yuri Gagarin se convirtió en el primer ser humano en el espacio. Neil Armstrong , estadounidense, fue el primero en pisar otro objeto astronómico, la Luna. Se han enviado sondas no tripuladas a todos los planetas conocidos del Sistema Solar, y algunas (como las dos naves espaciales Voyager ) han abandonado el Sistema Solar. Cinco agencias espaciales, que representan a más de quince países, [214] han trabajado juntas para construir la Estación Espacial Internacional . A bordo de él, ha habido una presencia humana continua en el espacio desde el año 2000. [215] La World Wide Web se convirtió en parte de la vida cotidiana en la década de 1990 y desde entonces se ha convertido en una fuente indispensable de información en el mundo desarrollado . [ cita necesaria ]
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