La historia de la paleontología traza la historia del esfuerzo por comprender la historia de la vida en la Tierra mediante el estudio del registro fósil dejado por los organismos vivos. Dado que se ocupa de comprender los organismos vivos del pasado, la paleontología puede considerarse un campo de la biología, pero su desarrollo histórico ha estado estrechamente ligado a la geología y al esfuerzo por comprender la historia de la Tierra misma.
En la antigüedad, Jenófanes (570–480 a.C.), Heródoto (484–425 a.C.), Eratóstenes (276–194 a.C.) y Estrabón (64 a.C.–24 d.C.) escribieron sobre fósiles de organismos marinos, lo que indica que la tierra alguna vez estuvo bajo tierra. agua. Los antiguos chinos los consideraban huesos de dragón y los documentaron como tales. [1] Durante la Edad Media , los fósiles fueron discutidos por el naturalista persa Ibn Sina (conocido como Avicena en Europa) en El libro de la curación (1027), que propuso una teoría de los fluidos petrificantes que Alberto de Sajonia elaboraría en el siglo XIV. . El naturalista chino Shen Kuo (1031-1095) propondría una teoría del cambio climático basada en evidencia del bambú petrificado.
En la Europa moderna temprana , el estudio sistemático de los fósiles surgió como parte integral de los cambios en la filosofía natural que ocurrieron durante la Era de la Razón . [2] La naturaleza de los fósiles y su relación con la vida en el pasado se entendió mejor durante los siglos XVII y XVIII, y a finales del siglo XVIII , el trabajo de Georges Cuvier había puesto fin a un largo debate sobre la realidad de la extinción. , lo que llevó al surgimiento de la paleontología, en asociación con la anatomía comparada , como disciplina científica. El creciente conocimiento del registro fósil también jugó un papel cada vez mayor en el desarrollo de la geología y, en particular, de la estratigrafía .
En 1822, el editor de una revista científica francesa utilizó la palabra "paleontología" para referirse al estudio de los organismos vivos antiguos a través de los fósiles, y en la primera mitad del siglo XIX la actividad geológica y paleontológica se organizó cada vez mejor con el crecimiento. de sociedades geológicas y museos y un número cada vez mayor de geólogos profesionales y especialistas en fósiles. Esto contribuyó a un rápido aumento del conocimiento sobre la historia de la vida en la Tierra y al progreso hacia la definición de la escala de tiempo geológico basada en gran medida en evidencia fósil. A medida que el conocimiento de la historia de la vida siguió mejorando, se hizo cada vez más obvio que había habido algún tipo de orden sucesivo en el desarrollo de la vida. Esto alentaría las primeras teorías evolutivas sobre la transmutación de especies . [3] Después de que Charles Darwin publicara El origen de las especies en 1859, gran parte del enfoque de la paleontología se centró en comprender los caminos evolutivos , incluida la evolución humana y la teoría de la evolución. [3]
La segunda mitad del siglo XIX vio una tremenda expansión de la actividad paleontológica, especialmente en América del Norte . [2] La tendencia continuó en el siglo XX con la apertura de regiones adicionales de la Tierra a la recolección sistemática de fósiles, como lo demuestra una serie de importantes descubrimientos en China a finales del siglo XX. Se han descubierto muchos fósiles de transición y ahora se considera que hay abundante evidencia de cómo se relacionan todas las clases de vertebrados , gran parte de ella en forma de fósiles de transición. [4] Las últimas décadas del siglo XX vieron un renovado interés en las extinciones masivas y su papel en la evolución de la vida en la Tierra. [5] También hubo un interés renovado en la explosión del Cámbrico que vio el desarrollo de los planes corporales de la mayoría de los filos animales. El descubrimiento de fósiles de la biota de Ediacara y los avances en paleobiología ampliaron el conocimiento sobre la historia de la vida mucho antes del Cámbrico.
Ya en el siglo VI a. C., el filósofo griego Jenófanes de Colofón (570-480 a. C.) reconoció que algunas conchas fósiles eran restos de mariscos, lo que utilizó para argumentar que lo que en ese momento era tierra firme estuvo alguna vez bajo el mar. [6] Leonardo da Vinci (1452-1519), en un cuaderno inédito, también concluyó que algunas conchas marinas fósiles eran restos de mariscos. Sin embargo, en ambos casos, los fósiles eran restos completos de especies de mariscos que se parecían mucho a especies vivas y, por tanto, eran fáciles de clasificar. [7]
En 1027, el naturalista persa Ibn Sina ( conocido como Avicena en Europa), propuso una explicación de cómo se provocaba la pedregosidad de los fósiles en El Libro de la Curación . [2] Modificó una idea de Aristóteles , que la explicaba en términos de exhalaciones vaporosas . Ibn Sina modificó esto en la teoría de los fluidos petrificantes ( succus lapidificatus ), que fue elaborada por Alberto de Sajonia en el siglo XIV y aceptada de alguna forma por la mayoría de los naturalistas en el siglo XVI. [8]
Shen Kuo ( chino :沈括) (1031-1095) de la dinastía Song utilizó fósiles marinos encontrados en las montañas Taihang para inferir la existencia de procesos geológicos como la geomorfología y el cambio de las costas a lo largo del tiempo. [9] En 1088 d.C., descubrió bambúes petrificados preservados encontrados bajo tierra en Yan'an , región de Shanbei , provincia de Shaanxi . Utilizando su observación, defendió una teoría del cambio climático gradual , ya que Shaanxi era parte de una zona de clima seco que no albergaba un hábitat para el crecimiento de los bambúes. [10]
Como resultado de un nuevo énfasis en la observación, clasificación y catalogación de la naturaleza, los filósofos naturales europeos del siglo XVI comenzaron a establecer extensas colecciones de objetos fósiles (así como colecciones de especímenes de plantas y animales), que a menudo se almacenaban en contenedores construidos especialmente para ello. gabinetes para ayudar a organizarlos. Conrad Gesner publicó un trabajo de 1565 sobre fósiles que contenía una de las primeras descripciones detalladas de tal gabinete y colección. La colección pertenecía a un miembro de la extensa red de corresponsales a los que Gesner recurrió para sus obras. Estas redes informales de correspondencia entre filósofos naturales y coleccionistas adquirieron cada vez más importancia durante el siglo XVI y fueron precursoras directas de las sociedades científicas que comenzarían a formarse en el siglo XVII. Estas colecciones de gabinetes y redes de correspondencia desempeñaron un papel importante en el desarrollo de la filosofía natural. [11]
Sin embargo, la mayoría de los europeos del siglo XVI no reconocieron que los fósiles eran restos de organismos vivos. La etimología de la palabra fósil proviene del latín y significa cosas que han sido desenterradas. Como esto indica, el término se aplicó a una amplia variedad de piedras y objetos similares a la piedra sin tener en cuenta si podrían tener un origen orgánico. Los escritores del siglo XVI como Gesner y Georg Agricola estaban más interesados en clasificar tales objetos por sus propiedades físicas y místicas que en determinar sus orígenes. [12] Además, la filosofía natural de la época fomentó explicaciones alternativas para el origen de los fósiles. Tanto la escuela de filosofía aristotélica como la neoplatónica respaldaron la idea de que los objetos pétreos podrían crecer dentro de la tierra para parecerse a seres vivos. La filosofía neoplatónica sostenía que podía haber afinidades entre objetos vivos y no vivos que podrían hacer que uno se pareciera al otro. La escuela aristotélica sostenía que las semillas de los organismos vivos podían penetrar en la tierra y generar objetos parecidos a esos organismos. [13]
Leonardo da Vinci estableció una línea de continuidad entre las dos principales ramas de la paleontología: la paleontología de cuerpos fósiles y la icnología . [14] De hecho, Leonardo se ocupó de las dos clases principales de fósiles: (1) fósiles corporales, por ejemplo, conchas fosilizadas; (2) icnofósiles (también conocidos como trazas de fósiles), es decir, los productos fosilizados de las interacciones entre el sustrato y la vida (por ejemplo, madrigueras y perforaciones). En los folios 8 a 10 del código de Leicester, Leonardo examinó el tema de los fósiles corporales, abordando una de las cuestiones más desconcertantes de sus contemporáneos: ¿por qué encontramos conchas marinas petrificadas en las montañas? [14] Leonardo respondió a esta pregunta interpretando correctamente la naturaleza biogénica de los moluscos fósiles y su matriz sedimentaria. [15] La interpretación de Leonardo da Vinci parece extraordinariamente innovadora, ya que superó tres siglos de debate científico sobre la naturaleza de los cuerpos fósiles. [16] [17] [18] Da Vinci tomó en consideración los icnofósiles de invertebrados para probar sus ideas sobre la naturaleza de los objetos fósiles. Para da Vinci, los icnofósiles desempeñaron un papel central al demostrar: (1) la naturaleza orgánica de las conchas petrificadas y (2) el origen sedimentario de las capas de rocas que contienen objetos fósiles. Da Vinci describió qué son los icnofósiles de bioerosión: [19]
Las colinas que rodean Parma y Piacenza muestran abundantes moluscos y corales perforados todavía adheridos a las rocas. Cuando estaba trabajando en el gran caballo en Milán, unos campesinos me trajeron una enorme bolsa llena de ellos.
— Código Leicester, folio 9r
Estas excavaciones de fósiles permitieron a Leonardo refutar la teoría inorgánica, es decir, la idea de que las llamadas conchas petrificadas (fósiles de cuerpos de moluscos) son curiosidades inorgánicas. Con palabras de Leonardo da Vinci: [20] [14]
[la teoría inorgánica no es cierta] porque queda la huella de los movimientos [del animal] en el caparazón que [él] consumió de la misma manera que una carcoma en la madera...
— Código Leicester, folio 9v
Da Vinci no sólo habló de excavaciones de fósiles, sino también de madrigueras. Leonardo utilizó madrigueras de fósiles como herramientas paleoambientales para demostrar la naturaleza marina de los estratos sedimentarios: [19]
Entre una capa y otra quedan restos de los gusanos que se arrastraron entre ellas cuando aún no se habían secado. Todo el barro marino todavía contiene conchas, y las conchas están petrificadas junto con el barro.
— Código Leicester, folio 10v
Otros naturalistas del Renacimiento estudiaron icnofósiles de invertebrados durante el Renacimiento, pero ninguno llegó a conclusiones tan precisas. [21] Las consideraciones de Leonardo sobre los icnofósiles de invertebrados son extraordinariamente modernas no sólo en comparación con las de sus contemporáneos, sino también con las interpretaciones de épocas posteriores. De hecho, durante el siglo XIX los icnofósiles de invertebrados se explicaban como fucoides o algas marinas, y su verdadera naturaleza no se comprendió ampliamente hasta principios del siglo XX. [22] [23] [24] Por estas razones, Leonardo da Vinci es merecidamente considerado el padre fundador de las dos principales ramas de la paleontología, es decir, el estudio de los fósiles corporales y la icnología. [14]
Durante la Era de la Razón , los cambios fundamentales en la filosofía natural se reflejaron en el análisis de los fósiles. En 1665, Athanasius Kircher atribuyó huesos gigantes a razas extintas de humanos gigantes en su Mundus subterraneus . Ese mismo año, Robert Hooke publicó Micrographia , una colección ilustrada de sus observaciones con un microscopio. Una de estas observaciones se tituló "De la madera petrificada y otros cuerpos petrificados", que incluía una comparación entre la madera petrificada y la ordinaria. Concluyó que la madera petrificada era madera común y corriente que había sido empapada con "agua impregnada de partículas de piedra y tierra". Luego sugirió que varios tipos de conchas marinas fósiles se formaban a partir de conchas ordinarias mediante un proceso similar. Argumentó en contra de la opinión predominante de que tales objetos eran "piedras formadas por alguna extraordinaria virtud plástica latente en la Tierra misma". [25] Hooke creía que los fósiles proporcionaban evidencia sobre la historia de la vida en la Tierra y escribió en 1668:
... si el hallazgo de monedas, medallas, urnas y otros monumentos de personas famosas, o ciudades o utensilios, se admite como prueba incuestionable de que tales personas o cosas han tenido existencia en tiempos pasados, ciertamente esas petrificaciones pueden se permitirá que sean de igual Validez y Evidencia, que anteriormente han existido tales Vegetales o Animales... y son verdaderos Caracteres universales legibles para todos los Hombres racionales. [26]
Hooke estaba dispuesto a aceptar la posibilidad de que algunos de esos fósiles representaran especies que se habían extinguido, posiblemente en catástrofes geológicas pasadas. [26]
En 1667, Nicholas Steno escribió un artículo sobre una cabeza de tiburón que había disecado. Comparó los dientes del tiburón con los objetos fósiles comunes conocidos como " piedras de lengua " o glosopetrae . Llegó a la conclusión de que los fósiles debían ser dientes de tiburón. Steno se interesó entonces por la cuestión de los fósiles y, para abordar algunas de las objeciones a su origen orgánico, comenzó a estudiar los estratos de las rocas. El resultado de este trabajo se publicó en 1669 como Precursor de una disertación sobre un sólido naturalmente encerrado en un sólido . En este libro, Steno trazó una clara distinción entre objetos como cristales de roca que realmente se formaron dentro de las rocas y aquellos como conchas fósiles y dientes de tiburón que se formaron fuera de esas rocas. Steno se dio cuenta de que ciertos tipos de rocas se habían formado mediante la deposición sucesiva de capas horizontales de sedimento y que los fósiles eran restos de organismos vivos que habían quedado enterrados en ese sedimento. Steno, que como casi todos los filósofos naturales del siglo XVII creía que la Tierra tenía sólo unos pocos miles de años, recurrió al diluvio bíblico como posible explicación para los fósiles de organismos marinos que se encontraban lejos del mar. [27]
A pesar de la considerable influencia de Forerunner , naturalistas como Martin Lister (1638-1712) y John Ray (1627-1705) continuaron cuestionando el origen orgánico de algunos fósiles. Estaban particularmente preocupados por objetos como los amonitas fósiles , que según Hooke eran de origen orgánico, que no se parecían a ninguna especie viva conocida. Esto planteó la posibilidad de extinción , que les resultaba difícil de aceptar por razones filosóficas y teológicas. [28] En 1695, Ray escribió al naturalista galés Edward Lluyd quejándose de tales puntos de vista: "... sigue tal cadena de consecuencias, que parecen escandalizar la Escritura-Historia de la novidad del mundo; al menos derriban la opinión recibida, y no sin razón, entre teólogos y filósofos, de que desde la primera creación no se ha perdido ninguna especie de animales o vegetales, ni se ha producido ninguna nueva. [29]
En su obra de 1778 Épocas de la naturaleza , Georges Buffon se refirió a los fósiles, en particular al descubrimiento de fósiles de especies tropicales como elefantes y rinocerontes en el norte de Europa, como evidencia de la teoría de que la Tierra había comenzado mucho más caliente de lo que era actualmente y había ido enfriándose gradualmente.
En 1796, Georges Cuvier presentó un artículo sobre elefantes vivos y fósiles comparando restos esqueléticos de elefantes indios y africanos con fósiles de mamuts y de un animal al que más tarde llamaría mastodonte utilizando anatomía comparada . Estableció por primera vez que los elefantes indios y africanos eran especies diferentes, y que los mamuts diferían de ambos y debían estar extintos . Concluyó además que el mastodonte era otra especie extinta que también se diferenciaba de los elefantes indios o africanos, más que los mamuts. Cuvier hizo otra poderosa demostración del poder de la anatomía comparada en paleontología cuando presentó un segundo artículo en 1796 sobre un gran esqueleto fósil de Paraguay, al que llamó Megatherium e identificó como un perezoso gigante comparando su cráneo con el de dos especies vivas de pereza de árbol. El innovador trabajo de Cuvier en paleontología y anatomía comparada condujo a la aceptación generalizada de la extinción. [30] También llevó a Cuvier a defender la teoría geológica del catastrofismo para explicar la sucesión de organismos revelada por el registro fósil. También señaló que dado que los mamuts y los rinocerontes lanudos no eran las mismas especies que los elefantes y rinocerontes que actualmente viven en los trópicos, sus fósiles no podían usarse como evidencia de un enfriamiento de la Tierra.
En una aplicación pionera de la estratigrafía , William Smith , topógrafo e ingeniero de minas, hizo un uso extensivo de fósiles para ayudar a correlacionar los estratos de rocas en diferentes lugares. Creó el primer mapa geológico de Inglaterra a finales de la década de 1790 y principios del siglo XIX. Estableció el principio de sucesión faunística , la idea de que cada estrato de roca sedimentaria contendría tipos particulares de fósiles, y que éstos se sucederían de forma predecible incluso en formaciones geológicas muy separadas. Al mismo tiempo, Cuvier y Alexandre Brongniart , profesor de la Escuela de Ingeniería de Minas de París, utilizaron métodos similares en un influyente estudio de la geología de la región alrededor de París.
Las Bibliotecas Smithsonian consideran que la primera edición de una obra que sentó las bases de la paleontología de vertebrados fue Recherches sur les ossements fosiles de quadrupèdes ( Investigaciones sobre huesos fósiles de cuadrúpedos ), de Georges Cuvier, publicada en Francia en 1812. [31] Refiriéndose a la segunda edición de esta obra (1821), discípulo de Cuvier y editor de la publicación científica Journal de physique Henri Marie Ducrotay de Blainville publicó en enero de 1822, en el Journal de physique , un artículo titulado "Analyse des principaux travaux dans les sciences physiques, publiés dans l 'année 1821" ("Análisis de las principales obras de ciencias físicas, publicadas en el año 1821"). En este artículo, Blainville reveló por primera vez la palabra impresa palæontologie [32] que más tarde dio lugar a la palabra inglesa "paleontology". Blainville ya había acuñado el término paleozoología en 1817 para referirse al trabajo que Cuvier y otros estaban realizando para reconstruir animales extintos a partir de huesos fósiles. Sin embargo, Blainville empezó a buscar un término que pudiera referirse al estudio de restos fósiles tanto de animales como de plantas. Después de probar algunas alternativas infructuosas, se le ocurrió "paleontología" en 1822. El término de Blainville para el estudio de los organismos fosilizados rápidamente se hizo popular y se transformó en "paleontología". [33]
En 1828, el hijo de Alexandre Brongniart , el botánico Adolphe Brongniart , publicó la introducción a una obra más extensa sobre la historia de las plantas fósiles. Adolphe Brongniart concluyó que la historia de las plantas podría dividirse a grandes rasgos en cuatro partes. El primer período estuvo caracterizado por las criptógamas . El segundo período se caracterizó por la aparición de las coníferas . El tercer período trajo la aparición de las cícadas , y el cuarto el desarrollo de las plantas con flores (como las dicotiledóneas ). Las transiciones entre cada uno de estos períodos estuvieron marcadas por marcadas discontinuidades en el registro fósil, con cambios más graduales dentro de los períodos. El trabajo de Brongniart es la base de la paleobotánica y reforzó la teoría de que la vida en la Tierra tuvo una historia larga y compleja, y diferentes grupos de plantas y animales hicieron su aparición en orden sucesivo. [34] También apoyó la idea de que el clima de la Tierra había cambiado con el tiempo, ya que Brongniart concluyó que los fósiles de plantas mostraban que durante el Carbonífero el clima del norte de Europa debía haber sido tropical. [35] El término "paleobotánica" fue acuñado en 1884 y "palinología" en 1944.
En 1804, Cuvier identificó dos géneros de mamíferos fósiles de las canteras de yeso de las afueras de París (conocidas como la Cuenca de París ) en Francia (aunque conocía los fósiles ya al menos en 1800). A diferencia de los mamíferos fósiles descubiertos anteriormente como Megatherium y Mammut , los mamíferos fósiles descritos en 1804 se descubrieron en depósitos más profundos en lugar de depósitos superficiales, lo que indica edades más antiguas ( época del Eoceno tardío ). Identificó que los dos géneros eran definitivamente mamíferos basándose en evidencia dental y poscraneal y que eran similares a los mamíferos existentes como tapires , camellos y cerdos . Sin embargo, también identificó que se diferenciaban entre sí y de los mamíferos existentes basándose en la evidencia dental. Llamó a los dos géneros Palaeotherium y Anoplotherium . [39] [40] [41] Más tarde, en 1807, escribió sobre dos esqueletos incompletos de A. commune que fueron descubiertos recientemente en las comunas de Pantin y Antony , respectivamente. A pesar de que los esqueletos estaban incompletos y el primero estaba parcialmente dañado por no haber sido recogido cuidadosamente por los trabajadores, pudo determinar, basándose en evidencia poscraneal, que A. commune era similar a animales que eventualmente se clasificarían en el orden Artiodactyla después de su vida. Sin embargo, Cuvier expresó su sorpresa por cómo A. commune presentaba rasgos muy inusuales de los cuales no existen análogos modernos en sus parientes existentes, como una cola larga y robusta de 22 vértebras caudales y un tercer dedo meñique en los pies, además de dos largos. unos. [42] [43]
En 1812, Cuvier publicó reconstrucciones dibujadas de restos conocidos de " Palaeotherium " minor (= Plagiolophus minor ), " Anoplotherium medium " (= Xiphodon gracilis ) y, el más famoso, Anoplotherium commune . En A. commune , pudo predecir con precisión que A. commune tenía músculos robustos en todo su cuerpo para sostener sus extremidades cortas y su larga cola. También describió paleobiologías hipotéticas de las diferentes especies asignadas a Anoplotherium (algunas de las cuales eventualmente serían asignadas a diferentes artiodáctilos del Paleógeno como Xiphodon y Dichobune ). Sus reconstrucciones esqueléticas de géneros de mamíferos fósiles y sus hipótesis de comportamientos paleoecológicos se consideran entre los primeros ejemplos dentro de la paleontología. [36] [44] También dibujó reconstrucciones musculares de A. commune basadas en restos esqueléticos conocidos de la especie, que fueron reimpresos pero nunca publicados al público debido a su preocupación de que fueran demasiado especulativos. Hoy, sin embargo, sus reconstrucciones musculares de A. commune se consideran precisas y han allanado el camino para el paleoarte y la biomecánica. [45]
En 1808, Cuvier identificó un fósil encontrado en Maastricht como un reptil marino gigante que más tarde recibiría el nombre de Mosasaurus . También identificó, a partir de un dibujo, otro fósil encontrado en Baviera como un reptil volador y lo nombró Pterodactylus . Especuló, basándose en los estratos en los que se encontraron estos fósiles, que grandes reptiles habían vivido antes de lo que él llamaba "la era de los mamíferos". [46] La especulación de Cuvier estaría respaldada por una serie de hallazgos que se realizarían en Gran Bretaña a lo largo de las siguientes dos décadas. Mary Anning , coleccionista profesional de fósiles desde los once años, recopiló fósiles de varios reptiles marinos y peces prehistóricos de los estratos marinos del Jurásico en Lyme Regis . Estos incluyeron el primer esqueleto de ictiosaurio reconocido como tal, que se recolectó en 1811, y los dos primeros esqueletos de plesiosaurio encontrados en 1821 y 1823. Mary Anning tenía sólo 12 años cuando ella y su hermano descubrieron el esqueleto de ictiosaurio. Muchos de sus descubrimientos serían descritos científicamente por los geólogos William Conybeare , Henry De la Beche y William Buckland . [47] Fue Anning quien observó que objetos pétreos conocidos como " piedras de bezoar " se encontraban a menudo en la región abdominal de los esqueletos de ictiosaurios, y observó que si dichas piedras se rompían, a menudo contenían huesos y escamas de pescado fosilizados, así como a veces huesos de pequeños ictiosaurios. Esto la llevó a sugerirle a Buckland que se trataba de heces fosilizadas, a las que llamó coprolitos , y que utilizó para comprender mejor las antiguas cadenas alimentarias . [48] Mary Anning hizo muchos descubrimientos fósiles que revolucionaron la ciencia. Sin embargo, a pesar de sus fenomenales contribuciones científicas, rara vez fue reconocida oficialmente por sus descubrimientos. Sus descubrimientos a menudo se atribuyeron a hombres ricos que compraron sus fósiles. [49]
En 1824, Buckland encontró y describió una mandíbula inferior procedente de depósitos jurásicos de Stonesfield . Determinó que el hueso pertenecía a un reptil terrestre carnívoro al que llamó Megalosaurus . Ese mismo año Gideon Mantell se dio cuenta de que unos grandes dientes que había encontrado en 1822, en rocas del Cretácico de Tilgate , pertenecían a un reptil terrestre herbívoro gigante. Lo llamó Iguanodon , porque los dientes se parecían a los de una iguana . Todo esto llevó a Mantell a publicar un influyente artículo en 1831 titulado "La era de los reptiles" en el que resumía la evidencia de que hubo un período prolongado durante el cual la Tierra había estado plagada de grandes reptiles, y dividió esa era, basándose en En qué estratos rocosos aparecieron por primera vez los diferentes tipos de reptiles, en tres intervalos que anticiparon los períodos modernos del Triásico , Jurásico y Cretácico. [50] En 1832 Mantell encontraría, en Tilgate, un esqueleto parcial de un reptil blindado al que llamaría Hylaeosaurus . En 1841 el anatomista inglés Richard Owen crearía un nuevo orden de reptiles, al que llamó Dinosauria , por Megalosaurus , Iguanodon e Hylaeosaurus . [51]
Esta evidencia de que reptiles gigantes habían vivido en la Tierra en el pasado causó gran entusiasmo en los círculos científicos, [52] e incluso entre algunos segmentos del público en general. [53] Buckland describió la mandíbula de un pequeño mamífero primitivo, Phascolotherium , que se encontró en el mismo estrato que Megalosaurus . Este descubrimiento, conocido como el mamífero de Stonesfield, fue una anomalía muy discutida. Cuvier al principio pensó que era un marsupial , pero Buckland se dio cuenta más tarde de que se trataba de un mamífero placentario primitivo . Debido a su pequeño tamaño y naturaleza primitiva, Buckland no creía que invalidara el patrón general de una era de reptiles, cuando los animales más grandes y conspicuos eran reptiles y no mamíferos. [54]
En el histórico artículo de Cuvier de 1796 sobre elefantes vivos y fósiles, se refirió a una sola catástrofe que destruyó la vida para ser reemplazada por las formas actuales. Como resultado de sus estudios sobre mamíferos extintos, se dio cuenta de que animales como Palaeotherium y Anoplotherium habían vivido antes de la época de los mamuts, lo que le llevó a escribir en términos de múltiples catástrofes geológicas que habían acabado con una serie de faunas sucesivas. [55] En 1830, se había formado un consenso científico en torno a sus ideas como resultado de la paleobotánica y los descubrimientos de dinosaurios y reptiles marinos en Gran Bretaña. [56] En Gran Bretaña, donde la teología natural fue muy influyente a principios del siglo XIX, un grupo de geólogos que incluía a Buckland y Robert Jameson insistieron en vincular explícitamente la más reciente de las catástrofes de Cuvier con el diluvio bíblico . El catastrofismo tenía un tono religioso en Gran Bretaña que no existía en otros lugares. [57]
En parte como respuesta a lo que consideraba especulaciones erróneas y poco científicas de William Buckland y otros practicantes de la geología de inundaciones, Charles Lyell defendió la teoría geológica del uniformismo en su influyente obra Principios de geología . [58] Lyell acumuló evidencia, tanto de su propia investigación de campo como del trabajo de otros, de que la mayoría de las características geológicas podrían explicarse por la acción lenta de fuerzas actuales, como el vulcanismo , los terremotos , la erosión y la sedimentación , en lugar de las catastróficas pasadas. eventos. [59] Lyell también afirmó que la evidencia aparente de cambios catastróficos en el registro fósil, e incluso la aparición de una sucesión direccional en la historia de la vida, eran ilusiones causadas por imperfecciones en ese registro. Por ejemplo, argumentó que la ausencia de aves y mamíferos en los estratos fósiles más antiguos era simplemente una imperfección en el registro fósil atribuible al hecho de que los organismos marinos se fosilizaban más fácilmente. [59] También Lyell señaló al mamífero de Stonesfield como evidencia de que los mamíferos no necesariamente habían sido precedidos por reptiles, y al hecho de que ciertos estratos del Pleistoceno mostraban una mezcla de especies extintas y aún supervivientes, lo que, según él, demostraba que la extinción se produjo poco a poco en lugar de hacerlo. como resultado de eventos catastróficos. [60] Lyell logró convencer a los geólogos de la idea de que las características geológicas de la Tierra se debían en gran medida a la acción de las mismas fuerzas geológicas que se podían observar en la actualidad, actuando durante un período prolongado de tiempo. No logró obtener apoyo para su visión del registro fósil, que creía que no respaldaba una teoría de la sucesión direccional. [61]
A principios del siglo XIX, Jean Baptiste Lamarck utilizó fósiles para defender su teoría de la transmutación de especies. [62] Los hallazgos fósiles y la evidencia emergente de que la vida había cambiado con el tiempo alimentaron la especulación sobre este tema durante las siguientes décadas. [63] Robert Chambers utilizó evidencia fósil en su libro de divulgación científica de 1844 Vestiges of the Natural History of Creation , que defendía un origen evolutivo para el cosmos y para la vida en la Tierra. Al igual que la teoría de Lamarck, sostenía que la vida había progresado de lo simple a lo complejo. [64] Estas primeras ideas evolutivas fueron ampliamente discutidas en los círculos científicos, pero no fueron aceptadas en la corriente científica principal. [65] Muchos de los críticos de las ideas transmutacionales utilizaron evidencia fósil en sus argumentos. En el mismo artículo que acuñó el término dinosaurio, Richard Owen señaló que los dinosaurios eran al menos tan sofisticados y complejos como los reptiles modernos, lo que, según él, contradecía las teorías transmutacionales. [66] Hugh Miller haría un argumento similar, señalando que los peces fósiles encontrados en la formación Old Red Sandstone eran tan complejos como cualquier pez posterior, y no las formas primitivas alegadas por Vestiges . [67] Si bien estas primeras teorías evolutivas no lograron ser aceptadas como ciencia convencional, los debates sobre ellas ayudarían a allanar el camino para la aceptación de la teoría de la evolución por selección natural de Darwin unos años más tarde. [68]
Geólogos como Adam Sedgwick y Roderick Murchison continuaron, en el curso de disputas como la Gran Controversia Devónica , realizando avances en la estratigrafía. Describieron períodos geológicos recientemente reconocidos, como el Cámbrico , el Silúrico , el Devónico y el Pérmico . Cada vez más, dicho progreso en estratigrafía dependía de las opiniones de expertos con conocimiento especializado de tipos particulares de fósiles como William Lonsdale (corales fósiles) y John Lindley (plantas fósiles), quienes desempeñaron un papel en la controversia del Devónico y su resolución. [69] A principios de la década de 1840 se había desarrollado gran parte de la escala de tiempo geológico. En 1841, John Phillips dividió formalmente la columna geológica en tres eras principales, Paleozoica , Mesozoica y Cenozoica , basándose en marcadas rupturas en el registro fósil. [70] Identificó los tres períodos de la era Mesozoica y todos los períodos de la era Paleozoica excepto el Ordovícico . Su definición de la escala de tiempo geológico todavía se utiliza hoy. [71] Seguía siendo una escala de tiempo relativa sin ningún método para asignar ninguna de las fechas absolutas de los períodos. Se entendía que no sólo había habido una "era de los reptiles" que precedió a la actual "era de los mamíferos", sino que también hubo una época (durante el Cámbrico y el Silúrico) en que la vida se limitó al mar, y una época (antes del Devónico) cuando los invertebrados eran las formas de vida animal más grandes y complejas.
Este rápido progreso en geología y paleontología durante las décadas de 1830 y 1840 fue ayudado por una creciente red internacional de geólogos y especialistas en fósiles cuyo trabajo fue organizado y revisado por un número cada vez mayor de sociedades geológicas. Muchos de estos geólogos y paleontólogos eran ahora profesionales remunerados que trabajaban para universidades, museos y estudios geológicos gubernamentales. El nivel relativamente alto de apoyo público a las ciencias de la tierra se debió a su impacto cultural y a su demostrado valor económico para ayudar a explotar recursos minerales como el carbón. [72]
Otro factor importante fue el desarrollo a finales del siglo XVIII y principios del XIX de museos con grandes colecciones de historia natural. Estos museos recibieron especímenes de coleccionistas de todo el mundo y sirvieron como centros para el estudio de anatomía y morfología comparadas . Estas disciplinas desempeñaron papeles clave en el desarrollo de una forma de historia natural técnicamente más sofisticada. Uno de los primeros y más importantes ejemplos fue el Museo de Historia Natural de París , que estuvo en el centro de muchos de los avances de la historia natural durante las primeras décadas del siglo XIX. Fue fundado en 1793 por una ley de la Asamblea Nacional Francesa, y se basó en una extensa colección real más las colecciones privadas de aristócratas confiscadas durante la Revolución Francesa , y ampliada con material incautado en las conquistas militares francesas durante las Guerras Napoleónicas . El museo de París fue la base profesional de Cuvier y de su rival profesional Geoffroy Saint-Hilaire . Los anatomistas ingleses Robert Grant y Richard Owen pasaron un tiempo estudiando allí. Owen se convertiría en el principal morfólogo británico mientras trabajaba en el museo del Royal College of Surgeons . [73] [74]
La publicación de Charles Darwin de El origen de las especies en 1859 fue un hito en todas las ciencias de la vida, especialmente en la paleontología. Los fósiles habían desempeñado un papel en el desarrollo de la teoría de Darwin. En particular, le impresionaron los fósiles que había recogido en América del Sur durante el viaje del Beagle : armadillos gigantes , perezosos gigantes y lo que entonces pensó que eran llamas gigantes que parecían estar relacionadas con especies que aún vivían en el continente en tiempos modernos. [75] El debate científico que comenzó inmediatamente después de la publicación de Origin condujo a un esfuerzo concertado para buscar fósiles de transición y otras evidencias de evolución en el registro fósil. Hubo dos áreas donde los primeros éxitos atrajeron considerable atención pública: la transición entre reptiles y aves, y la evolución del caballo moderno de un solo dedo. [76] En 1861, el primer espécimen de Archaeopteryx , un animal con dientes y plumas y una mezcla de otras características de reptil y ave, fue descubierto en una cantera de piedra caliza en Baviera y descrito por Richard Owen . Otro se encontraría a finales de la década de 1870 y se exhibiría en el Museo de Historia Natural de Berlín en 1881. Othniel Marsh encontró otras aves dentadas primitivas en Kansas en 1872. Marsh también descubrió fósiles de varios caballos primitivos en el oeste de los Estados Unidos que ayudó a rastrear la evolución del caballo desde el pequeño Hyracotherium de cinco dedos del Eoceno hasta los caballos modernos de un solo dedo, mucho más grandes, del género Equus . Thomas Huxley haría un uso extensivo de los fósiles de caballos y aves en su defensa de la evolución. La aceptación de la evolución se produjo rápidamente en los círculos científicos, pero la aceptación del mecanismo de selección natural propuesto por Darwin como fuerza impulsora detrás de ella fue mucho menos universal. En particular, algunos paleontólogos como Edward Drinker Cope y Henry Fairfield Osborn prefirieron alternativas como el neolamarckismo , la herencia de características adquiridas durante la vida, y la ortogénesis , un impulso innato para cambiar en una dirección particular, para explicar lo que percibían como tendencias lineales. en evolución. [77]
También hubo un gran interés por la evolución humana. Los fósiles de neandertal fueron descubiertos en 1856, pero en ese momento no estaba claro que representaran una especie diferente a la de los humanos modernos. Eugene Dubois causó sensación con su descubrimiento del hombre de Java , la primera evidencia fósil de una especie que parecía claramente intermedia entre los humanos y los simios, en 1891. [78]
Un acontecimiento importante en la segunda mitad del siglo XIX fue la rápida expansión de la paleontología en América del Norte. En 1858, Joseph Leidy describió un esqueleto de Hadrosaurus , que fue el primer dinosaurio norteamericano descrito a partir de buenos restos. Sin embargo, fue la expansión masiva hacia el oeste de ferrocarriles, bases militares y asentamientos en Kansas y otras partes del oeste de los Estados Unidos después de la Guerra Civil estadounidense lo que realmente impulsó la expansión de la recolección de fósiles. [79] El resultado fue una mayor comprensión de la historia natural de América del Norte, incluido el descubrimiento del Mar Interior Occidental que había cubierto Kansas y gran parte del resto del Medio Oeste de los Estados Unidos durante partes del Cretácico , el descubrimiento de varios importantes fósiles de aves y caballos primitivos, y el descubrimiento de una serie de nuevos géneros de dinosaurios , incluidos Allosaurus , Stegosaurus y Triceratops . Gran parte de esta actividad fue parte de una feroz rivalidad personal y profesional entre dos hombres, Othniel Marsh y Edward Cope , que se conoce como las Guerras de los Huesos . [80]
Dos avances en geología del siglo XX tuvieron un gran efecto en la paleontología. El primero fue el desarrollo de la datación radiométrica , que permitió asignar fechas absolutas a la escala de tiempo geológica . La segunda fue la teoría de la tectónica de placas , que ayudó a dar sentido a la distribución geográfica de la vida antigua.
Durante el siglo XX, la exploración paleontológica se intensificó en todas partes y dejó de ser una actividad mayoritariamente europea y norteamericana. En los 135 años transcurridos entre el primer descubrimiento de Buckland y 1969, se describieron un total de 170 géneros de dinosaurios. En los 25 años posteriores a 1969, ese número aumentó a 315. Gran parte de este aumento se debió al examen de nuevos descubrimientos de rocas, particularmente en áreas previamente poco exploradas en América del Sur y África . [81] Cerca del final del siglo XX, la apertura de China a la exploración sistemática de fósiles ha producido una gran cantidad de material sobre los dinosaurios y el origen de las aves y los mamíferos. [82] También el estudio de la fauna de Chengjiang , un yacimiento de fósiles del Cámbrico en China, durante la década de 1990 ha proporcionado importantes pistas sobre el origen de los vertebrados. [83]
El siglo XX vio una importante renovación del interés por las extinciones masivas y sus efectos en el curso de la historia de la vida. Esto fue particularmente cierto después de 1980, cuando Luis y Walter Álvarez propusieron la hipótesis de Álvarez afirmando que un evento de impacto causó la extinción del Cretácico-Paleógeno , que acabó con los dinosaurios no aviares junto con muchos otros seres vivos. [84] También a principios de la década de 1980, Jack Sepkoski y David M. Raup publicaron artículos con análisis estadísticos del registro fósil de invertebrados marinos que revelaron un patrón (posiblemente cíclico) de extinciones masivas repetidas con implicaciones significativas para la historia evolutiva de la vida.
A lo largo del siglo XX, nuevos hallazgos de fósiles siguieron contribuyendo a comprender los caminos seguidos por la evolución. Los ejemplos incluyen transiciones taxonómicas importantes, como los hallazgos en Groenlandia, a partir de la década de 1930 (con más hallazgos importantes en la década de 1980), de fósiles que ilustran la evolución de los tetrápodos a partir de peces y fósiles en China durante la década de 1990 que arrojan luz sobre el dinosaurio-pájaro. relación . Otros acontecimientos que han atraído considerable atención han incluido el descubrimiento de una serie de fósiles en Pakistán que han arrojado luz sobre la evolución de las ballenas , y el más famoso de todos, una serie de hallazgos a lo largo del siglo XX en África (comenzando con el niño Taung en 1924 [85 ] ) y otros lugares han ayudado a iluminar el curso de la evolución humana . A finales del siglo XX, los resultados de la paleontología y la biología molecular se combinaban cada vez más para revelar árboles filogenéticos detallados .
Los resultados de la paleontología también han contribuido al desarrollo de la teoría de la evolución. En 1944, George Gaylord Simpson publicó Tempo and Mode in Evolution , que utilizó análisis cuantitativos para mostrar que el registro fósil era consistente con los patrones ramificados y no direccionales predichos por los defensores de la evolución impulsada por la selección natural y la deriva genética en lugar de la tendencia lineal. tendencias predichas por defensores anteriores del neolamarckismo y la ortogénesis . Esto integró la paleontología en la síntesis evolutiva moderna . [86] En 1972, Niles Eldredge y Stephen Jay Gould utilizaron evidencia fósil para defender la teoría del equilibrio puntuado , que sostiene que la evolución se caracteriza por largos períodos de relativa estasis y períodos mucho más cortos de cambio relativamente rápido. [87]
Un área de la paleontología que ha visto mucha actividad durante las décadas de 1980, 1990 y más allá es el estudio de la explosión del Cámbrico durante la cual aparecen por primera vez muchos de los diversos filos de animales con sus planes corporales distintivos. El conocido sitio fósil del Cámbrico Burgess Shale fue encontrado en 1909 por Charles Doolittle Walcott , y otro sitio importante en Chengjiang China fue encontrado en 1912. Sin embargo, nuevos análisis en la década de 1980 por Harry B. Whittington , Derek Briggs , Simon Conway Morris y otros provocaron un interés renovado y una explosión de actividad, incluido el descubrimiento de un nuevo e importante yacimiento de fósiles, Sirius Passet , en Groenlandia, y la publicación de un libro popular y controvertido, Wonderful Life , de Stephen Jay Gould en 1989. [88]
Antes de 1950 no había evidencia fósil ampliamente aceptada de vida antes del período Cámbrico. Cuando Charles Darwin escribió El origen de las especies, reconoció que la falta de evidencia fósil de vida anterior a los animales relativamente complejos del Cámbrico era un argumento potencial contra la teoría de la evolución, pero expresó la esperanza de que tales fósiles se encontraran en el futuro. En la década de 1860 hubo afirmaciones sobre el descubrimiento de fósiles precámbricos , pero más tarde se demostró que no tenían un origen orgánico. A finales del siglo XIX, Charles Doolittle Walcott descubriría estromatolitos y otras evidencias fósiles de vida precámbrica, pero en ese momento también se cuestionaba el origen orgánico de esos fósiles. Esto comenzaría a cambiar en la década de 1950 con el descubrimiento de más estromatolitos junto con microfósiles de las bacterias que los construyeron, y la publicación de una serie de artículos del científico soviético Boris Vasil'evich Timofeev anunciando el descubrimiento de esporas fósiles microscópicas en pre -Sedimentos cámbricos. Un avance clave se produciría cuando Martin Glaessner demostraría que los fósiles de animales de cuerpo blando descubiertos por Reginald Sprigg a finales de la década de 1940 en las colinas de Ediacara en Australia eran en realidad precámbricos y no cámbricos tempranos como Sprigg había creído originalmente, lo que convirtió a la biota de Ediacara en la biota de Ediacara. animales más antiguos conocidos. A finales del siglo XX, la paleobiología había establecido que la historia de la vida se remontaba al menos a 3.500 millones de años. [89]
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