Una nueva historia de la vida

Inicien la historia de la vida en la Tierra con una visión general de la idea unificadora que regirá su exploración. Este enfoque, denominado ciencia de los sistemas terrestres, considera la Tierra como una red integrada por la litosfera, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera. Observen las complejas interacciones entre estos reinos.

¿Cómo se descubrió la gran antigüedad de la Tierra? Repasen las observaciones que condujeron al concepto de tiempo profundo y, de paso, desarrollaron las herramientas que permiten leer la historia en las rocas. Concluyan con una sorprendente analogía que pone el tiempo humano en perspectiva.

Profundicen en la bioestratigrafía, el estudio de las secuencias fósiles en los estratos rocosos. El descubrimiento de que las distintas capas de roca se caracterizan por fósiles distintivos resolvió el problema de correlacionar estratos sedimentarios de distintas regiones. Esto dio lugar a la escala de tiempo geológico, iniciando una revolución en las ciencias de la Tierra.

Aprendan cómo interpretan los paleontólogos los fósiles para reconstruir los rasgos y entornos de formas de vida extinguidas. Examinen algunos de los escollos de este campo, como los prejuicios culturales que pueden llevar a conclusiones dudosas, como que el Tyrannosaurus rex era tan terrible como lo pintan en las películas.

La historia de la ciencia está marcada por ideas que se adelantaron a su tiempo. Una de las más importantes fue el concepto de Alfred Wegener de la deriva continental, que revivió en la teoría de la tectónica de placas. Exploren el papel que desempeñaron los fósiles en esta original gran teoría unificadora de la geología.

Retrocedan en el tiempo hasta la época más temprana de la Tierra, centrándose en estas preguntas: ¿Cómo se formó el sistema solar y por qué vivimos en un planeta estratificado y diferenciado? ¿Qué tienen que ver estos acontecimientos y la formación de la Luna con la evolución y el desarrollo de la vida en la Tierra?

Investiguen el origen de los océanos de la Tierra. A continuación, rastreen las rocas más antiguas del planeta, que arrojan luz sobre los primeros continentes. Exploren también la naturaleza de la atmósfera primigenia de la Tierra y por qué estamos rodeados de un espeso manto de aire a pesar de las periódicas ráfagas de partículas cargadas procedentes del Sol.

Exploren posibles escenarios del origen de la vida desde el "pequeño estanque cálido" lleno de compuestos orgánicos que imaginó Charles Darwin hasta los entornos oceánicos profundos energizados por chimeneas volcánicas. Afinen la búsqueda definiendo las propiedades que debió tener la vida más primitiva.

¿Sembraron los meteoritos marcianos la joven Tierra con formas de vida simples? Investiga esta intrigante hipótesis. A continuación, embárquense en la búsqueda de los fósiles más antiguos de la Tierra, explorando su conexión con los organismos que aún se encuentran en el planeta hoy en día, algunos de ellos ocultos en las profundidades de la corteza.

Rastreen los peligros de la vida en la Tierra primitiva. Tras sobrevivir a un hirviente periodo de vulcanismo y a un fulminante bombardeo de asteroides, los organismos parecidos a las bacterias florecieron y empezaron a transformar el planeta. Descubran cómo su éxito fue casi su perdición.

Sigan las pistas que sugieren que la Tierra atravesó una fase de bola de nieve hace unos 635 millones de años, que a punto estuvo de poner fin a la historia de la vida. ¿Cómo ocurrió? ¿Cómo se invirtió? Y, sobre todo, ¿cómo sobrevivió la vida fotosintética si quedó atrapada bajo el hielo durante millones de años?

Realicen la transición a la vida multicelular, que creció en complejidad a medida que aumentaban los niveles de oxígeno en la atmósfera, sustentando criaturas con metabolismos más intrincados. Esta parte del registro fósil eludió durante mucho tiempo a los paleontólogos, en parte porque pocos esperaban encontrar signos de vida en la antigua roca precámbrica.

El período Cámbrico destaca por su inmensa variedad de animales con planes corporales muy diferentes. En una explosión de diversificación, surgieron conchas, dientes, ojos y otras innovaciones a medida que las criaturas competían en una carrera armamentística evolutiva. Investigauen los factores clave que impulsaron esta transformación.

En 1909, el paleontólogo Charles Walcott dio con uno de los hallazgos fósiles más notables de la historia: el Esquisto de Burgess, en las Rocosas canadienses. Recorra algunos de los asombrosos ejemplares de esta cantera, que dieron vida al mundo de la explosión del Cámbrico.

Examinen fósiles que a menudo se pasan por alto en los relatos populares sobre la historia de la vida. Empiecen por los corales y los arrecifes que construyen, repletos de invertebrados hace cientos de millones de años. A continuación, pasen a la micropaleontología, una de las áreas de investigación del profesor Sutherland.

El registro fósil de la Tierra está salpicado de episodios en los que grandes fracciones de todas las especies desaparecieron abruptamente. Examinen la distinción entre extinción de fondo y extinción masiva. A continuación, busquen los factores que provocan estas catástrofes periódicas y busquen una posible explicación más allá de la Tierra.

En los últimos 500 millones de años se han producido cinco extinciones masivas. Centrémonos en la primera de ellas, que extinguió el paraíso tropical que floreció en el Ordovícico: ¿inició la tectónica de placas esta transformación radical?, ¿o pudo deberse a causas extraterrestres?

Pensemos en las adaptaciones necesarias para hacer la transición del reino flotante y nutritivo del agua a la peligrosa tierra seca, con sus temperaturas extremas y la implacable atracción de la gravedad. Tanto las plantas como los animales han desarrollado adaptaciones únicas para dar este audaz salto.

Busquen los primeros vertebrados, que surgieron de los cordados, animales con una notocorda en forma de vara. Averigüen también el misterio de un cordado extinguido llamado conodonte, muy valioso para la prospección petrolífera. Por último, descubran por qué tenemos esqueletos de fosfato cálcico.

Los primeros vertebrados eran un blanco fácil para los artrópodos asesinos y otros depredadores marinos. ¿Qué fue lo que acabó por darles ventaja? Sigan la tortuosa evolución de las mandíbulas y el rápido desarrollo de los peces. También fue crucial el esqueleto interno, que presenta algunas ventajas sorprendentes.

¿Cómo dieron los vertebrados el salto del agua a la tierra? Sigan la búsqueda de las formas evolutivas de transición de los vertebrados terrestres, centrándose en las teorías opuestas del gradualismo y el equilibrio puntuado. La respuesta al enigma puede estar en un medio de transición entre el agua y la tierra.

A la caza del fishapod, el eslabón perdido entre los peces y los vertebrados de cuatro extremidades o tetrápodos. Empiecen investigando algunos "fósiles vivientes", como el célebre Celacanto. A continuación, únanse a la expedición dirigida por el paleontólogo Neil Shubin que descubrió Tiktaalik, un fishapod fósil que saltó a los titulares de todo el mundo.

La mayor parte de los yacimientos de carbón del mundo se formaron en el periodo Carbonífero, hace unos 300 millones de años. Recorran el entorno global que creó esta formación única y engendró muchas innovaciones evolutivas, como el huevo amniótico. Descubran también por qué los insectos eran mucho más grandes entonces que hoy.

Busquen el origen de los amniotas, que son tetrápodos que ponen huevos, como los reptiles. Profundicen en la historia de los sistemas de clasificación de la vida. El sistema linneano se basa en el parecido entre los organismos. Aprendan por qué el sistema cladístico más reciente, basado en características compartidas, implica que no existe tal cosa como un reptil.