Claves para comprender la Evolucion

CLAVES DE LA EVOLUCIN HUMANA

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Gua del alumno

A modo de presentacin

En los ltimos aos se ha multiplicado espectacularmente el nmero de nuestros antepasados. Cada poco tiempo se da la noticia del descubrimiento de un nuevo fsil que modifica sustancialmente lo que se saba sobre los orgenes humanos. Las cosas eran antes mucho ms sencillas, y las pocas especies fsiles conocidas se recitaban una detrs de otra en una corta lista. Los esquemas evolutivos nos las representaban ordenadas en fila, sucedindose a lo largo del tiempo hasta la llegada del Homo sapiens. La verdad es que la simplicidad de los antiguos manuales slo reflejaba nuestra ignorancia, la casi completa ausencia de registro fsil. Tambin influan ciertos prejuicios que llevaban a algunos a interpretar la evolucin en general como un proceso orientado hacia su culminacin en el ser humano. Ahora que tenemos ms datos, y tal vez menos prejuicios, nos damos cuenta de que la evolucin humana no es diferente de la de los otros tipos de animales, y que ms que a una lnea recta se parece a un arbusto muy enmaraado. La confusin aparente es un dato real: no ha habido una nica evolucin, sino muchas evoluciones. De lo que se trata en este curso es ni ms ni menos que de llevar el debate sobre la evolucin humana al terreno cientfico y alejarlo del campo de la especulacin sin base. Se presenta el escenario de la evolucin humana que se considera hoy ms compatible con los datos disponibles. Algunos de sus aspectos cambiarn sin duda en el futuro, refutados por los nuevos hallazgos, pero esperamos que no vare mucho la esencia del relato.

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Gua del alumno

Juan Luis Arsuaga Ferreras

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Mdulo 1 - Claves de la Evolucin Humana - Programa de Nuevas Tecnologas - MEC -

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CLAVES DE LA EVOLUCIN HUMANA

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Gua: Introduccin - Claves de la Evolucin Humana - Programa de Nuevas tecnologas - MEC -

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Mdulo 1: Metodologa - Claves de la Evolucin Humana - Programa de Nuevas Tecnologas - MEC -

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Mdulo 1: Metodologa - Claves de la Evolucin Humana - Programa de Nuevas Tecnologas - MEC -

Sima de los Huesos

Trinchera Dolina, Sierra de Atapuerca

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M1 Ud1: La formacin de los yacimientos - Claves de la evolucin humana

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M1 Ud1: La formacin de los yacimientos - Claves de la evolucin humana

Sima de los Huesos



Mod.1- Ud.2: La medida del tiempo - Claves de la Evolucin Humana


Mod.1- Ud.2: La medida del tiempo - Claves de la Evolucin Humana

Paleomagnetismo


Mod.1- Ud.2: El oficio de paleoantroplogo - Claves de la Evolucin Humana

El oficio de paleoantroplogo

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Mod.1 - Ud.1: La formacin de los yacimientos - Claves de la Evolucin Humana

1. Planteamiento1.1 Conocimientos previos 1.2 Objetivos didcticos 1.3 Lecturas recomendadas

1.1 Conocimientos previos No son necesarios conocimientos previos, ya que los conceptos bsicos se explican en el texto. No obstante, un conocimiento previo de la Teora de la Tectnica de Placas y de la accin geolgica de los ros y de las aguas subterrneas facilitar la comprensin del tema.

1.2 Objetivos didcticos En esta unidad se persiguen dos grandes objetivos generales. En primer lugar, el conocimiento general del registro fsil y, en segundo lugar, las condiciones geolgicas que favorecen la formacin de yacimientos. Los objetivos especficos son los que siguen:q q q q q q q q q q q q q q q

Conocer la definicin de fsil. Distinguir los distintos tipos de fsil: organismos completos, restos de organismos, huellas de actividad. Conocer los fsiles ms frecuentes entre los restos de animales y de vegetales. Conocer al menos tres tipos de huellas de actividad biolgica. Comprender la precariedad y posible sesgo del registro fsil. Comprender la importancia de la informacin relacionada con el lugar de hallazgo de los fsiles. Comprender la importancia de los estudios tafonmicos en la reconstruccin de los procesos de fosilizacin y para entender la gnesis de los yacimientos. Relacionar la tasa de sedimentacin con la probabilidad de que un resto biolgico fosilice. Conocer los principales ambientes sedimentarios propicios para la fosilizacin de restos. Definir una cuenca sedimentaria. Reconocer la regin del Rift Valley esteafricano como una gran cuenca sedimentaria. Comprender los procesos geolgicos responsables de la formacin del Rift Valley esteafricano. Reconocer las desembocaduras de los ros en el mar y lagos como zonas de intensa sedimentacin, propicias para la fosilizacin. Reconocer las terrazas fluviales como zonas de intensa sedimentacin, propicias para la fosilizacin. Conocer al menos un ejemplo de yacimiento de fsiles humanos en una terraza fluvial.

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Reconocer las cavidades crsticas como zonas de intensa sedimentacin, propicias para la fosilizacin. Entender los procesos de formacin, apertura al exterior y relleno de las cuevas. Conocer al menos un ejemplo de yacimiento de fsiles humanos en el interior de cuevas.

1.3 Lecturas recomendadas Anguita Virella, F. (1988). Origen e Historia de la Tierra. Rueda, Madrid. Arsuaga, J.L. y Martnez, I. (1997). La Especie Elegida. Temas de Hoy, Madrid. Cervera, J.; Arsuaga, J.L.; Bermdez de Castro, J.M. y Eudald Carbonell (1998). Atapuerca. Un milln de aos de historia. Plot Ediciones, Madrid. Johanson, D., Edey, M. (1982). El Primer Antepasado del Hombre. Planeta, Barcelona. Sthraler, A. N. (1975). Geologa Fsica. Omega, Barcelona. Stringer, C., Gamble, C. (1996). En Busca de los Neandertales. Crtica, Barcelona.



ndice 1. Planteamiento1.1 Conocimientos previos 1.2 Objetivos didcticos 1.3 Lecturas recomendadas

2. Resumen del tema 3. Desarrollo del tema3.1 El registro fsil 3.2 Levntate y anda 3.3 Tipos de yacimientos 3.4 Las grandes depresiones 3.5 Las terrazas fluviales 3.6 Los rellenos de cuevas

4. Actividades 5. Autoevaluacin

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2. Resumen del temaSe conoce como fsil a cualquier resto o seal de actividad de los organismos del pasado. Esta definicin incluye una gran diversidad de fsiles, desde organismos completos hasta huellas de paso. Los restos ms comunes, dentro del reino animal, son las partes esquelticas: conchas, dientes, caparazones, huesos... Por su parte, los restos vegetales fsiles ms comunes son los granos de polen y las esporas. Las seales de actividad de los organismos del pasado son muy variadas e incluyen, entre otras, a las huellas de locomocin, tubos y cmaras de habitacin y las marcas de alimentacin. La disciplina paleontolgica que se encarga de estudiar estas seales de actividad es la Paleoicnologa. Al conjunto de los fsiles conocidos se le conoce como registro fsil. Debido a la naturaleza del proceso de fosilizacin, el registro fsil est compuesto por una nfima fraccin de los organismos que vivieron en las distintas pocas del pasado. Adems de esta pobreza el registro fsil est, presumiblemente, sesgado. Es decir, que tenemos la certidumbre de que los individuos y especies representadas en l no fueron, necesariamente, los ms abundantes y comunes de los ecosistemas pretritos. Cuando se encuentra un fsil es de capital importancia registrar toda la informacin posible sobre su situacin geogrfica y estratigrfica. Adems, para estudiar los procesos que llevaron a la formacin de los fsil particulares y a la del propio yacimiento es necesario anotar la posicin espacial exacta de cada fsil, las posiciones relativas de unos respecto a otros, la orientacin tridimensional de cada fsil, su estado de conservacin, etc. Existe una rama de la Paleontologa que, a partir de los datos recogidos en el yacimiento y del estudio de cada fsil, trata de recomponer los procesos que dieron lugar a los yacimientos; se trata de la Tafonoma. Los lugares preferentes para la formacin de yacimientos son aquellos donde hay altas tasas de sedimentacin, que permiten un rpido enterramiento de los restos y seales de actividad. Los lugares con mayor tasa de sedimentacin son aquellos en los que una corriente de agua, cargada de sedimentos, se ve frenada. En el interior de los continente, esta situacin se produce, principalmente, en las grandes depresiones, las terrazas fluviales y el interior de las cuevas.



Figura 1.1.1 Cuando se encuentra un fsil, es fundamental registrar toda la informacin posible sobre su situacin geogrfica y estratigrfica. Adems debe anotarse la posicin espacial exacta de cada fsil, las posiciones relativas de unos respecto a otros, la orientacin tridimensional de cada fsil, su estado de conservacin, etc.



3. Desarrollo del Tema3.1 El registro fsil La palabra fsil procede del adjetivo latino fossilis, derivado del verbo fodere (excavar), que se aplica a cualquier objeto desenterrado. Sin embargo, su significado actual es mucho ms restringido y solo se aplica a algunos de los "objetos desenterrados": en concreto, a cualquier resto o seal de actividad de los organismos del pasado. Es a travs del estudio de estos fsiles que los paleontlogos desentraan la historia de la vida sobre nuestro planeta, y al conjunto de fsiles conocidos se le conoce como registro fsil. El registro fsil incluye una sorprendente variedad de tipos de fsiles. Se da la paradoja de que aunque la probabilidad de que un organismo fosilice es muy baja, un mismo individuo puede producir un elevado nmero (incluso miles) de fsiles diferentes. El tipo de fsil ms evidente, y el ms informativo para el paleontlogo, consiste en la totalidad o parte(s) del cuerpo de un ser vivo. Aunque no es frecuente que fosilicen organismos completos, tampoco se trata de casos excepcionales y as podemos mencionar, por ejemplo, los insectos conservados en mbar o los cadveres congelados de los mamuts. No obstante, lo ms habitual es que solo fosilicen las partes mineralizadas de los animales: huesos, dientes, conchas y caparazones. Tambin las plantas tienen estructuras duras que fosilizan con facilidad, como las partes leosas de troncos y races, y otras blandas que lo hacen con menos frecuencia, como las hojas, frutos, y frondes. Sorprendentemente, la mayor parte de los fsiles vegetales del registro fsil no son los orgullosos leos sino las humildes esporas y los granos de polen. Ambos son muy resistentes gracias a la presencia de envueltas externas o cutculas qumicamente muy estables. Tan abundantes son las esporas y el polen en los estratos sedimentarios, que se ha desarrollado una disciplina de la Paleontologa para dedicarse a su estudio; es la Palinologa, del griego Palyno: rociar (por que los sedimentos parecen "rociados" de esporas y polen).



Figura 1.1.2 La palinologa estudia los restos de polen y esporas fsiles. Las envueltas externas son muy resistentes y aguantan muy bien el paso del tiempo.

Quiz los fsiles ms fascinantes y misteriosos sean las seales de actividad de los organismos. El ejemplo ms obvio lo constituyen las pistas; es decir, las marcas dejadas en el sustrato por los animales que se desplazaron sobre l. Entre las pistas ms famosas se encuentran las huellas de Laetoli, que fueron dejadas por dos homnidos bpedos, uno grande y otro ms pequeo, que caminaron uno al lado del otro hace ms de tres millones de aos. Tambin gozan de gran popularidad las huellas de dinosaurios. Este tipo de fsil es muy til para estudiar aspectos de la locomocin de los animales que las produjeron, pero tambin nos informa sobre su peso y, en determinados casos, sobre aspectos de su comportamiento tales como la sociabilidad (segn se deduzca que formaban manadas o eran solitarios). Aunque menos conocidas por el gran pblico, la mayor parte de las pistas del registro fsil fueron producidas por invertebrados marinos, del tipo de los trilobites, las lombrices y los gusanos, al desplazarse sobre el fango del fondo. Tambin estas huellas son muy ilustrativas sobre la locomocin y hbitos de vida de sus propietarios (aunque muchas veces no se sepa con exactitud quienes las produjeron). Adems de las pistas, existen otros muchos tipos de seales de actividad, que incluyen, entre otras, a tneles de alimentacin y/o habitacin, huellas de reposo, heces fsiles (o coprolitos) y, en el caso de los humanos, instrumentos de piedra. Tambin hay una especialidad paleontolgica encargada del estudio de estas evidencias de las actividades de los organismos del pasado. Se trata de la Paleoicnologa (del griego ichnos: huella).



Figura 1.1.3 Las huellas de las garras que dejaron en la arcilla los osos que habitaron las cuevas en el Pleistoceno son un ejemplo de icnofsiles. Estas huellas fsiles nos informan de la actividad del organismo vivo, en este caso de un oso afilndose las garras.

Con justicia, se podra pensar que el adjetivo que mejor describe al registro fsil es el de variado, pero lo cierto es que hay otro que lo define mejor: sesgado. Slo una pequea parte del conjunto de seres vivos del pasado estn representados en l ya que la mayora no produjo ni un solo fsil. Adems, muchos de los fsiles producidos se han perdido a lo largo del tiempo debido a los procesos de erosin, y otros muchos nunca nos sern accesibles por estar enterrados a muchos metros de profundidad. En consecuencia, el registro fsil no es sino una estrechsima mirilla por la que intentamos vislumbrar la vida del pasado. Desgraciadamente, la precariedad del registro no es su peor cualidad. Lo cierto es que no tenemos razones para pensar que ste sea representativo de las especies del pasado. Es decir, que no podemos estar seguros (ms bien todo lo contrario) de que los organismos y especies que conocemos por los fsiles fueran los ms comunes en las Biosferas pretritas. Para decirlo claramente: solo tenemos unos pocos fsiles que representan a unos pocos organismos de unas pocas especies del total que vivieron en el pasado, cmo saber qu parte del total representan?





3.2 Levntate y anda El trabajo de un paleontlogo es el de volver a la vida a los organismos del pasado a travs del estudio de los fsiles. Los fsiles son la principal fuente de conocimiento sobre la vida en el pasado, pero no la nica. Un fsil colocado sobre la mesa del paleontlogo contiene mucha informacin de tipo paleobiolgico pero no aportar ningn dato sobre su localizacin geogrfica ni sobre su antigedad. No solo es importante saber dnde se encontr un fsil y su relacin con las capas de rocas del yacimiento, hay otros tipos de informacin que tambin son de importancia capital. Se trata de la posicin exacta de los fsiles unos respecto a otros, de su disposicin, su orientacin y su estado de conservacin. Solo con esa informacin el paleontlogo puede abordar el estudio de cmo llegaron los fsiles hasta el yacimiento y de cmo se form ste. Con este fin , existe una rama de la Paleontologa, la Tafonoma (de los vocablos griegos taphos y nomos que significan literalmente enterramiento y ley, respectivamente) que se encarga del estudio de la historia de los fsiles desde que se produjo un resto, o una seal de actividad de un ser vivo, hasta que el correspondiente fsil est listo para ser estudiado. Como resultado de los anlisis tafonmicos es posible establecer cmo llegaron los fsiles al yacimiento y qu tipo de informacin se ha perdido en el proceso de fosilizacin, lo que resulta imprescindible para la correcta interpretacin de los fsiles.



Figura 1.1.4 La Tafonoma se encarga del estudio de la historia de los fsiles, desde que se produjo un resto (o una seal de actividad de un ser vivo) hasta que ese fsil llega a nuestras manos para ser estudiado. Esta ilustracin explica el proceso de enterramiento de un mamut que queda atrapado en el permafrost o suelo helado de la tundra y posteriormente es enterrado bajo sucesivas capas de barro helado que garantizan su congelacin. La erosin favorece la exposicin de parte del animal (quizs un colmillo) y los especialistas proceden a la excavacin sistemtica del mamut fsil.

Un fsil del que no se conoce su origen pierde gran parte de su valor. Los datos geogrficos, geolgicos y tafonmicos hay que registrarlos con gran exactitud y esta tarea requiere formacin y experiencia. Aunque los aficionados realizan a veces hallazgos muy valiosos, la correcta extraccin de los fsiles es un trabajo para el que solo los paleontlogos profesionales estn capacitados. Recolectar fsiles para engrosar colecciones privadas es un expolio al patrimonio y una prdida irreparable de conocimiento.





3.3 Tipos de yacimientos Para que el fenmeno de la fosilizacin tenga lugar, se han de dar una serie de circunstancias especiales. La primera de ellas es el enterramiento, que ha de ser relativamente rpido ya que si no es as el resto quedar expuesto a la accin de factores atmosfricos (la meteorizacin, por ejemplo) y biolgicos (carroeros y descomponedores) que lo harn desaparecer. Es decir, que solo en ambientes con altas tasas de sedimentacin (sedimentacin rpida) es posible que los seres vivos produzcan fsiles. El principal agente geolgico de la corteza terrestre es el agua en movimiento. Cuando el agua corre con gran velocidad es capaz de erosionar las rocas de la corteza terrestre y arrastrar los sedimentos producto de tal erosin. Este transporte depende la propia velocidad del agua: cuanto mayor sea sta ms grande ser su energa cintica y, por tanto, mayor su capacidad de transportar sedimentos. As, cuando el agua pierde velocidad reduce su capacidad de transporte y se produce la deposicin de los materiales que arrastra; es decir su sedimentacin. Por todo ello, en aquellos ambientes en los que llegue agua corriente, cargada de sedimentos, y se produzca un descenso abrupto en la velocidad de dicha agua, tendr lugar una sedimentacin intensa. Como ya hemos visto, estos ambientes sedimentarios son los ideales para la produccin de fsiles y, en los continentes, se pueden resumir en tres grandes tipos: cuencas sedimentarias, terrazas fluviales y el interior de cuevas.

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3.4 Las grandes depresiones Una cuenca sedimentaria es una regin deprimida rodeada de montaas. Desde stas ltimas corren cursos de agua que confluyen en la depresin, formando zonas pantanosas y lagos. El agua circula a gran velocidad por las montaas, erosionndolas y transportando los sedimentos hacia la depresin, en donde deposita los materiales acarreados al perder su velocidad cuando desemboca en los lagos y pantanos. En una cuenca sedimentaria hay una zona de produccin intensa de sedimentos (las montaas) y otra de acumulacin de stos (la depresin). Como resultado de este proceso, las montaas van siendo reducidas en su volumen y altura, y la cuenca central se va rellenando, elevandose cada vez ms. De este modo se han formado, por ejemplo, las dos mesetas que componen la regin central de la Pennsula Ibrica. En el campo de la evolucin humana, hay una cuenca sedimentaria de extraordinario inters por los fsiles que contiene y cuya formacin est relacionada con las fuerzas que fracturan y desplazan la corteza terrestre: el gran Rift Valley del este de frica. La regin esteafricana est recorrida por una red de grandes depresiones alargadas, que se encuentran unidas entre s en un gran valle, que como un gigantesco surco de arado, se extiende desde Mozambique hasta el norte de Etiopa. La causa de este peculiar relieve est en el hecho de que, en esta regin, se est fracturando la litosfera terrestre. Si el proceso contina, una parte de frica, el llamado "cuerno de frica", se acabar desgajando de la masa continental y se desplazar hacia el noreste, hacia el sur de la Pennsula Arbiga.



Figura 1.1.5 El Rift Valley (el valle del Rift, al este de frica) es una de las cuencas sedimentarias de mayor inters dentro del estudio de los fsiles humanos.

La Tierra est compuesta por una serie de capas cuyas propiedades fsicas son diferentes. La capa ms externa es la Corteza, cuyo espesor promedio es de 30 Km. Bajo la Corteza se extiende el Manto, una capa inmensa de unos 2900 Km de espesor. Finalmente, la capa ms interna de nuestro planeta es el Ncleo, con unos 3470 Km de radio. La Corteza es rgida, como la mayor parte del Manto y la parte ms interna del Ncleo (su zona externa es lquida). Dentro del Manto pueden distinguirse zonas distintas en funcin del estado de las rocas que lo forman. As, los primeros 100 Km, aproximadamente, del Manto estn constituidos por roca rgida y forman, junto con la Corteza, la llamada Litosfera (esfera rgida). Pero entre los 100 y los 1000 Km de profundidad las rocas estn prximas al punto de fusin o fundidas (aproximadamente un 2% del total), en un estado que se conoce como fluido (lo ms parecido es un estado similar al de la lava volcnica) confiriendo a estafile:///E|/evolucion/m1/m1_u1_texto/m1_u1_034.html (2 de 3) [1/2/2000 16.45.42]


zona del Manto, que se conoce como Astenosfera (esfera fluida), unas propiedades especiales. En determinados puntos de la Astenosfera, las rocas estn ms calientes y tienden a ascender, formando lo que se conoce como corrientes de conveccin. Estas corrientes de conveccin pueden alcanzar la Litosfera llegando, en algunas ocasiones, a deformarla e incluso a partirla. Este proceso es el responsable de que la Litosfera est fracturada en placas, que pueden desplazarse unas respecto aotras debido a que estn sustentadas en una base fluida, surcada por corrientes de conveccin, la Astenosfera. A este proceso se le conoce como Tectnica de Placas y su resultado es la Deriva Continental (o movimiento de las masas continentales a lo largo del tiempo). Descrito con ms detalle, el proceso de ruptura y separacin de placas litosfricas se inicia cuando una corriente de conveccin alcanza la Litosfera. Entonces se produce un "abombamiento" de la superficie, que al mismo tiempo se fractura. Cuando cede la presin, la superficie elevada se hunde debido a las roturas (fallas) producidas. Este proceso (aumento y disminucin de la presin sobre la Litosfera en una zona) puede repetirse varias veces y est asociado con fuerte vulcanismo. Como consecuencia, se forman grandes depresiones en las que confluye el agua que circula por sus laderas y que deposita grandes cantidades de sedimentos. En resumen, se forma una cuenca sedimentaria.

Figura 1.1.6 La Astenosfera es una esfera fluida con propiedades especiales. En ciertos puntos de la Astenosfera las rocas estn ms calientes y tienden a ascender formando corrientes de conveccin.

Pues bien, este es el fenmeno que ha formado el conjunto de depresiones que forman el gran Rift Valley del este de frica y que ha propiciado la formacin de los grandes lagos del interior del continente y de las correspondientes cuencas sedimentarias. El vulcanismo asociado ha intercalado en los niveles sedimentarios capas de rocas volcnicas, cuya antigedad puede conocerse con gran precisin, y que son muy tiles para conocer la edad de los fsiles contenidos en dichos niveles. Entre los muchos yacimientos importantes de esta regin de frica pueden destacarse los que se encuentran enclavados en las orillas orientales y occidentales del lago Turkana (antiguo lago Rodolfo), situado al noroeste de Kenia.



3.5 Las terrazas fluviales En cualquier ro pueden distinguirse tres zonas en su curso. En tramo alto est caracterizado por la presencia de fuertes desniveles que imprimen al agua una gran velocidad y, por tanto, una elevada energa. Gracias a esta elevada energa, el ro arranca y transporta grandes cantidades de roca que arrastra hacia el tramo medio. En ste, la pendiente es menor, menguando la velocidad del agua y disminuyendo su capacidad de transporte. Aqu el ro est en equilibrio: no tiene la suficiente energa para erosionar, pero s para transportar los sedimentos cargados en el tramo alto. En el tramo bajo, la velocidad desciende mucho y el agua pierde la capacidad de arrastrar los materiales; comienza la sedimentacin. Como la perdida de velocidad suele ser gradual, los materiales ms pesados se depositan primero y los ms finos los ltimos, generalmente en la desembocadura. En resumen, a lo largo del curso de un ro se distingue una zona de erosin, otra de transporte y una tercera de sedimentacin. Por supuesto, sta es una simplificacin, ya que cualquier variacin de la velocidad del agua conlleva un cambio en su capacidad de transporte. En el curso alto tambin hay regatos, donde predomina la sedimentacin, y en el curso medio o bajo hay zonas donde el agua cobra velocidad y hay erosin. Pero estas situaciones son anecdticas y la dinmica general del ro es la descrita. Como consecuencia, el lecho del ro es diferente en cada tramo. Es profundo y sin sedimentos en su curso alto (zona de erosin) y somero y con grandes depsitos de sedimentos en su curso bajo (zona de sedimentacin). Esta ltima parte del curso del ro es adecuada para el enterramiento de cadveres o restos de organismos y su posterior fosilizacin.

Figura 1.1.7 A lo largo del curso de un ro se distingue una zona de erosin, otra de transporte y una tercera de sedimentacin. Es en el tramo bajo, donde la velocidad desciende y el agua ya no puede continuar arrastrando los materiales y d comienzo la sedimentacin. A: rea de la seccin del cauce, V: velocidad de flujo; S: pendiente; Q: caudal.

Pero los ros no han sido siempre iguales. Por efecto de la erosin del ro sobre su cauce, el desnivel de ste se va atenuando. En consecuencia, el tramo bajo se va extendiendo a expensas del curso medio, que a su vez "asciende" por el tramo alto, que tambin se reduce. No obstante hay fenmenos que "rejuvenecen" el perfil del cauce, incrementando el desnivel. Esto puede ocurrir si las montaas donde se origina el ro se ven levantadas por fuerzas tectnicas o isostticas, o si el nivel del mar desciende por efecto de una glaciacin (ver ms adelante). Adems de la velocidad del agua, su capacidad de erosionar y transportar tambin dependen de su masa (el otro componente de la energa cintica), o dicho de otro modo: de la cantidad de agua quefile:///E|/evolucion/m1/m1_u1_texto/m1_u1_035.html (1 de 2) [1/2/2000 16.45.43]


lleven. Y sta vara mucho a lo largo del tiempo. En el ltimo milln de aos se han sucedidos periodos fros y secos con otros ms calidos y hmedos. Los momentos de mayor fro son las glaciaciones, en las que los casquetes polares (especialmente en el norte) se extendan hacia las regiones templadas. El aumento de la masa de hielo de los mantos polares, determinaba que una cantidad mayor del agua circulante del planeta quedase retenida en forma de hielo. En consecuencia, las lluvias eran ms escasas y el nivel del mar descenda. Tambin los ros vean afectado su caudal, que se reduca grandemente. Cuando el clima volva a ser ms calido, aumentaban las precipitaciones y los deshielos se hacan ms copiosos: los ros se volvan ms caudalosos. Estos factores, variacin en el perfil del cauce y en el caudal de agua del ro, hacen que la zona de erosin y de sedimentacin del ro no sean constantes. As, la zona de erosin de un ro puede (en un momento de caudal elevado o de rejuvenecimiento del desnivel) situarse donde antes estaba la regin de sedimentacin (cuando el ro llevaba menos agua o esta flua ms lentamente). Y cuando un ro labra su cauce a travs de sus propios sedimentos, nunca vuelve a pasar exactamente por el mismo sitio. En consecuencia, quedan depsitos sedimentarios sin erosionar (que pueden ser muy ricos en fsiles) que se conocen como terrazas fluviales.

Figura 1.1.8 El ro Arlanzn es el responsable de haber ido depositando los sedimentos que han ido rellenando las cavidades de la Sierra de Atapuerca. A lo largo de su historia son varias las terrazas que ha originado.

Un buen ejemplo de yacimiento con fsiles humanos en terrazas fluviales, lo constituye la localidad javanesa de Ngandong, en las terrazas del ro Solo, donde se han hallado numerosas crneos fragmentarios de Homo erectus.



3.6 Los rellenos de cuevas El tercer ambiente en que puede tener lugar una sedimentacin intensa son las cuevas. La mayor parte de las cuevas se producen en las rocas calizas, debido a sus propiedades qumicas. La roca caliza esta formada, bsicamente, por carbonato clcico. Este mineral se forma cuando el calcio disuelto en el agua reacciona, a travs de una serie de reacciones intermedias, con el dixido de carbono, igualmente disuelto en el agua. El carbonato clcico precipita en condiciones de extrema quietud del agua. La inmensa mayor parte de la roca caliza del planeta se ha formado (y se forma, en la actualidad) en el fondo del mar, en capas que pueden tener cientos de metros de espesor. Estas capas de roca caliza pueden verse plegadas por la dinmica de la corteza terrestre, originando montaas que quedan fuera del mar. As se formaron la mayor parte de nuestras montaas, como la mayor parte del Sistema Ibrico, los pirineos y Picos de Europa, por ejemplo. Como resultado de este proceso, enormes masas de roca caliza son puestas a merced de los agentes geolgicos externos. De manera inversa a como se form, el carbonato clcico que forma la caliza puede ser disuelto por el agua, a condicin de que sta contenga dixido de carbono. Y el agua de lluvia que se filtra a travs de las numerosas grietas y fisuras de las rocas contiene dixido de carbono, por lo que es capaz de disolver la caliza. Tambin disuelven las rocas calizas las aguas subterrneas que se infiltran en ellas, siempre a favor de las grietas, ya que que tambin contienen dixido de carbono. De este modo, el interior de la montaa se va viendo horadado por la accin del agua y se van formando tuneles horizontales y verticales, que se conocen como galeras y simas, respectivamente. Cuando el nivel de base de las aguas subterrneas (o nivel fretico) desciende (por ejemplo porque el valle se encaje) el agua deja de circular por galeras y simas, y solo el agua de lluvia sigue actuando. En este momento, la montaa guarda en su interior un laberinto de cavidades. La accin del agua de lluvia, y la erosin de las laderas, llevan a que esta red de cuevas se abra al exterior, y empiecen a ser rellenadas por los sedimentos que el agua de las laderas arrastra, al introducirse, como si se tratara de desages, en las cuevas. Junto con los sedimentos, el agua transporta restos de organismos, que quedan fosilizados junto a aquellos otros restos introducidos por carnvoros y humanos, como resultado de sus actividades.



Figura 1.1.9 La montaa va siendo horadada por la accin del agua. Al disolverse la roca caliza se van formando tneles y grietas en varias direcciones (las galeras y simas). Al bajar el nivel fretico (el curso el ro se desplaza) queda la cavidad y puede ser utilizada por los diferentes organismos dando comienzo el proceso de relleno (de sedimentos) de la cueva, la sedimentacin.

Una gran parte de los fsiles humanos conocidos proceden de regiones en las que no hay cuencas sedimentarias, siendo mayora los yacimientos en el interior de cuevas sobre los de terrazas fluviales. Quiz los ejemplos ms seeros de yacimiento en cueva lo constituyan los de la regin del Transvaal (Sterkfontein, Swartkrans y Kromdraai), en Sudfrica, y los de la burgalesa Sierra de Atapuerca.


Mod.1 - Ud.1: La formacin de los yacimientos - Claves de la Evolucin Humana Figura 1.1.10 Fotografa tomada antes de 1976 en la que se observan dos de los yacimientos de la Sierra de Atapuerca de la Trinchera del Ferrocarril. Galera (en primer plano) y Dolina (al fondo) eran cavidades que quedaron expuestas al 'cortarse' la sierra en las obras de construccin de un ferrocarril minero. Se puede observar cmo los sedimentos arcillosos han colmatado las cuevas hasta el techo.

Por ltimo, cabe mencionar un tipo de yacimiento cuya gnesis no se debe a los agentes geolgicos externos sino a la mano humana. Se trata de los enterramientos, acumulaciones intencionadas de cadveres en lugares recnditos de las cuevas (como en el caso de la Sima de los Huesos de la Sierra de Atapuerca), o acumulaciones de huesos tras el consumo de seres humanos (como en el nivel TD6 de la Gran Dolina de Atapuerca). En este tipo de yacimientos la conservacin de los restos es excepcional y pueden encontrarse esqueletos completos o muy completos. Desgraciadamente, con la notabilsima excepcin del yacimiento de la Sima de los Huesos, la humanidad no comenz las prcticas funerarias hasta hace menos de 100.000 aos, por lo que el registro fsil de las humanidades ms antiguas de esa fecha es mucho ms escaso y fragmentario que el de aquellas otras posteriores (humanos modernos y neandertales).


Mod.1 - Ud.1: La formacin de los yacimientos - Claves de la Evolucin Humana Figura 1.1.11 La posible causa de la masiva acumulacin de fsiles humanos en la Sima de los Huesos hace unos 300.000 aos fu la accin de los propios humanos, que arrojaban all a sus muertos.


Glosario - Claves de la Evolucin Humana -

"A partir de frica" ("Out of Africa"): Hiptesis que sostiene que loshumanos modernos se originaron en frica y posteriormente migraron al resto del viejo mundo. Se basa en las evidencias fsiles y genticas.

Achelense: Tipo de Industria del Modo Tcnico 2 que se caracteriza por lapresencia de bifaces y otros instrumentos de grandes formatos, como los hendedores. Se extiende desde hace 1,5 millones de aos hasta hace 200.000-150.000 aos.

Antropoide (-o): Literalmente, "como el hombre", miembro del SubordenAntropoidea de los Primates, que incluye a los monos, los antropomorfos, y al hombre.

Antropologa: Ciencia que estudia al ser humano dentro de la escala zoolgica y asus tipos biolgicos y culturales.

Antropomorfo: "Con forma de hombre". En esta obra, trmino utilizado parahablar de los grandes monos: el chimpanc, el gorila y el orangutn.

Apomorfa: En cladstica, carcter derivado o evolucionado. Arborcola: Qu vive en los rboles. Artefacto: Cualquier objeto usado, modificado o elaborado por los humanos. Arviclido: Roedores pertenecientes a la subfamilia Arvicolinae. La subdivisinbioestratigrfica de micromamferos del Cuaternario est basada en la sucesin de Arviclidos.

Australopiteco: Nombre comn de homnido primitivo que vivi en el sur y este de frica entre hace 4,2 y 2 millones de aos. Incluye las especies A. anamensis, A. afarensis, A. bahrelghazali, A. africanus y A. garhi.

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Bioestratigrafa: Divisin del tiempo geolgico en base a las faunas contenidasen un estrato (rocoso) determinado.

Bases: En bioqumica, los componentes nitrogenados de cada nucletido, que danombre a los diferentes tipos de nucletido. En el ADN se agrupan por pares de nucletidos: la adenina (A) con la guanina (G); y la citosina (C) con la timina (T).

Binomial (nomenclatura): Sistema de clasificacin de los seres vivosestablecido por Carlos Linneo que consiste en designar mediante dos trminos en latn o latinizados a todos los organismos. El primero de los trminos se escribe en mayscula y designa al gnero, y ambos a la especie. Los nombres cientficos (el nombre binomial) se escriben en cursiva o subrayados.

Biozonas: Subdivisiones bioestratigrficas de arviclidos. En el Pleistoceno haytres: Villaniense, Bihariense y Toringiense.

Bipedalismo: Mecanismo de locomocin sobre las dos extremidades posteriores. Bipedestacin: Sinnimo de bipedalismo. Bpedo: Qu anda sobre las dos extremidades posteriores . Bosque galera: Vegetacin abundante en las mrgenes de los cursos fluviales. Bruhnes: Cron del Pleistoceno medio de polaridad magntica normal.

Calota: Bveda del crneo que no conserva el basicrneo ni los huesos de la cara. Calvaria: Crneo sin el esqueleto de la cara. Tambin llamado neurocrneo. Citoplasma: El contenido de la clula dentro de la membrana celular, excepto elncleo

Cladstica: Escuela sistemtica creada por el entomlogo alemn W. Hennig. Sebasa en el uso apomorfas para el establecimiento de sistemas de clados.

Clado: Conjunto de especies con antepasado comn. Tambin llamados gruposnaturales.

Cladognesis: En cladstica, bifurcacin o separacin de dos linajes evolutivos. Clase: Categora taxonmica subordinada al Filo e inmediatamente superior alOrden. Los vertebrados se agrupan en la Clase Vertebrata.

Climatozonas: Relacin de las diferentes asociaciones faunsticas demicromamferos con las variaciones climticas.

Convergencia: En biologa, desarrollo en paralelo de una misma caracterstica en



dos organismos, que puede aparecer por azar o por adaptacin a condiciones o funcin similares.

Cromer (=Cromeriense): periodo cronolgico del Pleistoceno inferior y medioque engloba al menos cuatro momentos clidos entre hace unos 800.000 y 450.000 aos.

Cromosoma: La unidad de herencia que transporta la mayor parte de los genes. La especie humana tiene 23 pares de cromosomas homlogos. El par 23 determina el sexo, XX para los individuos femeninos, XY para los masculinos. Cuaternario: Periodo geolgico que engloba el Pleistoceno y el Holoceno. "Cuello de Botella" (evolutivo): Se produce cuando el tamao de una poblacin disminuye mucho en un determinado momento, seguido de una expansin. Los cuellos de botella evolutivos disminuyen la variabilidad gentica de la poblacin resultante. Curva de paleotemperaturas: Escala global de temperaturas de los ltimosmillones de aos elaborada a partir de la proporcin de istopos del oxgeno extraidos al perforar los fondos ocenicos.

Cspide (dental): Prominencia en la corona de un diente.

Datacin radiomtrica: Mtodo de datacin absoluta basado en ladesintegracin de los istopos radiactivos. Incluye los metodos de Carbono-14, series de Uranio, Potasio-Argn, Resonancia de espn electrnico y otros.

Datacin paleomagntica: Mtodo de datacin relativa basado en la polaridadmagntica de los yacimientos.

Denticin postcanina: o denticin posterior, incluye a los premolares y molares Denticin anterior: Incluye a los incisivos y caninos. Deriva gentica: Cambios genticos que tienen lugar en una poblacin comoconsecuencia de los efectos del azar y no de la seleccin natural.

Difisis: Parte central de los huesos largos de forma aproximadamente cilndrica. Diastema: Espacio hueco entre diferentes dientes. Los primeros homnidos se caracterizan por presentar un pequeo diastema entre el canino y el primer premolar inferior para alojhar al canino superior. Dimorfismo: Existencia de dos formas distintas (polimorfismo= muchas formas distintas). El trmino dimorfismo sexual se aplica para expresar las diferenciasque existen entre la hembra y el macho de una misma especie.



Distal: Parte de un hueso largo que constituye el extremo ms alejado del plano desimetra axial del tronco (cuerpo).

"East Side History": Hiptesis evolutiva propuesta por Y. Coppens para explicar el origen esteafricano de los homnidos. Encefalizacin: Tamao relativo del cerebro respecto al tamao corporal. Endocrneo: Superficie interna de los huesos del crneo, que suele reproducir lamorfologa externa del encfalo.

Epfisis: Extremos de los huesos largos que tienen centros de osificacin propios. Esmalte: Material blanco y muy duro que cubre la superficie externa de la corona delos dientes. Es la sustancia biolgica ms dura conocida.

Especie paleontolgica: Conjunto de poblaciones de una misma lnea evolutivasituados entre dos nodos de cladognesis.

Especie: Divisin taxonmica subordinada a Gnero y superior a Subespecie. Estadio: Momento puntual muy fro (llamado tambin "pico fro" o de mximoglaciar), incluido dentro de una glaciacin.

Estadio isotpico: fases fras y clidas. Estas fases son los estados de losistopos del oxgeno, que se suelen encontrar referidos como OIS.

Estepa: Bioma caracterizado por la abundancia de plantas herbaceas y carente derboles.

Estratigrafa: En Geologa, el estudio de la secuencia de rocas, sus caractersticasy su posicin relativa. Tambin se aplica al estudio de las capas o depsitos de un yacimiento arqueolgico.

Evolucin multirregional: Hiptesis evolutiva que sostiene la emergencia ms o menos simultnea de los humanos modernos a partir de poblaciones arcaicas en todo el Viejo Mundo. "Eva mitocondrial": Hiptesis que sostiene un origen de los humanosmodernos en frica y el posterior desplazamiento al resto del viejo mundo, que sustituy totalmente a las poblaciones arcaicas preexistentes. Esta hiptesis se ha establecido a partir de evidencias genticas de la humanidad actual.

Excentricidad: Grado de desviacin de la rbita terrestre respecto a unacircunferencia.



Familia: Categora taxonmica subordinada a Orden e inmediatamente superior aGnero.

Fenotipo: Caractersticas biolgicas de un organismo. Filogenia: Historia evolutiva de un grupo de organismos. Flexin basicranial: Angulacin de la base del crneo relacionadaprincipalmente con la postura erguida.

Flujo gentico: Intercambio de genes entre poblaciones por migracin o pordifusin de los genes a lo largo de las generaciones.

Folvoro: Qu se alimenta principalmente de hojas. Foramen magnum: El orificio situado en la base del crneo a travs del cual lamdula espinal se conecta con el encfalo.

Foraminferos: Protozoos unicelulares que segregan una concha de carbonato.Se utilizan frecuentemente en bioestratigrafa y paleoecologa.

Frmula dental: Convencin para describir de forma resumida la organizacin de los dientes en un individuo o grupo de individuos, donde se seala el nmero de piezas de cada tipo, en la denticin superior e inferior. Fsil: cualquier resto o seal de actividad de los organsmos del pasado.

Glaciaciones Alpinas: Secuencia de cuatro paquetes de sedimento (indicativasde periodos frios) identificadas por Penck y Brckner en 1909 en las laderas de pie de monte en los Alpes. Se denominan: Gnz, Mindel, Riss y Wrm.

Galeriense: Periodo sin valor cronoestratigrfico definido por su asociacin defauna. Se correlaciona con el Pleistoceno medio.

Gnero: Divisin taxonmica por encima de la categora de especie y por debajo deFamilia.

Genoma: El conjunto completo de informacin gentica de un organismo. Genotipo: El conjunto de alelos en un determinado locus gentico. Tambin se utiliza para referirse a la completa constitucin gentica de un organismo. Glaciacin: Perodo de mximo fro del Cuaternario que se acompaa del avanze de mantos de hielo.



Holoceno: Segunda poca del periodo Cuaternario, desde hace 10.000 aos hastael presente.

Holotipo: Ejemplar tipo que define una categora taxonmica. Homnido: Miembro de la familia de Hominidae, que en esta obra, incluye a los gneros Ardipithecus, Australopithecus, Paranthropus y Homo. Hominizacin: Proceso evolutivo que permite reconocer los cambios hacia una morfologa semejante a la del gnero Homo. Hominoideo: Primate miembro de la superfamilia Hominoidea, que incluye a losgibones, orangutanes, gorilas, chimpancs y humanos.

Homo: Gnero definido por Linneo, siendo su holotipo nuestra propia especie, Homo sapiens. En esta obra, incluye, adems de nuestra propia especie, H. habilis, H. rudolfensis, H. ergaster, H. erectus, H. antecessor, H. heidelbergensis y H. neanderthalensis.

Interestadio: Fase templada incluida dentro de una glaciacin. Interglaciar: Perodo clido entre dos glaciaciones caracterizado por una clara expansin de rboles termfilos. Istopo: tomos con diferente nmero de neutrones pero mismo nmero deelectrones y protones (es decir diferente masa atmica). Se conocen como los istopos de un elemento.

Jaramillo: Subcron de polaridad magntica normal incluido dentro del cronMatuyama, de polaridad magntica inversa.



Lmina: Lasca de industria ltica de forma alargada y plana. Como mnimo sulongitud es dos veces mayor que su anchura. Las industrias del Paleoltico superior se caracterizan por una gran proporcin de instrumentos elaborados sobre lminas.

Levallois: Tipo de talla de instrumentos lticos que se caracteriza por la preparacinprevia del ncleo. Tiene su origen hace unos 300.000-200.000 aos.

Ltico: Hecho de piedra. Loess: Sedimentos depositados por el viento. Se localizan frecuentemente cubriendo las morrenas glaciares.

Matuyama: Cron del Pleistoceno medio de polaridad magntica inversa. Meiosis: Divisin celular, que reduce el nmero de cromosomas a la mitad. Mitocondrias: Orgnulos responsables del metabolismo aerbico de la clula.Contienen su propio ADN que slo se transmite por va materna.

Modo Tcnico 1: Vese Olduvayense Modo Tcnico 2: Vese Achelense Modo Tcnico 3: Vese Paleoltico medio Modo Tcnico 4: Vese Paleoltico superior Monogamia: Sistema de apareamiento que slo tienen una pareja durante la pocadel celo.

Musteriense: Nombre que se aplica a la industria europea del Paleoltico medio odel Modo Tcnico 3 que se caracteriza por lascas realizadas a partir de ncleos preparados (ver Levallois).

Neoltico: Perodo cultural humano que se asocia con la aparicin de la agricultura,cermica y ganadera. En algunas partes de Asia aparece hace unos 10.000 aos.

Nodo de cladognesis: En Cladstica, punto de bifurcacin evolutiva.



OIS: Del ingls "oxygen isotope stage", estadio isotpico del oxgeno.Mediante los OIS se elabora la curva de paleotemperaturas: aquellos con numeracin par, son estadios fros, mientras que los de nmero impar son estadios clidos.

Olduvayense: Tipo de Industria ltica del Modo Tcnico 1. Est constituida porinstrumentos toscamente trabajados: lascas, ncleos, "chopper" y "chopping tools".

Paleoantropologa: Estudio de los fsiles humanos. En sentido amplio, estudiode los primates fsiles.

Paleoltico Superior (Modo Tcnico 4): Perodo cultural que empieza hacealrededor de 40.000 aos y termina hace unos 10.000 aos. En Europa se ha dividido en diferentes conjuntos de industrias lticas: chatelperroniense, auriaciense, solutrense, gravetiense y magdaleniense.

Paleoltico Medio (Modo Tcnico 3): Perodo de la cultura humana entre hace200.000 aos y 40.000 aos. Se caracteriza por el tipo de talla Levallois.

Paleoltico Inferior: Perodo de la cultura humana que se inicia con los primerosinstrumentos de piedra, hace unos 2,5 millones de aos, y finaliza hace unos 300.000-200.000 aos. Incluye al Oduvayense (Modo Tcnico 1) y al Achelense (Modo Tcnico 2).

Paleontologa. Ciencia que estudia los seres vivos del pasado, su hbitat y lashuellas de su actividad.

Parsimonia: Principio cientfico que prima el aceptar las hiptesis ms simplessobre las ms complejas. Se aplica a la elaboracin de los rboles evolutivos prefiriendo aquellos que precisan el menor nmero de pasos evolutivas entre las especies.

Permafrost: Suelo permanentemente helado varios metros de profundidad. Pleistoceno: La primera poca del periodo Cuaternario. Se inicia hace 1,8 millonesde aos hasta hace 10.000 aos. Se divide en Pleistoceno inferior (1.800.000-780.000 aos), medio (780.000-128.000 aos) y superior (128.000-10.000 aos).

Plesiomorfa. En cladstica, carcter primitivo o en estado primitivo. Poligamia: Sistema de apareamiento en el que un individuo tiene ms de unapareja durante la poca de celo (Un macho con varias hembras se denomina poliginia, mientras que una hembra con varios machos, poliandria).



Postcrneo: El esqueleto entero con excepcin del crneo. Precesin: Fluctuacin astronmica que rige la interaccin entre los efectos de la inclinacin y la excentricidad de la rbita terrestre. Primitivo, carcter: Un rasgo presente en el antepasado comn de un grupo deespecies (ver Plesiomorfa).

Prognatismo: Proyeccin de la cara hacia adelante. Prognato. Con la cara (el morro) proyectado. Prosimio. Suborden de Primates en la clasificacin fentica del grupo,caracterizados por presentar muchos rasgos primitivos.

Proximal: Ms cerca del tronco.

Reloj molecular: Medida del tiempo de la separacin entre distintos linajes evolutivos utilizando la acumulacin de diferencias genticas o mutaciones. Retromolar (Espacio): Hueco que queda entre el ltimo molar y la ramamandibular. Este espacio es de mayor tamao en los neandertales.

Rift Valley (frica): Gran valle tectnico situado en el este de frica que larecorre desde Mozambique hasta el norte de Etiopa. Es un rea de especial inters en palontologa humana. Varias especies de australopitecos, parntropo, homo y el homnido ms antiguo, Ardipithecus ramidus, proceden de esta rea.

Solifluxin: Deslizamiento de las capas superficiales de tierra en laderas con fuerte pendiente provocada por la acumulacin de agua. Frecuente en ambientes periglaciares. Suprainiaca (Fosa): Depresin en el hueso occipital situada por encima deltorus occipital transversal y que caracteriza a los neandertales.



Tafonoma: Estudio de los procesos que afectan a los fsiles tras suenterramiento.

Taiga: Bosque boreal caracterizado por la abundancia de conferas. Taxn: Unidad de clasificacin de los organismos (por ejemplo: especie, gnero,familia, orden).

Toba volcnica. Roca formada por la precipitacin de materiales volcnicos. Torus o toro: Reborde de hueso. Los ms comunes son el torus supraorbitario (porencima de las rbitas) y el occipital.

Travertino: Roca sedimentaria formada en fuentes, surgencias y otros cursos deagua, por la precipitacin del carbonato clcico que llevan disuelto las aguas.

Tundra: Bioma periglaciar carente de rboles.

Villafranquiense: Periodo sin valor cronoestratigrfico definido por suasociacin de fauna. Se correlaciona con el Pleistoceno inferior y el principio del Cuaternario.



4. ActividadesActividad 1 Actividad 2 Actividad 3 Actividad 4 Actividad 1 Teniendo en cuenta que cada pieza esqueltica o dental puede fosilizar por separado, cuntos fsiles distintos puede originar un ser humano (suponiendo que no se rompieran los huesos)? es cierto que un mismo organismo puede producir miles de fsiles distintos? Poner un ejemplo.

Actividad 2 Partiendo de un ecosistema de fondo marino, elaborar una lista con los organismos que tengan ms probabilidades de fosilizar. Hacer otra relacin con tipos de organismos cuyas posibilidades de fosilizar sean casi nulas. A partir de las listas anteriores, razonar el porqu se afirma que el registro fsil est sesgado.

Actividad 3 Elaborar una ficha de excavacin que facilite la recogida de toda la informacin relevante sobre los fsiles de un yacimiento.

Actividad 4 Esta actividad est pensada para realizarla a lo largo de todo el curso: Hacer una relacin con aquellos yacimientos de fsiles humanos que se correspondan con una cuenca sedimentaria, con terrazas fluviales, y con cuevas. A partir de estos datos responder a las siguientes cuestiones:q q

Qu tipo de ambiente sedimentario es el ms frecuente en frica? y en Asia? y en Europa? Qu tipo de ambiente sedimentario es el mejor representado en los tres continentes?

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5. Autoevaluacin1) Cules de los siguientes casos, encontrados en un yacimiento, pueden considerarse fsiles? 1.- Una corteza de rbol. 2.- Marcas de oleaje en los sedimentos. 3.- Una herramienta de piedra. 4.- Una madriguera de un roedor. 2) La Paleoicnologa es la rama de la Paleontologa que estudia: 1.- Los fsiles de peces. 2.- Los granos de polen y esporas fsiles. 3.- Las huellas de actividad biolgica fsiles. 4.- Los fsiles vegetales. 4) Definir registro fsil. 5) Explicar el sentido de: El registro fsil es un registro sesgado. 6) La Tafonoma es una disciplina paleontolgica que se encarga de: 1.- Estudiar el proceso de excavacin de los fsiles. 2.- Deducir el comportamiento de los organismos a partir de las huellas de actividad biolgica. 3.- Clasificar los organismos fsiles. 4.- Reconstruir el proceso de fosilizacin e interpretar cmo se formaron los yacimientos. 7) Cuando se encuentra un fsil, se debe: 1.- Anotar la fecha del hallazgo y el municipio donde se encontr. 2.- Notificar el hallazgo a paleontlogos profesionales. 3.- Hacer fotografas del lugar y del fsil antes de extraerlo. 4.- Anotar la situacin geogrfica exacta y hacer fotografas del hallazgo antes de extraerlo. 8) Explicar la relacin entre tasa de sedimentacin y probabilidad de fosilizacin. 9) En el curso de un ro , es ms probable encontrar fsiles en: 1.- La desembocadura.

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2.- El curso alto. 3.- El curso medio. 4.- A lo largo de todo el curso indistintamente. 10) Explicar la relacin entre la variacin en la velocidad del agua, a lo largo del curso de un ro , y la probabilidad de fosilizacin. 11) La capacidad de erosionar y transportar sedimentos de un ro depende de: 1.- El trazado de su curso. 2.- Su caudal y la velocidad del agua. 3.- La proximidad de las montaas. 4.- La distancia a la desembocadura. 12) El gran Rift Valley de frica oriental es una zona en la que se han hallado muchos fsiles de homnidos. Esto se debe, principalmente a: 1.- Los homnidos gustaban de vivir en valles y por eso sus fsiles aparecen en este gran valle. 2.- Es la regin de frica donde se han concentrado mayores esfuerzos para encontrar fsiles humanos. 3.- Es una zona que favoreci la fosilizacin por tratarse de una cuenca sedimentaria muy activa. 4.- El resto de frica est cubierto de selva y no pueden buscarse yacimientos. 13) La formacin de la gran cuenca sedimentaria del Rift Valley esteafricano se debe a: 1.- La existencia de grandes volcanes en la zona. 2.- Una intensa erosin fluvial que ha labrado profundos valles. 3.- Es una zona de fractura de la corteza terrestre, con hundimiento y levantamiento de bloques. 4.- Se trata de una antigua cuenca marina. 14) El tipo de roca ms favorable para la formacin de cuevas es: 1.- El granito. 2.- La caliza. 3.- La cuarcita. 4.- El yeso. 15) A qu tipo de ambiente sedimentario corresponden los siguientes yacimientos?: 1.- Ngandong 2.- Atapuerca



3.- Orillas del lago Turkana 4.- Sterkfontein



Soluciones1) Cules de los siguientes casos, encontrados en un yacimiento, pueden considerarse fsiles? 1.- Una corteza de rbol. 2.- Marcas de oleaje en los sedimentos. 3.- Una herramienta de piedra. 4.- Una madriguera de un roedor. 2) La Paleoicnologa es la rama de la Paleontologa que estudia: 1.- Los fsiles de peces. 2.- Los granos de polen y esporas fsiles. 3.- Las huellas de actividad biolgica fsiles. 4.- Los fsiles vegetales. 3) Definir registro fsil. Conjunto de fsiles (restos o huellas de actividad de los organismos del pasado) conocidos, que pueden ser estudiados. 4) Explicar el sentido de: El registro fsil es un registro sesgado. Puesto que la fosilizacin se ve favorecida por la existencia de estructuras duras (esqueletos) o resistentes a la degradacin (polen, esporas), los individuos y/o especies que no presenten dichas estructuras tendrn menos probabilidades de fosilizar y estarn infra-representados en el registro fsil. Por contra, individuos y/o especies con partes duras o resistentes fosilizaran con mayor facilidad y estarn sobre-representados. 5) La Tafonoma es una disciplina paleontolgica que se encarga de: 1.- Estudiar el proceso de excavacin de los fsiles. 2.- Deducir el comportamiento de los organismos a partir de las huellas de actividad biolgica. 3.- Clasificar los organismos fsiles. 4.- Reconstruir el proceso de fosilizacin e interpretar cmo se formaron los yacimientos. 6) Cuando se encuentra un fsil, se debe: 1.- Anotar la fecha del hallazgo y el municipio donde se encontr.

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2.- Notificar el hallazgo a paleontlogos profesionales. 3.- Hacer fotografas del lugar y del fsil antes de extraerlo. 4.- Anotar la situacin geogrfica exacta y hacer fotografas del hallazgo antes de extraerlo. 7) Explicar la relacin entre tasa de sedimentacin y probabilidad de fosilizacin. Un factor determinante para que un resto o seal fosilice es que se entierre rpidamente para quedar preservado de la intemperie o de la accin de otros organismos. La rapidez del enterramiento, a su vez, depende de la tasa de sedimentacin: a mayor tasa enterramiento ms rpido y, por tanto, mayor probabilidad de fosilizar. 8) En el curso de un ro, es ms probable encontrar fsiles en: 1.- La desembocadura. 2.- El curso alto. 3.- El curso medio. 4.- A lo largo de todo el curso indistintamente. 9) Explicar la relacin entre la variacin en la velocidad del agua, a lo largo del curso de un ro , y la probabilidad de fosilizacin. La tasa de sedimentacin depende inversamente de la velocidad del agua: a ms velocidad menos sedimentacin. Como las probabilidades de que un resto fosilice dependen directamente de la tasa de fosilizacin, estas sern mayores all donde la velocidad sea menor: en la desembocadura y, segn las condiciones, en parte del curso medio, en donde se depositan las terrazas fluviales. 10) La capacidad de erosionar y transportar sedimentos de un ro depende de: 1.- El trazado de su curso. 2.- Su caudal y la velocidad del agua. 3.- La proximidad de las montaas. 4.- La distancia a la desembocadura. 11) El gran Rift Valley de frica oriental es una zona en la que se han hallado muchos fsiles de homnidos. Esto se debe, principalmente a: 1.- Los homnidos gustaban de vivir en valles y por eso sus fsiles aparecen en este gran valle. 2.- Es la regin de frica donde se han concentrado mayores esfuerzos para encontrar fsiles humanos. 3.- Es una zona que favoreci la fosilizacin por tratarse de una cuenca sedimentaria muy activa. 4.- El resto de frica est cubierto de selva y no pueden buscarse yacimientos.



12) La formacin de la gran cuenca sedimentaria del Rift Valley esteafricano se debe a: 1.- La existencia de grandes volcanes en la zona. 2.- Una intensa erosin fluvial que ha labrado profundos valles. 3.- Es una zona de fractura de la corteza terrestre, con hundimiento y levantamiento de bloques. 4.- Se trata de una antigua cuenca marina. 13) El tipo de roca ms favorable para la formacin de cuevas es: 1.- El granito. 2.- La caliza. 3.- La cuarcita. 4.- El yeso. Nota: En yesos tambin se forman cuevas, si bien, en trminos generales, son menos frecuentes y de menor desarrollo que aquellas formadas en calizas. Como ejemplo tenemos los complejos krsticos de Sorbas en Almera o Perales de Tajua en Madrid. 14) A qu tipo de ambiente sedimentario corresponden los siguientes yacimientos?: 1.- Ngandong (terrazas fluviales del ro Solo, Java) 2.- Atapuerca (cueva, Espaa). 3.- Orillas del lago Turkana (cuenca sedimentaria, noroeste de Kenia y sur de Etiopa). 4.- Sterkfontein (cueva, Repblica de Sudfrica).


M1 Ud1: La formacin de los yacimientos - Claves de la Evolucin Humana

Sima de los Huesos


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Mod.1 - Ud.2: La medida del tiempo - Claves de la Evolucin Humana

1. Planteamiento1.1 Conocimientos previos 1.2 Objetivos didcticos 1.3 Lecturas recomendadas

1.1 Conocimientos previos No es necesario ningn conocimiento previo, ya que el tema est planteado de manera que se explican todos los conceptos necesarios para su comprensin. No obstante, conocimientos previos sobre Teora de la Evolucin pueden ayudar a la mejor comprensin del uso de los fsiles como tcnica de datacin relativa. Asimismo, el estar familiarizado/a con la estructura del tomo puede facilitar la comprensin de las tcnicas de datacin radiomtrica.

1.2 Objetivos didcticos Junto a objetivos que son especficos del tema, se incluyen otros de ndole ms general destinados a relacionarlo con otras reas de conocimiento como la Qumica (estructura atmica), la Geologa (estratigrafa y estructura de la Tierra) y la Fsica (magnetismo). Los objetivos especficos son los que siguen: q Definir datacin relativa y datacin absoluta, distinguiendo entre ambas. q Conocer la relacin temporal entre un fsil y el estrato que lo contiene. q Definir Geocronologa y Geocronometra, distinguiendo entre ambas. q Conocer el Principio de superposicin de los estratos y su uso para establecer dataciones relativas.q q q q q q q q q q

Conocer los conceptos de columna estratigrfica y correlacin estratigrfica. Conocer los criterios, litolgicos y paleontolgicos, empleados para realizar correlaciones estratigrficas. Realizar una correlacin estratigrfica en un ejemplo sencillo. Conocer los componentes de la estructura bsica de un tomo: protn, neutrn, electrn, y sus propiedades elctricas. Definir elemento, istopo e ion. Conocer el concepto de periodo de un istopo radioactivo. Explicar la base del mtodo del Carbono-14. Conocer el tipo de material al que puede aplicarse la tcnica del Carbono-14. Conocer el lmite temporal del mtodo del Carbono-14. de los mtodos de ESR y TL.



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Explicar la base del mtodo del Potasio-Argn. Conocer el tipo de material al que puede aplicarse la tcnica del Potasio-Argn. Conocer el lmite temporal del mtodo del Potasio-Argn. Explicar la base del mtodo de las Series de Uranio. Conocer el tipo de material al que puede aplicarse la tcnica de las Series de Uranio. Conocer el lmite temporal la tcnica de las Series de Uranio. Conocer la problemtica del empleo de Series de Uranio. Explicar la base de los mtodos de RES y TL. Conocer el tipo de material al que pueden aplicarse los mtodos de RES y TL. Conocer el lmite temporal las tcnicas ESR y TL. Conocer la problemtica en el empleo de los mtodos de RES y TL. Explicar la causa del campo magntico terrestre. Conocer los conceptos de orientacin magntica, polaridad normal y polaridad inversa. Conocer el tipo de minerales son susceptibles de ser orientados magnticamente. Conocer que tipo de roca puede usarse para los estudios de paleomagnetismo. Explicar que es un cuadro Cronomagnetoestratigrfico. Conocer cuando se produjo el ltimo cambio de polaridad en el campo magntico terrestre. Explicar porqu la Magnetoestratigrafa no es una tcnica de datacin absoluta. Determinar la edad aproximada de un yacimiento a partir de datos paleontolgicos y de paleomagnetismo.

1.3 Lecturas recomendadas Anguita Virella, F. (1988) Origen e Historia de la Tierra. Rueda, Madrid. Arsuaga, J.L. y Martnez, I. (1997). La Especie Elegida. Temas de Hoy, Madrid. Cervera, J., Arsuaga, J.,L., Bermdez de Castro, J.M. y Eudald Carbonell (1998). Atapuerca. Un milln de aos de historia. Plot Ediciones, Madrid. Johanson, D., Edey, M. (1982). El Primer Antepasado del Hombre. Planeta, Barcelona. Sthraler, A. N. (1975). Geologa Fsica. Omega, Barcelona. Stringer, C., Gamble, C. (1996). En Busca de los Neandertales. Crtica, Barcelona.



ndice 1. Planteamiento1.1 Conocimientos previos 1.2 Objetivos didcticos

2. Resumen del tema 3. Desarrollo del tema3.1 Las dataciones relativas 3.2 tomos, radiactividad y relojes 3.3 El mtodo del Carbono-14 3.4 Dataciones por Potasio-Argn 3.5 Datacin por trazas de fisin 3.6 Datacin por series de Uranio y Torio 3.7 Dataciones por Termoluminiscencia y Resonancia de Espn Electrnico 3.8 Paleomagnetismo

4. Actividades 5. Autoevaluacin

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2. Resumen del temaUna de las cuestiones ms importantes en Paleontologa es la de establecer el momento del pasado en que vivieron los organismos que conocemos por los fsiles. Aunque lo ideal sera poder datar los propios fsiles de manera directa, esto no suele ser posible. Ms fcil puede resultar el establecer la antigedad de los estratos, o capas de rocas sedimentarias, que los incluyen. Como los estratos contienen a los fsiles, es evidente que stos son ms antiguos que aquellos, aunque a veces ambos son prcticamente coetneos. Tambin puede ocurrir que un fsil de un estrato sea arrancado de ste por los agentes geolgicos y depositado en un estrato ms joven. Conocer la relacin entre un fsil y el estrato que lo contiene resulta de capital importancia a la hora de fechar uno en funcin del otro y viceversa. La determinacin de la edad de un fsil, o de un estrato, es tarea de la Geocronologa y puede abordarse desde dos vas distintas pero muy relacionadas entre s: estableciendo dataciones relativas y absolutas. Establecer la datacin relativa de un suceso consiste en situarlo en una serie de acontecimientos cuyo orden temporal conocemos. Es decir, saber si ocurri antes o despus que otros eventos histricos. Resulta fundamental conocer el orden en que se sucedieron los acontecimientos aunque no sepamos con certeza cundo ocurrieron stos; a esta ordenacin temporal se le conoce como datacin relativa. El principal criterio para establecer la datacin relativa de los estratos, y de los fsiles que contienen, es el Principio de superposicin de los estratos, que se basa en el hecho evidente que los estratos ms antiguos estn situados bajo los ms recientes. Pero una vez que los distintos acontecimientos que ocupan al paleontlogo han sido ordenados temporalmente, an queda pendiente una cuestin capital: cundo ocurrieron? estamos hablando de miles, de cientos de miles, o de millones de aos? La Geocronometra es la disciplina de la Geocronologa encargada de dar respuestas a estas preguntas. Esto no ha sido posible hasta la segunda mitad del siglo XX. Para ello, ha sido preciso encontrar un "reloj natural" que registre el tiempo transcurrido y saber como leer dicho reloj. La clave ha estado en el mayor conocimiento que hemos adquirido en los ltimos cien aos sobre la naturaleza de la materia. Las propiedades de los tomos nos permiten usar las variaciones entre las proporciones de determinados istopos como medida del tiempo desde que un organismo muri o desde que se form una determinada roca. Desgraciadamente, la primera posibilidad, medir el tiempo desde que muri un organismo, est prcticamente restringida a la tcnica conocida como Carbono-14, que no puede datar fsiles ms antiguos de 45.000 aos. Es cierto que existen otras tcnicas que nos permiten datar determinadas rocas sin lmite prctico en cuanto a su antigedad (como la tcnica del Potasio/Argn o la de las Trazas de Fisin), pero la mayor parte de ellas tienen dos limitaciones. En primer lugar, y puesto que lo que se datan son rocas, solo nos ofrecen una datacin relativa de los fsiles, que sern ms antiguos o ms modernos que el estrato que contiene la roca datada. En segundo trmino, solo pueden aplicarse a rocas volcnicas, que no se encuentran distribuidas por toda la superficie del planeta, lo que limita su aplicacin a determinadas reas geogrficas. Estos problemas se intentan subsanar mediante el desarrollo de tcnicas nuevas (como el Anlisis de las Series de Uranio, la Termoluminiscencia, y la Resonancia del Spin Electrnico) que pueden aplicarse a rocas sedimentarias y, con muchos problemas, a los propios fsiles. En muchas ocasiones, no es posible datar directamente ni los fsiles ni los estratos de un yacimiento. En estos casos se recurre al establecimiento de correlaciones con otros yacimientos datados por mtodos absolutos. Para estas correlaciones se utilizan caractersticas litolgicas de los estratos o, ms frecuentemente, datos paleontolgicos, correlacionando los estratos por sus fsiles.



En esta lnea, se ha desarrollado otra tcnica de datacin que aunque, en esencia, es de tipo relativo puede facilitar el establecimiento de edades absolutas; se trata del Paleomagnetismo o, ms correctamente, Magnetoestratigrafa. Esta disciplina estudia las variaciones de la orientacin del campo magntico terrestre en el pasado. A lo largo del tiempo, el campo magntico terrestre ha alternado periodos en los que la polaridad magntica era la misma que en la actualidad, con otros en los que la polaridad era la contraria. Estos episodios han quedado registrados en rocas volcnicas susceptibles de ser datadas por tcnicas radiomtricas, lo que ha permitido construir una tabla cronomagnetoestratigrfica, en la que figuran todos los episodios de cambios de polaridad y sus edades absolutas desde el Jursico hasta la actualidad. En muchos yacimientos es posible establecer la polaridad magntica de sus estratos y correlacionarlos, en base a datos paleontolgicos, con alguno de los episodios magnticos de edad conocida. En la figura 1.2.1 se indican algunos de los mtodos de datacin absolutos y relativos que ms se aplican en los yacimientos paleontolgicos as como sus rangos temporales aproximados.

Figura 1.2.1 Rango temporal de diversos mtodos de datacin directa e indirecta. Dependiendo de la composicin qumica y la antigedad del estrato se aplican unos u otros. Por ejemplo en el yacimiento de Atapuerca se ha empleado el Uranio -Torio, Luminiscencia, ESR (o RES), Radiocarbono y Paleomagnetismo.



3. Desarrollo del Tema3.1 Las dataciones relativas En Paleontologa, no es fcil saber si un suceso ocurri antes o despus de otros y, por tanto, situarlo dentro de un marco de referencia. Para abordar este problema se recurre al Principio de superposicin de los estratos y a las correlaciones entre columnas estratigrficas. El principio de superposicin de los estratos es muy simple: puesto que las capas sedimentarias ms antiguas se depositaron antes que las ms modernas, en un yacimiento los estratos inferiores son ms antiguos que los superiores. Es decir, que la situacin en la secuencia estratigrfica nos indica directamente la edad relativa de los fsiles. Para que esta regla se cumpla es preciso asegurarse que el orden de los estratos no se haya visto alterado por procesos geolgicos tales como plegamientos o episodios de erosin y relleno, y que los fsiles se encuentren en el estrato original en que se sedimentaron por primera vez. Evidentemente, esta ordenacin temporal solo es til para cada yacimiento, y cada uno de ellos constituye un marco de referencia independiente de los dems. Para conseguir una escala temporal de referencia ms amplia, que permita relacionar unos yacimientos con otros, se intentan correlacionar las columnas estratigrficas (el conjunto de estratos) de distintos yacimientos. Para ello, se comparan los yacimientos a la bsqueda de estratos comunes, en base a sus propiedades litolgicas y/o a sus fsiles. La Litoestratigrafa es la rama de la Estratigrafa que estudia los estratos desde el punto de vista de su litologa, mientras que la Bioestratigrafa utiliza los fsiles como elemento diagnstico de los estratos. Una vez localizados los estratos comunes, por criterios litoestratigrficos y/o bioestratigrficos, de dos o ms yacimientos, se puede componer una columna estratigrfica conjunta que permite ordenar en el tiempo los estratos y fsiles contenidos en ellos. Veamos un ejemplo de este modo de proceder. Imaginemos dos yacimientos (Y1 e Y2) cuyos estratos respectivos son los siguientes: Yacimiento Y1: A1 B1 C1 D1 E1 F1 Yacimiento Y2: A2 B2 C2 D2 E2 F2

Resulta evidente que en el yacimiento Y1 los fsiles ms antiguos sern los del estrato ms bajo de la columna (F1) y los ms modernos los del estrato ms alto (A1), siguiendo un orden de antigedad: F1 > E1 > D1 > C1 > B1 > A1 Anlogamente, la ordenacin temporal del yacimiento Y2 ser: F2 > E2 > D2 > C2 > B2 > A2 De este modo tenemos dos series temporales independientes. Pero, cul es la relacin entre, por ejemplo, los fsiles procedentes de A1 -del yacimiento Y1- y los del estrato D2 -del yacimiento A2? Para saberlo es preciso correlacionar ambos yacimientos. Imaginemos que las caractersticas



litolgicas y los fsiles del estrato F1 son comunes con los del estrato B2, y que tambin encontramos esta similitud entre estrato E1 y el estrato A2. En este caso, podemos concluir que los estratos F1 y B2, por una parte, y E1 y A2, por la otra, se formaron en pocas similares y podremos correlacionar ambos yacimientos, consiguiendo un marco de referencia temporal ms amplio: F2 > E2 > D2 > C2 > B2=F1 > A2=E1 > D1 > C1 > B1 > A1 Por supuesto, ste es un caso ideal muy simplificado y en la realidad los problemas son ms complejos, pero el mtodo es bsicamente el mismo. As, contando con numerosos yacimientos y estableciendo correlaciones entre ellos, se ha podido constatar que las distintas especies de seres vivos tienen distribuciones estratigrficas discretas, con un comienzo y un final, y que unas existieron antes que las otras.

Figura 1.2.2 Esquema idealizando la correlacin de varios estratos en tres yacimientos. A pesar de que las secuencias a veces estn incompletas y alejadas, se pueden establecer asociaciones atendiendo a las distintas especies incluidas en los estratos. Los seres vivos tienen distribuciones temporales discretas, por lo tanto, algunos fsiles pueden considerarse marcadores estratigrficos.

A partir de las distribuciones estratigrficas de las especies, y teniendo en cuenta la naturaleza continua e irreversible del proceso evolutivo, se puede establecer un marco cronolgico global que ordene temporalmente la aparicin y desaparicin de las especies biolgicas. De esta tarea se ocupa la Biocronologa (una rama de la Geocronologa). Sin embargo, puesto que el proceso evolutivo no tiene un ritmo continuo dicho marco cronolgico es relativo. De este modo, es posible caracterizar momentos del pasado en los que existieron unas determinadas faunas y floras y en los que se produjeron diferentes acontecimientos geolgicos. Los de mayor amplitud se nombran como Eras (Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico), dentro de las cuales se distinguen Periodos, a su vez divididos en pocas. La evolucin de los primates, en general, y de los humanos, en particular, tuvo lugar durante la Era Cenozoica, que incluye los Periodos Terciario y Cuaternario, compuestos por las pocas Paleoceno, Eoceno, Oligoceno, Mioceno, Plioceno (todas ellas del Periodo Terciario), Pleistoceno y Holoceno (ambas del Cuaternario).



3.2 tomos, radiactividad y relojes Hoy sabemos que la materia est compuesta por partculas que llamamos tomos. A su vez, estos tomos estn constituidos por unidades menores conocidas como protones, electrones y neutrones. Protones y neutrones estn situados en la regin central del tomo, donde se concentra la mayor parte de la masa, mientras que los electrones se disponen en capas en la periferia del tomo. Todos los tomos que tienen el mismo nmero de protones tienen caractersticas qumicas idnticas, en cuanto a su capacidad para formar compuestos, y se agrupan en un mismo elemento. Es decir, que es el nmero de protones lo que define y caracteriza a los distintos elementos. El nmero de neutrones de un tomo no es importante a la hora de incluirlo en uno u otro elemento, y dentro de cada uno de ellos se incluyen tomos con diferente nmero de neutrones, que se conocen como los istopos de un elemento. Es decir, que todos los istopos de un elemento tienen el mismo nmero de protones (caracterstico del elemento en cuestin) pero varan en el nmero de neutrones. A los istopos se les nombra con el nombre del elemento, al que se aade el nmero de neutrones. Por ejemplo, el istopo del carbono que tiene 14 neutrones en su ncleo se conoce como Carbono-14, o 14C. Los protones presentan carga positiva y los electrones carga negativa de la misma magnitud, mientras que los neutrones no presentan ninguna carga. En situacin de equilibrio, un tomo presenta el mismo nmero de protones (en el ncleo) que de electrones (en la periferia) por lo que su carga neta es nula. Esta situacin puede cambiar por la ganancia o perdida de electrones. En el primer caso, el tomo se carga negativamente y en el segundo lo hace positivamente. Al proceso de ganancia o perdida de electrones se le conoce como ionizacin y es muy frecuente en la naturaleza, hasta el punto de que muchos tomos estn ionizados en las condiciones reinantes en el planeta. En 1896, el qumico Henry Becquerel descubri el fenmeno de la radiactividad natural, que consiste en un proceso a nivel atmico por el que, de manera espontnea, determinados istopos se desintegran; es decir, sufren variaciones en el nmero de neutrones o de protones de su ncleo, emitiendo radiaciones. Cuando, como resultado de este proceso, se vara el nmero de neutrones, el istopo se convierte en otro istopo distinto del mismo elemento. Si la modificacin afecta al nmero de protones, entonces se produce un cambio de elemento. El aspecto de este proceso que tiene importancia a la hora de medir el tiempo es el hecho de que estas desintegraciones radiactivas no solo se producen de manera espontnea en la naturaleza, sino que adems lo hacen a un ritmo regular, pudiendose establecer su periodo. El periodo de un istopo radiactivo es el espacio de tiempo necesario para que la cantidad inicial de dicho istopo se reduzca a la mitad. Aunque las primeras dataciones radiomtricas en rocas metamrficas se obtuvieron a principio del siglo XX, no fue hasta despus de la Segunda Guerra Mundial que los avances tcnicos permitieron depurar y extender el uso del periodo de desintegracin de los istopos radiactivos para medir el tiempo transcurrido desde un momento del pasado. El mtodo que se desarrollo en primer lugar fue el conocido como Carbono-14.

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3.3 El mtodo del Carbono-14 El Carbono-14 (o radiocarbono) es un istopo del carbono que se conoce artificialmente desde 1934, aunque hasta 1946 no se demostr su existencia natural. En este ao, el qumico W.F. Libby, que recibi el Premio Nobel por su descubrimiento, demostr que este istopo del carbono se forma de manera continua en las capas altas de la atmsfera terrestre, debido a la accin de los rayos csmicos sobre el Nitrgeno-14. Una vez formado, el Carbono-14 se oxida con el oxgeno para dar lugar a molculas de dixido de carbono, que son indistinguibles qumicamente de las formadas por el istopo "normal" del carbono, el Carbono-12. Estas molculas de dixido de carbono pasan a formar parte, a travs de la fotosntesis, de los tejidos vegetales, y de ah a los animales. De modo, que todos los seres vivos mantienen en sus tejidos una proporcin entre Carbono-14 y Carbono-12 que es la misma que la existente en la atmsfera terrestre (en la que el Carbono-14 es escaso). Cuando el organismo muere, deja de incorporar carbono a sus tejidos y la proporcin entre ambos istopos comienza a cambiar, ya que el Carbono-14 es inestable y se convierte en Carbono-12 con un periodo de 5568 aos. Es decir, que transcurridos 5.568 aos desde la muerte del ser vivo, la mitad de su Carbono-14 habr desaparecido para convertirse en Carbono-12, y pasados 11.136 aos desde su muerte la cantidad de Carbono-14 inicial se habr reducido a una cuarta parte. Como la cantidad inicial de Carbono-14 es la misma que la presente en la atmsfera terrestre, basta con medir la cantidad de Carbono-14 presente en un resto orgnico para deducir el tiempo transcurrido desde su muerte. No obstante, la cantidad de dixido de carbono en la atmsfera no ha sido constante a lo largo del tiempo, sino que ha sufrido fluctuaciones, por lo que este mtodo tiene un cierto margen de error. El lmite de esta tcnica depende de la capacidad de medir con exactitud el nmero de tomos de Carbono-14 presente en una muestra. A partir de determinada antigedad, hay tan pocos tomos de Carbono-14 que su medicin se hace muy imprecisa y los resultados no son fiables. Para comprender esta limitacin imaginemos una muestra hipottica que tuviera en origen 1000 tomos de Carbono-14. Pasado el primer periodo, 5.568 aos, solo quedaran 500 tomos. Poco importa un error de medida de 5 tomos: tanto si obtenemos 495 tomos, como si hallamos un nmero de 505 tomos, sabremos que ha transcurrido solo un periodo (5.568 aos). Tampoco hay problemas con el segundo perodo (250 tomos de Carbono-14), ni con el tercero (125 tomos), y as sucesivamente hasta que, en el sptimo periodo se pasa de 16 tomos de Carbono-14 hasta 8 tomos. Ahora, un error de 5 tomos es demasiado elevado, ya que si obtenemos una medicin de 13 tomos podramos pensar que slo han transcurrido 6 perodos, pero si obtenemos una cifra de 3 tomos concluiramos que han transcurrido 8 perodos. Es decir que a medida que disminuye la cantidad de Carbono-14 aumenta el margen de error. De este modo se llega a un punto ms all del cual no es posible obtener dataciones fiables. Cuanto mayor sea el perodo de un istopo, ms lejos en el tiempo estar su lmite. Hasta hace pocos aos, el lmite de la tcnica del Carbono-14 rondaba los 35.000 aos de antigedad pero en la actualidad se utiliza un Espectrmetro de Masas con Acelerador de Partculas, que es capaz de medir con precisin nmeros muy bajos de tomos, lo que ha permitido extender el rango de la tcnica hasta los 45.000 aos.



Figura 1.2.3 Curva del perodo del istopo del Carbono-14. A medida que disminuye la cantidad de Carbono-14 aumenta el margen de error. Cuanto mayor sea el perodo de un istopo, ms lejos en el tiempo estar su lmite. Se llega a un punto ms all del cual no es posible obtener dataciones fiables.

Otra limitacin a la tcnica, reside en el descubrimiento de que la cantidad de Carbono-14 en la atmsfera terrestre no ha sido constante a lo largo del tiempo. Esto se debe a las fluctuaciones de la actividad solar. Cuando sta es mayor, hay ms viento solar, que reduce la llegada de rayos csmicos a la Tierra y, por tanto, se produce menos cantidad de Carbono-14. En la actualidad existen tcnicas para calibrar con gran precisin la tcnica del Carbono-14 hasta cerca de los 11.000 aos de antigedad, y con menos precisin hasta su lmite prctico. Con todo, el mtodo del Carbono-14 tiene un valor inapreciable en Arqueologa, ya que los sucesos estudiados por esta ciencia entran dentro de su rango. Sin embargo, la mayor parte de los acontecimientos que ocupan al paleontlogo sucedieron mucho ms all del alcance del mtodo del Carbono-14. Es por ello, por lo que se ha hecho necesario desarrollar nuevos mtodos que, basandose en el mismo fenmeno de la radiactividad natural, alcancen antigedades mucho mayores. Estos mtodos estn basados en istopos de elementos tales como el potasio y el uranio.



3.4 Dataciones por Potasio-Argn Esta tcnica fue desarrollada en las dcadas 60 y 70 de nuestro siglo y su fundamento es muy sencillo. Se basa en las propiedades de un istopo radiactivo del potasio, el Potasio-40, cuyo periodo de desintegracin es de 1.250 millones de aos, por lo que su alcance es, en la prctica, ilimitado. Como resultado de su desintegracin, el Potasio-40 se convierte tanto en Calcio-40 como en Argn-40. Este ltimo es un gas inerte muy escaso en la Tierra. En el momento de su formacin, las rocas volcnicas no contienen ninguna cantidad de Argn-40, ya que ste se escapa cuando la roca est fundida en forma

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