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Colonización del ambiente terrestre
Objetivos de aprendizajes
• Comprender cuales son las adaptaciones biológicas necesarias para la colonización del ambiente terrestre en plantas y animales.
Tiktaalik es un pez sarcopterigio del periodo Devónico tardío, con muchas características de los tetrápodos, por lo que es considerado un importante fósil transicional
¿Cómo eran los primeros organismos multicelulares?
• Algunas algas se volvieron multicelulares.
• La diversidad animal surgió en la era precámbrica.
Tamaño de la célula
• Una vez que evolucionó la depredación, el hecho de tener mayor tamaño se convirtió en una ventaja. • Una célula más grande podía con facilidad fagocitar a una pequeña y moverse
más rápido.
• No obstante, hay únicamente dos formas en que sobrevive un organismo mayor de un milímetro de diámetro. • Tener una rapidez metabólica baja, de manera que no necesite mucho oxígeno ni
que produzca mucho dióxido de carbono.
• Ser multicelular, es decir estar compuesto de muchas células pequeñas.
Tamaño de la célula
Dada esta relación superficie /volumen queda claro que es más eficiente en un mismo volumen desarrollar un organismo pluricelular que una gigante unicelular
Algunas algas se volvieron multicelulares
• Los primeros organismos multicelulares aparecieron en los mares hace cerca de 1200 millones de años.
Volvox sp. Un tipo de alga colonial, el primer para desarrollar organismos multicelulares
• En las plantas, la multicelularidad les permitió: • Un grado de protección de los depredadores.
• La especialización celular (las plantas pudieron establecerse en un solo sitio, en las aguas brillantemente iluminadas del litoral).
Algunas algas se volvieron multicelulares
• En los animales, la multicelularidad les permitió: • Convertirse en depredadores más eficaces.
• Escapar de los depredadores con mayor eficacia.
Algunas animales se volvieron multicelulares
Un tipo de Anoxido, pluricelular.
La diversidad animal
• Las rocas de mil millones de años de antigüedad han producido vestigios fósiles a partir de huellas de animales y madrigueras.
• Se han recopilado fósiles de animales invertebrados (animales sin columna vertebral) en rocas de hace entre 610 y 544 millones de años.
trilobites pikaia
Investiga • Para que utilizan la hemolinfa del cangrejo herradura.
• Por que se considera un fósil viviente
Recuerdan al Anomalocaris, el depredador de los trilobites
• Las capas rocosas más antiguas incluían fósiles de esponjas primitivas y medusas.
• Las capas posteriores revelaron fósiles de ancestros de gusanos, moluscos y artrópodos.
La diversidad animal
Esponja de mar Medusa
La explosión del cámbrico
La gama completa de los animales invertebrados modernos no aparece en el registro de fósiles, sino hasta el periodo cámbrico, marcando así el comienzo de la era paleozoica, hace alrededor de 544 millones de años.
Representación del ecosistema cámbrico
• El periodo cámbrico se caracterizó por una “explosión” en la diversidad animal (podría haber sido el resultado de la co-evolución de los depredadores y las presas).
La explosión del cámbrico
• Durante el periodo silúrico surgió una gran diversidad de vida marina…
Silúrico
Diversidad de la vida en los océanos durante el periodo silúrico a) Características de la vida en los océanos durante el periodo silúrico, hace 440 a 410 millones de años. Entre los fósiles más comunes de ese periodo están b) los trilobites y sus depredadores los nautiloides y c) los amonites. Este d) Nautilus viviente es muy parecido en su estructura a los nautiloides del silúrico, porque demuestra que puede existir un exitoso plan corporal prácticamente sin cambio durante cientos de millones de años.
La aparición de los peces
• Los peces aparecieron en el registro de fósiles hace unos 530 millones de años.
• Fueron los primeros vertebrados (animales con columna vertebral).
Pikaia gracilis ancestro de todos los cordados
• Con el paso del tiempo se convirtieron en los depredadores dominantes en el mar abierto.
• Eran más veloces que los invertebrados.
• Tenían sentidos más agudos y cerebros más grandes.
La aparición de los peces
¿Cómo llegó la vida a la tierra firme?
• Algunas plantas se adaptaron a la vida en tierra firme.
• Algunos animales se adaptaron a la vida en tierra firme.
La invasión de la tierra
• Al pasar a la tierra firme, los organismos tuvieron que vencer muchos obstáculos. • La gravedad.
• El acceso limitado al agua.
• Radiación solar directa
• La protección de los gametos contra la resequedad.
• Las primeras plantas terrestres multicelulares aparecieron durante el periodo silúrico (hace de 440 a 410 millones de años).
La invasión de las plantas
Hepáticas, organismos actuales similares a los primeros vegetales terrestre
Musgos adheridos en rocas
Plantas terrestres primitivas
• Las plantas terrestres primitivas desarrollaron: • Revestimientos impermeables de las partes salientes (para reducir la pérdida de
agua por evaporación).
• Tejidos vasculares (para transportar agua de las raíces a las hojas y poder mantenerse erguidas).
• Conservaron sus espermatozoides capaces de nadar (por lo que las plantas quedaron restringidas a regiones húmedas).
• Las plantas primitivas prosperaron durante el cálido y húmedo periodo carbonífero.
Plantas terrestres primitivas
El bosque pantanoso del periodo carbonífero En esta reconstrucción artística, las plantas parecidas a árboles son helechos arbóreos y licopodios gigantes, la mayor parte de los cuales se extinguieron.
Plantas con semilla
• Las plantas con semilla aparecieron hacia finales del periodo devónico (hace 375 millones de años).
• Las plantas con semilla no dependían del agua para reproducirse. • Encapsularon a los espermatozoides en granos de polen resistentes a la sequía.
• El óvulo fecundado se desarrollaba en el interior de una semilla (que brindaba protección y nutrimentos al embrión que crecía en su interior).
Plantas con semilla
• Las primeras plantas con semilla producían sus semillas a lo largo de las ramas.
• Una nueva clase de plantas con semilla (las coníferas), brindaban protección a sus semillas en desarrollo dentro de conos.
• Las coníferas prosperaron durante el periodo pérmico (hace de 286 a 245 millones de años).
Plantas con semilla
Las plantas fanerógamas
• Hace alrededor de 140 millones de años, durante el periodo cretácico, aparecieron las plantas fanerógamas.
• Las fanerógamas, espermatofitos, o plantas superiores constituyen un grupo de vegetales bastante homogéneo, caracterizado por una organización externa, donde se puede diferenciar claramente la raíz, el tallo, las hojas, las flores y los frutos con las semillas. También presentan una clara diferenciación interna, donde existen tejidos perfectamente diferenciados estructural y funcionalmente.
• Las semillas de las plantas fanerógamas se desarrollan dentro de los ovarios.
– Muchas son polinizadas por los animales.
• En la actualidad, las plantas con flores dominan la Tierra.
• GIMNOSPERMAS
Las gimnospermas son plantas espermatófitas (con semillas) cuyos óvulos y semillas no se forman en cavidades cerradas.
Las plantas fanerógamas
Taxus baccata Araucaria araucaria
ANGIOSPERMAS
Las angiospermas forman el mayor grupo de plantas terrestres, son plantas cormofitas, es decir, con tejidos y órganos perfectamente diferenciados. Todas las angiospermas tienen flores (aunque no siempre corresponden a la idea común que todos tenemos de una flor), que producen semillas encerradas y protegidas por la pared del ovario (carpelos) que, posteriormente, se convierte en fruto.
La invasión animal
• Los animales invadieron la tierra después de la evolución de las plantas terrestres.
• Los primeros animales que se establecieron en tierra fueron los artrópodos (invertebrados con apéndices articuladas y un esqueleto externo). • El exoesqueleto es impermeable y proporciona apoyo contra la fuerza de
gravedad.
La invasión animal
• Durante millones de años, los artrópodos dominaron toda la Tierra.
• Los artropodos desarrollaron diversidad de especies que habitan actualmente todos los ecosistemas.
La invasión animal
• El tamaño de cada organismo representa a la diversidad (cantidad de especies) que hay en el planeta
Evolución de los anfibios
• Hace aproximadamente 400 millones de años, apareció un grupo de peces silúricos conocidos como de aleta lobular.
• Estos peces tenían dos importantes características que más adelante permitirían a sus descendientes colonizar la tierra: • Un pulmón primitivo.
• Aletas carnosas y fuertes.
FIGURA 17 Pez que camina en tierra firme
• Los anfibios aparecieron hace aproximadamente 350 millones de años.
• Los primeros anfibios no estaban aún totalmente adaptados a la vida terrestre. • Respiraban tanto con sus pulmones como con su piel húmeda.
• Los espermatozoides y los óvulos de los anfibios debían depositarse en ambientes acuosos.
Evolución de los anfibios
• Los anfibios prosperaron cuando el clima se volvió seco (hace aproximadamente 286 millones de años).
Evolución de los anfibios
Evolución de los reptiles
• Los reptiles lograron tres adaptaciones importantes para vivir en tierra firme. • Huevos con cascarón impermeable.
• Piel escamosa impermeable.
• Pulmones mejorados.
• Los reptiles pequeños superaban la pérdida de calor. • Conservando un metabolismo lento.
• Desarrollando modos de vida en los que permanecían activos sólo cuando el aire era suficientemente cálido.
Evolución de los reptiles
Dinosaurios
• Los dinosaurios fueron de los animales que tuvieron más éxito.
• Florecieron durante más de mil millones de años, hasta hace unos 65 millones de años cuando se extinguieron los últimos.
Reconstrucción de un bosque cretácico Ya para la era cretácica las plantas con flores predominaban en la vegetación terrestre. Los dinosaurios, como la manada depredadora de Velociraptors de casi dos metros de largo que aquí se muestra, eran los animales terrestres más destacados. Aunque pequeño en comparación con otros dinosaurios, el Velocirraptor era un depredador formidable que corría con gran rapidez y tenía dientes muy afilados y garras con forma de hoz en sus patas traseras.
• Las aves desarrollaron plumas que les proporcionaban aislamiento. • Finalmente, las plumas evolucionaron en estructuras capaces de permitir el vuelo por
impulso propio.
Evolución de aves y mamíferos
Arqueopterix, el ancestro de la Aves
• Los mamíferos adquirieron: • Pelaje, el cual les daba aislamiento.
• Glándulas mamarias, para alimentar a sus crías.
• Un útero, que hizo posible el nacimiento vivo.
Evolución de mamíferos
