Escrito por
Rául Esperante
Geoscience Research Institute

¿Qué son los fósiles?

Los fósiles son restos u otra evidencia de organismos que vivieron en el pasado y que se conservan en las rocas. Los fósiles comunes incluyen partes duras como huesos, dientes y huevos de animales, madera, hojas y otras partes de plantas, conchas, corales, esponjas, crustáceos y otros invertebrados, y también diminutas cochas y caparazones de microfósiles (foraminíferos, diatomeas, etc.). La mayoría de nosotros estamos familiarizados con fósiles de dinosaurios, peces o conchas de moluscos, pero la variedad de fósiles es inmensa.

Excepcionalmente también se pueden encontrar tejidos blandos de plantas y animales fosilizados en el permafrost (como los mamuts de la Edad de Hielo conservados en hielo en la tundra siberiana), insectos, semillas y restos de vegetales preservados en ámbar (resina de los árboles), cuerpos de animales preservados por momificación, material vegetal preservado en turba y otros raros casos de tejidos blandos fosilizados. Algunos fósiles contienen impresiones o marcas de partes del cuerpo, por ejemplo, la piel de dinosaurios que queda en las huellas preservadas, impresiones de hojas de plantas e insectos, etc.

Otro tipo de fósiles son los fósiles traza o icnofósiles, en los que no se conservan partes del cuerpo, sino la evidencia de la actividad del organismo antes de su muerte. Los icnofósiles comunes son madrigueras hechas en el sedimento antes de endurecerse, huellas de vertebrados e invertebrados que caminan sobre terreno blando, marcas de dientes sobre huesos, perforaciones en conchas y rocas, coprolitos (excrementos fósiles) y rastros dejados por raíces de plantas. La composición predominantemente mineral de los huesos, dientes y conchas los hace parecer de roca; pero cada uno de estos es en realidad un material compuesto hecho de minerales y un componente orgánico. Las partes blandas de los organismos se componen principalmente de cuatro macromoléculas: ácidos nucleicos, triglicéridos, polisacáridos y proteínas. Estos se descomponen rápidamente después de la muerte, por lo que es sorprendente encontrar las mismas moléculas, particularmente la proteína de colágeno, conservadas en partes fósiles duras o asociadas con fósiles. La rápida descomposición de los tejidos blandos se produce principalmente por bacterias y otros organismos, pero también hay procesos inorgánicos que los degradan, incluso cuando las bacterias no pueden acceder a ellos dentro de partes duras mineralizadas. Por ejemplo, todos los polímeros biológicos se descomponen gradual y espontáneamente en presencia de agua; también se oxidan y sufren otras reacciones químicas. La radiación solar también los daña y, aunque pueden estar expuestos a bajos niveles de radiación de fondo, inevitablemente estas moléculas grandes se descompondrán en períodos relativamente cortos de tiempo geológico. Debido a esto, su presencia bien documentada en huesos de dinosaurios y otros fósiles es un descubrimiento extraordinario que requiere una explicación extraordinaria. Muchos científicos ahora lo aceptan como evidencia sólida de que estos fósiles se formaron en el pasado reciente, en miles de años, en lugar de millones de años atrás. 

Los diferentes tipos de fósiles encontrados en las capas sedimentarias forman lo que se llama el registro fósil. El registro fósil es incompleto y sesgado. Eso significa que muchos grupos de organismos rara vez o nunca se aparecen como fósiles. También se asume que, en general, había mucha mayor variedad de organismo vivos de la que se haya en forma fósil. Por ejemplo, la mayoría de los animales que viven hoy son insectos u otros invertebrados terrestres, pero son muy raros en el registro fósil. El registro fósil está sesgado porque los animales con conchas duras y esqueletos están mejor representados en el registro fósil que los animales o plantas de cuerpo blando (medusas, insectos, algas, plantas terrestres, etc.). También está sesgado porque los animales terrestres están pobremente representados. A pesar de estas limitaciones, los paleontólogos están de acuerdo en que el registro fósil es adecuado para estudiar el pasado.

¿Cómo se forman los fósiles?

Los fósiles se dan solo en rocas sedimentarias, es decir, rocas que se forman por acumulación de pequeñas partículas como arena o arcilla, o por precipitación química o biológica de minerales como la calcita o la sílice. La colección o conjunto de fósiles se llama registro fósil, que en realidad es un registro de muerte en el pasado. Para que los organismos se conviertan en fósiles se necesitan tres condiciones principales. Primero, la posesión de partes duras como huesos, conchas o madera, aunque excepcionalmente como henos dicho arriba, las partes blandas pueden fosilizarse. En segundo lugar, los organismos deben quedar enterrados rápidamente durante o después de la muerte. ¿Qué sucede si no ocurre un entierro rápido del organismo? Según lo que sucede en los ambientes modernos, los organismos son devorados (carroñeo) por otros organismos o se descomponen y son destruidos por la descomposición bacteriana. Por tanto, la probabilidad de preservación es extremadamente baja a menos que ocurra un entierramiento rápido después de la muerte. Una tercera condición es determinante para la fosilización: debe haber un intercambio de minerales entre las partes enterradas y el sedimento. Ese intercambio ocurre debido a la presencia de agua en el sedimento durante el entierro. 

¿Cuánto tiempo tarda la formación de un fósil?

El proceso de fosilización no requiere millones de años. De hecho, puede suceder realmente rápido. Las observaciones en entornos modernos indican que la descomposición de peces, camarones, medusas, estrellas de mar, insectos, plantas, etc. ocurre en unos pocos días o semanas después de la muerte, si no se eliminan por la actividad carroñera. Sin embargo, si se dan las tres condiciones para la fosilización mencionadas anteriormente, los fósiles pueden formarse con relativa rapidez. Los paleontólogos afirman que los organismos pueden convertirse en fósiles en un lapso de tiempo de unas pocas horas o pocos años.

¿Qué aprendemos de los fósiles?

Los fósiles nos cuentan una parte de la historia de la vida en el pasado. También pueden decirnos cómo murió el organismo, generalmente por un entierramiento rápido durante una catástrofe. Al examinar las características físicas de los fósiles, podemos inferir su tamaño original, forma, método de locomoción, dieta e incluso comportamiento y relaciones ecológicas con otros organismos y el entorno en el que vivían. El estudio del sedimento que los encierra nos da información importante para inferir las condiciones ambientales en las que los organismos vivieron o fueron transportados hasta ser enterrados por el sedimento. Por ejemplo, las huellas de dinosaurios son comunes en muchas áreas del mundo, y el estudio de las huellas y el sedimento en el que se producen nos da una idea del tamaño de estos animales, su locomoción y comportamiento. Los fósiles nos dan poca o ninguna información sobre su color original o la fisiología de sus órganos internos.

¿Se presentan los fósiles en un orden específico en las capas geológicas?

El registro geológico consiste en capas de arenisca, arcilla y otras rocas, muchas de las cuales contienen fósiles. Estos fósiles no se presentan al azar en todas las capas, sino en una secuencia que parece consistente en diferentes localidades de todo el planeta. La secuencia en la que ocurren se puede interpretar de manera diferente dependiendo de la visión del observador. Una explicación es que el registro fósil fue formado por el catastrófico diluvio global de Génesis, un episodio que se relata en la Biblia.

En una inundación global como la del Diluvio del Génesis se esperaría que las superficies más bajas se llenen primero con agua y sedimentos. Dado que las superficies más bajas son los fondos oceánicos, esperaríamos encontrar fósiles marinos formados antes que los fósiles terrestres. Como los fondos oceánicos estaban cubiertos de sedimentos, ahora podríamos esperar encontrar fósiles de especies que vivieron en el fondo del océano, seguidas de especies que vivían en el agua y en áreas terrestres bajas, seguidas por fósiles de especies de elevaciones más altas. Esta teoría fue propuesta por primera vez por Harold W. Clark y se llama teoría de la zonificación ecológica.

Varias predicciones de la teoría de la zonificación ecológica se cumplen en el registro fósil. Por ejemplo, las capas más bajas con abundantes fósiles tienen representantes de la mayoría de las estructuras corporales presentes en organismos vivos, así como muchos tipos que ahora están extintos. La aparición abrupta de diversos tipos de animales marinos en el fondo de las capas fósiles se conoce como la Explosión del Cámbrico. Además, los fósiles de organismos terrestres aparecen en una secuencia que se correlaciona razonablemente bien con el aumento de lo que se esperaría al inundarse las zonas terrestres. Es de esperar que las especies que vivieron en los primeros hábitats hayan sido destruidas y tengan menos probabilidades de haber sobrevivido a la inundación y menos aún que estén vivas. En general, esto es lo que encontramos. Estos patrones generales son consistentes con la teoría de la zonificación ecológica. Sin embargo, ha habido muy poca investigación sobre la teoría, y se necesita investigar mucho más. 

¿Sugiere el registro fósil un cambio evolutivo?

La secuencia fósil nos muestra la secuencia en la que quedaron enterrados varios tipos de organismos, pero no nos dice cómo se originaron los organismos fosilizados. La cosmovisión del darwinismo materialista y las teologías como la evolución teísta intentan explicar la secuencia fósil como un registro del cambio evolutivo a lo largo de largas eras. Las teorías evolucionistas explican algunas características del registro fósil, como la secuencia de las primeras apariciones de las clases de vertebrados y la composición gradualmente cambiante de los conjuntos fósiles en algunas partes de la columna geológica. Por otro lado, esta teoría ha sido notablemente infructuosa al explicar otras características de la secuencia fósil, como la aparición abrupta de diversas formas animales en las capas del Cámbrico. Los primeros fósiles en el Cámbrico basal muestran una alta complejidad y diversidad, algo no predicho por la teoría darwiniana, pero que encaja bien en el modelo global del Diluvio del Génesis. El patrón de aparición abrupta de especies completamente formadas y diversas dentro de los grupos se repite en una escala menos espectacular en otros organismos, como grupos de insectos, aves, crustáceos, moluscos y plantas con flores, pero es un patrón generalizado que cuestiona la teoría darwiniana de la evolución biológica. La evolución gradual tampoco explica adecuadamente la escasez de posibles enlaces de transición entre los diferentes tipos de organismos a lo largo de la columna. La mayoría, si no todas, las formas animales y vegetales aparecen abruptamente en el registro fósil sin antepasados ​​conocidos o formas intermedias. Por ejemplo, los murciélagos, hormigas, libélulas, escarabajos, cucarachas y muchos otros aparecen en el registro fósil sin antepasados ​​aparentes, y se parecen mucho a sus contrapartes modernas. Este patrón de apariencia abrupta no se ajusta a los modelos que invocan una evolución gradual, y puede encajar mejor en un modelo de creación y catástrofe global. Además, la teoría darwiniana no explica cómo los cambios en la información genética pueden producir nuevos tipos de órganos y planes corporales. Debido a estos fracasos, la teoría darwiniana no es una explicación satisfactoria de la secuencia fósil.