Fòssil:

Aquest article està sent traduït de fósil en Español dins el marc del Viquiprojecte de traducció d'articles de qualitat.
L'editor encarregat de la traducció és Mikibc. Utilitzeu la plana de discussió per coordinar l'edició abans de fer modificacions substancials.
El seu ús és temporal mentre l'usuari editi l'article. Podeu eliminar l'avís després d'uns dies d'inactivitat.

Un fòssil és la resta d'un ésser viu o de la seva activitat biològica, el qual després de mort, per diversos motius, s'ha sedimentat i conservat fins els nostres dies.^[1].

Un ésser viu es pot fossilitzar de diverses maneres, per exemple, una vegada mort pot ésser arrossegat per un riu cap a un llac i allà, els sediments mica en mica cobreixen el seu cos. Una vegada cobert, amb el pas de milions i milions d'anys els sediments es van compactant fins que s'endureixen, i si les condicions han sigut òptimes s'obtè un fòssil, ja sigui una fulla, un queixal, cocodril o un cuc, qualsevol ésser viu pot fossilitzar-se.

Mercè als fòssils, hom estudia la paleontologia, la ciència la qual s'encarrega de l'estudi dels éssers vius del passat.

Etimologia i evolució del terme

El vocable fòssil deriva del verb en llatí fodere, excavar, a través del substantiu fossile, aquell que és excavat.

Al llarg de tota la història, i abans, de la prehistòria, l'home ha trobat fòssils, restes d'organismes petrificats per minerals que els substitueixen o preserven la seva forma externa.

L'home primitiu les atribuïa un significat màgic. Els autors de l'Antiguitat clàssica els havien observat i en general, interpretat correctament. El terme fòssil ja l'utilitzava Plini el Vell en el segle I, ^[2] i el seu ús va ser recuperat en el segle XVI per Georgius Agricola^[3], i eludeix al seu caràcter del cos enterrat (com a derivat de fossa) i incloïa tant les restes de l'organisme com els seus cossos minerals integrats en els materials de la escorça terrestre^[4]. Aquesta curiosa situació es va mantenir fins a principis del segle passat, si bé la veritat que els autèntics fòssils solien diferenciar-se amb fòssils organitzats. Charles Lyell^[5] va definir els fòssils com a restes d'organismes que van viure en altres èpoques i que actualment estaven integrats al mig de les roques sedimentàries. Aquesta definició conserva la seva validesa, encara que actualment solen donar-se en major ampliat al terme incloent les manifestacions de l'activitat de l'organisme com excrements (Copròlits)) i restes de construccions orgàniques, petjades, impressions de parts del cos (Icnofòssils) o fins a marques de dents, esquelets o troncs, etc.

Els fòssils segueixen revisant-se, utilitzant en cada ocasió tècniques més modernes. L'aplicació d'aquestes tècniques comporta noves observacions que modifiquen a vegades plantejaments equivocats. Així, per exemple, després d'una revisió realitzada el 2006 amb tècniques topogràfiques de rajos X es va concloure que la família que conté els cucs Markuelia tenia una gran afinitat amb els cucs priapílits, i es adjacents a la branca evolutiva de Priapulida, Nematoda i Arthropoda.^[6]

Com es formen els fòssils

Hi ha moltes classes de fòssils. Els més comuns són les restes de cargols o ossos transformats en pedra. Molts d'ells mostren tots els detalls originals del cargol o de l'os, àdhuc si s'examinen en el microscopi. Els porus i altres espais petits en la seva estructura s'omplen de minerals. Els minerals són compostos químics, com la calcita (carbonat de calci), que estaven dissolts en l'aigua. L'aigua va passar per la sorra o el llot que contenien els caragols o els ossos i els minerals es van dipositar en els espais de la seva estructura. Per això els fòssils són tan pesats.

Altres fòssils poden haver perdut totes les marques de la seva estructura original. Per exemple, un cargol originalment de calcita pot dissoldre's totalment després de quedar enterrat. La impressió que queda en la roca pot omplir-se amb un altre material i formar una rèplica exacta del caragol. En altres casos, el cargol es dissol i tan sols queda el buit en la pedra, una espècie de motlle que els paleontòlegs poden omplir amb guix per a descobrir com es veia l'animal.

Els fòssils en general només mostren les parts dures de l'animal (paleozoologia) o planta (paleobotànica): el tronc d'un arbre, la closca d'un cargol, els ossos d'un dinosaure o peix. Alguns fòssils són més complets. Si una planta o animal queda enterrat en un tipus d'especial de llot que no contingui oxigen, algunes de les seves parts més toves també es conservaran com fòssils.

Els més espectaculars d'aquests "fòssils perfectes" són mamuts llanuts complets que es van trobar en sòl congelat. La carn estava tan congelada, que encara es podia menjar després de 20.000 anys.

Localització

Els llocs on la preservació excepcionals (inclosos a vegades conservant teixits tous) són coneguts com a Lagerstätten.

Tipus de fòssils

Els fòssils més antics són els estromatolits, que consisteixen en roques creades per mitja de la sedimentació de substàncies, com el carbonat calci, a mercer de l'activitat bacteriana.^[8] Aquests últims s'han pogut saber gràcies als estudis dels estromatòlits actuals, produïts per tapes microbianes. La formació Gunflint conté abundats microfòssils àmpliament acceptats com a restes microbianes.^[9] Hi ha moltes classes de fòssils. Els més comuns són les restes de cargols o ossos transformats en pedra. Molts d'ells mostren tots els detalls originals del cargol o de l'os, inclús examinats al microscopi. Els pors i altres espais petits en les seves estructures s'omplen de minerals. Els minerals són compostos químics, com la Calcita (carbonat de calci), que estaven dissolts a l'aigua. El pas de la sorra o del llot que contenien els cargols o els ossos i els minerals es dipositen en els espais de la seva estructura, motiu pel qual els fòssils són tant pesats. Altres fòssils poden haver perdut totes les marques de la seva estructura original. Per exemple, un cargol originalment de caliça poden dissoldre's totalment després de quedar enterrats. La impressió que queda a la roca pot omplir-se amb un altre material i forma una rèplica exacte del cargol. En altres casos, el cargol es dissol i tants sols queda el forat a la pedra, una espècie de motlle que els paleontòlegs poden omplir amb guix per descobrir amb es veia l'animal.

Els fòssils generalment només mostren les parts dures de l'animal o la planta: el tronc d'un arbre, la closca del cargol o l'os d'un dinosaure o un peix. Alguns fòssils són més complets. Si una planta o animal queda enterrat en un tipus especial de llot que no contingui oxigen, algunes de les parts toves també poden arribar a conservar-se com a fòssils.

Els més espectaculars d'aquest "fòssils perfectes" són els mamuts llanuts trobats en terres congelats.^[10] La carn d'aquests animals està tant congelada, que encara es podria menjar després de 20.000 anys.

Convencionalment s'estima com a fòssils més recents les restes dels organismes que van viure a finals de l'última Glaciació quaternària (Würm), és a dir, fa uns 13.000 anys aproximadament. Les restes posteriors (Neolític), (Edat dels metalls, etc.) solen considerar-se ordinàriament com a subfòssils.

Finalment s'ha de considerar també aquelles substàncies químiques incloses en els sediments que denominen l'existència de determinats organismes que les posseïen o les produïen en exclusiva. Suposen el límit extrem de la noció de fòssil (marcadors biològics o fòssils químics).

Icnofòssils

Els icnofòssils són restes de deposicions: empremtes, ous, nius, bioerosions o qualsevol altre tipus d'impressió. Són els objectes d'estudi en la Paleoicnologia.

Els icnofòssils presenten característiques pròpies que els fan identificables i permeten la seva classificació com parataxons: icnogèneres i icnoespècies. Els icnotaxons són classes de pistes fòssils agrupades per les seves propietats comunes: geometria, estructura, mida, tipus de substrat i funcionalitat. Tot i que a vegades diagnostica l'espècia productora d'un icnofòssil pot resultat ambigu, en general és possible inferir al menys el grup biològic o el taxó superior al que pertanyia.

En els icnofòssils es pot identificar diversos tipus de comportament: filotàxia, fobotàxia, helicotàxia, homostròfia, reotàzia i tigmotàxia.

El terme icnofàcies fa referència a l'associació característica de pistes fòssils, recurrents en l'espai i en el temps, que reflexa directament condicions ambientals tals com la batumetria, la salinitat i el tipus de substrat^[11] Les pistes i empremtes d'invertebrats marins són excel·lents indicadors paleoecològics, al ser el resultat de l'activitat de determinats organismes, relacionada amb ambients específics, caracteritzats per la naturalesa dels substrat i condicions del medi aquàtic, salinitat, temperatura i batimetria. Especialment la profunditat del mar condiciona el gènere de vida dels organismes i, per tant, no és d'estranyar que es puguin distingir tota una sèrie d'inconfàcies d'acord amb la batimetria, on la seva nomenclatura, donada per Seilacher,^[12], es refereix al tipus de pistes més freqüents i més característiques de cada una.

Microfòssils

El "microfòssil" és un terme descriptiu que s'aplica al parlar de plantes o animals fossilitzats que la seva mida és menor al que es pot veure amb ull humà. Normalment s'utilitzen dos diagnòstics per diferenciar els microfòssils eucariotes i procariotes:

Resina fòssil

La resina fòssil (també anomenada ambre) és un polímer natural que es troba en molts tipus d'estrats per a tot el món, inclòs a l'Antàrtic. Es tracta de la resina fossilitzada de sàvia d'arbres de fa milions d'anys. Es presenta en forma de pedres grogenques.

Pseudofòssil

Els pseudofòssils són patrons visuals en roques que estan produïts més per processos geològics que per biològics. La interpretació errònia dels pseudofòssils ha generat certes controvèrsies al llarg de la història de la paleontologia. En l'any 2003, un grup de geòlegs espanyols va posar entredits la veracitat dels fòssils de Warrawoona que, segons William Schopf, eren cianobacteris que constituïen la primera característica de la vida sobre la Terra fa 3.500 milions d'anys. La base de tal replantejament era que una sal de bari i un silicat, en un medi alcalí amb temperatura i pressió ambiental produeix estructures filamentoses similars aquest suposats microfòssils de Warrawoona.^[14]

Fòssil vivent

Un fòssil vivent és un terme informal usat per referir-se a qualsevol espècies vivent que guarda una gran assemblança amb una espècie coneguda en fòssils.

Els Braquiòpodes són un exemple perfecte de "Fòssils vivents". Lingula és un braquiòpode fòssil de fa uns 200 milions d'anys. Un altre exemple és el celacant. Va ser una gran sorpresa trobar aquest peix en les costes d'Àfrica^[15] el 1938, quan es pensava que portava 70 milions d'anys extingits.

Registre fòssil

El registre fòssil és el conjunt de fòssils existents. És una petita mostre de la vida passada distorsionada i segada. ^[16] No es tracta, a demés, de la mostra de l'atzar. Qualsevol investigació paleontologia ha de tenir en conte aquests aspectes, per comprendre que es pot obtenir a través de l'ús de fòssils i que no ho és.

Representativitat del registre fòssil

El número d'espècies totals (entre plantes i animals) descrites i classificades ascendentment a 1,5 milions. Aquest número segueix en augment, dons s'han descobert aproximadament deu mil insectes cada any (existeix una gran diversitat d'insectes, es coneixen 850.000 espècies). S'estima que només falta un centenar d'espècies d'aus per descriure (existeix una gran diversitat d'aus, dons es coneixen unes 8.600 espècies). Les estimacions sobre les espècies vives possibles són de 5 milions. Es coneixen unes 300.000 espècies fòssils, és a dir el 20% del número d'espècies vivents conegudes i menys el 6% de les probables. El registre fòssil avarca des de fa 3.500 milions d'anys fins l'actualitat; no obstant, el 99% dels seus representants es troben des de fa 545 milions d'anys fins ara. Són comparacions espectacular si considerem que el registre fòssil inclou centenar de milions d'anys i que la fauna i la flora vivents representen tants sols un instant de temps geològic. Si la conservació dels fòssils fos acceptablement bona, seria previsible que el número d'espècies fòssils superaria i de molt al número d'espècies actuals.

Hi ha varies explicacions possibles a la pobresa relativa en espècies de fòssils:

Tot sorgeix que la diversitat actual pot no ser apreciablement més alta que la mitjana en tot el temps que va des del cambrià. Per tant la baixa xifra d'espècies fòssils no es pot explicar satisfactòriament per la idea que la diversitat creix amb el progrés evolutiu. Les espècies s'extingeixen i són substituïdes per altres durant el curs del temps geològic. S'ha suggerit el plaç de 12 milions d'anys per una substitució complet de totes les espècies. La duració dels diferents biocrons està entre 0,5 i 5 milions d'anys (2,75 milions d'anys del biocrón). Finalment, com a conclusió, la quantitat d'espècies fòssils estimada és:

Fossilització

Per què una resta corporal o una senyal d'un organisme mereixi la consideració de fòssil és necessari que es produeixi un procés físic-químic que l'afecti, conegut com a fossilització. En aquest procés es poden produir transformacions més o menys profundes que profundes que poden afectar a la seva composició i estructura. Aquest procés va en funció del temps, en el qual ha de transcorre un determinat interval a partit del moment de producció de la resta per què arribi a considerar-se fòssil. La fossilització és un fenomen excepcionalment rar, ja que la majoria dels components dels éssers vius tendeixen a descomposar-se ràpidament després de la mort.^[17]

La perminaralització ocorre després de l'enterrament, quan els espais buits en un organisme (espais que en vida estaven plens de líquids o gas) s'omplen amb aigua subterrània, i els mineral que aquests contenen precipiten omplint-los.

En molts casos les restes originals de l'organisme han estat completament dissoltes o destruïdes.

Processos de descomposició

Són els principals responsables en la capacitat de preservació. El seu efecte és la raresa amb la que es conserven parts orgàniques toves (el 60% dels individus d'una comunitat marina només tenen parts toves). La presència de parts toves són indicatives de condicions sedimentològiques i diagenètiques excepcionals.

Processos de descomposició aeròbica

Són les més ràpides i eficaces per la biodegradació. Per això, les condicions anòxiques són un requisit previ a la preservació d'organismes lleugerament mineralitzats i de parts toves. La demanda doxigen per la descomposició en un medi aeròbic és molt alta ( 1 molt de Corg. requereix 106 mols de O₂) Una reacció estàndar seria així:

Efectes de la descomposició

La descomposició és la principal font de la pèrdua d'informació en el registre fòssil i la mineralització és l'única via de frenar-la. Els teixits poder conservar-se com a permineralitzacions, residus orgànics alterats o, amb el deteriorament prolongat, com improntes. Si la descomposició supera a la mineralització, es destrueix els teixits i només es conserven reflectits en la quitina, la lignina o la cel·lulosa.

Caracterització de la descomposició

Origen, acumulació i preservació de la matèria orgànica

La major part es recicla (donant lloc a CO₂) dins de la columna d'aigua, particularment en la zona eufòtica. Una proporció relativament petita de la matèria orgànica produïda passa a formar part dels sediments adjacents, i queden afectades per les modificacions de fluxe orgànica (bioestratinòmics), que són la foto-oxidació, l'activitat microbiana i els organismes detritíus.

Processos fossildiagènics

La matèria orgànica inclou a més de lípids lliures, biopolímers com: els hidrats de carboni, proteïnes, quitina i lignina, alguns dels quals seran utilitzats pel consum i modificació d'organismes bentos i diversos microorganismes. La resta, no utilitzat d'aquesta manera, poden patir policondensació per formar geopolímers, i passa a formar part del protoquerogen, precursor del querogen. Amb l'enterrament de sediment, la creixent condensació i insolubilitatzació produeix la lenta conversió diagenètica a querogen que constitueix el volum de la matèria orgànica en antics sediments.

Marcadors biològics i les seves utilitats

Les molècules orgàniques (fòssils químics) són abundants en molts sediments i roques sedimentaries, i es denominen marcadors biològics "biomarker". Conserven un registre molt detallat de l'activitat biològica del passat i estan relacionats amb molècules orgàniques actuals. Les possibles fonts de marcadors biològics en mostres geològiques són tantes com molècules es coneixen en els organismes.

Roques mare en la generació d'hidrocarburs

Una roca mare és un volum rocós que ha generat o ha estat generat i expel·lint hidrocarburs en quantitats suficients per formar acumulacions de petroli i gas. La majoria de les roques mare potencials contenen entre 0,8 i 2% de carboni orgànic. S'accepte un límit aproximat del 0,4% com el volum més baix de carboni orgànic per la generació d'hidrocarburs, estan l'optim per sobre del 5-10%. La naturalesa dels hidrocarburs generats depèn fundamentalment de la composició del querogen, que pot estar constituït per dos tipus de matèria orgànica:

Processos destructius físics-químics

La durabilitat dels esquelets és la relativa resistència que tenen a la fractura i destrucció per agents: físics, químics i biòtics. Aquests processos destructius poden dividir-se en cinc categories que segueixen un ordre més o menys seqüencial:

Els processos destructius de desarticulació, fragmentació i corrasió són molt evidents en el registre fòssil. Aquests processos poden afectar de manera diferent als diferents tipus d'esquelets. La majoria dels organismes marins es poden assignar a una de les cinc categories arquitectòniques d'esquelets: massís, arborescent, univalve, bivalve o d'elements múltiples.

Quan s'agafa en conjunt els diferents tipus d'esquelets i les seves sensibilitats als agents destructius, es troba amb uns excel·lents indicadors dels processos sedimentaris, els que es poden usar per definir diferents tafofacies.

Transport i hidrodinàmica

Si considerem com a partícules sedimentàries les restes esquelètiques dels organismes, podem realitzar estudis sobre el seu comportament hidrodinàmic (petxines de braquiòpodes, bivalves, gasteròpodes, cefalòpodes, ostràcodes i crinoidees). En general es coneix poc del comportament hidrodinàmic d'aquestes parts dures, tant abundant i importants ecològicament en ambient d'aigües poc profundes de medis moderns i del registre fòssil. El comportament hidrodinàmic de les petxines és complexa i imprevisible, principalment donat a la gran diversitat de formes involucrades.

Fossildiagènesis

La comprensió dels processos diagenètics és fundamental per interpretar correctament la mineralogia original, l'estructa d'esquelets i petxines, les seves afinitats taxonòmiques i la seva paleoecologia. Un problema que es planteja amb molta freqüència és deduir quin ha estat la mineralogia orignial dels grups extints (corall rogós, archaeocyatha, stromatoporida...). La transició fins l'estat de fòssil depend molt de la composició esquelètica.

Esquelets carbonats

Després de l'enterrament el carboni s'altera en major i menor magnitud durant la diagènesis prematura.

Esquelets d'aragonita

L'aragonita normalment es transforma en calcita mitjançant un d'aquests processos principals:

Esquelets de calcita

En general, els esquelets fòssils que estaven constituïts per calcita mantenen freqüentment aquesta composició original (a menys que s'hagin silicificat o dolomitizat). El contingut en magnesi tendeix a reduir-se, de forma que pot haver alteracions diagèniques amb alt o baix contingut de calcita. Existeixen tècniques especials com la catodoluminiscència que permet determinar el seu contingut original a partir d'àrees relictes que han conservat la seva composició original.

Nòduls de carbonat i calices litogràfiques

La preservació de les parts toves està associada en moltes ocasions amb la precipitació dels carbonats en forma de nòduls i estratificats, com és el cas de les pedres calcàries litogràfiques. Els nòduls carbonats estan constituïts per siderita o calcita i associats a sediments argilosos rics en microorganismes. Contenen fòssils que molt sovint es conserven en tres dimensions. La seva mida varia entre 10 i 30 centímetres tot i haver-se trobar de fins a 10 metres (fins i tot un Plesiosaurus cense). En contingut en microorganismes i la seva descomposició són factors primaris que controlen el grau d'anòxia, Eh i pH. En presencia d'oxigen, la respiració microbiana produeix CO₂ que s'acumula a l'aigua dels porus del sediment, afavorint la dissolució dels carbonats.

En l'absència d'oxigen, les bactèries dels sediments utilitzen una serie d'oxidants alternatius en el procés de la respiració (Mn, NO₃^-, Fe o SO₄²) i quan tots els oxidants han desaparegut són les reaccions de fermentació les que dominen produint metà. Les calices litogràfiques es formen en medis lacustres i marins, són de grau molt fi i finalment bandejades. Un exemple són les famoses calices de Solnhofen del Juràssic de Baviera que contenen els fòssils de Archaeopteryx. El carbonat en aquests dipòsits es poden originar a partir d'una font biogènica (com algues calcàries) o com a un precipitat químic.

Referències

↑ DIEC2: Fòssil [1]
↑ Glosari de Fòssils Museu Geològic Virtual de Veneçuela. . Archivat des del original, el 2007-12-23.
↑ (anglès) De Natura Fossilium
↑ http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0/history_12. Accessed 27 Nov. 2007.
↑ (anglès)Principles of Geology
↑ Donoghue, PCJ, Bengtson, S, Dong, X, Gostling NJ, Huldtgren, T, Cunningham, JA, Yin, C, Yue, Z, Peng, F and Stampanoni, M (2006) Synchrotron X-ray tomographic microscopy of fossil embryos. Nature 442, 680-683
↑ The Burgess Shale Universitat de Berkeley. . Archivat des del original, el 2007-12-22.
↑ Stromatolites, the Oldest Fossils . Archivat des del original, el 2007-03-04.
↑ (anglès)Knoll, A. H., Barghorn, E.S, Awramik, S.M,. (1978). New organisms from the Aphebian Gunflint Iron Formation. Journal of Paleontology(52), 1074-1082.
↑ 10.000 anys molt ben portats . Archivat des del original, el 2007-12-22.
↑ Bromley, R.G. 1990. Trace fossils. Biology and Taphonomy. Unwin Hyman: 280 p. Londres.
↑ Seilacher, A. 1953. Studien zur palichnologie. I. über die methoden der palichnologie. Neues Jahrb. Geologie Paläontologie Abhandlungen 96:421-452
↑ (alemany)Seilacher, A. 1953. Studien zur palichnologie. I. über die methoden der palichnologie. Neues Jahrb. Geologie Paläontologie Abhandlungen 96:421-452
↑ (castellà)Un espanyol replanteixa la forma de detectar la vida primitiva . Archivat des del original, el 2007-12-27.
↑ Iziko South African Museum, Cape Town
↑ Fernández-López,S.R.2000.La naturalesa del registre fòssil i l'anàlisi de l'extinció. Col·loquis de la Paleontologia. 51, 267-280
↑ Fossilization and adaptation: activities in Paleontology Brent Breithaupt. . Archivat des del original, el 2007-12-23.
↑ Chave, K. E. 1964. Skeletal durability and preservation. In: J. Imbrie & N. Newell, editors. Approaches to paleoecology. New York: John Wiley and Sons. pp. 377-387.
↑ Palmer, TJ, and Wilson, MA (1988) Parasitism of Ordovician bryozoans and the origin of pseudoborings. Palaeontology 31,939-949

Fòssil

Taula de continguts