Paleo - Semana 7
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Dr. JUAN PISCONTE VILCA
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Paleoecologa
Definicin:
Ciencia que estudia los ecosistemas antiguos.
Ecosistema es el conjunto del ambiente fsico (hbitat)
junto con los organismos que viven en l (biocenosis)
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Objetivos estudios paleoecolgicos: la reconstruccin
detallada de los paleoambientes pasados a travs de los
fsiles (microfsiles en nuestro caso):
-Dnde vivan? (p.e. acutico, terrestre)
-Condiciones de vida? (p.e. temperatura, salinidad) -Cmo interactuaban? (p.e. funcin cadena trfica)
-etc.
Para la reconstruccion paleoecologica hay que aceptar que
las especies actuales son descendientes de las fsiles y por
tanto vivan en condiciones ecolgicas similares (el presente es la clave del pasado: actualismo) Cuidado! Conforme nos alejamos tiempo, menos similitudes
Botryococcus braunii (alga) Actual Fsil
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Informacin paleoecolgica sesgada: datos microfsiles estn
distorsionados por los procesos postmortem hasta fosilizacin
(procesos tafonmicos)
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Actuales Fsiles (16 Ma)
Manglar de Avicennia
Ejemplo 1. Interpretacin
paleoecolgica:
Manglar en Europa
durante el Mioceno
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Mioceno (21-15 Ma)
Avicennia Actualidad Temperatura media anual >22C
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Distribucin de foraminferos segn profundidad ocanos actuales
(sustrato, temperatura, luminosidad, salinidad, oxigeno disuelto,
nutrientes)
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Relacin entre el porcentaje de foraminferos bentnicos y
plantnicos segn profundidad
Bignot (1988)
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Distribucin actual de foraminferos bentnicos de talla grande segn
profundidad de los mares: trpicos-subtrpicos
porcentajes
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Fiabilidad: informacin paleoecolgica ser ms alta
cuantas ms especies utilicemos en el anlisis
paleoecolgico
Asociacin foraminferos + ostrcodos en una muestra
Informacin paleoecolgica = A+B+C+D
A B C
D
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Determinacin isotpica de temperaturas del pasado a partir
del 18O de la concha microfsiles
El oxgeno atmosfrico se compone de dos istopos estables: 16O y 18O.
H2O pueden contener tanto 16O y 18O pero el 16O es menos pesado que el 18O.
El 16O por tanto se concentra en la atmsfera (vapor) y la lluvia es ms ligera que el agua de mar.
Los casquetes de hielo concentran agua ligera y el mar concentra agua pesada.
Reconstruccin paleoecolgica indirecta:
Organismos con concha
(CO3) que viven en el
ocano adquieren la
composicin isotpica
del oxgeno que el mar
tiene en cada momento
El volumen de los casquetes de hielo ha variado en el tiempo, por tanto 18O cambia con el tiempo.
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+16O
-16O
+16O
-16O
18O = 18O/16O informa sobre VOLUMEN DE HIELO EN LOS POLOS
-18O
+18O
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Evolucin 18O durante los ltimos 5 Millones de aos
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INTERACCIONES
Predacin
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Simbiosis
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Comensalismo
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Sulcichnus
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Parasitismo
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Buffon
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Neumayr (1887)
Schuchert (1932)
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Willis (1932)
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Atlntida
Platn
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Alfred Wegener (1880-1930)
meteorlogo
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Hoja de Glossopteris
(Nueva Gales del Sur, Australia)
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Pattern Matching of Geological Record across the Atlantic
Distribution of Carboniferous
Permian land plants (Glossopteris) and land
animals (Mesosaurus,
Lystrosaurus) Carboniferous glacial deposits of southern
Pangea match up remarkably well across
the joins.
Glossopteris
Lystrosaurus
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The Fit of the Continents
Alfred Wegeners reconstruction
of the supercontinent Pangea Pangea before the opening of the Atlantic ocean
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CONCEPTOS BASICOS
rea de
distribucin
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Lmites - barreras
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Paleogeografa
Definicin:
Ciencia que estudia la geografa del pasado. Normalmente
se refiere al estudio del paisaje fsico
Paleobiogeografa: estudio de la distribucin geogrfica
de organismos en el pasado y de las causas que
determinan esta distribucin.
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Se observa que la distribucin geogrfica de los
organismos ha cambiado a lo largo del tiempo.
Medio fsico Tierra cambia con el tiempo (clima,
tectnica, geografa, bilogicos)
Objetivo Paleobiogeografa: reconocer e interpretar
distribucin de especies en el pasado, su evolucin
hasta la distribucin actual y sus causas.
Por qu?
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Cambios paleobiogeogrficos debidos cambios geogrficos
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Wegener (1912) precursor deriva continental y tectnica de placas. Distribucin organismos Pangea Prmico-Trisico
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Posicin actual (izquierda) y reconstruccin paleogeogrfica (derecha) de sedimentos del Cretcico inferior con similar asociacin
de ostrcodos lacustres que confirma la deriva continental. De Bignot (1988).
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Implantacin corriente ocenica: corriente del golfo (Cretcico superior)
Posible origen y migracin de nummultidos, lepidociclnidos y myogipsnidos durante el Palegeno. Note la migracin de
nummultidos desde el Tetis al Caribe y de myogipsnidos y lepidociclnidos desde el Caribe al Tetis. De Bignot (1988).
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Diferencias biogeogrficas debidos al clima
Provincias biogeogrficas: rea de distrib. de organismos
diferentes (temperatura)
Provincias biogeogrficas de nanoplancton actual.
De Molina (2002).
Tropical
Subtropical
Transicional
Subantrtico
Subrtico
Provincias biogeogrficas de foraminferos planctnicos actuales. De
Molina (2002)
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Cambios en la distribucin de foraminferos planctnicos de caracter clido (Globorotalia hirsuta y Globorotalia
truncatulinoides) en los tres ltimos episodios climticos del Cuaternario. De Molina (2002).
Interglaciar Riss-Wrm (100 ka) Glaciacin Wrm (50ka) Interglacial Holoceno-actual
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Diferencias biogeogrficas debidos a los nutrientes
Distribucin biogeogrfica de especies crpticas de Orbulina universa en el Atlntico,
comparado con la concentracin de nutrientes. La concentracin de nutrientes esta a su vez
controlada por las corrientes ocenicas. De Molina (2002).
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Cosmopolita
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Endmicas
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Discontinua disjunta - vicariantes
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Tectnicos
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Eustticos
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Ocenicos
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Mar del Labrador
Agua profunda
del Atlntico
noroccidental
Agua profunda
del Atlntico
nordoriental
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CONVERGENCIA
SUBTROPICAL ECUADOR CONVERGENCIA
SUBTROPICAL
DIVERGENCIA
ANTARTICA
PR
OF
UN
DID
AD
(k
m)
LATITUD
MOVIMIENTO DE MASAS DE AGUAS EN EL ATLANTICO
(Open University, 1989)
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TECO
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CRETACICO
INFERIOR
Buchia
Arctotis Dunas
Evaporitas
BIOGEOGRAFIA DISPERSALISTA
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BIOGEOGRAFIA DE VICARIANCIAS
A
Eoceno
(un slo rea)
B
Oligoceno
(divisin geogrfica
por una cadena de montaas)
C
Mioceno
(nueva divisin
geogrfica)
Oligoceno
Mioceno
(METODO CLADISTA)
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BIOINDICADORES.
Los bioindicadores son organismos del pasado que han dejado indicaciones sobre las condiciones de su ambiente externo. A partir de ellos se pueden realizar interpretaciones paleoambientales, teniendo en cuenta la composicin qumica, taxonmica o esqueltica, la forma y tamao o la funcin de los organismos.
Composicin qumica. Se pueden realizar interpretaciones paleoambientales a partir del registro de istopos y elementos traza encontrados en porciones esquelticas.
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Ejemplo:
Proporcin C13/C12, sta relacin es consecuencia de procesos metablicos llevados a cabo por la actividad biolgica.
As esta relacin es utilizada como estimados ambiental directamente proporcional a la actividad bitica.
A mayor cantidad de C13 mayor es la actividad metablica del sistema.
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Ejemplo:
Proporcin O16/O18 est relacionada con la formacin de glaciares asociada a la alta evaporacin y sobresaturacin a partir de la humedad de la atmsfera en reas polares.
Hay mayor desarrollo glaciar cuanto mayor sean en el ecuador las facies evaporticas. O18 se concentra en las aguas ocenicas, mientras que el O16 es inmovilizado en los casquetes polares.
Otros indicadores se obtienen de la composicin taxonmica y de la concentracin esqueltica.
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Ejemplos concretos de bioindicadores.
Concentracin de sales: capacidad de regulacin osmtica e inica de los organismos.
Los organismos estenohalinos se adaptan a ambientes marinos abiertos y corresponden a grupos taxonmicos diversos como trilobites, ammonites y graptolitos entre otros).
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Por la estructura del esqueleto:
Los foraminferos son indicadores de la profundidad de las aguas:
Zona abisal,foraminferos aglutinantes
Zonas someras,foramaminferos aporcelanados
Zonas variables;foraminferos hialinos
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Los radiolarios tambin son indicadores de la profundidad de las aguas;
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Los ostrcodos son indicadores de paleosalinidades
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Los linglidos son indicadores de ambientes de estuario (lagoon), con variaciones de temperatura y salinidad, pero muy adaptados a estas caractersticas desde el Cmbrico.
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Por el tipo de sustrato podemos realizar anlisis paleoambientales en funcin de los taxones.
Sustrato rocoso (cementado) y estable. Bioconstrucciones de corales hermatpicos, balnidos, algas rojas, espongiarios, briozoarios, braquipodos, escafpodos, chitones y ostreidos.
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Sustratos blandos y mviles. Lamelibranquios, artrpodos, equnidos, asteroideos y foraminferos.
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En cuanto a la proporcin de oxigenacin del ambiente, tenemos que los ambientes poco oxigenados se caracterizan por sedimentos oscuros, laminacin muy fina, ausencia de macroorganismos provistos de esqueleto y baja diversidad de organismos.
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Los corales hexacoralarios se emplean como indicadores de paleotemperaturas, ya que son organismos que necesitan mucha luz y aguas limpias. Adems, son caractersticos del clima ecuatorial.
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En los continentes el tipo de vegetacin depende de la altitud, la temperatura y la pluviosidad, dndose una sucesin anloga en gradientes latitudinales y altitudinales, as:
en zonas ecuatoriales de tierras bajas y
temperaturas altas predominan las angiospermas;
en zonas fras de tierras altas y temperaturas
bajas predominan las gimnospermas; en zonas polares domina la vegetacin tipo
tundra.
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El estudio de los anillos de las gimnospermas nos permite conocer la variacin de la periodicidad de las estaciones.
El estudio de las hojas de las plantas se emplea para
indicadores de paleotemperaturas, ya que los mrgenes dentados son indicativos de climas hmedo-templados y, las hojas con margen entero y limbo acuminado indican climas tropicales.
Acumulacin de roedores se produce en funcin del
clima lo que permite realizar inferencias paleoambientales.
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Los cambios morfolgicos de los organismos tambin se pueden emplear como indicadores, como por el ejemplo el caso de los foraminferos que presentan un desarrollo destral o sinestral del caparazn en funcin de la temperatura, o presentan un aspecto masivo si se trata de un ambiente turbulento, mientras que si no es turbulento presentan ramificaciones mayores o con ms superficie.
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La morfologa de los braquipodos tambin es indicativa de la turbulencia del medio, as si encontramos braquipodos costulados con la comisura muy plegada se trata de un ambiente turbulento, mientras que si tienen valvas lisas y una comisura sin pliegues podemos decir que se trata de un ambiente de aguas tranquilas.
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Esto se debe a que en ambiente de alta energa hay mayor cantidad de detritos en suspensin y precisan replegar la comisura para evitar ingerir estos detritos, el repliegue de la comisura provoca la aparicin de las costillas.
Los organismos parcialmente enterrados pueden sufrir la colonizacin de las zonas expuestas por parte de pequeos gusanos.
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Los moluscos que habitan ambientes hipersalinos presentan conchas ms finas con claro subdesarrollo.
A veces se puede producir el fenmeno de feedback que consiste en que un resto que provoca la aparicin de otros restos.