Download - Ambient mesozoic 1
www.icp.cat
CONTEXT TEMPORAL I AMBIENTAL DEL MESOZOIC:
Part I: Breu resum de la història de la vida i de la TerraJosep Marmi Plana
Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont
www.icp.cat
Els orígens del temps…..
www.icp.cat
...i dels elements
TEMPS
Origen de la vida
Primers animals
Primeres plantes
Homo sapiens 23h 37’
www.icp.cat
Els orígens del sistema solar
HADEÀ: QUAN LA TERRA ERA UN INFERN
www.icp.cat
4600m.a.01 gener
3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.
4600m.a.01 gener
3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.
www.icp.cat
Trànsit Hadeà-Arqueà: L’ORIGEN DE LA VIDA
L’ATMOSFERA DE LA TERRA PRIMORDIALAtmosfera formada per CH4,NH3, H2O, H2, CO, CO2
4600m.a.01 gener
3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.
COMPOSTOS DE CARBONI A LA TERRA PRIMORDIAL I ORIGEN DE LES MACROMOLÈCULES ORGÀNIQUES
CO2
CO
CH4
glúcidslípids
proteïnes
> 12 àtoms de C
?
1 àtom de C
Àcids nucleics
4600m.a.01 gener
3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.
Origen de compostos orgànics en gel amorf interestel·lar i transportats fins la Terra en cometes.
4600m.a.01 gener
3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.
COM ES VAN FORMAR LES PRIMERES CÈL·LULES
Mecanisme d’herència
Aïllament del medi extern
Reaccions bioquímiques per obtenir energia i fabricar biomolècules
4600m.a.01 gener
3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.
Nòduls de carbonat
LITOPANSPÈRMIA
Possibles microfòssils?
4600m.a.01 gener
3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.
PRIMERS INDICIS DE VIDA?
Microesferes de carboni en roques de fa 3860 ma. prop de Grenlàndia.
4600m.a.01 gener
3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.
4600 m.a. 3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.2600m.a.07 juny
ARQUEÀ: EVOLUCIÓ DEL METABOLISME I DELS PROCARIOTES
Primers procariotes: Semblants als bacteris de l’àcid làctic actuals. Heteròtrofs. Farien reaccions de fermentació de compostos orgànics preexistents.
Primers procariotes fixadors de nitrogen: Només tenen aquesta capacitat alguns procariotes. Imprescindible per a la formació de proteïnes i bases nitrogenades.
Desenvolupament de l’autotròfia:Capacitat de convertir el CO2 en aliment de reserva.
QuimioautòtrofsFotoautòtrofs anoxigènics
ELS PRIMERS FOTOSINTETITZADORS
Els primers cianobacteris: Austràlia (3460 ma)
COCO22 + H2O Glucosa + OO22 + H2O
FotosíntesiLlum
L’O2 alliberat reacciona amb els gasos presents a l’atmosfera (H2, NH3, CO2, H2S) i els minerals dels sòls i dissolts a les aigües de llacs, rius i mars abans d’acumular-se a l’atmosfera.
4600 m.a. 3800m.a.04 març
570 m.a. 0 m.a.2600m.a.07 juny
ARQUEÀ-PROTEROZOIC: UN NOU MÓN AMB OXIGEN
Conseqüències de l’aparició de l’O2
Destructor de molècules orgàniques i tòxic per moltes d’aquelles formes de vida bacteriana.
Formació de la Capa d’Ozó (~2000 ma).
Fa entre 2000 i 1800 ma la [O2]atm augmenta fins al 15%, molt propera a l’actual (20%).
Glaciació planetària.
570m.a.21 novembre
2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 0 m.a.
FENT CAMÍ CAP A LA COMPLEXITAT
La respiració aeròbica: Una nova via de generació d’energia
Combustió controlada de matèria orgànica alliberant CO2 i H2O produint una gran quantitat d’energia.
Fermentació2 ATP2 ATP1 Glucosa Respiració 36 ATP36 ATP1 Glucosa
Molt més eficient que la fermentació i les altres vies metabòliques existents.
CombustióCOCO22 + H + H22O + calor (flames)O + calor (flames)Matèria orgànica
Matèria orgànica RespiracióCOCO22 + H + H22O + energia (ATP)O + energia (ATP)
570m.a.21 novembre
2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 0 m.a.
LA COMPLEXITAT DELS PROCARIOTES
Durant tota la seva història evolutiva, els procariotes han presentat una mínima complexitat morfològica però han assolit una altra especialització metabòlica.
Estromatòlits 3500 ma-actualitatComunitats bacterianesMajor complexitat macroscòpica aconseguida pels procariotes.
570m.a.21 novembre
2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 0 m.a.
L’EVOLUCIÓ DE LA CÈL·LULA EUCARIOTA
Els primers eucariotes apareixerien fa uns 2700 ma. Major mida que els procariotes.Material genètic protegit per una membrana nuclear.Diferents tipus d’orgànuls i membranes en el citoplasma amb funcions específiques.
570m.a.21 novembre
2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 0 m.a.
Transferència horitzontal de gens
570m.a.21 novembre
2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 0 m.a.
Simbiosi establerta entre un protoeucariota o un arqueobacteri i diferents tipus d’eubacteris (mobilitat, mitocòndries i cloroplasts).
Endosimbiosi
570m.a.21 novembre
2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 0 m.a.
NOUS MECANISMES DE DIVISIÓ CEL·LULAR
Procariotes
Eucariotes
570m.a.21 novembre
2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 0 m.a.
Estructures per distribuir correctament els cromosomes entre les cèl·lules filles
Formació de cromosomes
570m.a.21 novembre
2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 0 m.a.
AUGMENTANT DE MIDA
Les cèl·lules petites tenen una relació S/V gran la qual cosa els permet intercanviar millor amb el medi.
La major part de reaccions vitals per la cèl·lula tenen lloc a la seva membrana externa.
Mida límit per una cèl·lula
NutrientsResidus
NutrientsResidus
Ø = x10S = x100V = x1000
SolucionsInvaginació de la membrana externa
Multicel·lularitat
PediastrumEuastrum
4600 m.a. 3800 m.a. 570m.a.21 novembre
0 m.a.2600m.a.07 juny
EVOLUCIÓ DE LA MULTICEL·LULARITAT
TrichoplaxAnimal marí que recorda una blàstulaPoca especialització cel·lular.
Model dels primers animals pluricel·lulars
Possiblement va aparèixer en centenars de llinatges independents fa entre 2100 i 1200 ma.
BangiomorphaAlga roja?1200 maCanadà
4600 m.a. 3800 m.a. 570m.a.21 novembre
0 m.a.2600m.a.07 juny
GrypaniaAlga verda?2100 maUSA, India, Xina
DIFERENCIACIÓ DELS PLANS DE SIMETRIA DELS ANIMALS
Porífers
Asimètrics Radials
Cnidaris
Bilaterals
La resta de grups (cucs-mamífers)
4600 m.a. 3800 m.a. 570m.a.21 novembre
0 m.a.2600m.a.07 juny
4600 m.a. 3800 m.a. 570m.a.21 novembre
0 m.a.2600m.a.07 juny
ELS PRIMERS ANIMALS
VernanimalculaJaciment de Guizhou (Xina): 600-580 ma.La complexitat interna evoluciona abans que l’augment de mida.
Impressió d’un possible animal radialJaciment d’Ediacara Hills (Austràlia)600 ma.
DIVERSIFICACIÓ DURANT EL FANEROZOICDIVERSIFICACIÓ DURANT EL FANEROZOIC
4600 m.a. 3700 m.a. 2500 m.a. 570 m.a. 0 m.a.
570m.a. 248 m.a. 65 m.a. 0 m.a.
24 novembre02 desembre 04 desembre
05 desembre
07 desembre
10 desembre18 desembre
24 desembre
28 desembre
L’ESCLAT DE L’EVOLUCIÓ ANIMAL (CAMBRIÀ)
Columbia Britannica (Canadà) (~520 ma)
Burgess Shale
570m.a.21 novembre
248m.a.16 desembre
65 m.a. 0 m.a.
En un interval de 5-10 ma es produeix una diversificació de formes de vida marina sense precedents.
Diversificació de les esponges i dels animals bilaterals amb plans corporals moderns.Configuració dels ecosistemes marins moderns.
OpabiniaSistemes de visió i òrgans prènsils (depredació) Sistemes digestiu i
respiratori
Hallucigena, Marella, AnomalocidarisApèndixs locomotors i de flotació
570m.a.21 novembre
248m.a.16 desembre
65 m.a. 0 m.a.
LA COLONITZACIÓ DEL MEDI TERRESTRE (ORDOVICIÀ)
Medi terrestre Medi aquàtic[O2 ] (aire) x 20-40 [O2 ] (aigua) x 1
Difusió O2 aire ràpida Difusió O2 aigua lenta
Viscositat aire x 1 Viscositat aigua x 50
Densitat aire x 1 Densitat aigua x 1000
Àmplies fluctuacions de temperatura Poques fluctuacions de temperatura
El major avantatge fisiològic del medi terrestre és l’accés fàcil a l’ O2. La principal amenaça és la deshidratació.
570 m.a. 248 m.a. 65 m.a. 0 m.a.470 m.a.01 desembre
Els primers animals hi arriben un dia i mig més tard.
570 m.a. 248 m.a. 65 m.a. 0 m.a.430 m.a.
www.icp.cat
LES PLANTES DESENVLUPEN ELS SEUS ÒRGANS (SILURIÀ-DEVONIÀ)
LES PLANTES ABANDONEN L’AIGUA (DEVONIÀ)
Elkinsia polymorpha
570 m.a. 248 m.a. 65 m.a. 0 m.a.390 m.a.
... I TAMBÉ ELS VERTEBRATS (DEVONIÀ-CARBONÍFER)
570 m.a. 248 m.a. 65 m.a. 0 m.a.390-300 m.a.
570 m.a. 248 m.a. 65 m.a. 0 m.a.300 m.a.
www.icp.cat
LA FORMACIÓ DEL CARBÓ
570 m.a. 248 m.a. 65 m.a. 0 m.a.300 m.a.
LA CONQUESTA DEL CEL
InsectesCarbonífer
RèptilsTriàsic
MamífersEocè
www.icp.cat
.....I EL RETORN A L’AIGUA
Dibuixos Agnès i Aina Amblàswww.icp.cat
Dibuix Agnès Amblàs
www.icp.cat
EL NAIXEMENT DELS ECOSISTEMES TERRESTRES MODERNS (Cretaci Superior)
www.icp.cat
EVOLUCIÓ DEL PAISATGE TERRESTRE EN ELS DARRERS 430 M.A.
440 m.a. 390 m.a. 340 m.a.
190 m.a. 50 m.a. 14 m.a.
CANVIS EN LA DISTRIBUCIÓ DELS CONTINENTS
540 m.a. 430 m.a.
50 m.a.
240 m.a. 170 m.a. 90 m.a.
300 m.a.
20 m.a. 0,05 m.a.
www.icp.cat
CANVIS EN EL CLIMA
Temperatura mitjana actual
Bosc Polar de coníferesBosc Polar de coníferes
Bosc Polar de coníferesBosc Polar de coníferes
Bosc TemperatBosc Temperat
Bosc Tropical PlujósBosc Tropical Plujós
Bosc Subtropical Bosc Subtropical
Bosc TemperatBosc Temperat
Casquet Polar Casquet Polar
EstepaSemiàridaEstepaSemiàrida
570 m.a. 248 m.a. 65 m.a.30 desembre 12:00 h
0 m.a.
EXTINCIONS EN MASSA