Carbono 14 ¿cómo funciona?

Bienvenidos a esta entrada de "Palaeos, a la carta", donde los lectores de Facebook (en "Paleontología de vertebrados") proponen un tema a tratar y procuro desarrollarlo. En esta ocasión, toca el turno al carbono 14.

El comentario ganador es de Big Bang Científico. Muchas gracias por sugerir el tema.

Así que sin más, iniciemos.

El carbono 14 es el nombre popular (e incorrecto) dado a la técnica de fechamiento por radiocarbono. En realidad el carbono 14 es un isótopo radioactivo de carbono. La forma correcta de escribirlo es carbono-14. Entonces, una cosa es el carbono-14 (el isótopo radioactivo) y otra la técnica de radiocarbono. Hablemos primero del isótopo para entender la técnica.

Carbono-12 (la forma estable natural más común de carbono) y la forma radioactiva, el carbono-14. Estos son isótopos (iso: mismo, topos: lugar, "mismo lugar en la tabla periódica"), formas atómicas que son similares en número atómico (número de protones y por ende de electrones) pero diferentes en masa atómica (generalmente por neutrones extra o "faltantes"). El número del isótopo se define por la masa que posee (que redondeada a número entero es similar al número de partículas en el núcleo).

Pero ¿de dónde viene el carbono-14? Bueno, generalmente (el 99.634% del tiempo) procede de átomos de nitrógeno-14 que están en la atmósfera (entre 9 y 15 Km de altura) y que son impactados por neutrones de alta energía (que proceden de átomos de hidrógeno y que son expulsados por culpa de los malvados rashos cósmicos). Estos neutrones (1 por átomo) son capaces de ingresar al núcleo de nitrógeno-14 y "expulsar" a uno de los protones de ahí (también 1 por átomo). Al cambiar el núcleo, ese átomo ya no se llama nitrógeno, pues su número de protones cambió de 7 a 6. Es decir, el pobrecillo núcleo no es capaz de mantener en órbita a siete electrones y sólo puede mantener a seis. Y un átomo que hace eso es llamado: carbono. Y este carbono tiene la peculiaridad de proceder de un nitrógeno más un neutrón metiche. Sumando las masas de estas partículas nucleares tenemos una masa atómica redondeada de 14, en vez del 12 común del carbono mundano, de ahí que reciba el poderoso nombre de carbono-14.

Diagrama para entender cómo surge el carbono-14. La fórmula del centro es nuestra guía, el cuadro naranja es para entender la fórmula por la masa atómica (masa combinada redondeada de neutrones y protones, cada uno vale una unidad) y el número atómico (cantidad de protones en el núcleo), los cuadros morados (crédito a Albedo-ukr) son el elemento en cuestión "ideal", el de la tabla periódica. Acá vemos lo que describo en el párrafo de arriba, el impacto de un neutrón de alta energía con un átomo de nitrógeno y su posterior transformación en carbono.

Bien, ahora ya sabes de dónde viene el carbono-14. ¿Y a mi qué me importa ese tal carbono-14? Bueno, cuando se forman estos átomos, aproximadamente el 93% del tiempo reaccionan rápidamente con el oxígeno que ronda la vecindad y forma monóxido de carbono-14. Este monóxido se transforma después en dióxido de carbono-14 (CO₂ con la peculiaridad de estar formado por un átomo de carbono-14 en vez del más abundante carbono-12). Luego (si recuerdan sus clases de biología), ese dióxido de carbono-14 es usado (junto con el resto de CO₂) por las plantas (y otros fotosintéticos oxigénicos) como materia prima en la fotosíntesis. Una vez usado de esta forma, la planta hace sus trucos de magia (metabolismo) y fabrica azúcares que tienen como base el carbono, así como otras biomoléculas que ahora ¡sorpresa, sorpresa! Tienen carbono-14 en algunos lugares. Y si recuerdan las redes tróficas de la escuela, se darán cuenta que ese carbono-14 ha pasado de la atmósfera a las plantas y de ahí a los animales (y otros bichos come plantas), donde se integra para formar parte de los tejidos, de tal forma que todo cuanto vive tiene carbono-14 formando parte de ellos.

El "ciclo del carbono-14", de la tropósfera y estratósfera a tus tejidos, todos tus tejidos, recuerda: somos vida basada en el carbono.

Ahora, el carbono-14 ya está en todo tejido orgánico. Cabe aclarar que el carbono-14 es radioactivo. ¿Es entonces peligroso? Nah... que va. Hay distintos tipo de radiación y el buen C-14 emite una de las más inofensivas: radiación beta (es inofensiva porque es de baja energía y no pude producir alteraciones genéticas). Esta consiste en que uno de los protones del núcleo se transforma en un neutrón o viceversa. En este caso, el neutrón que ingresó y transformó al átomo de nitrógeno-14 en carbono-14 se transformará de vuelta en protón. Esto hace que la carga eléctrica del otrora carbono-14 se vuelva inestable (ahora hay una carga positiva extra) y el átomo vuelve a ser nitrógeno-14. Lo ejemplificaré en la siguiente imagen.

Proceso natural de decaimiento de carbono-14 a nitrógeno-14. Y si un neutrón de alta energía vuelve a impactar a ese pobrecillo nitrógeno-14, volveremos a tener carbono-14 (lo que convierte esto en un ciclo). Pero calma, que eso sólo ocurriría con nitrógeno atmosférico y como dije antes, entre 9 y 15 Km de altura. Abajo en morado se muestran las formas "normales" (isótopos estables más comunes) del carbono y nitrógeno. Por cierto el neutrón que se transforma en protón se queda en el núcleo, sólo el pequeño electrón emitido tras todo el desastre cuántico es liberado como partícula beta. Y es por eso que el carbono-14 no es cancerígeno, un electroncillo no puede hacer gran cosa (al menos no con esa baja energía).

Listo, ahora tenemos toda la información necesaria para entender cómo se forma el carbono-14 y cómo llega a nuestros tejidos. Si prestamos atención (especialmente en el gráfico del granjero loco), veremos que todos los seres vivos, de una forma u otra acaban con carbono-14 en sus tejidos (recordemos que somos vida basada en el carbono, nuestros ácidos nucleicos, proteínas, lípidos y carbohidratos tienen esqueletos de carbono). También notaremos que ese carbono se va "descomponiendo" (decayendo). Y el truco de la técnica de fechamiento por radiocarbono está en ese detalle: la tasa de decaimiento es constante y conocida.

La tasa de decaimiento (proceso en el que un núcleo inestable se transforma en uno más estable) del carbono-14 es conocida y es invariable (al menos de forma natural). Esperamos que de una muestra del 100% de átomos de carbono-14 quede la mitad (50% de átomos de carbono-14) a los 5,730 años. A eso se le denomina vida media. Así que extrapolando, si medimos la cantidad de carbono-14 que queda en una muestra orgánica no alterada por procesos tafonómicos, seremos capaces de saber qué edad tiene. Figura original de Kurt Rosenkrantz, traducida por mi.

¿Notaron algo en la curva de la imagen anterior? Pues que la curva se va haciendo cada vez más pequeña hacia los 50,000 años, hasta casi ser indetectable. Y es que pasada esa edad, la cantidad de átomos de carbono-14 restantes en la muestra es tan diminuta que nuestras poderosas máquinas no pueden detectarlo con precisión y por ende, el conteo tiene más y más rango de error. ¿Se puede fechar más allá de los 50,000 años? No sin un margen de error tan grande que nos arrojará fechas completamente erradas. Entonces es mejor usar otras técnicas de fechamiento.

Los idiotas "científicos" de "dinosaurc14ages" extrayendo muestras de Triceratops para ser analizadas con la técnica de radiocarbono. Foto sacada de este sitio. La reacción de la comunidad científica al ver las increíbles antigüedades de este dinosaurio Cretácico entre 24,000 y 30,000 años es la siguiente (clic aquí). Después volveremos a este punto con más burla detalle.

Pero ¿cómo diantres cuentan los átomos de carbono-14? ¿Acaso alguien los mira en el microscopio? No, para nada. Para medir actualmente se utilizan contadores automatizados o semiautomatizados que están instalados en un espectrómetro donde se pueda hacer espectrometría de masas con aceleradores (AMS). Les explico en qué consiste en la siguiente figura.

Forma muy simplificada de representar cómo funciona un espectrómetro de masas adaptado con un sistema para detección de isótopos de carbono. De forma simple, la muestra (tratada desde luego) se pone en una cámara donde se ionizan los átomos (se les da carga eléctrica), luego se inyectan en un flujo que pasa a un acelerador, donde un stripper les baila sensualmente separa las moléculas en átomos ionizados, el flujo pasa por un magneto de enfoque donde por las diferencias en la masa, los flujos de átomos se separan en haces del mismo tipo isotópico, dichos haces impactan en un complicado sistema de detección donde se contabilizan éstos iones isotópicos.

Ok, entonces es el espectrómetro el que cuenta directamente la cantidad de isótopos de una muestra. ¿Y puede tener fallos? Claro, de hecho no hay aparato perfecto y todos tienen rangos de error conocidos. Esos se toman en cuenta cuando se arrojan las mediciones. Pero ¿cómo saben los científicos cuánto carbono-14 había en la muestra originalmente (el 100%) para de ahí saber cuánto carbono-14 queda en la muestra? O dicho de otra forma, si no sabes cuánto dinero metiste originalmente en tu bolsillo roto del pantalón y ahora te encuentras sólo un puñado de monedas ¿cómo sabes cuánto dinero perdiste? Con el radiocarbono, eso es muy importante: saber cuánto carbono-14 había originalmente en la muestra para poder conocer cuánto nos queda luego del decaimiento natural del isótopo radioactivo y con esa información estimar la edad de la muestra. La respuesta no es mágica, es científica: el carbono-14 se produce y asimila de forma constante y dependiendo del tipo de tejido, tendremos diferentes proporciones de carbono-14 en las biomoléculas. A este fenómeno se le denomina enriquecimiento isotópico. Además del tipo de tejido, hay otros factores (metabolismo, altitud, latitud, etc.) que modifican la cantidad de carbono-14 en una biomolécula, a este fenómeno se le denomina fraccionamiento isotópico. Y estos fenómenos son conocidos y tomados en cuenta cuando se estima una edad.

Algunos valores conocidos de fraccionamiento isotópico de carbono-14. La delta de carbono-13 no indica que se está midiendo ese isótopo, sino la diferencia entre éste y el 14 (eso significan las deltas). Las barras marcadas con ladrillos corresponden a carbonatos en sedimento marino, suelo y agua dulce. Del lado derecho vemos la corrección que se tiene que hacer para calcular una edad adecuada. Basado en Mook y Streurman (1983).

Como viste anteriormente, varios zoquetes creacionistas dicen que han usado la técnica de radiocarbono para fechar huesos de dinosaurio y eso es una completa estupidez. Principalmente por tres factores: el primero es que sabemos que los dinosaurios son muy viejos (i.e. tienen más de 50,000 años de antigüedad) e ipso facto esperamos que la técnica falle (uy que presuntuosos ¡eso es anticientífico!). Ok, segundo factor entonces: si no queda material orgánico original (lo necesario para llevar a cabo esta técnica), estaremos estimando la edad del suelo, del sedimento, de las bacterias que puedan estar ahí, de material lixiviado y toooooda una cantidad de cosas que NO tienen que ver con la edad real del dinosaurio, pues el carbono-14 no sólo está en biomoléculas, está casi por doquier.

Menuda cantidad de sinsentidos tiene este escrito creacionista, pero bueno, todo sea por "vender" una idea falsa. Si quieren torturar su vista y mente, pueden entrar al link de donde saqué menuda montaña de porquería.

¿No te convence? Ok, supongamos que tenemos buena fe (pun intended hehe) que sí extrajimos carbono original de una muestra cuasi milagrosa (hehe) de colágeno intacto de dinosaurio (hay algunas muestras que valen la pena consideración como las de células, ADN y biomoléculas descubiertas realmente) y lo mandamos analizar ¿nos dará su edad? No. La respuesta está en la tasa de decaimiento de carbono-14, pues de una muestra del 100% esperamos que para los 91,680 años sólo tengamos en la muestra 0.00015% carbono-14. Y si quisiéramos tener la cantidad de muestra para calcular esos 91 mil años, deberíamos meter en el pobre espectrómetro la maravillosa cantidad de 6,250 kilogramos de colágeno (ni imaginar la cantidad de huesos que habría que pulverizar para obtener esa cantidad) para poder obtener la edad sin errores mayúsculos. ¿Cómo carajos esperan los creacionistas obtener edades superiores al millón de años si es prácticamente imposible hacerlo con "sólo" 91 mil años? Pues esa es su agenda, tratan de engañar a la gente diciéndoles que los dinosaurios sólo vivieron hace unos miles de años e incluso, les han negado hacer sus análisis fraudulentos para que los laboratorios no pierdan prestigio (clic aquí para ver una carta de rechazo a su agenda).

Medir la cantidad de carbono-14 restante en una muestra no es cualquier cosa, pues hay que tomar en cuenta que no toda la muestra presenta la completitud de su integridad orgánica y casi siempre se recupera mucho menos de los 2.16 gramos de colágeno I para analizar (según  este ejemplo). La cosa es que si "sólo" queremos estimar la edad de una muestra que ronde los 91 mil años ("sólo" 44 mil años más de lo que garantizan los laboratorios) necesitaremos una máquina 625,000 veces más potente que las que ya tenemos. De tal forma que si queremos usar una máquina moderna y tenemos condiciones ideales, deberíamos introducir 6.25 toneladas de colágeno extraído de huesos fósiles de la misma edad (algo que de por sí es un lío garantizar) al pobre espectrómetro. Para que se hagan una idea, la cantidad real que piden los laboratorios es de 1 a 4 gramos de hueso.

De tal forma que llevar a cabo análisis de radiocarbono con restos que ya sabemos tienen más de 50,000 años de antigüedad es perder el tiempo (y dinero). Así que si te quieren ver la cara diciendo que hay evidencia de que existen dinosaurios más jóvenes de 50,000 años (muchos laboratorios comerciales sólo ofrecen confiabilidad hasta los 47,000 años), ya sabes que se trata de timadores. Hay forma de saber edades más viejas, lo máximo fechado con radiocarbono es de más de 70,000 años, pero bajo condiciones muy especiales y tratamientos únicos, costosos y con riesgo de contaminación isotópica. Es por ello que prácticamente no se hacen. Si queremos conocer fechas más antiguas, recurrimos al uso de isótopos con vidas medias más largas y muestras de distinta naturaleza química y genética.

Fraude, fraude apestoso y horrendo.

Volviendo al tema del radiocarbono, las fechas obtenidas por el espectrómetro y el análisis del carbono-14 y los otros isótopos de carbono son fechas crudas, les falta algo. Ese algo es lo que se denomina calibración. La calibración se lleva a cabo comparando con objetos de edades conocidas, específicamente madera de árboles de metabolismo C3. Posteriormente, se usaron otros materiales y objetos como los corales, las espeleotermas y una gran variedad de sedimentos que se fecharon en espacios de 4 a 5 años. Una vez obtenida la calibración, es posible comparar nuestros datos de edad con otros datos de edades obtenidas por otros equipos de investigación. Cosa importante de mencionar es que existe un grupo de expertos que constantemente verifica las calibraciones, a ese grupo se le conoce como IntCal (clic aquí para ir a una página del calibración y aquí para acceder a la base de datos) y posee una base de datos consultable y actualizada de datos de calibración.

El fechamiento de los anillos de los árboles con edades conocidas fue el primer método para poder calibrar las curvas de radiocarbono. En un momento llegaremos a esa parte. Imagen tomada de este sitio.

¿Y para qué calibrar? Bueno, porque no es lo mismo años radiocarbónicos que años calendáricos. Entonces, si no calibramos, no tendremos ni la más remota idea de a qué nos referimos cuando decimos que tales o cuales restos tienen 32,000 años de antigüedad. Ajá, 32 mil años, ¿antes de qué? ¡Pues del presente desde luego! Pero ¿y si quiero comparar un estudio del año más bonito del mundo, 1986 contra un estudio hecho hoy? ¿Le quito 30 hermosos años? ¿O cómo le hago? Bueno, esto es la pregunta clave del fechamiento ¿qué ch#$%&s es el presente? Actualmente definimos el presente como 1950. Ese es el "año 0" científico y es porque los fechamientos por radiocarbono se hicieron posibles en esa fecha y porque también a partir de esa fecha, la industria y las detonaciones nucleares han alterado la proporción de nitrógeno-14 y carbono-14 atmosférico, alterando también su fraccionamiento en tejidos vivos. O sea, si medimos algo que sea posterior a 1950 obtendremos fechas muy raras. De ahí que de nuevo, los creacionistas recurran a decir que el radiocarbono no es confiable porque una almeja moderna da como resultado que tiene 300 años muerta.

Curva calibrada de edades, donde vemos que el "presente" inicia en 1950 y que los años sin calibrar (azules) no son iguales a los años calibrados (rojo). EC: era común. Este post se publicó en el 2016 de la EC. Figura modificada de este sitio.

Y es bajo todas éstas consideraciones (y unas cuantas más que no puse) que se lleva a cabo la técnica de radiocarbono. Así que ya lo saben, cuando vean una fecha radiocarbónica en un paper, saben que detrás de ella hay un análisis sesudo y el trabajo de mucha, mucha gente. Las cosas no son tan simplonas como lo hacen ver algunos "negadores de la antigüedad de la tierra" o cualquier otro de sus elementos como los dinosaurios no avianos. Así que recapitulemos los puntos importantes:

• Carbono-14 es un isótopo radioactivo, radiocarbono la técnica de fechamiento usando ese isótopo.

• El carbono-14 se produce de forma natural en las partes altas de la atmósfera a partir de nitrógeno-14.

• El carbono-14 ingresa a los ecosistemas como parte del ciclo natural del carbono.

• El carbono-14 ingresa a los sistemas vivos por medio de la fotosíntesis y las redes tróficas.

• Todos los seres vivos tienen carbono-14 como parte integral de sus biomoléculas.

• La cantidad de carbono-14 en los tejidos disminuye con el tiempo por su decaimiento a nitrógeno-14.

• La tasa de decaimiento en carbono-14 es fija, con una vida media de 5,730 años.

• La cantidad de carbono-14 en una muestra orgánica disminuye conforme pasa el tiempo de forma exponencial, entre más vieja la muestra, menos carbono-14 contiene.

• Para medir la cantidad de carbono-14 en una muestra se usa un espectrómetro de masas y la técnica de aceleración de masas, inducida por magnetismo.

• Para que la medición tenga sentido debemos saber la cantidad de carbono-14 inicial presente en una muestra.

• La cantidad inicial de carbono-14 es conocida para muchos tejidos orgánicos y son éste tipo de tejido (y no cualquiera) el que se analiza.

• La cantidad de carbono-14 que pueden detectar nuestros espectrómetros es limitada, por lo que la técnica casi nunca se usa cuando se sospecha que la muestra tiene más de 50,000 años.

• Por ende, NUNCA se ha usado, ni se usará radiocarbono para fechar cosas más antiguas al Pleistoceno tardío terminal (>50,000 años).

• La fecha obtenida con radiocarbono se tiene que calibrar para darle sentido al cálculo y poder ser comparable.

El radiocarbono es una técnica eficaz y confiable para obtener la edad de restos orgánicos que no superen los 50,000 años de antigüedad. Desde su primer uso, ha demostrado tener la capacidad de aportar información valiosísima acerca de diferentes aspectos acerca de la fundación de la época reciente y los cambios que le dieron forma al mundo. Por ello, es muy importante que por lo menos se conozca esta técnica de forma superficial (como la aquí presentada), pues nos ayuda a responder grandes preguntas que de otro modo serían mucho más difíciles de responder.

Espero que el tema te haya gustado. Si es así ayúdame compartiéndolo en tus redes sociales. Que tengas un excelente día.



Literatura consultada:

Jull, A. J. T. y G. S. Burr. (2015). Radiocarbon dating. En: Rink, W. J. y ThompsonJ. W. (Eds.). Encyclopedia of Scientific Dating Methods. Dordrecht: Springer Netherlands. 669-679.

Mook, W. G., & Streurman, H. J. (1983). Physical and chemical aspects of radiocarbon dating. In Proceedings of the First International Symposium 14 C and Archaeology, Groningen, 1981 (Vol. 8, pp. 31-55). Council of Europe.

Wigley, T. M. L. y A. B. Muller. (1981) Fractionation corrections in radiocarbon dating. Radiocarbon. 23(2): 173-190.

¿Invalidando la teoría de la Evolución Biológica? (Parte 2 de 2)

Tomado del Blog hermano Bios et al. (Artículo Por: Roberto Díaz Sibaja, administrador de este blog)

El presente manuscrito es la continuación de un documento donde se trata de desestimar la teoría de la evolución biológica por medio de argumentos que confunden al lector y le hacen pensar que el argumentante a favor del creacionismo y el diseño inteligente tiene la razón. Sin duda es un documento que vale la pena analizar para evitar futuras confusiones al respecto de la evolución. Así pues, comencemos con los argumentos.

Profesor: La evolución siempre va de animales pequeños a más grandes. Esa es una prueba importante de la evolución.

Alumno: Pero profesor, ¿por qué las plantas y animales antiguos son a menudo más grandes que los modernos?

El argumento del profesor en este caso es un completo sinsentido, un absurdo que raya en lo ofensivo. La evolución no se trata solo de animales como él sugiere y ningún evolucionista versado se pronunciará en pos de un argumento tan fatídico. El gigantismo –o el fenómeno inverso: el enanismo- se produce independientemente de la supuesta dirección evolutiva que el profesor indica. Sí, hay gigantes, pero también hay enanos y el gigantismo no es indicativo o señal de evolución –el indicio como lo mencioné anteriormente es la frecuencia génica de la población-. Ahora bien, existen tendencias evolutivas, estas no son inamovibles y tienen diferentes sentidos, dependiendo del grupo biológico que se aborde. Por ejemplo, la tendencia de los dinosaurios saurópodos (los famosos “cuellos largos”) era aumentar su talla corporal (en general) y la de las aves fue la reducción de dicha talla (tendencia que después revertirían muchas ocasiones). El aumento o decremento en el tamaño no es en lo absoluto prueba de evolución.

Figura 1. Ejemplo de un grupo biológico con tendencias al gigantismo (Sauropodomorpha). Ilustraciones de Kawasaki Satoshi. Las especies no representan una escala progresiva de ancestro-descendiente.

Profesor: Debido a que la evolución ha ocurrido lenta y gradualmente, cada estrato en la columna geológica contiene sus propios fósiles distintivos.

Alumno: Pero profesor, ¿por qué entonces la mayoría de los fósiles están mezclados en la mayoría de los estratos?

La aseveración del profesor sobre que en cada estrato de la “columna geológica” hay fósiles distintivos es cierta. Sin embargo, no existe algo así como una columna mundial única, sino que esta se construye de forma local, en cada lugar que sabemos contiene fósiles o que sirve como referencia a eventos geológicos importantes (vulcanismo, separación de placas tectónicas, impactos extraterrestres, etc.). Tomando en cuenta eventos globales, se procede a la reconstrucción de la columna a nivel ya no local sino regional (por ejemplo la columna del Pleistoceno norteamericano), después estas columnas regionales se unen a otras para perfilar una generalidad global. A pesar de esto, las columnas locales son mucho más informativas puesto que pueden darnos información sobre la evolución de la biota local –y finalmente eso es lo que realmente nos importa-. Ahora bien, un fósil índice es aquel que sirve como indicador de cierto período o edad geológica y que cumple con los requisitos de haber estado ampliamente distribuido, haber vivido poco tiempo y ser muy distintivo y relativamente fácil de encontrar; por lo tanto un fósil índice sirve para datar un estrato de roca en particular puesto que sólo vivió durante ese período de tiempo. Para ahondar en esto debemos saber que existen dos métodos de datación de rocas: la absoluta y la relativa. La datación absoluta es la famosa datación radiométrica (aquella donde se miden proporciones de isótopos, se establece la relación de decaimiento de estos en otros elementos y se obtiene la edad de la roca con un rango de error mínimo), esta técnica es muy exacta, pero es costosa y requiere un laboratorio que se especialice en ello. La otra técnica se basa en el uso de fósiles índice o guía; estos son tan exclusivos de cada estrato que podemos saber con certeza a qué edad corresponde por ejemplo, en Norteamérica el Pleistoceno abarca desde hace 2.5Ma hasta hace unos 10,000 años por lo que saber a qué parte de este período estamos estudiando es crucial; ahora bien, los bisontes (Bison spp.) llegaron a Norteamérica durante el Rancholabreano (que duró de hace 160,000 a 9,500 años antes del presente) por lo que el hallazgo de estos rumiantes indica con seguridad que estamos viendo una biota de esta edad. Este ejemplo es utilizado repetidas ocasiones siempre y cuando exista una datación absoluta previa que nos permita asegurar la edad del estrato de interés. Ahora bien, el planteamiento del alumno “los fósiles aparecen mezclados” es falsa y carece de evidencias que lo soporten. Es por esto que no encontramos aves en el Devónico, humanos en el Mesozoico, mamíferos en el Cámbrico, etc.

Figura 2. Los fósiles índices son generalmente invertebrados, aquí un ejemplo.

Profesor: Por millones de años, las plantas y animales han muerto y se han transformado en fósiles. De ahí vienen todos los fósiles.

Alumno: Pero profesor, ¿porqué hoy en día no se generan fósiles nuevos?

El argumento del profesor no tiene nada que ver con la evolución, pero desestima el proceso de formación de fósiles. Un fósil es cualquier vestigio de organismos vivos o su actividad que se haya preservado y que –por acuerdo- tenga una edad superior a los 10,000 años. Esto supone un problema: no se forman fósiles nuevos porque ¡no hay tiempo suficiente! ¿Cómo podrían formarse un fósil si no estaremos 10,000 años ahí para verlo en el acto? Esto podría parecer un argumento circular pero en realidad no lo es, el proceso de fosilización no ha sido medido meticulosamente debido a que las condiciones del ambiente de deposición –lugar donde se fosilizan los restos- son únicas a cada sitio y estas condiciones pueden retardar o acelerar el proceso de formación de fósiles; así como hay lugares que por la cantidad de minerales disueltas en el agua más las condiciones favorables formarán fósiles en poco tiempo –relativo- y otros sitios con condiciones menos favorables lo harán –si acaso- en mucho más tiempo, he ahí que medir el tiempo de fosilización “general” sea prácticamente imposible. Consideremos únicamente a los huesos y dientes como fósiles (aunque debemos tener presente siempre que existen muchos tipos más de fósiles), existe algo denominado subfósiles que son restos –generalmente esqueléticos- que presentan un estado de conservación muy bueno y que poseen cierto grado de litificación (transformación en roca), esto debido a que las condiciones en las que permanecieron estos restos no propiciaron su fosilización “completa”. Estos subfósiles abundan en muchas partes del mundo y son muy importantes pues la porción orgánica en ellos ayuda a estudios de datación por carbono 14 (los fósiles ‘completos’ o ‘verdaderos’ no son útiles pues la técnica del carbono 14 lleva a cabo en la porción de colágeno del fósil, que quedó del organismo vivo), secuenciación de ADN, estudios proteómicos (el estudio de la estructura y función de las proteínas), estudios de relaciones filogenéticas (que muestran las relaciones evolutivas entre especies), etc. Ejemplos de subfósiles famosos los encontramos con ganados (Bos taurus y Equus ferus caballus) en Norteamérica, megápodos gigantes en Nueva Caledonia, Neandertales en Francia, Bisontes y Mamutes lanudos en Siberia y Alaska, etc. Así que como podemos ver, si hay fósiles en proceso de formación pero no podremos ver la formación de uno de la noche a la mañana, por supuesto que podemos montar un experimento en condiciones óptimas y ver qué sucede pero –con mucha seguridad- el experimento será denunciado como uno que no representa la naturaleza “real” de la fosilización: in situ.

Figura 3. Ejemplos de subfósiles. A. Mamut (Mammuthus primigenius) congelado, B. Bisonte (Bison priscus) congelado, C. Huevo de pájaro elefante (Aepyornis maximus), D. Restos de megápodo gigante (Sylviornis neocaledoniae), E. Cráneo de lémur perezoso (Pachylemur insignis), F. Hemimandíbula de ciervo gigante (Megaloceros giganteus) y G. Cráneo de Neandertal (Homo neanderthalensis).

Profesor: Ningún fósil se ha encontrado antes del Cámbrico debido a que los tejidos suaves nunca se conservan.

Alumno: Pero profesor, ¿qué hay de todas las partes suaves –incluyendo las características más pequeñas y delicadas- encontradas en el paso Burgess, en el noroeste y en otros lugares?

Aquí el argumento es falso, erróneo y pretende distraer al lector del asunto importante: la evolución biológica como un hecho. La declaración del profesor es falsa, si se conocen fósiles precámbricos, aquí hemos mostrado solo una diminuta fracción de ellos y los restos blandos si se preservan –anteriormente hablé un poco de los lagerstätten. Ahora bien, en el precámbrico se ha encontrado toda una serie de bacterias, eucariontes como algas cafés, doradas, verdes, diatomeas, amebas, etc. ¡Inclusive se han hallado embriones animales!, a finales del ‘precámbrico’ aparecen en el registro fósil los primeros organismos pluricelulares: la biota Ediacárica y al final de la secuencia de esta biota aparecen los primeros animales con conchas, luego sucede un “boom” evolutivo conocido como la explosión cámbrica. No cabe duda que el autor del documento donde se plasman estas ideas desconoce mucho sobre el registro fósil puesto que omite sistemáticamente estos hallazgos tan importantes (más si consideramos que el “precámbrico” con vida microscópica que ha dejado restos fósiles duró aproximadamente 2,765 millones de años). El nombre correcto de la biota que menciona es “Esquisto de Burguess” o simplemente “Burguess Shale” y no es el único lagerstätte conocido. Estos yacimientos se agrupan en dos grandes categorías: los que poseen fósiles en cantidad (Konzentrat-Lagerstätten) y los que los poseen en calidad (Konservat-Lagerstätten). A continuación la lista de los más famosos de estos sitios fosilíferos.

Figura 4. Listado de algunos lagerstätte famosos. En Ediacara destacan los primeros pluricelulares, en Doushantuo la presencia de los primeros animales del registro fósil así como embriones, en Chengjiang los primeros animales de filos conocidos, en Fezouata los equinodermos más completos y raros, en Solnhofen la primera ave (Archie), en las Hoyas la primer ave con álula y en Rancho La Brea una colección sin precedentes de una comunidad de la era de hielo. Mayoría de las ilustraciones Kawasaki Satoshi.

Profesor: Una de las más grandes pruebas de la evolución serían los animales que sólo encontramos en su forma fósil.

Alumno: Pero profesor, ¿cómo la extinción prueba la evolución? Esta por sí misma no tiene nada que ver con la evolución.

Este argumento es ambivalentemente bizarro pues la declaración del profesor es falsa (la extinción no es prueba de evolución) y ningún científico evolutivo sostiene este fenómeno como evidencia evolutiva –basta abrir un libro de texto de evolución universitario y visitar el capítulo obligado “Evidencias sobre la evolución” para constatar esta declaración. Por otro lado, el alumno tiene toda la razón: “la extinción no prueba la evolución”. Pero el registro fósil tampoco prueba la creación. Si miramos fríamente y sin cuidado o entrenamiento especial al registro fósil, veremos sólo una sucesión de especies; infortunadamente para los proponentes del D.I. la observación meticulosa muestra que el registro se ajusta al modelo de “complejidad creciente” así como también se ajusta a las predicciones evolutivas sobre organismos menos derivados en la base y más derivados en la cima de la columna (los términos “más evolucionado” y “menos evolucionado” no son válidos), posee fósiles transicionales, etc.

Profesor: Los fósiles vivientes son una evidencia sorprendente de la evolución. El Celacanto había estado extinto desde el Cretácico –hace 50 millones de años (sic)- y recientemente se lo halló en las costas de África.

Alumno: Pero profesor, ¿Dónde se escondió estos 50 millones de años (sic)? ¿Hibernó todo el tiempo (sic)? La peor parte es que había sido clasificado como un fósil índice cerca de un siglo, ¿Qué le hace eso a la teoría de la datación?

El término “fósiles vivientes” es incorrecto, un vestigio litificado de un organismo que tiene más de 10,000 años de antigüedad no puede estar vivo, el término apropiado es taxa pancrónicos, pues no son los organismos quienes “sobreviven” son los taxa (grupos como géneros, familias, superfamilias, órdenes, etc.) y en realidad no sobreviven, solo que sufren muy pocos cambios morfológicos con respecto a sus parientes que están representados en el registro fósil, es decir: a pesar que lucen muy similares si han evolucionado. Los taxa pancrónicos no son prueba de la evolución, solo ventanas al pasado de la biota del planeta. Una de las cosas curiosas de este argumento es que el Cretácico finalizó hace 65.5 millones de años, hace 50 millones de años la tierra atravesaba un período llamado Eoceno –el Mesozoico había terminado hace ya 15 millones y medio de años ¡más de 4 veces el tiempo desde los Australopitecos a los Humanos!-. Las preguntas del alumno podrían resultar cómicas pero rayan en la ignorancia sobre el funcionamiento del mundo biológico y por lo tanto son trágicas. El Celacanto de hoy en realidad incluye dos especies Latimeria chalumnae y Latimeria menadoensis y estos NO estaban presentes durante el Cretácico, estos peces son tan modernos como nosotros (de ahí que resulte ridículo la idea de una hibernación por millones de años). La familia Latimeriidae –a la que pertenecen estos “fósiles vivientes”- existe desde el Triásico, no desde el Cretácico y de hecho los verdaderos celacantos (género Coelacanthus) existen desde el Pérmico (299 Ma) pero pertenecen a otra familia de peces de aletas lobuladas (Clase Sarcopterygii), grupo que existe desde el Silúrico (418 Ma). El que el género los celacantos modernos (Latimeria) no esté presente en el registro fósil no representa ningún problema, se conocen otros casos similares a lo largo de la historia de la vida en la tierra y cuando un grupo no está representado (generalmente por malas condiciones de fosilización) y “aparece” súbitamente en el registro posterior es conocido como linaje fantasma, esos linajes son comunes y “dejan de serlo” cuando se encuentran los fósiles que hacen falta, algo que seguramente pasará con los fantasmagóricos celacantos cenozoicos. El argumento del joven sobre la utilidad del celacanto moderno como fósil índice es falsa pues no cumplen con los requerimientos para serlo, los fósiles índices del cretácico son algas microscópicas como cocolitofóridos y moluscos (Figura 12), por ello el descubrimiento de un sarcopterigio vivo no supone nada para la datación –que por cierto no es una teoría, es una técnica-.

Figura 5. Familia Latimeridae a lo largo del tiempo, nótese que los celacantos modernos no aparecen en el registro fósil. Ilustraciones superiores de Animal Diversity Web.

Profesor: Los dinosaurios quizá sean una de las más sorprendentes evidencias de la evolución.

Alumno: Pero profesor, todo lo que prueban los dinosaurios es que alguna vez hubo una terrible catástrofe y que los animales se extinguieron. La catástrofe entra en conflicto con el uniformitarismo y la extinción no es evidencia de evolución.

Los dinosaurios son una de las más grandes muestras del éxito de un grupo de organismos en el planeta, ellos vivieron cerca de 160 millones de años (¡800 veces lo que lleva nuestra especie en el planeta!) y el estudio de los dinosaurios no solo prueba que existió una catástrofe, puesto que para comenzar ellos sobrevivieron a dos extinciones en masa. La primera de ellas marcó el límite entre el Triásico –dominado por criaturas “arcaicas”- y el Jurásico –cuna de muchos grupos de animales “modernos”-; la segunda extinción a la que sobrevivieron fue la que marcó el final del Mesozoico y abrió la puerta al Cenozoico, esta fue la famosa extinción K/T (Cretácico/Terciaria), en la que no solo se extinguieron animales como clama el alumno, también se extinguió todo un gran grupo de plantas con semillas llamadas Benetitales, plancton calcáreo y con mucha seguridad innumerables especies de otros microorganismos. Los dinosaurios también son un punto clave para comprender el origen de la biodiversidad contemporánea, puesto que estos reptiles dieron origen a las aves durante el Jurásico superior (por ello menciono que sobrevivieron a la extinción K/T), cuando lea estas líneas no piense en dinosaurios de cuello largo (saurópodos) o dinosaurios acorazados (estegosaurios, anquilosaurios, tricerátopos, etc.), piense en pequeños dinosaurios carnívoros del tamaño de un pollo a una paloma. La evidencia es tanta y tan abrumadora que tomaría otro artículo el desplegar solo una parte de ella. La segunda parte del argumento se refiere a la corriente de pensamiento geológica del siglo XIX contraria al uniformitarismo de Hutton: el catastrofismo de Cuvier (ambas corrientes anteriores al evolucionismo por selección natural de Darwin). Este establece que la tierra no pasó por cambios graduales sino que fue alterada súbitamente por catástrofes de origen divino. El argumento de Cuvier era eminentemente religioso –pues decía que tras cada extinción había una nueva creación- y fue uno de los últimos intentos serios de desestimar el registro fósil por parte de un científico; Cuvier no poseía evidencias de estas “catástrofes” y uno de sus argumentos más utilizado era circular, él decía que los fósiles se encontraban en rocas sedimentarias y estas reflejaban inundaciones repentinas y grandes diluvios; como los fósiles son encontrados casi siempre en estas rocas –salvo por verdaderas rarezas- y dado que los ambientes de deposición de la Inglaterra Victoriana eran casi todos costeros, Cuvier sostenía que la prueba era lo que en realidad quería probar (esto equivale a probar la existencia de la mona lisa únicamente con la pintura homónima). Por supuesto esta corriente no sobrevivió al escrutinio de estudios posteriores. Hoy en día se tiende a confundir al catastrofismo con la evidencia de extinciones masivas, la diferencia estriba en que tras cada extinción en masa existen sobrevivientes que más adelante evolucionan, radiando hacia nuevos nichos y “llenando” el hueco dejado por la extinción, en el catastrofismo TODOS los organismos se extinguían y luego eran creados nuevamente. Finalmente, el alumno tiene razón: la extinción no es evidencia de extinción, pero tenemos evidencia de que tras una extinción existe radiación evolutiva.

Figura 6. Principales extinciones en masa, los períodos entre los que sucedieron y (derecha) principales “víctimas” de dichas extinciones.

Profesor: Sólo los fósiles más recientes pueden contener residuos de aminoácidos en ellos.

Alumno: Pero profesor, ¿Por qué entonces los residuos de aminoácidos son encontrados en fósiles de todos los niveles de los estratos –hasta el Cámbrico-¿ ¡Esto muestra que ninguno de los estratos es realmente antiguo!

La parte de la Paleontología que estudia la química de los fósiles es conocida como Geoquímica y esta rama de la ciencia nos muestra la falsedad del argumento del alumno. Si el profesor se refiere a ADN (cuyos constituyentes principales son los nucleótidos y no los aminoácidos), estudios recientes muestran que esta molécula es inestable y al paso de 100,000 años –en promedio- esta se desnaturaliza (se transforma en compuestos más simples y sin estructura compleja como el mismo ADN). Si se refiere a las proteínas (cuyos componentes principales son aminoácidos), la declaración que sólo los fósiles más recientes los contienen es falsa; se han logrado extraer con éxito proteínas de restos de Tyrannosaurus rex e incluso la Paleoproteómica (rama que se encarga del estudio de proteínas antiguas) ha confirmado este notable hallazgo en otras criaturas como radiolarios, bivalvos, etc. No existe información de proteínas intactas del Cámbrico (542Ma) o etapas anteriores al Cretácico superior (70 – 65.5Ma que fue cuando vivió el T-rex), por lo que la declaración del alumno es falsa, esto debido a que al igual que el ADN, las proteínas también se desnaturalizan –algunas rápido, otras muy lento-, lo más que podemos encontrar en las rocas son bioindicadores (substancias resultantes únicamente de la desnaturalización de proteínas y otros compuestos orgánicos y que por lo tanto no pueden proceder de compuestos inorgánicos), los más antiguos son la evidencia más antiguas de la existencia de eucariontes y los sitúan (con evidencia palpable en la roca) hace unos 2,700Ma. Por otro lado, el uso de isotopos estables (formas alternativas de elementos químicos, con más o menos número de neutrones en el núcleo que no se transforman en otros elementos) ha indicado que la fotosíntesis inició hace 3,700Ma (firma de Uranio) y que la vida tiene ¡por lo menos 3,800Ma de existir (firma de Carbono)!

¡La paleontología moderna ya no es sólo sobre huesos y dientes! Las nuevas aportaciones de la emergente paleobiología parecen ser mucho más fructuosas que aquellas de la era dorada de la paleontlogía, hoy conocemos más de lo que sabíamos hace 50 años y sin dudas año con año sabremos más y más sobre la historia de la vida en la tierra, en un futuro no muy lejano las principales dudas sobre la evolución de ciertos grupos quedarán subsanadas en tanto el ritmo de trabajo de los paleontólogos siga así. Las objeciones en contra de la evolución biológica seguirán y quizá se enfoquen hacia problemas que los biólogos moleculares deberán resolver. Sin lugar a dudas, la evolución siempre dará de que hablar.

Literatura recomendada

Fósiles guía

Laggerstätte

¿Invalidando la teoría de la Evolución Biológica? (Parte 1 de 2)

Extraído del Blog hermano Bios et al. (artículo escrito por Roberto Díaz Sibaja, autor de este Blog)

El presente “diálogo” fue extraído de un documento que se distribuye en la red para que los alumnos cuestionen a sus profesores ‘evolucionistas’ y puedan desestimar la evolución biológica como un hecho científico y optar por la pseudociencia del “diseño inteligente”. La finalidad de este análisis es que quienes tengan discusiones con personas de la corriente de pensamiento creacionista que hagan este tipo de cuestionamientos puedan objetar verazmente estos argumentos, pues en la mayoría de las ocasiones los debates se centran en puntos como los que mostraré a continuación; además, los “científicos" del ‘diseño inteligente’ han reutilizado estos argumentos para defender su propuesta anticientífica. Como motivo secundario presento esto debido a que muchos “evolucionistas”, estudiantes de ciencias biológicas, y –aún más importante-: la gente que no tiene formación científica, están aún confundidos con preguntas como estas y es mejor saber de qué va el asunto, que no saber nada y caer en supuestos engañosos y falaces. Examinemos con detenimiento las propuestas de este interesantísimo documento.

Profesor: Hay millones de especies fósiles. Esto prueba que ha tomado mucho tiempo para que se hayan generado.

Alumno: Pero profesor, se sabe que el 70% de esas llamadas “especies diferentes” han sido nombradas erróneamente no una, sino varias veces.

El alumno se refiere a las sinonimias asignadas a las distintas especies del registro fósil, lo que él no sabe es que aunque existen muchas sinonimias “fósiles”, así también las hay en las especies modernas y esto no prueba en lo absoluto que no se requiera tiempo para la generación de nuevas especies, es un argumento falaz que intenta distraernos del punto importante: las especies no se generan de la noche a la mañana –lo podemos ver en la actualidad pues no se han generado nuevas especies por montones-, la abundancia de especies en el registro fósil demuestra que la tierra debe de ser muy vieja. Aún si uno es defensor del equilibrio puntuado, la tierra no tendrá 6,000 años de edad –como lo proponen muchos creacionistas y proponentes del ‘diseño inteligente’-. Con respecto de las especies en el registro fósil, cada año se describen e identifican entre 100 y 200 especies nuevas. El número total de especies en el registro fósil es muy variable y se encuentra en constante cambio, por lo que es muy difícil estimarlo. Sin embargo, se han hecho estimaciones para saber cuántas especies han existido y un cálculo de 1956 nos coloca ese número entre 17 y 860 millones de especies y sin embargo, ¡estos estimados son conservadores! Decir que existen sinonimias y que por lo tanto esas especies no existieron equivale a decir que si una especie moderna tiene sinonimias es porque no existe. Por último cabe destacar que el argumento del profesor es falaz, porque la premisa “existen millones de especies fósiles” no es requisito para que se cumpla la conclusión “ha tomado mucho tiempo generarlas por evolución biológica (sea cual sea el mecanismo)”. Son dos hechos demostrables pero con una falta de coherencia lógica para que el último sea la conclusión del anterior, ojo: esto no invalida para nada el hecho de la evolución biológica, respaldado por montañas de evidencias de varios campos de la ciencia.

Profesor: Cada criatura evolucionó de algo y luego esta evolucionó en algo más.

Alumno: Pero profesor, ¿Qué hacemos con las especies que según el registro fósil nunca evolucionaron de nada ni en nada más? Eso incluye a todos los fósiles. Por ejemplo, el pulpo nunca evolucionó de nada ni a nada más, es el mismo tanto hoy como en el registro fósil.

Este argumento no solo es falso y falaz, sino que ningún profesor de biología evolutiva que se precie de ser instruido en la materia haría una predicción tan errada. Este punto trata de distraernos con una mentira. Se sabe que existen especies que no evolucionaron en nada más –callejones sin salida evolutivos, como comúnmente se conocen-, ejemplos de estos sobran en el registro fósil pero esto no invalida la evolución puesto que el principio de la evolución no es “todo debe evolucionar a algo”, el principio básico es que toda especie deriva de una anterior (¡la propuesta inversa!), esto lo podemos apreciar en cierto modo en el registro fósil pero NUNCA veremos una especie en el acto in fraganti de evolucionar, ya que –sin importar si se es gradualista (evolución lenta) o puntualista (evolución rápida)- los fósiles representan INDIVIDUOS y estos NO evolucionan, lo hacen las poblaciones. Este es uno de los errores más comunes, no solo por personas poco instruidas, sino además ¡por biólogos! Tenemos que saber que la evolución biológica se define como “proceso mediante el cual cambian las frecuencias génicas de la población de una especie”, por ello es falaz decir que no hemos visto especies evolucionando en el registro fósil. Consideremos a los organismos aludidos en el argumento: los pulpos (orden Octopoda); a principios de siglo XX estos moluscos no aparecían en el registro fósil (hoy conocemos varios ejemplos) y esto se debió a la falta de revisión concienzuda de los yacimientos fosilíferos de cuerpos blandos (laggerstatte), pues estos organismos “blanditos” raramente se fosilizan. Sin embargo, sabemos que los pulpos descienden de animales similares a calamares (lo sabemos no solo por anatomía comparada, sino por evidencia fósil), que vivieron durante el Carbonífero –la era de los pantanos-, estos animales los llamamos Belemnites y estos si poseían estructuras duras que permiten rastrear su evolución desde el Cámbrico inferior. El octópodo más antiguo conocido es Pohlsepia mazonensis de hace 296 millones de años, pero no representa lo más antiguo del linaje (mismo que conocemos por datos moleculares). Los creacionistas apuntan regularmente a estructuras blandas para que “fallemos” pero afortunadamente existen los lagerstätten (yacimientos de cuerpos blandos) y estos vienen a enseñarnos mucho más de lo que quisieran algunos. Finaliza el argumento diciendo que los pulpos fósiles son los mismos que los modernos y se refiere a que anatómicamente son idénticos; esto sin embargo es falso, pues existen fósiles con vestigios de la antiquísima concha interna que era característica de estos animales –hoy en día no hay pulpo que tenga estas estructuras-.

Figura 1. Styletoctopus annae, un pulpo con vestigios de concha interna (en la imagen abajo), correspondiente al Cretácico de hace 95 millones de años.

Profesor: Nosotros creemos en el uniformitarismo, que nos enseña que todo sucedió lenta y regularmente a lo largo de millones de años.

Alumno: Pero profesor, la mayoría de las formas de vida se originaron abruptamente, durante el Cámbrico, así como aquellas que aparecen en estratos superiores.

Primero que nada en ciencia no se ‘cree’, existen evidencias convincentes (desde este punto podemos descartar la idea de la ciencia como una religión donde se ‘debe’ creer, pues es falsa; el decir que la ciencia o el evolucionismo son una religión es falso). El uniformitarismo fue propuesto por el geólogo James Hutton en 1785 para explicar fenómenos geológicos, para Hutton –y para muchos más- era imposible que un muro que exhibía rocas sedimentarias de varias decenas de metros de altura se haya formado en menos de 6,000 años como lo indicaban las autoridades eclesiásticas de la época, el asunto es que para que se litifiquen (conviertan en roca) las capas de sedimento de tal grosor, debieron de haber pasado cientos de miles o incluso millones de años ¡y existían capas de sedimentos de mayores alturas! (esto implicaba una tierra mucho más vieja de lo que se pensaba y esto –según pensaban los evolucionistas- permitía la evolución de especies de las más simples a las más complejas dada la enormidad del tiempo geológico). Ahora bien, en evolución existen dos corrientes de pensamiento que explican el fenómeno de la especiación (generación de nuevas especies) en cuanto a la velocidad de la misma: el gradualismo y el puntualismo, el primero establece evolución lenta y gradual mientras que el segundo establece evolución en períodos de tiempo cortos, seguidos de largos períodos de estabilidad. Ninguno de estos mecanismos parece ser único y ambos parecen explicar en su conjunto lo que observamos en el registro fósil; de ahí que un evolucionista que se proclame uniformitarista debió de haber vivido a finales de siglo XIX o principios del XX pues entonces la geología y la biología no eran campos del conocimiento tan separados como hoy en día. Este argumento del uniformitarismo como ‘dogma de fe’ evolutivo no solo es falso, sino errado. Sigamos.

Figura 2. James Hutton, padre del uniformitarismo geológico.

Profesor: Las criaturas más complejas se encuentran en la cima de la columna geológica. Esto es debido a que la evolución gradualmente genera mayor complejidad.

Alumno: Pero profesor, las criaturas en el fondo de la columna –en el Cámbrico- son igualmente complejas en muchas formas que aquellas de niveles superiores.

Este argumento es falaz puesto que las criaturas en la base más inferior de la columna mundial completa –las bacterias- son igualmente complejas en muchas formas que las demás, de hecho TODO es en cierto grado tan complejo como lo demás. Ahora bien, estos personajes parecen ignorar el registro fósil ‘precámbrico’ donde no solo en la parte inferior vemos procariontes y en la superior eucariontes (lo que uno esperaría si la evolución fuera un hecho), sino que además en la parte terminal de este ‘precámbrico’ observamos a los primeros seres multicelulares del registro fósil –la biota Ediacarense- y estos al principio carecen de exoesqueletos rígidos, al final del Ediacarano aparecen formas con estas estructuras. Esto nos sugiere un aumento gradual de la complejidad biótica en el registro fósil, ejemplos como estos son abundantes y apabullantes, es un argumento falaz decir que no existe este fenómeno; sino ¿Por qué no vemos aves en el pérmico? ¿O animales terrestres en el cámbrico? ¿O mamíferos en el devónico? Etc.

Figura 3. Un ejemplo ‘burdo’ de complejidad creciente en el registro fósil. Ilustraciones de Kawasaki Satoshi, composición propia. Las especies no están a escala ni sus respectivos grupos taxonómicos son exactamente una forma de evolución lineal progresiva.

Profesor: No tenemos suficiente evidencia fósil. Si la tuviéramos, podríamos llenar todos los huecos.

Alumno: Pero profesor, tenemos cerca de 100 millones de fósiles bien catalogados, difícilmente podríamos encontrar algo más.

La premisa de que no disponemos de suficiente evidencia fósil es falsa, tenemos más que suficiente para validar la teoría de la evolución por medio de la observación del registro fósil. “Llenar todos los huecos” es algo prácticamente imposible porque no podremos descubrir fosilizadas a todas las especies que han existido. Sabemos que el registro fósil infraestima brutalmente la diversidad de la vida, ¿la razón? No todas las especies son candidatas a fosilizarse, pensemos en aquellas que viven lejos de ambientes de deposición (medios donde se forman las rocas sedimentarias y la mayoría de los fósiles) como los organismos que habitan las montañas o el dosel selvático ¿qué pasará con ellas si para comenzar no viven en un medio que permita su preservación en el registro fósil? ¿Qué podría pensar un “paleontólogo del futuro”? Sencillo, tal y como lo hacemos nosotros actualmente, infraestimará el número de especies que vivieron durante esta era. La segunda parte del argumento es ridícula, ¿tenemos 100 millones de fósiles? ¿De dónde obtuvieron esa cifra? ¿Consideran también los microfósiles como aquellos de las diatomeas, radiolarios, foraminíferos, cocolitofóridos o cada grano de polen? Si es así, el número podría elevarse a ¡varios billones, trillones o más! Aún si tuviéramos esa cantidad exorbitante de fósiles macroscópicos, no es lo mismo un fósil que una especie, esto es: podemos tener cientos de fósiles de la misma especie –y de hecho es lo que sucede en varios casos-, esto no tiene relevancia absoluta con lo completo o incompleto del registro fósil. Resulta curioso además, que algunos digan que el registro fósil es extenso en ciertas ocasiones –como esta- y en otras que es muy incompleto, pareciera que argumentan lo que les conviene cuando les conviene; como dice el dicho: “escoge las cerezas que te apetezcan”.

Figura 4. Fósiles microscópicos que bien pueden ser considerados en cifras de billones a trillones. A. Diatomeas, B. Radiolarios, C. Foraminíferos, D. Cocolitofóridos.

Profesor: Según nuestra teoría, la gente y los animales han vivido aquí por varios millones de años.

Alumno: Pero profesor, ¿por qué los registros históricos solo retroceden unos cuantos miles de años?

Este argumento es casi como una broma. La historia se define como “periodo histórico que transcurre desde la aparición de la escritura hasta la actualidad”. Dada la anterior definición, la historia comienza cuando el hombre inventa la escritura, hecho que tomó lugar 4,000 años antes del presente en Sumeria; esto produce que los registros históricos solo retrocedan ese tiempo. Sin embargo, los arqueólogos –científicos que estudian las sociedades y sus cambios antes o después del período histórico- reconocen que las primeras civilizaciones comenzaron muy tardíamente en la historia de nuestra especie, durante el Neolítico –entre hace 8 y 4 milenos atrás-. Pero con todo y esto podemos rastrear el origen del hombre (Homo sapiens) a hace por lo menos unos 200,000 años, esto supone un problema para nuestro profesor puesto que debería definir lo que significa para él “gente” cuando enuncia un argumento como el presentado. Si se refiere a la gente como a H. sapiens, entonces lo que dice es falso; por otro lado, si se refiere a gente como a cualquier especie del género Homo, entonces tiene parcialmente razón puesto que nuestro género existe desde hace 2.4 millones de años (aquí cabría a bien, especificar cuánto es ‘varios millones’). Por ello, podemos asegurar que este argumento es débil y que representa una retórica sin sentido.

Figura 5. Cronología de evolución humana donde se muestra el tiempo de origen del género Homo y de la especie H. sapiens.

Profesor: La vida evolucionó gradualmente de criaturas muy simples.

Alumno: Pero profesor, nosotros no tenemos criaturas simples en los estratos fósiles. Ellos simplemente no están ahí.

Aunque es contradictorio con el argumento esgrimido dos puntos atrás, este argumento es igualmente falso. Si por simple nos referimos a organismos unicelulares, estos están presentes en el registro fósil desde hace 3,400 millones de años, en forma de estromatolitos. Un estromatolito es un tipo especial de roca sedimentaria que se forma capa por capa durante períodos de tiempo relativamente largos por colonias de bacterias fotosintéticas y de otros tipos. Estas bacterias pueden apreciarse en los estromatolitos de Arqueano en abundancia y resulta curioso que solo esté desarrollado este tipo de vida procariótica; sin embargo, la vida eucariótica unicelular también está presente en el registro fósil. Existen evidencias de productos químicos de origen eucariótico de hace 2,700 millones de años sin embargo, la primer evidencia de fósiles eucarióticos es de hace 1,400Ma con unos organismos unicelulares desconocidos denominados acritarcos, los hongos microscópicos aparecen en el registro fósil desde hace 1,500Ma las algas rojas hace unos 1,200Ma, las algas pardas hace 1,00Ma, hace 750Ma las amebas y algas verdes, hace 700Ma las diatomeas y cocolitofóridos. No nos debería extrañar que los proponentes de la hipótesis creacionista y de la tierra joven ignoren estos hallazgos, esto debido a que no se comentan casi nunca fuera de círculos académicos y en revistas científicas. Por esta razón este argumento se derrumba y no es válido ignorar la abundancia de seres “simples” en rocas antiguas.

Figura 6. Algunas criaturas “simples” en el registro fósil. A. un acritarco, B, Bangiomorpha pubescens (alga roja de hace 1,200Ma), C. Tappania plana (hongo de hace 1,500Ma), D. Jacutianema solubila (alga café de hace 1,000Ma), E. Proterocladus sp. (alga verde de hace 750Ma) y F. Paleoarcella athanata (ameba de hace 750Ma).

Profesor: Acorde a la teoría evolutiva, sólo hay transiciones graduales lentas de una especie a otra.

Alumno: Pero profesor, según los hallazgos fósiles –y el mundo que nos rodea hoy- únicamente hay distintas especies, sin formas transicionales entre ellas. Estas nunca se mezclan.

La premisa del profesor es falsa, acorde a la teoría evolutiva, las criaturas evolucionan. El tiempo que toma este cambio de unas especies a otras, depende del mecanismo que se trate de pronunciar a favor del hecho evolutivo. El más famoso es la Selección natural, que muy a menudo es confundida erradamente con el enfoque gradualista (“evolución lenta”); por otro lado tenemos el Equilibrio Puntuado (“evolución rápida”) –que no se contrapone con la selección natural pero si con el gradualismo. Aún hoy existe cierto debate sobre cuál mecanismo es el responsable de la evolución biológica y recientemente ha habido un acuerdo en el que se propone que generalmente la evolución es gradualista –las especies evolucionan lentamente- pero durante períodos de estrés evolutivo se puede propiciar el desarrollo rápido de especies mediante el mecanismo puntualista; esta propuesta no solo es más compatible con lo que observamos en el registro fósil, en los datos moleculares y en la naturaleza, sino que además, acepta que las especies y otros grupos taxonómicos no son todos iguales y el ritmo de evolución –así como el de mutación- no es constante en toda la vida en la tierra. Así vemos que el profesor está mal informado (en realidad quién escribió en “su nombre”). La otra parte del argumento es la favorita de muchos, pues se dice que no hay formas transicionales, sin embargo ¡estas abundan en el registro fósil! Su abundancia y complejidad será tratada en un artículo posterior, pero por ahora mostraré las formas transicionales más conocidas entre varios grupos biológicos “bandera”. Ya al final del argumento se dice que estas nunca se mezclan, ¿qué hay entonces de los ornitorrincos y equidnas que son mamíferos que ponen huevos como los reptiles? ¿O de las patas escamosas (reptiloides) de las aves? ¿De las patas vestigiales –que ni siquiera son visibles por fuera del cuerpo- de las ballenas? ¿Cómo se explican estas “mezclas”?

Figura 7. Algunos fósiles transicionales. Composición propia.

Profesor: Según la teoría, formas transicionales como “medio-peces” y “medio-aves” pronto serán encontradas entre los fósiles.

Alumno: Pero profesor, en los estratos y en la naturaleza de hoy solo encontramos disparidades entre todas las especies. Estas nunca serán llenadas.

Para empezar, entre los científicos nadie afirma que hay “medio-peces” o “medio-aves”, ¡tenemos pezápodos y dinoaves! Ya en serio, este argumento es ampliamente rebatible presentando sólo algunos de los fósiles transicionales que hemos presentado anteriormente. El alumno aquí dice algo interesante “disparidad entre TODAS las especies” si esto fuera cierto no veríamos ningún parecido entre especies, no tendríamos problemas de clasificación taxonómica (muchos biólogos seríamos muy felices), lo que es más no tendría porque haber parecido genético entre especies. Por supuesto este argumento se dispara solo en el pie, porque todo lo anteriormente mencionado es falso. Cualquiera que no esté entrenado en ciencias biológicas encontrará parecido entre un gorrión y un águila, entre un león y un gato, entre una iguana y un dragón de komodo y así sucesivamente. Este parecido no es accidental, lo podemos corroborar mediante análisis morfológicos completos o mediante la técnica en boga: el análisis del ADN. Este último muestra lo que se esperaría si la evolución fuera un hecho: que las especies más cercanamente emparentadas compartirán más ADN que las especies menos emparentadas, la similitud entre los humanos y los chimpancés es de un 98%, la que tenemos con un ratón es de 92%, con una mosca es de 44%, con una levadura –un hongo unicelular- un 26% y con una hierba un 14%. ¿Por qué si no estamos emparentados compartimos ADN en esos grados como si entre menos se compartiera, más lejano el vínculo? Si nos ponemos a pensar este es un argumento un tanto tramposo, porque por más que un determinado fósil pueda ser tachado de fósil transicional o “eslabón perdido” –prefiero el primer término-, este deberá ser clasificado en algún grupo; tomemos como ejemplo al Tiktaalik, a pesar de marcar claramente y sin ambigüedad la transición entre peces y tetrápodos deberá ser clasificado (taxonómicamente) como perteneciente a los peces (Sarcopterygii:Tetrapodomorpha), no es posible la clasificación a medias, nunca veremos algo como esto: Tiktaalik roseae (½ Sarcopterygii, ½Tetrapoda).

Figura 8. Similitudes en porcentaje de genes compartidos entre distintos organismos (estos genes son homólogos –tienen el mismo origen evolutivo- y no necesariamente tienen la misma secuencia en todo el ADN que los compone).

Profesor: Ha tomado millones de años para las especies cambiar lentamente, evolucionar a sus formas presentes. Sólo sabemos cómo lucían las especies pretéritas gracias al registro fósil.

Alumno: Pero profesor, sin contar a las extintas (sic) ¿por qué todas las especies fósiles se ven igual que las modernas?

Bueno, sabemos cómo lucían las especies fósiles mediante estudios anatómicos comparados, el principio de actualismo biológico y solo en algunos casos existen evidencias extraordinarias (momias congeladas o disecadas, pinturas rupestres, especies en ámbar, fósiles en excelente estado de preservación, etc.). Este sin embargo, no es el punto pero no me pude quedar sin aclarar este punto importante. Ahora bien, ¿sin contar a las especies extintas? Esto es un tanto tramposo debido a que si las evadimos entonces es cierto, los leones fósiles (Panthera leo) son idénticos a los leones modernos (Panthera leo) es como preguntarse ¿por qué los cuadros rojos son iguales a los otros cuadros rojos? Ahora bien, si miramos especies o incluso subespecies que están extintas pero que son cercanas en el tiempo el asunto cambia, pues ya no son idénticas. Regresemos al ejemplo del león, durante el Pleistoceno existieron varias subespecies de león, mencionaré dos de las más dispares, el león asiático (Panthera leo persica) y el león de las cavernas (Panthera leo spelaea) es claro al mirarlos que algo no va, son diferentes, pero curiosamente solo son subespecies distintas de león. Ahora si consideramos las extintas pero con parientes vivos entonces estamos en problemas severos, he aquí un ejemplo de ambas propuestas –ustedes juzguen si son idénticas hoy que en el pasado-.

Figura 9. Arriba, especies del mismo género que coexistieron al mismo tiempo que muestran claras diferencias. En medio y abajo, especies con parientes vivos que son genuinamente rarezas (nótese que solo consideré mamíferos). Ilustraciones de Kawasaki Satoshi.

Profesor: El registro fósil presenta un árbol evolutivo completo –con un tronco, ramas y ‘ramitas’.

Alumno: Pero profesor, ¿por qué solo tenemos las ‘ramitas’ tanto si miramos en el registro fósil como si miramos en la naturaleza hoy en día?

Primero que nada, la aseveración del profesor es falsa, los científicos que trabajan en reconstruir el gran hongo de la vida (un hongo sería una analogía mucho mejor que un árbol por la forma que este presenta) nunca se han preciado de tener un árbol completo e inclusive si lo hicieran estarían en un error puesto que aunque agotemos TODO el registro fósil del planeta y clasifiquemos y reconstruyamos la historia de la vida en la tierra representada por ese registro NUNCA tendremos a todas las especies que vivieron, recordemos a aquellas infortunadas que nunca se fosilizaron o fosilizarán –como las especies del dosel selvático-. La idea del alumno de que solo tenemos las ‘ramitas’ terminales de este árbol es cierta, pero debido a la forma de reconstruir la historia de la vida. Veamos, la principal escuela evolutiva para la reconstrucción de relaciones filogenéticas es la Cladista y en un cladograma asumimos varias cosas: primera, la distancia hacia el eje horizontal (x) representa disparidad –morfológica o de otros tipos-; segunda, la distancia hacia el eje vertical (y) representa el tiempo geológico transcurrido y finalmente y más importante: las especies SIEMPRE serán representadas como parientes, nunca como ancestros; es decir, por más primitivas que sean las especies no podremos afirmar jamás cuál dio origen a qué otra, a lo más que podemos llegar es a especular cómo debió de haber lucido ese ancestro común para dos ‘ramitas’ considerando la gama de características que se muestran en el intermedio de esas dos ramitas, en Cladismo el ancestro es siempre putativo y no es relevante. Dicho de otro modo, nos interesa saber quién es hermano o primo de quién más no el quiénes podrían ser sus padres. Por esto siempre que sigamos el método Cladista –más fiable que la interpretación subjetiva de los árboles con ancestros y sin metodologías claras- tendremos una infinidad de ramitas. En un cladograma típico todas las ‘ramitas’ están al mismo nivel aunque se ha optado recientemente por colocar las ramitas a escala temporal.

Figura 10. Esquema de un cladograma típico.

Por ahora, esta primer parte del recuento de argumentos que supuestamente contradicen la teoría de la evolución biológica ha terminado. Hemos visto que generalmente se desconoce la naturaleza del registro fósil, lo que significa una sinonimia, la diferencia entre gradualismo filético (“evolución rápida”) y puntualismo (“evolución lenta”); la existencia de yacimientos de cuerpos blandos, la diferencia entre aspectos geológicos y biológicos (e.g. Uniformitarismo vs gradualismo filético), los fósiles microscópicos que representan la primer vida en la tierra, el concepto de complejidad creciente, la diferencia entre historia y prehistoria; los fósiles transicionales, la evidencia de evolución que aporta el análisis de ADN y principios básicos de reconstrucción filogenética por medio de la escuela más ampliamente distribuida: el Cladismo. Estos sesgos producen argumentos que no solo están errados, sino que carecen de fundamento científico (aunque suenen como tales), lo más adecuado sería no permitirnos el ser derrotados por la ignorancia, tenemos las armas para combatirla, sería más que provechoso hacer uso de ellas.

Literatura recomendada

Sinonimias (nomenclaturales)

Pulpos fósiles

Uniformitarismo

Proyecto Árbol de la Vida

Microfósil

División del tiempo histórico

Los fósiles más antiguos

Lista de fósiles transicionales

Interpretemos cladogramas