Arxiu d'etiquetes: mòmia

Ötzi, la momia del hielo, sigue fascinando

Con más de cinco mil años de edad, Ötzi es la momia humana más antigua que se conoce y una de las más estudiadas por la ciencia. Fue descubierta en 1991 en los Alpes y desde entonces no ha dejado de arrojar información sobre cómo era la vida en el Neolítico. ¿Te animas a descubrir todos sus secretos?

¿QUÉ ES UNA MOMIA?

Las momias son cuerpos conservados de personas y animales que aún conservan la piel. Las más famosas son las egipcias, conservadas gracias a los procesos químicos aplicados a los cadáveres (embalsamamiento), aunque muchas otras culturas practicaban la momificación. Pero las momias también pueden darse de manera natural si las condiciones son idóneas para evitar la descomposición, como sitios húmedos y pantanosos, en el frío de las montañas y regiones polares o en zonas secas y arenosas como los desiertos. Además de la piel, otras estructuras que pueden conservarse a lo largo de los milenios son las uñas, pelo y evidentemente huesos y dientes.

momia, mummy, natural, mireia querol rovira
Momia natural en el Museo Británico, Londres. Foto: Mireia Querol Rovira

A diferencia de los fósiles, que tienen millones de años, las momias no suelen superar los miles de años, aunque se conservan fósiles de dinosaurios con impresiones de piel o escamas. Si quieres saber más sobre los procesos de fosilización, te invitamos a leer Conociendo los fósiles y su edad. Ötzi, por no superar los 11.000 años de edad, se trata de un subfósil.

¿QUIÉN ERA ÖTZI?

Ötzi, el Hombre de Similaun, el Hombre de Hauslabjoc o simplemente El Hombre de Hielo, fue descubierto en el Valle de Ötz (en la frontera austriaco-italiana de los Alpes) por unos alpinistas en 1991 a 3.200 metros de altura. Gracias a una tormenta en el Sáhara, el polvo llegó hasta los Alpes y al calentarse con el Sol, derritió el hielo más de lo habitual y dejó en parte descubierto a Ötzi, que llevaba más de 5.000 años bajo el hielo. No fue hasta su posterior estudio que se descubrió su antigüedad real, ya que in situ se pensaba que era un alpinista accidentado.

Ötzi, antes de ser extraído de la montaña. Foto: Paul Hanny / Museo Arqueológico del Tirol del Sur

Gracias a la técnica del Carbono 14, se determinó que Ötzi murió hacia el 3255 a.C. (Calcolítico, Edad del Cobre), lo que lo convertía en la momia más antigua del mundo mejor conservada. Además del cuerpo, se encontraron más de 70 objetos personales (armas, ropa, herramientas…), lo que dio más información sobre la vida de este hombre prehistórico.

Primer plano de Ötzi. Fuente

UN HOMO SAPIENS MODERNO

A lo largo de diversos artículos hemos hablado de otras especies que nos precedieron, pero Ötzi pertenecía a nuestra especie, es decir, Homo sapiens. Los primeros Homo sapiens, aparecidos en África hace 200.000 años, representaron la transición evolutiva entre el H. heidelbergensis africano a los primeros humanos modernos. Tras más de 7 millones de años de evolución, H. sapiens somos los únicos homininos sobrevivientes.

Reconstrucción de Ötzi, por Alfons y Adrie Kennis. Foto: Thilo Parg

H. sapiens migraron de África hasta el resto de continentes, un tema que por su extensión no podemos tratar en este artículo. Si quieres saber sobre como la paleoparasitología nos ayuda a seguir las rutas migratorias de nuestros antepasados no te pierdas este artículo. Cuando Ötzi vivía, los Neandertales ya se habían extinguido hacía unos miles de años y sus antepasados sapiens llevaban bastante tiempo en Europa (desde hacía unos 45.000 años).

Lo que diferencia a H. sapiens de otras especies es un cráneo muy redondeado y grande (1.000-1.400 cm3) en comparación con el cuerpo, un rostro plano y vertical, dientes pequeños, una mandíbula nada robusta, y la presencia de mentón, característica que no tiene ninguna de las especies precedentes.

Comparación del cráneo de sapiens y neanderthalensis donde se ve la presencia de mentón (“chin”). Cleveland Museum of Natural History. Foto de Matt Celeskey.

A nivel de esqueleto, como otros homininos recientes, Ötzi y nosotros estamos perfectamente adaptados al bipedismo, con una constitución ligera distintiva. Tenemos unos miembros inferiores largos y gráciles, con el fémur inclinado hacia la rodilla para mantener el centro de gravedad bajo el cuerpo. La pelvis es estrecha y corta. La columna está curvada para mantener el equilibrio y distribuir el peso de forma eficiente al andar, con fuertes vértebras lumbares. Los brazos son relativamente cortos y las manos ágiles y excelente precisión prensil, con falanges largas y delgadas comparadas con las de los neandertales.

Reconstrucción de Ötzi, un Homo sapiens como tú. Foto: Thilo Parg

A nivel cognitivo, lo que nos diferencia del resto de especies homininas es la capacidad de pensamiento simbólico (representación de la naturaleza mediante símbolos y pensamiento abstracto), aunque el debate sigue abierto ya que los neandertales presentaban comportamientos que podrían considerarse simbólicos (como decorarse el cuerpo con joyas o pinturas). Lo que está claro es que ya hace 40.000 años, apareció en Europa la evidencia más clara de comportamiento moderno, con la aparición de la pintura rupestre y la escultura. La innovación tecnológica, la agricultura y la ganadería son otros de nuestros rasgos distintivos.

¿QUÉ VALIOSA INFORMACIÓN NOS HA REVELADO LA CIENCIA SOBRE ÖTZI?

Se han utilizado diferentes técnicas que han ido revelando información sobre la momia y cambiando las distintas hipótesis sobre ella a medida que avanza la tecnología.

Científico examinando a Ötzi. © South Tyrol Museum of Archaeology/EURAC/Samadelli/Staschitz

CARBONO 14 Y DENTICIÓN: EDAD

Ötzi tenía unos 46 años de edad cuando murió (la esperanza de vida en la Edad de Cobre eran unos 35 años). Este dato proviene del estudio de los dientes, que están desgastados, quizá por comer grano durante toda su vida. Para conocer su antigüedad, se realizó la prueba del carbono 14 a su cuerpo y vestimenta. Tiene aproximadamente 5.300 años. Se calcula que pesaba unos 45 kilos y medía 1,60 m.

TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTERIZADA (TAC)

Un TAC (o escáner) en el cuerpo de Ötzi sacó a la luz que sufría diversos problemas bucales, como caries (quizá debida al consumo de pan y avena), periodontitis (piorrea), y dientes desgastados de usarlos como herramienta de desgarre. También perdió parte de un molar y sufrió un golpe en un incisivo.

Mano del Hombre de Hielo. Foto: Robert Clark
Pies de Ötzi. Foto: Robert Clark

También sufría de artritis, cálculos biliares, tenía un bulto en un dedo del pie, roturas en nariz y costillas que se curaron antes de la muerte y tenía los pulmones negros de inhalar CO2, quizá de las hogueras. Se han encontrado más de 60 tatuajes en todo su cuerpo (los más antiguos que se conocen), consistentes en pequeñas líneas, cruces y puntos. Se hacían con pequeños cortes que luego se frotaban con carbón. No parecen decorativos, por lo que se especula que formaran parte de algún tratamiento para mejorar la artritis, ya que señalan los puntos donde sufría dolor.

La momia tiene 61 tatuajes, la mayoría de ellos simples líneas. Foto: Marco Samadelli y Gregor Staschitz / Museo Arqueológico del Tirol del Sur

En su sistema también tenía niveles altos de arsénico, probablemente por haber trabajado con minerales y  metales.

LA ÚLTIMA CENA

Un análisis del estómago desveló que había comido unas dos horas antes de morir. Comió íbice (cabra salvaje), cereales y plantas no identificadas. Se encontraron 30 tipos distintos de polen, por lo que probablemente murió en primavera. Pero también se encontraron huevos de parásitos que causan la enfermedad de Lyme, que afecta principalmente al sistema vascular, nervioso y esqueleto.

Contenido estomacal del Hombre de Hielo. Foto: Robert Clark

RAYOS X: ¿ACCIDENTE O ASESINATO?

En primera instancia se creyó que Ötzi había muerto desangrado al despeñarse por un glaciar. Pero las radiografías revelaron la presencia de una punta de flecha en su hombro, por lo que los investigadores analizaron con más atención el cuerpo y encontraron varias heridas en manos y torso y un golpe en la cabeza, la causa de su muerte.

otzi x-ray
Radiografía del torso de Ötzi, punta de flecha señalada en rojo. Foto: Robert Clark

ANÁLISIS DE ADN: SUFRÍA DIVERSAS ENFERMEDADES

Se hicieron pruebas de ADN en diversas muestras de sangre, y se encontraron hasta 3 tipos de sangre diferente. La sangre de su cuchillo de sílex no es suya: todo apunta a que se vio envuelto en una pelea con varias personas y fue asesinado. Su cuerpo no se encontró en una posición natural, por lo que se barajan dos hipótesis: o bien un compañero intentó ayudarle a extraer la flecha o los enemigos intentaron recuperarla. En cualquier caso, no se llevaron los útiles de avanzada tecnología y ropa de abrigo de Ötzi. ¿Por qué? El misterio sigue abierto.

Ropa que llevaba Ötzi. Fuente
El hacha de Ötzi (primer plano) tiene la hoja de cobre, lo que indica alto status y es la única de la época con el mango de madera intacto. Fuente

En 2008 se publicó el genoma completo del Hombre de Hielo. Así se descubrió que era intolerante a la lactosa, su sangre era de tipo 0, tenía los ojos marrones, sufría del corazón y arterias y está emparentado con los actuales habitantes de Córcega y Cerdeña. Además, de 3.700 muestras de ADN donadas por voluntarios del Tirol, se han encontrado 19 individuos que comparten una mutación genética con Ötzi.

ADN NO HUMANO EN ÖTZI

Las muestras de ADN no humano suelen ser de bacterias que viven en nuestro cuerpo. Una biopsia en la cadera sacó a la luz la presencia de ADN de una bacteria (Treponema denticola) implicada en la enfermedad periodontal, que confirmaba los resultados del TAC. También se hallaron restos de la bacteria Clostridium y Helicobacter pylori, por lo que tendría un fuerte dolor de estómago y diarreas el día de su muerte. No solamente eso, el estudio de Helicobacter de Ötzi ha arrojado nuevos datos sobre las migraciones humanas, el origen de las poblaciones europeas y el impacto en nuestra evolución.

Más de 25 años estudiando a Ötzi. Foto: Esame Colorimetrico / Museo Arqueológico del Tirol del Sur

¿QUIERES VER A ÖTZI?

Tan importante es este descubrimiento, que le han dedicado un museo prácticamente entero para él: el Museo de arqueología del Tirol del Sur, en Bolzano. Allí está expuesta la impresionante ropa que llevaba, fabricada con pieles de animales como osos y cabras, sus zapatos, de doble capa y relleno de paja, sus herramientas, armas… hasta el botiquín que llevaba. Y él mismo, por supuesto, conservado a -6º. Quizá algún día le oiremos “hablar”: están intentando recostruir su tono de voz a partir de las cuerdas vocales.

Ötzi en su cámara frigorífica. Foto: © South Tyrol Museum of Archaeology/Ochsenreiter

Aún no se sabe quién era. ¿Quizá un personaje importante? ¿Un habilidoso cazador? ¿Un agricultor o ganadero? ¿Un curandero? Probablemente nunca lo sabremos. Lo que es seguro es que él nunca podría llegar a imaginarse las atenciones que seguiría recibiendo 5.000 años después de su muerte.

Mireia Querol Rovira

Ötzi, la momia del gel, segueix fascinant

Amb més de cinc mil anys d’edat, Ötzi és la mòmia humana més antiga que es coneix i una de les més estudiades per la ciència. Va ser descoberta en 1991 als Alps i des de llavors no ha deixat de donar informació sobre com era la vida al Neolític. T’animes a descobrir tots els seus secrets?

QUÈ ÉS UNA MÒMIA?

Les mòmies són cossos conservats de persones i animals que encara conserven la pell. Les més famoses són les egípcies, conservades gràcies als processos químics aplicats als cadàvers (embalsamament), encara que moltes altres cultures practicaven la momificació. Però les mòmies també poden donar-se de manera natural si les condicions són idònies per evitar la descomposició, com llocs humits i pantanosos, en el fred de les muntanyes i regions polars o en zones seques i sorrenques com els deserts. A més de la pell, altres estructures que poden conservar-se al llarg dels mil·lennis són les ungles, pèl i evidentment ossos i dents.

momia, mummy, natural, mireia querol rovira
Mòmia natural al Museu Britànic, Londres. Foto: Mireia Querol Rovira

A diferència dels fòssils, que tenen milions d’anys, les mòmies no solen superar els milers d’anys, encara que es conserven fòssils de dinosaures amb impressions de pell o escates. Si vols saber més sobre els processos de fossilització, et convidem a llegir Coneixent els fòssils i la seva edat. Ötzi, per no superar els 11.000 anys d’edat, es tracta d’un subfòssil.

QUI ERA ÖTZI?

Ötzi, l’Home de Similaun, l’Home de Hauslabjoc o simplement l’Home de Gel, va ser descobert a la Vall d’Ötz (a la frontera austríaco-italiana dels Alps) per uns alpinistes el 1991 a 3.200 metres d’altura. Gràcies a una tempesta al Sàhara, la pols va arribar fins als Alps i al escalfar-se amb el Sol, va fondre el gel més del que és habitual i va deixar en part descobert a Ötzi, que portava més de 5.000 anys sota el gel. No va ser fins al seu posterior estudi que es va descobrir la seva antiguitat real, ja que in situ es pensava que era un alpinista accidentat.

Ötzi, abans de ser extret de la muntanya. Foto: Paul Hanny / Museu Arqueològic del Tirol del Sud

Gràcies a la tècnica del carboni 14, es va determinar que Ötzi va morir cap al 3.255 a.C. (Calcolític, Edat del Coure), el que el convertia en la mòmia més antiga del món millor conservada. A més del cos, es van trobar més de 70 objectes personals (armes, roba, eines…), el que va donar més informació sobre la vida d’aquest home prehistòric.

Primer pla d’Ötzi. Font

UN HOMO SAPIENS MODERN

Al llarg de diversos articles hem parlat de altres espècies que ens van precedir, però Ötzi pertanyia a la nostra espècie, és a dir, Homo sapiens. Els primers Homo sapiens, apareguts a l’Àfrica fa 200.000 anys, van representar la transició evolutiva entre el H. heidelbergensis africà als primers humans moderns. Després de més de 7 milions d’anys d’evolució, H. sapiens som els únics hominins supervivents.

Reconstrucció d’Ötzi, per Alfons i Adrie Kennis. Foto: Thilo Parg

H. sapiens van migrar d’Àfrica fins a la resta de continents, un tema que per la seva extensió no podem tractar en aquest article. Si vols saber sobre com la paleoparasitologia ens ajuda a seguir les rutes migratòries dels nostres avantpassats no et perdis aquest article . Quan Ötzi vivia, els Neandertals ja s’havien extingit feia uns milers d’anys i els seus avantpassats sapiens portaven bastant temps a Europa (des de feia uns 45.000 anys).

El que diferencia H. sapiens d’altres espècies és un crani molt arrodonit i gran (1000-1400 cm 3) en comparació amb el cos, un rostre pla i vertical, dents petites, una mandíbula gens robusta i la presència de mentó, característica que no té cap de les espècies precedents.

Comparació del crani de sapiens i neanderthalensis on es veu la presència de mentó (“chin”). Cleveland Museum of Natural History. Foto de Matt Celeskey.

A nivell d’esquelet, com altres hominins recents, Ötzi i nosaltres estem perfectament adaptats al bipedisme, amb una constitució lleugera distintiva. Tenim uns membres inferiors llargs i gràcils, amb el fèmur inclinat cap al genoll per mantenir el centre de gravetat sota el cos. La pelvis és estreta i curta. La columna està corbada per mantenir l’equilibri i distribuir el pes de forma eficient al caminar, amb fortes vèrtebres lumbars. Els braços són relativament curts i les mans àgils i amb excel·lent precisió prènsil, amb falanges llargues i primes comparades amb les dels neandertals.

Reconstrucció d’Ötzi, un H. sapiens com tu. Foto: Thilo Parg

A nivell cognitiu, el que ens diferencia de la resta d’espècies hominines és la capacitat de pensament simbòlic (representació de la natura mitjançant símbols i pensament abstracte), encara que el debat segueix obert ja que els neandertals presentaven comportaments que podrien considerar simbòlics (com decorar-se el cos amb joies o pintures). El que està clar és que ja fa 40.000 anys, va aparèixer a Europa l’evidència més clara de comportament modern, amb l’aparició de la pintura rupestre i l’escultura. La innovació tecnològica, l’agricultura i la ramaderia són altres dels nostres trets distintius.

QUINA VALUOSA INFORMACIÓ ENS HA REVELAT LA CIÈNCIA SOBRE ÖTZI?

S’han utilitzat diferents tècniques que han anat revelant informació sobre la mòmia i canviant les diferents hipòtesis sobre ella a mesura que avança la tecnologia.

Científic examinant a Ötzi. © South Tyrol Museum of Archaeology/EURAC/Samadelli/Staschitz

CARBONI 14 I DENTICIÓ: EDAT

Ötzi tenia uns 46 anys d’edat quan va morir (l’esperança de vida en l’Edat de Coure eren uns 35 anys). Aquesta dada prové de l’estudi de les dents, que estan desgastades, potser per menjar gra durant tota la seva vida. Per conèixer la seva antiguitat, es va realitzar la prova del carboni 14 al seu cos i vestimenta. Té aproximadament 5.300 anys. Es calcula que passava uns 45 quilos i mesurava 1,60 m.

TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTERITZADA (TAC)

Un  TAC  (o escàner) en el cos de Ötzi va posar al descobert que patia diversos problemes bucals, com càries (potser deguda al consum de pa i civada), periodontitis (piorrea), i dents desgastades d’usar-les com a eina de esquinçament. També va perdre part d’un molar i va patir un cop en un incisiu.

Mà de l’Home de Gel. Foto: Robert Clark
Peus d’Ötzi. Foto: Robert Clark

També patia artritis, càlculs biliars, tenia un bony en un dit del peu, trencaments en nas i costelles que es van curar abans de la mort i tenia els pulmons negres d’inhalar CO2, potser de les fogueres. S’han trobat més de 60 tatuatges en tot el seu cos (els més antics que es coneixen), consistents en petites línies, creus i punts. Es feien amb petits talls que després es fregaven amb carbó. No semblen decoratius, per la qual cosa s’especula que formessin part d’algun tractament per millorar l’artirtis, ja que assenyalen els punts on patia dolor.

La mòmia té 61 tatuatges, molts d’ells simples línies. Foto: Marco Samadelli and Gregor Staschitz / Museu Arqueològic del Tirol del Sud

En el seu sistema també tenia nivells alts d’arsènic, probablement per haver treballat amb minerals i metalls.

L’ÚLTIM SOPAR

Una anàlisi de l’estómac va revelar que havia menjat unes dues hores abans de morir. Va menjar cabra dels alps, cereals i plantes no identificades. Es van trobar 30 tipus diferents de pol·len, de manera que probablement va morir a la primavera. Però també es van trobar ous de paràsits que causen la malaltia de Lyme, que afecta principalment al sistema vascular, nerviós i esquelet.

Contingut estomacal de l’Home de Gel. Foto: Robert Clark

RAIGS X: ¿ACCIDENT O ASSASSINAT?

En primera instància es va creure que Ötzi havia mort a causa d’una caiguda per una glacera. Però les radiografies van mostrar la presència d’una punta de fletxa en la seva espatlla, de manera que els investigadors van analitzar amb més atenció el cos i van trobar diverses ferides en mans i tors i un cop al cap, la causa de la seva mort.

otzi x-ray
Radiografia del tors d’Ötzi, punta de fletxa assenyalada en vermell. Foto: Robert Clark

ANÀLISI D’ADN: PATIA DIVERSES MALALTIES

Es van fer proves d’ADN en diverses mostres de sang, i es van trobar fins a 3 tipus de sang diferent. La sang del seu ganivet de sílex no és seva: tot apunta que es va veure embolicat en una baralla amb diverses persones i va ser assassinat. El seu cos no es va trobar en una posició natural, de manera que es barregen dues hipòtesis: o bé un company va intentar ajudar-lo a extreure la fletxa o els enemics van intentar recuperarla. En qualsevol cas, no es van emportar els estris d’avançada tecnologia i roba d’abric d’Ötzi. Per què? El misteri segueix obert.

Ropa que llevaba Ötzi. Fuente
In primo piano l'accetta della mummia di Similaun
La destral d’Ötzi (primer pla) té la fulla de coure, el que indica un alt status i és l’única de l’epoca amb el mànec de fusta intacte. Font

El 2008 es publicar el genoma complet de l’Home de Gel. Així es va descobrir que era intolerant a la lactosa, la seva sang era de tipus 0 , tenia els ulls marrons, patia del cor i artèries i està emparentat amb els actuals habitants de Còrsega i Sardenya. A més, de 3.7000 mostres d’ADN donada per voluntaris del Tirol, s’han trobat 19 individus que comparteixen una mutació genètica amb Ötzi.

ADN NO HUMÀ EN ÖTZI

Les mostres de ADN no humà solen ser de bacteris que viuen en el nostre cos. Una biòpsia al maluc va treure a la llum la presència d’ADN d’un bacteri (Treponema denticola) implicat en la malaltia periodontal, que confirmava els resultats del TAC. També es van trobar restes del bacteri Clostridium i Helicobacter pylori, per la qual cosa tindria un fort mal de panxa i diarrees el dia de la seva mort. No solament això, l’estudi de Helicobacter d’Ötzi ha llançat noves dades sobre les migracions humanes, l’origen de les poblacions europees i l’impacte en la nostra evolució.

Més de 25 anys estudiant a Ötzi. Foto: Esame Colorimetrico / Museu Arqueològic de Tirol del Sud

VOLS VEURE A ÖTZI?

Tan important és aquest descobriment, que li han dedicat un museu pràcticament sencer per a ell: el Museu d’Arqueologia del Tirol del sud, a Bolzano. Allà hi ha exposada la impressionant roba que portava, fabricada amb pells d’animals com óssos i cabres, les seves sabates, de doble capa i farcit de palla, les seves eines, armes … fins la farmaciola que portava. I ell mateix, per descomptat, conservat a -6º. Potser algun dia el sentirem “parlar”: estan intentant recostruir el seu to de veu a partir de les cordes vocals.

Ötzi a la seva cambra frigorífica. Foto: © South Tyrol Museum of Archaeology/Ochsenreiter

Encara no se sap qui era. Potser un personatge important? Un hàbil caçador? Un agricultor o un ramader? Un remeier? Probablement mai ho sabrem. El que és segur és que ell mai podria arribar a imaginar-se les atencions que seguiria rebent 5.000 anys després de la seva mort. mireia querol rovira

Conociendo los fósiles y su edad

En All You Need Is Biology a menudo hacemos referencia a los fósiles para explicar el pasado de los seres vivos. ¿Pero qué es exactamente un fósil y cómo se forma? ¿Para qué sirven los fósiles? ¿Te has preguntado alguna vez cómo lo hace la ciencia para saber la edad de un fósil? Sigue leyendo para descubrirlo!

¿QUÉ ES UN FÓSIL?

Si piensas en un fósil, seguramente lo primero que te viene a la cabeza es un hueso de dinosaurio o una concha petrificada que te encontraste en el bosque, pero un fósil es mucho más. Los fósiles son restos (completos o parciales) de seres vivos que han vivido en el pasado (miles, millones de años)  o rastros de su actividad que quedan conservados (generalmente en rocas sedimentarias). Así pues, existen diferentes tipos de fósiles:

  • Petrificados y permineralizados: son los que corresponden a la definición clásica de fósil en el que las partes orgánicas o huecos son sustituidas por minerales (ver apartado siguiente). Su formación puede dejar moldes internos o externos (por ejemplo, de conchas) en el que el material original puede desaparecer. La madera fosilizada de esta manera se conoce como xilópalo.

    cangrejo herradura, fósil, cosmocaixa, mireia querol rovira
    Fósil petrificado de cangrejo herradura y sus pisadas. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Icnofósiles: restos de la actividad de un ser vivo que quedan registradas en la roca y dan información sobre el comportamiento de las especies. Pueden ser modificaciones del entorno (nidos y otras construcciones), huellas (icnitas), deposiciones (coprolitos -excrementos-, huevos…) y otras marcas como arañazos, dentelladas…
    Cosmocaixa, huevos, dinosaurio, nido, mireia querol rovira
    Huevos de dinosaurio (nido). CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira

    coprolitos, cosmocaixa, excrementos fósiles, mireia querol rovira
    Coprolitos, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Ámbar: se trata de resina fósil de más de 20 millones de antigüedad. Antes pasa por un estado intermedio que se llama copal (menos de 20 millones de años). La resina, antes de pasar a ámbar, puede atrapar insectos, arácnidos, polen… en este caso se consideraría un doble fósil.

    ámbra, ambre, cosmocaixa, mireia querol rovira
    Pieza de ámbar a la lupa con insectos en su interior, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Fósiles químicos: son los combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón, que se formaron por la acumulación de materia orgánica a altas presiones y temperaturas junto con la acción de bacterias anaerobias (que no utilizan oxigeno para su metabolismo).
  • Subfósil: cuando el proceso de fosilización no se completa (por haber pasado poco tiempo, o las condiciones para que se diera la fosilización no fueron propicias) los restos se conocen como subfósiles. No tienen más de 11.000 años de antigüedad. Es el caso de nuestros antepasados más recientes (Edad de los Metales).
Ötzi, un subfósil. Es la momia natural más antigua de Europa. Vivió durante el Calcolítico (Edad de Cobre) y murió hace 5.300 años. Foto: Wikimedia Commons
Ötzi, un subfósil. Es la momia natural más antigua de Europa. Vivió durante el Calcolítico (Edad de Cobre) y murió hace 5.300 años. Foto: Wikimedia Commons
  • Fósil viviente: nombre que se da a seres vivos actuales muy parecidos a organismos ya extintos. El caso más famoso es el del celacanto, que se creía extinguido desde hacía 65 millones de años hasta que fue redescubierto en 1938, pero hay otros ejemplos como los nautilos.

    ammonites, nautilus, cosmocaixa, fósil, mireia querol rovira
    Comparación entre la concha de un nautilus actual (izquierda) y un ammonite de millones de años de antigüedad (derecha). CosmoCaixa. Foto :Mireia Querol Rovira
  • Pseudofósiles: son formaciones en las rocas que parecen restos de seres vivos, pero en realidad se han formado por procesos geológicos. El caso más conocido son las dendritas de pirolusita, que parecen vegetales.

    pritolusita, dendritas pirolusita, cosmocaixa, mireia querol rovira
    Infiltraciones de pirolusita en piedra calcárea. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol

Lógicamente los fósiles se hicieron más comunes a partir de la aparición de partes duras (conchas, dientes, huesos…), hace 543 millones de años (Explosión del Cámbrico). El registro fósil anterior a ese período es muy escaso. Los fósiles más antiguos que se conocen son los estromatolitos, rocas formadas por la precipitación de carbonato cálcico debido a la actividad de bacterias fotosintéticas que aún existen en la actualidad.

La ciencia que estudia los fósiles es la Paleontología.

stromatolite, estromatòli, estromatolito, mireia querol rovira, fossil, fósil
Estromatolito de 2.800 millones de años de antigüedad, Australian Museum. Foto: Mireia Querol Rovira

¿CÓMO SE FORMA UN FÓSIL?

La fosilización se puede dar de cinco maneras distintas:

  • Petrificación: es la sustitución de la materia orgánica por sustancias minerales de los restos de un ser vivo enterrado. Se obtiene una copia exacta del organismo en piedra. El primer paso de la petrificación es la permineralización (los poros del organismo están rellenos de mineral pero el tejido orgánico está inalterado. Es la fosilización más común que sufren los huesos).
  • Gelificación: el organismo queda incrustado en el hielo y no sufre apenas transformaciones.
  • Compresión: el organismo muerto queda sobre una capa blanda del suelo, como el lodo, y queda cubierto por capas de sedimentos.
  • Inclusión: los organismos quedan atrapados en ámbar o petróleo.
  • Impresión: los organismos dejan impresiones en el barro y se conserva la marca hasta que el barro se endurece.

    Procesos de fosilización y fósiles resultantes. Autor desconocido
    Procesos de fosilización y fósiles resultantes. Autor desconocido

UTILIDAD DE LOS FÓSILES

  • Los fósiles nos dan información de cómo eran los seres vivos en el pasado, resultando una evidencia de la evolución biológica y una ayuda para establecer los linajes de los seres vivos actuales.
  • Permiten analizar fenómenos cíclicos como cambios climáticos, dinámicas atmósfera-océano e incluso las perturbaciones orbitales de los planetas.
  • Los que son exclusivos de una determinada época permiten datar con bastante exactitud las rocas en las que se encuentran (fósiles guía).
  • Dan información de procesos geológicos como el movimiento de los continentes, presencia de antiguos océanos, cadenas montañosas…
  • Los fósiles químicos son nuestra principal fuente de energía actual.
  • Dan información sobre el clima del pasado, por ejemplo, estudiando los anillos de crecimiento de los troncos fósiles o las deposiciones de materia orgánica en las varvas glaciales.

    mireia querol rovira, tronco fósil, xilópalo, AMNH
    Troncos fósiles donde se observan anillos de crecimiento. American Museum of Natural History. Foto: Mireia Querol Rovira

DATACIÓN DE LOS FÓSILES

Para conocer la edad de los fósiles existen métodos indirectos (datación relativa) y directos (datación absoluta). Como no hay ningún método perfecto y la precisión disminuye con la antigüedad, los yacimientos se suelen datar con más de una técnica.

DATACIÓN RELATIVA

Los fósiles se datan según el contexto en el que han sido encontrados, si están asociados a otros fósiles (fósiles guía) u objetos de los que se conoce la edad y según el estrato en el que se encuentran.

En geología, los estratos son los distintos niveles de rocas que se ordenan según su profundidad: según la estratigrafía, los más antiguos son los que se encuentran a mayor profundidad, mientras que los más modernos son los más superficiales, ya que los sedimentos no han tenido tanto tiempo para depositarse en el sustrato. Lógicamente si hay movimientos de tierras y alteraciones geológicas la datación sería incorrecta si sólo existiera este método.

estratigrafía
Esquema de las eras geológicas y estratos con sus correspondientes fósiles. Fuente

DATACIÓN ABSOLUTA

Son más precisas y se basan en las características físicas de la materia.

DATACIÓN RADIOMÉTRICA

Se basan en la velocidad de desintegración de isótopos radioactivos presentes en rocas y fósiles. Los isótopos son átomos del mismo elemento pero con distinta cantidad de neutrones en su  núcleo. Los isótopos radioactivos son inestables, por lo que se transforman en otros más estables a una velocidad conocida por los científicos emitiendo radiación. Comparando la cantidad de isótopos inestables con los estables en una muestra, la ciencia puede estimar el tiempo que ha transcurrido desde que se formó el fósil o roca.

carbono 14
Esquema del ciclo del Carbono 14. Fuente
  • Radiocarbono (Carbono-14): en organismos vivos, la relación entre el C12 y el C14 es constante, pero cuando mueren, esta relación cambia ya que el C14 deja de incorporarse en el cuerpo y el que queda se descompone radioactivamente en un periodo de semidesintegración de 5730 años. Conociendo la diferencia entre el C12 y C14 de la muestra, podremos datar cuando murió el organismo. El límite máximo de datación por este método son 60.000 años, por lo tanto sólo se aplica a fósiles recientes.
  • Berilio 10-Aluminio 26: tiene la misma aplicación que el C14, pero tiene un período de semidesintegración muchísimo mayor, por lo que permite dataciones de 10 millones de años, e incluso de hasta 15 millones de años.
  • Potasio-Argón (40K/40Ar):  se utiliza para datar rocas y cenizas de origen volcánico de más de 10.000 años . Es el método que se utilizó para datar las huellas de Laetoli, el primer rastro de bipedismo de nuestro linaje dejado por Australopitecus afarensis.
  • Series del Uranio (Uranio-Torio): se utilizan diversas técnicas mediante los isótopos del uranio. Se utilizan en materiales de carbonato de calcio, (como corales) y depósitos minerales en cuevas (espeleotemas).
  • Calcio 41: permite datar restos óseos en un intervalo de tiempo entre 50.000 y 1.000.000 de años.

DATACIÓN POR PALEOMAGNETISMO

El polo norte magnético ha ido cambiando a lo largo de la historia de la Tierra, y se conocen sus coordenadas geográficas en distintas épocas geológicas.

Algunos minerales tienen propiedades magnéticas y se dirigen hacia el polo norte magnético cuando están en suspensión acuosa, por ejemplo en las arcillas. Pero si se depositan en el suelo, quedan fijados hacia la posición que tenía el polo norte magnético en ese momento. Si observamos hacia qué coordenadas están orientados esos minerales en el yacimiento lo podemos asociar con una época determinada.

Deposición de partículas magnéticas orientadas hacia el polo norte magnético. Fuente: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.
Deposición de partículas magnéticas orientadas hacia el polo norte magnético. Fuente: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.

Esta datación se utiliza en restos dipositados sobre fondos arcillosos y como el polo norte magnético ha estado varias veces en las mismas coordenadas geográficas, se obtiene más de una fecha de datación. Según el contexto del yacimiento, se podrán descartar algunas de estas fechas hasta llegar a una definitiva.

DATACIÓN POR TERMOLUMINISCENCIA Y LUMINISCENCIA ÓPTICA SIMULADA

Ciertos minerales (cuarzo, feldespato, calcita…) acumulan modificaciones en su estructura cristalina debidas a la desintegración radiactiva del entorno. Estas modificaciones son acumulativas, continuas y dependientes del tiempo de exposición a la radiación. Cuando se somete al mineral a estímulos externos, emite luz debido a estas modificaciones. Esta luminiscencia es muy débil y distinta según se le aplique calor (TL), luz visible (OSL) o infrarrojos (IRSL).

Termoluminiscencia de la fluorita. Foto: Mauswiesel
Termoluminiscencia de la fluorita. Foto: Mauswiesel

Sólo se pueden datar muestras que hayan estado protegidas de la luz solar o calor a más de 500ºC, ya que entonces se reinicia “el reloj” al liberarse la energía de manera natural.

RESONANCIA PARAMAGNÉTICA ELECTRÓNICA (ESR)

La ESR (electro spin resonance) consiste en someter la muestra a radiación y medir la energía absorbida por la muestra en función de la cantidad de radiación a la que ha estado sometida durante su historia. Es un método complejo del que puedes obtener más información aquí.

 REFERENCIAS

Mireia Querol Rovira

Coneixent els fòssils i la seva edat

A All You Need Is Biology sovint fem referència als fòssils per explicar el passat dels éssers vius. Però què és exactament un fòssil i com es forma? Per a què serveixen els fòssils? T’has preguntat mai com ho fa la ciència per saber l’edat d’un fòssil? Segueix llegint per descobrir-ho!

QUÈ ÉS UN FÒSSIL?

Si penses en un fòssil, segurament el primer que et ve al cap és un os de dinosaure o una petxina petrificada que et vas trobar al bosc, però un fòssil és molt més. Els fòssils són restes (completes o parcials) d’éssers vius que van viure en el passat (milers, milions d’anys) o rastres de la seva activitat que queden conservats (generalment en roques sedimentàries). Així doncs, existeixen diferents tipus de fòssils:

  • Petrificats i permineralitzats: són els que corresponen a la definició clàssica de fòssil en què les parts orgàniques o buides són substituïdes per minerals (veure apartat següent). La seva formació pot deixar motlles interns o externs (per exemple, de petxines) en el qual el material original pot desaparèixer. La fusta fossilitzada d’aquesta manera es coneix com a  xilòpal.

    cangrejo herradura, fósil, cosmocaixa, mireia querol rovira
    Fòssil petrificat de cranc ferradura i les seves petjades, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Icnofòssils: restes de l’activitat d’un ésser viu que queden registrades en la roca i donen informació sobre el comportament de les espècies. Poden ser modificacions de l’entorn (nius i altres construccions), empremtes (icnites), deposicions (copròlits excrements-, ous…) i altres marques com esgarrapades, mossegades…
    Cosmocaixa, huevos, dinosaurio, nido, mireia querol rovira
    Ous de dinosaure (niu). CosmoCaixa. foto: Mireia Querol Rovira

    coprolitos, cosmocaixa, excrementos fósiles, mireia querol rovira
    Copròlits, CosmoCaixa. foto: Mireia Querol Rovira
  • Ambre: resina fòssil de més de 20 milions d’antiguitat. Abans passa per un estat intermedi que s’anomena copal (menys de 20 milions d’anys). La resina, abans de passar a ambre, pot atrapar insectes, aràcnids, pol·len… en aquest cas es consideraria un doble fòssil.

    Pieza de ámbar a la lupa con insectos en su interior. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
    Peça d’ambre a la lupa amb insectes al seu interior, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Fòssils químics: són els combustibles fòssils, com el petroli i el carbó, que es van formar per l’acumulació de matèria orgànica a altes pressions i temperatures juntament amb l’acció de bacteris anaerobis (que no utilitzen oxigen per al seu metabolisme).
  • Subfòssil: quan el procés de fossilització no s’ha completat (per haver passat poc temps, o les condicions perquè es donés la fossilització no van ser propícies) les restes es coneixen com subfòssils. No tenen més de 11.000 anys d’antiguitat. És el cas dels nostres avantpassats més recents (Edat dels Metalls).
Ötzi, un subfòssil. És la mòmia natural més antiga d’Europa. Va viure durant el Calcolític (Edat de Coure) i va morir fa 5.300 anys. Foto: Wikimedia Commons
    • Fòssil vivent: nom que es dóna a éssers vius actuals molt semblants a organismes ja extingits. El cas més famós és el del celacant, que es creia extingit des de feia 65 milions d’anys fins que va ser redescobert el 1938, però hi ha altres exemples com els nàutils.

      ammonites, nautilus, cosmocaixa, fósil, mireia querol rovira
      Comparació entre la closca d’un nautilus actual (esquerra) i un ammonit de milions d’anys d’antiguitat (dreta). CosmoCaixa. Foto :Mireia Querol Rovira
    • Pseudofòssils: són formacions a les roques que semblen restes d’éssers vius, però en realitat s’han format per processos geològics. El cas més conegut són les dendrites de pirolusita, que semblen vegetals.

      Infiltraciones de priolusita en piedra calcárea. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol
      Infiltracions de priolusita en lloses calcàries, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol

Lògicament els fòssils es van fer més comuns a partir de l’aparició de parts dures (petxines, dents, ossos…), fa 543 milions d’anys (Explosió del Cambrià). El registre fòssil anterior a aquest període és molt escàs. Els fòssils més antics que es coneixen són els estromatòlits, roques formades per la precipitació de carbonat càlcic a causa de l’activitat de bacteris fotosintètics que encara existeixen en l’actualitat.

La ciència que estudia els fòssils és la Paleontologia .

stromatolite, estromatòli, estromatolito, mireia querol rovira, fossil, fósil
Estromatòlit de 2.800 milions d’anys d’antiguitat, Australian Museum. Foto: Mireia Querol Rovira

COM ES FORMA UN FÒSSIL?

La fossilització es pot donar de cinc maneres diferents:

    • Petrificació: és la substitució de la matèria orgànica per substàncies minerals de les restes d’un ésser viu enterrat. S’obté una còpia exacta de l’organisme en pedra. El primer pas de la petrificació és la permineralització: els porus de l’organisme estan farcits de mineral però el teixit orgànic està inalterat. És la fossilització més comú que pateixen els ossos.
    • Gelificació: l’organisme queda incrustat en el gel i no pateix gairebé transformacions.
    • Compressió: l’organisme mort queda sobre una capa tova del sòl, com el fang, i queda cobert per capes de sediments.
    • Inclusió : els organismes queden atrapats en ambre o petroli.
    • Impressió: els organismes deixen impressions en el fang i es conserva la marca fins que el fang s’endureix.
Processos de fossilització i fòssils resultants. Autor desconegut

UTILITAT DELS FÒSSILS

  • Els fòssils ens donen informació de com eren els éssers vius en el passat, resultant una evidència de la evolució biològica i una ajuda per establir els llinatges dels éssers vius actuals.
  • Permeten analitzar fenòmens cíclics com canvis climàtics, dinàmiques atmosfera-oceà i fins i tot les pertorbacions orbitals dels planetes.
  • Els que són exclusius d’una determinada època permeten datar amb força exactitud les roques en què es troben (fòssils guia).
  • Donen informació de processos geològics com el moviment dels continents, presència d’antics oceans, cadenes muntanyoses…
  • Els fòssils químics són la nostra principal font d’energia actual.
  • Donen informació sobre el clima del passat, per exemple, estudiant els anells de creixement dels troncs fòssils o les deposicions de matèria orgànica en les varves glacials.

    mireia querol rovira, tronco fósil, xilópalo, AMNH
    Troncs fòssils on s’observen anells de creixement. American Museum of Natural History. Foto: Mireia Querol Rovira

DATACIÓ DELS FÒSSILS

Per conèixer l’edat dels fòssils existeixen mètodes indirectes (datació relativa) i directes (datació absoluta). Com que no hi ha cap mètode perfecte i la precisió disminueix amb l’antiguitat, els jaciments se solen datar amb més d’una tècnica.

DATACIÓ RELATIVA

Els fòssils es daten segons el context en el qual han estat trobats, si estan associats a altres fòssils (fòssils guia) o objectes dels que es coneix l’edat i segons l’estrat en el qual es troben.

En geologia, els estrats són els diferents nivells de roques que s’ordenen segons la seva profunditat: segons la estratigrafia, els més antics són els que es troben a major profunditat, mentre que els més moderns són els més superficials, ja que els sediments no han tingut tant de temps per dipositar-se al substrat. Lògicament si hi ha moviments de terres i alteracions geològiques la datació seria incorrecta si només existís aquest mètode.

Esquema de las eras geológicas y estratso con sus correspondientes fósiles. Fuente
Esquema de les eres geològiques i estrats amb els seus corresponents fòssils. Font

DATACIÓ ABSOLUTA

És més precisa i es basa en les característiques físiques de la matèria.

DATACIÓ RADIOMÈTRICA

Es basa en la velocitat de desintegració d’isòtops radioactius presents en roques i fòssils. Els isòtops són àtoms del mateix element però amb diferent quantitat de neutrons en el seu nucli . Els isòtops radioactius són inestables, pel que es transformen en altres més estables a una velocitat coneguda pels científics emetent radiació. Comparant la quantitat d’isòtops inestables amb els estables en una mostra, la ciència pot estimar el temps que ha transcorregut des que es va formar el fòssil o roca.

carbono 14
Esquema del cicle del Carboni 14. Font
  • Radiocarboni (Carboni-14): en organismes vius, la relació entre el C12 i el C14 és constant, però quan moren, aquesta relació canvia ja que el C14 deixa de incorporar-se al cos i el que queda es descomposa radioactivament en un període de semidesintegració de 5730 anys. Coneixent la diferència entre el C12 i C14 de la mostra, podrem datar quan va morir l’organisme. El límit màxim de datació per aquest mètode són 60.000 anys, per tant només s’aplica a fòssils recents.
  • Beril·li 10-Alumini 26: té la mateixa aplicació que el C14, però té un període de semidesintegració molt més gran, de manera que permet datacions de 10 milions d’anys, i fins i tot de fins a 15 milions d’anys.
  • Potassi-Argó (40K/40Ar): s’utilitza per datar roques i cendres d’origen volcànic de més de 10.000 anys. És el mètode que es va utilitzar per datar les petjades de Laetoli , el primer rastre de bipedisme del nostre llinatge deixat per Australopithecus afarensis.
  • Sèries de l’Urani (Urani-Tori): s’utilitzen diverses tècniques mitjançant els isòtops de l’urani. S’utilitzen en materials de carbonat de calci, (com coralls) i dipòsits minerals en coves (espeleotemes ).
  • Calci 41: permet datar restes òssies en un interval de temps entre 50.000 i 1.000.000 d’anys.

DATACIÓ PER PALEOMAGNETISME

El pol nord magnètic ha anat canviant al llarg de la història de la Terra, i es coneixen les coordenades geogràfiques en diferents èpoques geològiques.

Alguns minerals tenen propietats magnètiques i es dirigeixen cap al pol nord magnètic quan estan en suspensió aquosa, per exemple en les argiles. Però si es dipositen a terra, queden fixats cap a la posició que tenia el pol nord magnètic en aquell moment. Si observem cap a quines coordenades estan orientats aquests minerals al jaciment, el podem associar amb una època determinada.

Deposición de partículas magnéticas orientadas hacia el polo norte magnético. Fuente: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.
Deposició de partícules magnètiques orientades cap al pol nord magnètic. Font: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.

Aquesta datació s’utilitza en restes dipositades sobre fons argilosos i com el pol nord magnètic ha estat diverses vegades en les mateixes coordenades geogràfiques, s’obté més d’una data de datació. Segons el context del jaciment, es podran descartar algunes d’aquestes dates fins arribar a una definitiva.

DATACIÓ PER TERMOLUMINISCÈNCIA I LUMINISCÈNCIA ÒPTICA SIMULADA

Certs minerals (quars, feldspat, calcita…) acumulen modificacions en la seva estructura cristal·lina degudes a la desintegració radioactiva de l’entorn. Aquestes modificacions són acumulatives, contínues i dependents del temps d’exposició a la radiació. Quan se sotmet al mineral a estímuls externs, emet llum a causa d’aquestes modificacions. Aquesta luminiscència és molt feble i diferent segons se li apliqui calor (TL), llum visible (OSL) o infrarojos (IRSL).

Termoluminiscencia de la fluorita. Foto: Mauswiesel
Termoluminiscència de la fluorita. Foto: Mauswiesel

Només es poden datar mostres que hagin estat protegides de la llum solar o del calor a més de 500 ºC, ja que llavors es reinicia “el rellotge” en alliberar l’energia de manera natural.

RESSONÀNCIA PARAMAGNÈTICA ELECTRÒNICA (ESR)

La ESR (electro spin ressonance) consisteix a sotmetre la mostra a radiació i mesurar l’energia absorbida per la mostra en funció de la quantitat de radiació a la qual ha estat sotmesa durant la seva història. És un mètode complex del que pots obtenir més informació aquí.

REFERÈNCIES

mireia querol rovira