Se conoce como fósil a cualquier resto o señal de actividad de los organismos del pasado. Esta definición incluye una gran diversidad de fósiles, desde organismos completos hasta huellas de paso. Los restos más comunes, dentro del reino animal, son las partes esqueléticas: conchas, dientes, caparazones, huesos... Por su parte, los restos vegetales fósiles más comunes son los granos de polen y las esporas.     Las señales de actividad de los organismos del pasado son muy variadas e incluyen, entre otras, a las huellas de locomoción, tubos y cámaras de habitación y las marcas de alimentación. La disciplina paleontológica que se encarga de estudiar estas señales de actividad es la Paleoicnología.    Al conjunto de los fósiles conocidos se le conoce como registro fósil. Debido a la naturaleza del proceso de fosilización, el registro fósil está compuesto por una ínfima fracción de los organismos que vivieron en las distintas épocas del pasado. Además de esta pobreza el registro fósil está, presumiblemente, sesgado. Es decir, que tenemos la certidumbre de que los individuos y especies representadas en él no fueron, necesariamente, los más abundantes y comunes de los ecosistemas pretéritos.    Cuando se encuentra un fósil es de capital importancia registrar toda la información posible sobre su situación geográfica y estratigráfica. Además, para estudiar los procesos que llevaron a la formación de los fósil particulares y a la del propio yacimiento es necesario anotar la posición espacial exacta de cada fósil, las posiciones relativas de unos respecto a otros, la orientación tridimensional de cada fósil, su estado de conservación, etc. Existe una rama de la Paleontología que, a partir de los datos recogidos en el yacimiento y del estudio de cada fósil, trata de recomponer los procesos que dieron lugar a los yacimientos; se trata de la Tafonomía.    Los lugares preferentes para la formación de yacimientos son aquellos donde hay altas tasas de sedimentación, que permiten un rápido enterramiento de los restos y señales de actividad. Los lugares con mayor tasa de sedimentación son aquellos en los que una corriente de agua, cargada de sedimentos, se ve frenada. En el interior de los continente, esta situación se produce, principalmente, en las grandes depresiones, las terrazas fluviales y el interior de las cuevas.                                Cuando se encuentra un fósil, es fundamental registrar toda la información posible sobre su situación geográfica y estratigráfica. Además debe anotarse la posición espacial exacta de cada fósil, las posiciones relativas de unos respecto a otros, la orientación tridimensional de cada fósil, su estado de conservación, etc.   El registro fósil La palabra fósil procede del adjetivo latino fossilis, derivado del verbo fodere (excavar), que se aplica a cualquier objeto desenterrado. Sin embargo, su significado actual es mucho más restringido y solo se aplica a algunos de los "objetos desenterrados": en concreto, a cualquier resto o señal de actividad de los organismos del pasado. Es a través del estudio de estos fósiles que los paleontólogos desentrañan la historia de la vida sobre nuestro planeta, y al conjunto de fósiles conocidos se le conoce como registro fósil.    El registro fósil incluye una sorprendente variedad de tipos de fósiles. Se da la paradoja de que aunque la probabilidad de que un organismo fosilice es muy baja, un mismo individuo puede producir un elevado número (incluso miles) de fósiles diferentes. El tipo de fósil más evidente, y el más informativo para el paleontólogo, consiste en la totalidad o parte(s) del cuerpo de un ser vivo. Aunque no es frecuente que fosilicen organismos completos, tampoco se trata de casos excepcionales y así podemos mencionar, por ejemplo, los insectos conservados en ámbar o los cadáveres congelados de los mamuts. No obstante, lo más habitual es que solo fosilicen las partes mineralizadas de los animales: huesos, dientes, conchas y caparazones.    También las plantas tienen estructuras duras que fosilizan con facilidad, como las partes leñosas de troncos y raíces, y otras blandas que lo hacen con menos frecuencia, como las hojas, frutos, y frondes. Sorprendentemente, la mayor parte de los fósiles vegetales del registro fósil no son los orgullosos leños sino las humildes esporas y los granos de polen. Ambos son muy resistentes gracias a la presencia de envueltas externas o cutículas químicamente muy estables. Tan abundantes son las esporas y el polen en los estratos sedimentarios, que se ha desarrollado una disciplina de la Paleontología para dedicarse a su estudio; es la Palinología, del griego Palyno: rociar (por que los sedimentos parecen "rociados" de esporas y polen).                               La palinología estudia los restos de polen y esporas fósiles. Las envueltas externas son muy resistentes y aguantan muy bien el paso del tiempo.   Quizá los fósiles más fascinantes y misteriosos sean las señales de actividad de los organismos. El ejemplo más obvio lo constituyen las pistas; es decir, las marcas dejadas en el sustrato por los animales que se desplazaron sobre él.    Entre las pistas más famosas se encuentran las huellas de Laetoli, que fueron dejadas por dos homínidos bípedos, uno grande y otro más pequeño, que caminaron uno al lado del otro hace más de tres millones de años. También gozan de gran popularidad las huellas de dinosaurios. Este tipo de fósil es muy útil para estudiar aspectos de la locomoción de los animales que las produjeron, pero también nos informa sobre su peso y, en determinados casos, sobre aspectos de su comportamiento tales como la sociabilidad (según se deduzca que formaban manadas o eran solitarios).    Aunque menos conocidas por el gran público, la mayor parte de las pistas del registro fósil fueron producidas por invertebrados marinos, del tipo de los trilobites, las lombrices y los gusanos, al desplazarse sobre el fango del fondo. También estas huellas son muy ilustrativas sobre la locomoción y hábitos de vida de sus propietarios (aunque muchas veces no se sepa con exactitud quienes las produjeron). Además de las pistas, existen otros muchos tipos de señales de actividad, que incluyen, entre otras, a túneles de alimentación y/o habitación, huellas de reposo, heces fósiles (o coprolitos) y, en el caso de los humanos, instrumentos de piedra. También hay una especialidad paleontológica encargada del estudio de estas evidencias de las actividades de los organismos del pasado. Se trata de la Paleoicnología (del griego ichnos: huella).      Con justicia, se podría pensar que el adjetivo que mejor describe al registro fósil es el de variado, pero lo cierto es que hay otro que lo define mejor: sesgado. Sólo una pequeña parte del conjunto de seres vivos del pasado están representados en él ya que la mayoría no produjo ni un solo fósil. Además, muchos de los fósiles producidos se han perdido a lo largo del tiempo debido a los procesos de erosión, y otros muchos nunca nos serán accesibles por estar enterrados a muchos metros de profundidad. En consecuencia, el registro fósil no es sino una estrechísima mirilla por la que intentamos vislumbrar la vida del pasado. Desgraciadamente, la precariedad del registro no es su peor cualidad. Lo cierto es que no tenemos razones para pensar que éste sea representativo de las especies del pasado. Es decir, que no podemos estar seguros (más bien todo lo contrario) de que los organismos y especies que conocemos por los fósiles fueran los más comunes en las Biosferas pretéritas. Para decirlo claramente: solo tenemos unos pocos fósiles que representan a unos pocos organismos de unas pocas especies del total que vivieron en el pasado, ¿cómo saber qué parte del total representan?     Levántate y anda. El trabajo de un paleontólogo es el de volver a la vida a los organismos del pasado a través del estudio de los fósiles. Los fósiles son la principal fuente de conocimiento sobre la vida en el pasado, pero no la única. Un fósil colocado sobre la mesa del paleontólogo contiene mucha información de tipo paleobiológico pero no aportará ningún dato sobre su localización geográfica ni sobre su antigüedad.    No solo es importante saber dónde se encontró un fósil y su relación con las capas de rocas del yacimiento, hay otros tipos de información que también son de importancia capital. Se trata de la posición exacta de los fósiles unos respecto a otros, de su disposición, su orientación y su estado de conservación. Solo con esa información el paleontólogo puede abordar el estudio de cómo llegaron los fósiles hasta el yacimiento y de cómo se formó éste. Con este fin , existe una rama de la Paleontología, la Tafonomía (de los vocablos griegos taphos y nomos que significan literalmente enterramiento y ley, respectivamente) que se encarga del estudio de la historia de los fósiles desde que se produjo un resto, o una señal de actividad de un ser vivo, hasta que el correspondiente fósil está listo para ser estudiado. Como resultado de los análisis tafonómicos es posible establecer cómo llegaron los fósiles al yacimiento y qué tipo de información se ha perdido en el proceso de fosilización, lo que resulta imprescindible para la correcta interpretación de los fósiles.                            La Tafonomía se encarga del estudio de la historia de los fósiles, desde que se produjo un resto (o una señal de actividad de un ser vivo) hasta que ese fósil llega a nuestras manos para ser estudiado. Esta ilustración explica el proceso de enterramiento de un mamut que queda atrapado en el permafrost o suelo helado de la tundra y posteriormente es enterrado bajo sucesivas capas de barro helado que garantizan su congelación. La erosión favorece la exposición de parte del animal (quizás un colmillo) y los especialistas proceden a la excavación sistemática del mamut fósil.  Un fósil del que no se conoce su origen pierde gran parte de su valor. Los datos geográficos, geológicos y tafonómicos hay que registrarlos con gran exactitud y esta tarea requiere formación y experiencia. Aunque los aficionados realizan a veces hallazgos muy valiosos, la correcta extracción de los fósiles es un trabajo para el que solo los paleontólogos profesionales están capacitados. Recolectar fósiles para engrosar colecciones privadas es un expolio al patrimonio y una pérdida irreparable de conocimiento.  Tipos de yacimientos  Para que el fenómeno de la fosilización tenga lugar, se han de dar una serie de circunstancias especiales. La primera de ellas es el enterramiento, que ha de ser relativamente rápido ya que si no es así el resto quedará expuesto a la acción de factores atmosféricos (la meteorización, por ejemplo) y biológicos (carroñeros y descomponedores) que lo harán desaparecer. Es decir, que solo en ambientes con altas tasas de sedimentación (sedimentación rápida) es posible que los seres vivos produzcan fósiles.    El principal agente geológico de la corteza terrestre es el agua en movimiento. Cuando el agua corre con gran velocidad es capaz de erosionar las rocas de la corteza terrestre y arrastrar los sedimentos producto de tal erosión. Este transporte depende la propia velocidad del agua: cuanto mayor sea ésta más grande será su energía cinética y, por tanto, mayor su capacidad de transportar sedimentos. Así, cuando el agua pierde velocidad reduce su capacidad de transporte y se produce la deposición de los materiales que arrastra; es decir su sedimentación.    Por todo ello, en aquellos ambientes en los que llegue agua corriente, cargada de sedimentos, y se produzca un descenso abrupto en la velocidad de dicha agua, tendrá lugar una sedimentación intensa. Como ya hemos visto, estos ambientes sedimentarios son los ideales para la producción de fósiles y, en los continentes, se pueden resumir en tres grandes tipos: cuencas sedimentarias, terrazas fluviales y el interior de cuevas.    Las grandes depresiones Una cuenca sedimentaria es una región deprimida rodeada de montañas. Desde éstas últimas corren cursos de agua que confluyen en la depresión, formando zonas pantanosas y lagos. El agua circula a gran velocidad por las montañas, erosionándolas y transportando los sedimentos hacia la depresión, en donde deposita los materiales acarreados al perder su velocidad cuando desemboca en los lagos y pantanos. En una cuenca sedimentaria hay una zona de producción intensa de sedimentos (las montañas) y otra de acumulación de éstos (la depresión). Como resultado de este proceso, las montañas van siendo reducidas en su volumen y altura, y la cuenca central se va rellenando, elevandose cada vez más. De este modo se han formado, por ejemplo, las dos mesetas que componen la región central de la Península Ibérica.    En el campo de la evolución humana, hay una cuenca sedimentaria de extraordinario interés por los fósiles que contiene y cuya formación está relacionada con las fuerzas que fracturan y desplazan la corteza terrestre: el gran Rift Valley del este de África. La región esteafricana está recorrida por una red de grandes depresiones alargadas, que se encuentran unidas entre sí en un gran valle, que como un gigantesco surco de arado, se extiende desde Mozambique hasta el norte de Etiopía. La causa de este peculiar relieve está en el hecho de que, en esta región, se está fracturando la litosfera terrestre. Si el proceso continúa, una parte de África, el llamado "cuerno de África", se acabará desgajando de la masa continental y se desplazará hacia el noreste, hacia el sur de la Península Arábiga.                                      El Rift Valley (el valle del Rift, al este de África) es una de las cuencas sedimentarias de mayor interés dentro del estudio de los fósiles humanos.   La Tierra está compuesta por una serie de capas cuyas propiedades físicas son diferentes. La capa más externa es la Corteza, cuyo espesor promedio es de 30 Km. Bajo la Corteza se extiende el Manto, una capa inmensa de unos 2900 Km de espesor. Finalmente, la capa más interna de nuestro planeta es el Núcleo, con unos 3470 Km de radio. La Corteza es rígida, como la mayor parte del Manto y la parte más interna del Núcleo (su zona externa es líquida). Dentro del Manto pueden distinguirse zonas distintas en función del estado de las rocas que lo forman. Así, los primeros 100 Km, aproximadamente, del Manto están constituidos por roca rígida y forman, junto con la Corteza, la llamada Litosfera (esfera rígida). Pero entre los 100 y los 1000 Km de profundidad las rocas están próximas al punto de fusión o fundidas (aproximadamente un 2% del total), en un estado que se conoce como fluido (lo más parecido es un estado similar al de la lava volcánica) confiriendo a esta zona del Manto, que se conoce como Astenosfera (esfera fluida), unas propiedades especiales.    En determinados puntos de la Astenosfera, las rocas están más calientes y tienden a ascender, formando lo que se conoce como corrientes de convección. Estas corrientes de convección pueden alcanzar la Litosfera llegando, en algunas ocasiones, a deformarla e incluso a partirla. Este proceso es el responsable de que la Litosfera esté fracturada en placas, que pueden desplazarse unas respecto aotras debido a que están sustentadas en una base fluida, surcada por corrientes de convección, la Astenosfera. A este proceso se le conoce como Tectónica de Placas y su resultado es la Deriva Continental (o movimiento de las masas continentales a lo largo del tiempo).    Descrito con más detalle, el proceso de ruptura y separación de placas litosféricas se inicia cuando una corriente de convección alcanza la Litosfera. Entonces se produce un "abombamiento" de la superficie, que al mismo tiempo se fractura. Cuando cede la presión, la superficie elevada se hunde debido a las roturas (fallas) producidas. Este proceso (aumento y disminución de la presión sobre la Litosfera en una zona) puede repetirse varias veces y está asociado con fuerte vulcanismo. Como consecuencia, se forman grandes depresiones en las que confluye el agua que circula por sus laderas y que deposita grandes cantidades de sedimentos. En resumen, se forma una cuenca sedimentaria.                                                    La Astenosfera es una esfera fluida con propiedades especiales. En ciertos puntos de la Astenosfera las rocas están más calientes y tienden a ascender formando corrientes de convección.    Pues bien, este es el fenómeno que ha formado el conjunto de depresiones que forman el gran Rift Valley del este de África y que ha propiciado la formación de los grandes lagos del interior del continente y de las correspondientes cuencas sedimentarias. El vulcanismo asociado ha intercalado en los niveles sedimentarios capas de rocas volcánicas, cuya antigüedad puede conocerse con gran precisión, y que son muy útiles para conocer la edad de los fósiles contenidos en dichos niveles. Entre los muchos yacimientos importantes de esta región de África pueden destacarse los que se encuentran enclavados en las orillas orientales y occidentales del lago Turkana (antiguo lago Rodolfo), situado al noroeste de Kenia.   Las terrazas fluviales En cualquier río pueden distinguirse tres zonas en su curso. En tramo alto está caracterizado por la presencia de fuertes desniveles que imprimen al agua una gran velocidad y, por tanto, una elevada energía. Gracias a esta elevada energía, el río arranca y transporta grandes cantidades de roca que arrastra hacia el tramo medio. En éste, la pendiente es menor, menguando la velocidad del agua y disminuyendo su capacidad de transporte. Aquí el río está en equilibrio: no tiene la suficiente energía para erosionar, pero sí para transportar los sedimentos cargados en el tramo alto. En el tramo bajo, la velocidad desciende mucho y el agua pierde la capacidad de arrastrar los materiales; comienza la sedimentación. Como la perdida de velocidad suele ser gradual, los materiales más pesados se depositan primero y los más finos los últimos, generalmente en la desembocadura.    En resumen, a lo largo del curso de un río se distingue una zona de erosión, otra de transporte y una tercera de sedimentación. Por supuesto, ésta es una simplificación, ya que cualquier variación de la velocidad del agua conlleva un cambio en su capacidad de transporte. En el curso alto también hay regatos, donde predomina la sedimentación, y en el curso medio o bajo hay zonas donde el agua cobra velocidad y hay erosión. Pero estas situaciones son anecdóticas y la dinámica general del río es la descrita. Como consecuencia, el lecho del río es diferente en cada tramo. Es profundo y sin sedimentos en su curso alto (zona de erosión) y somero y con grandes depósitos de sedimentos en su curso bajo (zona de sedimentación). Esta última parte del curso del río es adecuada para el enterramiento de cadáveres o restos de organismos y su posterior fosilización.                                        A lo largo del curso de un río se distingue una zona de erosión, otra de transporte y una tercera de sedimentación. Es en el tramo bajo, donde la velocidad desciende y el agua ya no puede continuar arrastrando los materiales y dá comienzo la sedimentación. A: área de la sección del cauce, V: velocidad de flujo; S: pendiente; Q: caudal.  Pero los ríos no han sido siempre iguales. Por efecto de la erosión del río sobre su cauce, el desnivel de éste se va atenuando. En consecuencia, el tramo bajo se va extendiendo a expensas del curso medio, que a su vez "asciende" por el tramo alto, que también se reduce. No obstante hay fenómenos que "rejuvenecen" el perfil del cauce, incrementando el desnivel. Esto puede ocurrir si las montañas donde se origina el río se ven levantadas por fuerzas tectónicas o isostáticas, o si el nivel del mar desciende por efecto de una glaciación (ver más adelante).    Además de la velocidad del agua, su capacidad de erosionar y transportar también dependen de su masa (el otro componente de la energía cinética), o dicho de otro modo: de la cantidad de agua que lleven. Y ésta varía mucho a lo largo del tiempo. En el último millón de años se han sucedidos periodos fríos y secos con otros más calidos y húmedos. Los momentos de mayor frío son las glaciaciones, en las que los casquetes polares (especialmente en el norte) se extendían hacia las regiones templadas. El aumento de la masa de hielo de los mantos polares, determinaba que una cantidad mayor del agua circulante del planeta quedase retenida en forma de hielo. En consecuencia, las lluvias eran más escasas y el nivel del mar descendía. También los ríos veían afectado su caudal, que se reducía grandemente. Cuando el clima volvía a ser más calido, aumentaban las precipitaciones y los deshielos se hacían más copiosos: los ríos se volvían más caudalosos.    Estos factores, variación en el perfil del cauce y en el caudal de agua del río, hacen que la zona de erosión y de sedimentación del río no sean constantes. Así, la zona de erosión de un río puede (en un momento de caudal elevado o de rejuvenecimiento del desnivel) situarse donde antes estaba la región de sedimentación (cuando el río llevaba menos agua o esta fluía más lentamente). Y cuando un río labra su cauce a través de sus propios sedimentos, nunca vuelve a pasar exactamente por el mismo sitio. En consecuencia, quedan depósitos sedimentarios sin erosionar (que pueden ser muy ricos en fósiles) que se conocen como terrazas fluviales.                                El río Arlanzón es el responsable de haber ido depositando los sedimentos que han ido rellenando las cavidades de la Sierra de Atapuerca. A lo largo de su historia son varias las terrazas que ha originado.  Un buen ejemplo de yacimiento con fósiles humanos en terrazas fluviales, lo constituye la localidad javanesa de Ngandong, en las terrazas del río Solo, donde se han hallado numerosas cráneos fragmentarios de Homo erectus.  Los rellenos de cuevas  El tercer ambiente en que puede tener lugar una sedimentación intensa son las cuevas. La mayor parte de las cuevas se producen en las rocas calizas, debido a sus propiedades químicas. La roca caliza esta formada, básicamente, por carbonato cálcico. Este mineral se forma cuando el calcio disuelto en el agua reacciona, a través de una serie de reacciones intermedias, con el dióxido de carbono, igualmente disuelto en el agua. El carbonato cálcico precipita en condiciones de extrema quietud del agua. La inmensa mayor parte de la roca caliza del planeta se ha formado (y se forma, en la actualidad) en el fondo del mar, en capas que pueden tener cientos de metros de espesor. Estas capas de roca caliza pueden verse plegadas por la dinámica de la corteza terrestre, originando montañas que quedan fuera del mar. Así se formaron la mayor parte de nuestras montañas, como la mayor parte del Sistema Ibérico, los pirineos y Picos de Europa, por ejemplo.    Como resultado de este proceso, enormes masas de roca caliza son puestas a merced de los agentes geológicos externos. De manera inversa a como se formó, el carbonato cálcico que forma la caliza puede ser disuelto por el agua, a condición de que ésta contenga dióxido de carbono. Y el agua de lluvia que se filtra a través de las numerosas grietas y fisuras de las rocas contiene dióxido de carbono, por lo que es capaz de disolver la caliza. También disuelven las rocas calizas las aguas subterráneas que se infiltran en ellas, siempre a favor de las grietas, ya que que también contienen dióxido de carbono.    De este modo, el interior de la montaña se va viendo horadado por la acción del agua y se van formando tuneles horizontales y verticales, que se conocen como galerías y simas, respectivamente. Cuando el nivel de base de las aguas subterráneas (o nivel freático) desciende (por ejemplo porque el valle se encaje) el agua deja de circular por galerías y simas, y solo el agua de lluvia sigue actuando. En este momento, la montaña guarda en su interior un laberinto de cavidades. La acción del agua de lluvia, y la erosión de las laderas, llevan a que esta red de cuevas se abra al exterior, y empiecen a ser rellenadas por los sedimentos que el agua de las laderas arrastra, al introducirse, como si se tratara de desagües, en las cuevas. Junto con los sedimentos, el agua transporta restos de organismos, que quedan fosilizados junto a aquellos otros restos introducidos por carnívoros y humanos, como resultado de sus actividades.                                  La montaña va siendo horadada por la acción del agua. Al disolverse la roca caliza se van formando túneles y grietas en varias direcciones (las galerías y simas). Al bajar el nivel freático (el curso el río se desplaza) queda la cavidad y puede ser utilizada por los diferentes organismos dando comienzo el proceso de relleno (de sedimentos) de la cueva, la sedimentación.    Una gran parte de los fósiles humanos conocidos proceden de regiones en las que no hay cuencas sedimentarias, siendo mayoría los yacimientos en el interior de cuevas sobre los de terrazas fluviales. Quizá los ejemplos más señeros de yacimiento en cueva lo constituyan los de la región del Transvaal (Sterkfontein, Swartkrans y Kromdraai), en Sudáfrica, y los de la burgalesa Sierra de Atapuerca.  IZQUIERDA: La posible causa de la masiva acumulación de fósiles humanos en la Sima de los Huesos hace unos 300.000 años fué la acción de los propios humanos, que arrojaban allí a sus muertos.                                                                              Sima de los Huesos                                      Trinchera Dolina, Sierra de Atapuerca DERECHA: Fotografía tomada antes de 1976 en la que se observan dos de los yacimientos de la Sierra de Atapuerca de la Trinchera del Ferrocarril. Galería (en primer plano) y Dolina (al fondo) eran cavidades que quedaron expuestas al 'cortarse' la sierra en las obras de construcción de un ferrocarril minero. Se puede observar cómo los sedimentos arcillosos han colmatado las cuevas hasta el techo.     Por último, cabe mencionar un tipo de yacimiento cuya génesis no se debe a los agentes geológicos externos sino a la mano humana. Se trata de los enterramientos, acumulaciones intencionadas de cadáveres en lugares recónditos de las cuevas (como en el caso de la Sima de los Huesos de la Sierra de Atapuerca), o acumulaciones de huesos tras el consumo de seres humanos (como en el nivel TD6 de la Gran Dolina de Atapuerca). En este tipo de yacimientos la conservación de los restos es excepcional y pueden encontrarse esqueletos completos o muy completos. Desgraciadamente, con la notabilísima excepción del yacimiento de la Sima de los Huesos, la humanidad no comenzó las prácticas funerarias hasta hace menos de 100.000 años, por lo que el registro fósil de las humanidades más antiguas de esa fecha es mucho más escaso y fragmentario que el de aquellas otras posteriores (humanos modernos y neandertales).