La ciencia del principio de la vida en el univer

EL BIG BANG

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El universo nace en circunstancias desconocidas. Según los conocimientos científicos del Bing Bang, surgió de una ?singularidad?, un punto de densidad infinita en el que explotan las leyes del espacio y del tiempo.

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Las teorías actuales apuntan a una era de ?inflación? rápida; una expansión tan acelerada que supero la velocidad de la luz. Es posible que el universo, en principio del tamaño de una bola diminuta de menos de un milímetro, se haya expandido mucho más allá de las distintas que en la actualidad pueden observar nuestros telescopios más potentes.

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La fuerza primitiva que se mueve dejando una serie de partículas elementales electrones, quarks, gluones, y neutrinos? que sobrevienen en un entorno con temperaturas elevadísimas(1027°c). Agotada, la fuerza primitiva del universo se disuelve en gravedad y otras fuerzas que actúan a nivel nuclear. Se aplican ya las leyes de Einstein. El universo sigue expandiéndose y enfriándose.

La temperatura desciende hasta mil billones de grados centígrados. Aparecen las cuatro fuerzas elementales de la física: la gravedad, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza nuclear débil y el electromagnetismo. Ha llegado la hora de la creación de partículas más complejas.

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Los quarks empiezan a formar grupos de tres, dando lugar a los primeros protones y neutrones, la estructura básica de los átomos. La materia y la antimateria chocan e inician su destrucción mutua, dejando por alguna razón desconocida un resto de materia pura. La temperatura del universo ha descendido hasta mil millones de grados centígrados.

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Neutrones y protones se combinan para formar los núcleos mas básicos del átomo: los de hidrogeno, helio y litio. El universo se enfría a una velocidad tan extraordinaria que no queda calor suficiente para formar elementos mas pesados.


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La luz no logra llegar al universo primitivo a causa de su espesa mezcla de electrones protones (propagadores de luz y otras ondas energéticas). Al llegar a 3000°C, los elementos consiguen finalmente conectarse a la estructura básica del átomo, liberando fotones y creando la primera señal electromagnetica del universo (todavía hoy se sigue oyendo su rastro). El espacio es ahora transparente.

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La era cósmica oscura concluye con la formación de las primeras estrellas del universo en medio de densas nubes de gas. Compactado por la gravedad, el hidrogeno que contienen esas estrellas se funde en helio, derramando luz y calor en el espacio. Violentas y calurosas reacciones nucleares van generando nuevo elementos. Se forman así el carbono, el oxigeno y el magnesio. Estrellas gigantes, llamadas supernovas, expiran con tremendas explosiones y liberando materia pesada a través de las galaxias en evolución.

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Se forman nuestro sol a la vez que los planetas del sistema solar, posiblemente a raíz del cataclismo provocado por una supernova, que fue produciendo acumulaciones graduales de polvo, piedra, y gas hasta convertirse en cuerpos esféricos. En los planetas cercanos al sol (mercurio, Venus la tierra), la mayoría del gas ligero se ha quemado, dejando en la tierra una mezcla compuesta principalmente por hierro, níquel, carbono, oxigeno y magnesio. Los planetas más distantes como Júpiter y saturno, siguen siendo gigantescos globos de gas ligero.

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EL SISTEMA SOLAR



Es difícil precisar el origen del Sistema Solar. Los científicos creen que puede situarse hace unos 4.650 millones de años. Según la teoría de Laplace, una inmensa nube de gas y polvo se contrajo a causa de la fuerza de la gravedad y comenzó a girar a gran velocidad, probablemente, debido a la explosión de una supernova cercana.



La mayor parte de la materia se acumuló en el centro. La presión era tan elevada que los átomos comenzaron a partirse, liberando energia y formando una estrella. Al mismo tiempo se iban definiendo algunos remolinos que, al crecer, aumentaban su gravedad y recogían más materiales en cada vuelta.



También había muchas colisiones. Millones de objetos se acercaban y se unían o chocaban con violencia y se partían en trozos. Los encuentros constructivos predominaron y, en sólo 100 millones de años, adquirió un aspecto semejante al actual. Después cada cuerpo continuó su propia evolución.



Cualquier teoría que pretenda explicar la formación del Sistema Solar deberá tener en cuenta que el Sol gira lentamente y sólo tiene 1 por ciento del momento angular, pero tiene el 99,9% de su masa, mientras que los planetas tienen el 99% del momento angular y sólo un 0,1% de la masa.



Hay cinco teorías consideradas razonables:

La teoría de Acreción asume que el Sol pasó a través de una densa nube interestelar, y emergió rodeado de un envoltorio de polvo y gas.



La teoría de los Proto-planetas dice que inicialmente hubo una densa nube interestelar que formó un cúmulo. Las estrellas resultantes, por ser grandes, tenian bajas velocidades de rotación, en cambio los planetas, formados en la misma nube, tenían velocidades mayores cuando fueron capturados por las estrellas, incluido el Sol



La teoría de Captura explica que el Sol interactuó con una proto-estrella cercana, sacando materia de esta. La baja velocidad de rotación del Sol, se explica como debida a su formación anterior a la de los planetas.



La teoría Laplaciana Moderna asume que la condensación del Sol contenía granos de polvo sólido que, a causa del roce en el centro, frenaron la rotación solar. Después la temperatura del Sol aumentó y el polvo se evaporó.



La teoría de la Nebulosa Moderna se basa en la observación de estrellas jóvenes, rodeadas de densos discos de polvo que se van frenando. Al concentrarse la mayor parte de la masa en el centro, los trozos exteriores, ya separados, reciben más enrgía y se frenan menos, con lo que aumenta la diferencia de velocidades.


EL PLANETA TIERRA



La Tierra se formó hace unos 4.650 millones de años, junto con todo el Sistema Solar. Aunque las piedras más antiguas de la Tierra no tienen más de 4.000 millones de años, los meteoritos, que se corresponden geológicamente con el núcleo de la Tierra, dan fechas de unos 4.500 millones de años, y la cristalización del núcleo y de los cuerpos precursores de los meteoritos, se cree que ocurrió al mismo tiempo, unos 150 millones de años después de formarse la Tierra y el Sistema Solar.



Después de condensarse a partir del polvo cósmico y del gas mediante la atracción gravitacional, la Tierra era casi homogénea y bastante fría. Pero la continuada contracción de materiales y la radiactividad de algunos de los elementos más pesados hizo que se calentara.



Después, comenzó a fundirse bajo la influencia de la gravedad, produciendo la diferenciación entre la corteza, el manto y el núcleo, con los silicatos más ligeros moviéndose hacia arriba para formar la corteza y el manto y los elementos más pesados, sobre todo el hierro y el níquel, cayendo hacia el centro de la Tierra para formar el núcleo.




Al mismo tiempo, la erupción de los numerosos volcanes, provocó la salida de vapores y gases volátiles y ligeros. Algunos eran atrapados por la gravedad de la Tierra y formaron la atmósfera primitiva, mientras que el vapor de agua condensado formó los primeros océanos.




La tierra que hoy conocemos tiene un aspecto muy distinto del que tenía poco después de su nacimiento, hece unos 4.500 millones de años. Entonces era un amasijo de rocas conglomeradas cuyo interior se calentó y fundió todo el planeta. Con el tiempo la corteza se secó y se volvió sólida. En las partes más bajas se acumuló el agua mientras que, por encima de la corteza terrestre, se formaba una capa de gases, la atmósfera.




Agua, tierra y aire empezaron a inteactuar de forma bastante violenta ya que, mientras tanto, la lava manaba en abundancia por múltiples grietas de la corteza, que se enriquecía y transformaba gracias a toda esta actividad.



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EL ORIGEN DE LA VIDA



Hace cuatro mil millones de años la Tierra era una bola incandescente con la superficie apenas cubierta por una leve costra continuamente destrozada por la frecuente caída de los meteoritos que en aquella época aún poblaban el sistema solar.



Ninguna forma de vida actual hubiera sido capaz de sobrevivir en su superficie, pero en aquel caos continuo provocado por constantes erupciones volcánicas, geíseres y bombardeo de meteoritos y rayos cósmicos, se encontraban presentes todos los elementos necesarios para la vida.



En los lugares donde la corteza terrestre había tenido tiempo de solidificarse y enfriarse algo se podían llegar a producir precipitaciones de lluvia formando charcas y lagos de un líquido que no era agua precisamente, sino una mezcla de agua, amoníaco, metano, ácidos y sales en suspensión. Más adelante se unieron a esta atmósfera gases como monóxido y dióxido de carbono y nitrógeno.



Todo ello, con el continuo aporte de energía por parte del sol y la temperatura interna del planeta, producía reacciones químicas que generaban moléculas de un cierto grado de complejidad como formaldehido, ácido prúsico, glicinas y alcoholes. También se formaban otras muchas substancias complejas pero en mucha menor proporción, y con el tiempo la atmósfera primitiva contuvo ingentes cantidades de moléculas complejas.



Poco después ya no teníamos un caldo de átomos, sino un caldo de moléculas de bastante complejidad. Los sucesivos hervores, las erupciones volcánicas, las descargas eléctricas de los rayos bombardeando ese caldo de moléculas hizo que de vez en cuando muchas de estas moléculas fueran destruidas pero también hizo que se formaran, por azar, algunas moléculas más complejas.



El aporte energético era tan grande que las sustancias simples tendían a reagruparse con tanta o más rapidez que las complejas en destruirse, por eso a lo largo de millones de años el caldo fue conteniendo cada vez una mayor proporción de sustancias complejas.



El azar producía nuevas moléculas, millones de combinaciones cada día en todo el planeta, las moléculas más inestables eran destruidas con rapidez, las más estables perduraban por más tiempo, las más simples eran usadas en nuevos experimentos, uno tras otro, día tras día, año tras año, milenio tras milenio.



Pero por muy complejas que fueran esas moléculas seguían siendo moléculas inertes, hubieron de pasar cientos de millones de años de experimentos para que por azar surgiera una molécula capaz de autoreplicarse.



Durante casi mil millones de años se había preparado un complejo caldo de cultivo y en ese caldo aquella primera molécula autoreplicante tuvo alimento y energía suficientes para reproducirse durante cientos de generaciones, hasta cubrir la totalidad de la extensión de los mares.



Ahora teníamos una molécula capaz de tomar otras moléculas más pequeñas de su entorno para autoreplicarse. Apenas necesitó unos cientos de generaciones, quizás menos de un mes, para extenderse por todas las zonas del planeta donde pudiera encontrar alimento y energía. Fue la primera explosión demográfica del planeta y continuó hasta que fueron tantas moléculas que se hizo difícil encontrar alimento para todas ellas.
Cuando esto ocurrió ya eran trillones las moléculas idénticas que se habían formado.

Pero la autoreplicación no siempre se producía en condiciones adecuadas. A veces faltaba algún alimento, alguna sustancia necesaria para la replicación y eso hacía que fallara. Los componentes de aquel fracaso servían de alimento para otras replicaciones, al fin y al cabo eran trillones. Algunas veces el error que se producía no suponía la destrucción de la molécula, ésta era capaz de reproducirse en las mismas condiciones que su progenitora aunque una sutil diferencia podía representar una ligera ventaja o desventaja con respecto a las demás moléculas de su entorno.

Eran trillones de moléculas en todo el mundo intentando reproducirse dos o tres veces al día. Casi todas esas replicaciones eran correctas, pero había fallos, quizás una de cada mil replicaciones. De esos fallos la mayor parte eran inviables pero unos pocos, quizás uno cada cien millones de errores, provocaban una molécula que también era capaz de autoreplicarse. Pero era una molécula distinta, no mejor ni peor, pero en determinadas condiciones podía ser más fuerte, más estable, o más capaz de replicarse sin errores.



Cuando una molécula tenía una cierta ventaja tendía a reproducirse más, por eso las moléculas que aprovechaban mejor alguna característica de su entorno, que eran más fuertes o estables, o que se reproducían con más eficiencia acababan sustituyendo a las más simples y frágiles. Así fue como comenzó la evolución de las especies, aunque sólo había una única molécula (aún no ser vivo) evolucionando.

Millones, billones, trillones de experimentos más tarde, surgió una molécula capaz de rodearse de una membrana dando lugar a la primera célula procariota.
Anteriormente ya habían surgido por azar moléculas que se rodeaban de una membrana. Pero la composición de esa membrana era demasiado fuerte, demasiado impermeable, demasiado frágil o demasiado lo que sea para que resultara útil. Aquellos experimentos fracasaron.
Cuando uno de aquellos trillones de experimentos tuvo éxito apareció la primera célula procariota de la historia, más parecida a una bacteria que a una célula de las que componen nuestros cuerpos, pero ya un ser vivo capaz de reaccionar a su entorno, protegerse de condiciones adversas, alimentarse y reproducirse.



Mucho más capaz que las moléculas autoreplicantes que poblaban el planeta, la primera célula procariota se reprodujo una y otra vez produciendo la segunda explosión demográfica de la historia.
La expansión de la vida no eliminó a las moléculas autoreplicantes, aún hoy en día siguen existiendo como virus y otras formas prebióticas, pero el planeta ya no era de las moléculas, sino de las células.

Seguían siendo células procariotas, es decir, simple material genético envuelto en una membrana, tal como lo que hoy en día es el núcleo de una célula. Pero su grado de complejidad produjo dos efectos contrapuestos. Por un lado la célula era tan compleja que distintas partes de la molécula actuaban en condiciones diferentes lo que hacía que fuera más adaptable a su entorno. Por otro su complejidad producía errores de replicación con más frecuencia que en el caso de las moléculas. La mayor parte de estos fallos provocaban la destrucción de la célula, pero otros fallos suponían pequeños cambios en su diseño. A veces ese cambio suponía una ventaja, otras veces era un cambio perjudicial y en ocasiones era totalmente neutro. Con el tiempo llegó a haber muchas versiones diferentes de la célula original, cada una con diferentes probabilidades de supervivencia en diferentes entornos.



En aquella época había millones de hábitats posibles, algunas células eran más capaces de sobrevivir en unos que en otros lo cual llevó a la primera especialización de la vida, distintos hábitats y distintas células pintando los colores del primer cuadro de la vida en la Tierra.

Había células capaces de tomar determinados compuestos y convertirlos en aminoácidos. Otras podían usar la energía del sol para fabricar azúcares. Otras células, en fin, podían ensamblar los aminoácidos para fabricar proteínas.
La actividad de cada célula era inconsciente y caótica, pero lo que hacía cada una era dirigirse a los lugares donde podía sobrevivir mejor. Los desechos de unas podían servir de alimento a las otras, era inevitable que al cabo de poco tiempo surgieran agrupaciones de dos o más células procariotas para formar una colonia con mayores posibilidad de supervivencia que las que tenían cada una por separado.



Se formaron miles, millones de colonias, billones de experimentos condenados a fracasar.
Pero entre todos aquellos fracasos algunas de esas colonias llegaron a encerrarse en una nueva membrana dando lugar a las primeras células eucariotas.

De toda aquella producción de células extrañas e inviables, las que no tenían posibilidades de supervivencia eran destruidas de inmediato, pero de vez en cuando surgía una combinación que tenía más posibilidades de supervivencia que sus congéneres. Estas células competían con ventaja contra sus antecesoras más simples y en pocas generaciones eran capaces de acabar con su anterior supremacía.



La reproducción de aquellas primeras células seguía siendo delicada y se producían errores con bastante frecuencia. A veces unos componentes de la célula empezaban a replicarse antes que otros, lo que llevaba a la destrucción de la misma. Otras veces la célula mezclaba los cromosomas de distintos componentes de la célula y de ello salía algo totalmente distinto, una mutación. Casi siempre las mutacioes llevaban a la destrucción de las células pero algunas mutaciones eran capaces de seguir sobreviviendo y hasta de reproducirse generando una variedad diferente de la célula original. A veces se producían mutaciones beneficiosas, y eso hizo que las células descendientes fueran más capaces de sobrevivir que sus antecesoras.

Con el tiempo se formaron células muy complejas, algunas de tamaños inusitados para nuestra experiencia, se han encontrado células fosilizadas que podían medirse ¡en centímetros!.

La vida había estallado.




LAS ERAS GEOLÓGICAS DE LA TIERRA



En millones de años se ha formado la corteza terrestre, experimentó cambios profundos por la elevación o hundimiento de las masas continentales y debido a la formación de plegamientos o cadenas de montañas. Aparecieron las primeras formas de vida y las mismas fueron evolucionando. Estos procesos nos permiten distinguir las llamadas eras geológicas, o etapas en la vida de la
Tierra, las mismas que son:

LA ERA AZOICA



Significa ?sin vida?, es la más antigua porque en ella no aparecen fósiles de plantas ni de animales.

LA ERA ARCAICA



Que se calcula duró hasta hacia unos 500 millones de años. Durante ella se produjeron grandes plegamientos y cataclismos que dieron origen a algunas cadenas de montañas. La actividad volcánica fue muy intensa en América, y surgió la cordillera de los Hurones en Canadá. Los científicos creen que al final de este período aparecieron las primeras bacterias y algas en el mar.

LA ERA PRIMARIA O PALEOZOICA



Significa ?vida antigua?. En los primeros la vida estaba limitada al mar. Imperaban, los invertebrados y también las medusas, gusanos, moluscos, como los caracoles, corales. Hace aproximadamente 350 millones de años aparecieron los primeros vertebrados: se trataba de peces cuyo cuerpo estaba cubierto por una especie de coraza ósea. En este período brotaron los primeros vegetales terrestres, helechos, coníferas y aparecieron los insectos, los primeros animales, que abandonan el mar, y luego los anfibios o batracios.Tiene varios períodos:1.-Período Cámbrico.- Se desarrolla entre los 570 a 500 millones de años antes de nuestra era. Al principio de este período una explosión de vida pobló los mares, pero la tierra firme permaneció estéril, la vida animal estaba confinada por completo a los mares.2.-Período Ordovícico.- Comenzó hace unos 500 millones de años. Los mares se retiraron, dejando grandes áreas descubiertas. Los continentes de esa época se acercaban unos a otros. Se produjo una intensa actividad volcánica, se elevaron montañas y el clima fue bastante parejo y tibio en toda la Tierra.3.-Período Silúrico.- Este periodo se inicia hace 430 millones de años.




El nivel de los mares tiende a variar, se produjeron grandes plegamientos de la corteza terrestre. El clima fue templado y muy seco en algunas zonas. La vida vegetal en tierra bajo la forma de plantas simples llamadas psilofitas, que tenían un sistema vascular (tejidos que transportan el alimento) para la circulación de agua.4.-Período Devónico.- Este periodo se conoce también como la edad de los peces, por la abundancia de sus fósiles. Se desarrolla entre los 400 y los 350 millones de años antes de nuestra era. Fue una época de gran actividad volcánica y formación de las montañas. El clima era cálido y había abundantes lluvias.5.-Período Carbonífero.- Comenzó hace unos 350 millones de años. Fuertes movimientos de la corteza terrestre. Se alzó el fondo de los mares y se originaron cadenas de montañas por el plegamiento de las capas externas de la corteza. Otras áreas se sumergieron.6.-Período pérmico.- Comenzó hace 270 millones de años. Las zonas de tierra se unieron en un único continente llamado Pan gea, y en la región que correspondía con América del Norte se formaron los Apalaches. Se completo la formación de grandes cadenas montañosas en Asia, Europa y América. Emergió la parte central de la cordillera andina. El clima era árido y cálido en el hemisferio sur, y glacial en el hemisferio norte. Se fueron marcando diferencias estacionales.




LA ERA SECUNDARIA O MESOZOICA



Es la edad de los dinosaurios, se extiende desde unos 200 millones hasta 70 millones de años antes de nuestros días. Comenzó con una intensa actividad volcánica y se formaron los bosques petrificados de Arizona. Luego, Europa fue invadida por los océanos, lo mismo que grandes extensiones de América y África. Aparecen los primeros reptiles, que en esta edad alcanzaron extraordinario desarrollo y tamaño gigantesco, como los dinosaurios. Algunos reptiles aprendieron a volar, corno el ranforrinco, que era semejante al murciélago. Al final de la era evolucionaron las plantas con flores, llamadas angiospermas, y se diversificaron por todo el mundo. Se extinguieron los dinosaurios y comenzó la gran diversificación de los mamíferos.Tiene los siguientes períodos:1.-Período Triásico.- Inicia hace 245 millones de años. El clima era cálido y seco por lo que se detuvo la proliferación de especies. El principio de este periodo quedó marcado por la reaparición de Gondwana cuando Pan gea se dividió en los supercontinentes del Norte (Laurasia) y del Sur (Gondwana).2.-Período Jurásico.- Empezó hace 200 millones de años. Nuevamente avanzaron los mares. Se extendieron las selvas o llanuras pantanosas, con grandes lagos y ríos. Predominaban los climas suaves, subtropicales.3.-Período Cretácico.- Duró 65 millones de años. Intensa actividad orogénica (de formación de montañas), como las Rocallosas de América del Norte y partes de los Andes. Crecimiento de abundante vegetación. En Australia y el sur de América, en cambio, los territorios estaban cubiertos de glaciares.




LA ERA TERCIARIA O CENOZOICA



O llamada edad de los mamíferos, se extiende hasta un millón de años antes de nuestros días. La intensa actividad orogénica dio origen a cordilleras tan importantes como los Andes, los Alpes y el Himalaya. Es la edad de los mamíferos, que si bien aparecieron en la era anterior, adquirieron en ésta mayor corpulencia y una gran área de dispersión. También surgieron los tipos actuales de árboles.Tiene los períodos:1.-Período Terciario.- El periodo Terciario es el primer periodo de la era cenozoica. Las formas de vida de la tierra y del mar se hicieron más parecidas a las existentes ahora. Se desarrollaron nuevos grupos de mamíferos como los parecidos a caballos pequeños, los rinocerontes, los tapires, los rumiantes, las ballenas y los ancestros de los elefantes. A su vez, este período se divide en cinco épocas que son:2.-El Paleoceno.- Al extinguirse los dinosaurios y muchos otros reptiles, comienzan a dominar los mamíferos. Prevalecen los marsupiales primitivos, evolucionan los carnívoros primitivos y surgen las aves modernas. Comienzan a dominar las plantas con flor.3.-El Eoceno.- Las plantas con flores dominaban en la vegetación. Adaptaciones de las plantas a los cambios climáticos.4.-El Oligoceno.- Evolución de diversos pastos y, como consecuencia de ello, la de mamíferos herbívoros.5.-El Mioceno.- Formación de cadenas montañosas como los Himalaya y los Alpes.6.-El Plioceno.- Los continentes y océanos comenzaron a configurar sus formas actuales.





LA ERA CUATERNARIA



Esta es la actual. Los glaciares cubrieron la cuarta parte de la superficie terrestre, y el clima era muy frío. En esta era aparece el hombre, que convivió con animales feroces y corpulentos como el mamut, el mastodonte, el tigre de dientes afilados, entre otros. Su aspecto era semejante a los simios, así lo demuestran las mandíbulas y otros restos encontrados. Al final de 1a última glaciación, hace unos 30.000 años, apareció el hombre de Cromañón u Horno Sapiens, que habitaba en cuevas y que lenta pero constantemente va creando su cultura e imponiéndose al medio quo lo rodea. Cinco mil millones de años e infinitos acontecimientos que ningún mortal puede abarcar constituyen la maravillosa historia terrestre.Se divide en dos épocas:1.-Época del pleistoceno.-Comenzó hace un millón de años. Mantos de hielo cubrían grandes extensiones. Profundos cambios de clima ocasionaron la desaparición de muchas especies de plantas y animales. En los periodos glaciares vivían en Europa bisontes, buey almizclero, gamuzas, mamut, oso de las cavernas, mientras que en los periodos interglaciares había jirafas, hipopótamos, elefantes, es decir, animales de la fauna africana.2.-Época del holoceno.-Comenzó hace unos diez mil años, vivimos actualmente en esta época. Termina la última glaciación continuando la retirada de los hielos. La topografía era semejante a la actual. Los climas se fueron equilibrando, se vuelven cálidos y se produjo sequedad en el ambiente terrestre.










para los que quieren fin es este; este post llega hasta el principio de la vida del ser humano pero no queda aqui espero hacer el otro post luego que tambien va a estar bueno esperenlo....


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