Paleoecology

Paleoecology or palaeoecology is the study of interactions between organisms and/or interactions between organisms and their environments across geologic timescales.^[1] As a discipline, paleoecology interacts with, depends on and informs a variety of fields including paleontology, ecology, climatology and biology.

Paleoecology emerged from the field of paleontology in the 1950s, though paleontologists have conducted paleoecological studies since the creation of paleontology in the 1700s and 1800s. Combining the investigative approach of searching for fossils with the theoretical approach of Charles Darwin and Alexander von Humboldt, paleoecology began as paleontologists began examining both the ancient organisms they discovered and the reconstructed environments in which they lived. Visual depictions of past marine and terrestrial communities have been considered an early form of paleoecology. The term "paleo-ecology" was coined by Frederic Clements in 1916.^[2]

• Classic paleoecology uses data from fossils and subfossils to reconstruct the ecosystems of the past. It involves the study of fossil organisms and their associated remains (such as shells, teeth, pollen, and seeds), which can help in the interpretation of their life cycle, living interactions, natural environment, communities, and manner of death and burial. Such interpretations aid the reconstruction of past environments (i.e., paleoenvironments). Paleoecologists have studied the fossil record to try to clarify the relationship animals have to their environment, in part to help understand the current state of biodiversity. They have identified close links between vertebrate taxonomic and ecological diversity, that is, between the diversity of animals and the niches they occupy.^[3] Classical paleoecology is a primarily reductionist approach: scientists conduct detailed analysis of relatively small groups of organisms within shorter geologic timeframes.
• La paleoecología evolutiva utiliza datos de fósiles y otras evidencias para examinar cómo cambian los organismos y sus entornos a lo largo del tiempo. Los paleoecólogos evolutivos adoptan un enfoque holístico que considera tanto el cambio en los organismos como en el medio ambiente, teniendo en cuenta las transformaciones físicas y químicas de la atmósfera, la litosfera y la hidrosfera a lo largo del tiempo. Al estudiar los patrones de evolución y extinción en el contexto del cambio ambiental, los paleoecólogos evolutivos pueden analizar los conceptos de vulnerabilidad y resiliencia en las especies y los entornos.
• La paleoecología comunitaria utiliza el análisis estadístico para examinar la composición y distribución de grupos de plantas o animales. Al cuantificar cómo se asocian las plantas o los animales, los paleoecólogos comunitarios pueden investigar las estructuras de antiguas comunidades de organismos. Los avances tecnológicos han impulsado este campo mediante el uso de modelos físicos y análisis computarizados.

Si bien las funciones y relaciones de los organismos fósiles no se pueden observar directamente (como en ecología), los científicos pueden describir y analizar tanto a los individuos como a las comunidades a lo largo del tiempo. Para ello, los paleoecólogos parten de las siguientes premisas:

• Todos los organismos están adaptados y restringidos a un entorno particular, y generalmente están adaptados a un estilo de vida particular.
• Básicamente, todos los organismos dependen de otro organismo, ya sea directa o indirectamente.
• Los registros fósiles o físicos son inherentemente incompletos: el registro geológico es selectivo y algunos entornos tienen mayor probabilidad de conservarse que otros. La tafonomía , que influye en la sobrerrepresentación y subrepresentación de fósiles, es un factor sumamente importante en la interpretación de los conjuntos fósiles.
• El uniformismo es el concepto que sostiene que los procesos que tuvieron lugar en el pasado geológico son los mismos que los que se observan en la actualidad. En paleoecología, el uniformismo se utiliza como metodología: los paleoecólogos realizan inferencias sobre organismos y ambientes antiguos basándose en analogías que encuentran en el presente. ^{[ 2 ]}

El objetivo de la paleoecología es construir el modelo más detallado posible del entorno vital de los organismos que vivieron en el pasado y que hoy se encuentran como fósiles. El proceso de reconstrucción de entornos pasados ​​requiere el uso de archivos (por ejemplo, secuencias de sedimentos), indicadores indirectos (por ejemplo, micro o megafósiles y otras características de los sedimentos que proporcionan evidencia de la biota y el entorno físico) y cronología (por ejemplo, la obtención de dataciones absolutas o relativas de eventos en el archivo). Dicha reconstrucción considera las complejas interacciones entre factores ambientales como la temperatura, la disponibilidad de alimentos y el grado de irradiación solar. A menudo, gran parte de esta información se pierde o se distorsiona debido al proceso de fosilización o diagénesis de los sedimentos circundantes, lo que dificulta su interpretación.

Otros indicadores para reconstruir ambientes pasados ​​incluyen el carbón vegetal y el polen, que sintetizan datos de incendios y vegetación, respectivamente. Ambas alternativas se pueden encontrar en lagos y turberas, y pueden proporcionar información de resolución moderada a alta. ^{[ 4 ]} Estos son métodos bien estudiados y frecuentemente utilizados en el campo paleoecológico.

El factor de complejidad ambiental se aborda normalmente mediante el análisis estadístico de los datos numéricos disponibles ( paleontología cuantitativa o paleoestadística), mientras que el estudio de los procesos post mortem se conoce como el campo de la tafonomía .

Debido a que el período Cuaternario está bien representado en registros geográficamente extensos y de alta resolución temporal, muchas hipótesis derivadas de estudios ecológicos de ambientes modernos pueden probarse a escala milenaria utilizando datos paleoecológicos. Además, dichos estudios proporcionan líneas de base históricas (preindustriales) de la composición de especies y regímenes de perturbación para la restauración de ecosistemas, o proporcionan ejemplos para comprender la dinámica del cambio de ecosistemas a través de períodos de grandes cambios climáticos . Los estudios paleoecológicos se utilizan para fundamentar los esfuerzos de conservación, gestión y restauración. ^{[ 5 ] [ 6 ]} En particular, la paleoecología centrada en el fuego es un campo de estudio informativo para los gestores de tierras que buscan restaurar los regímenes de incendios de los ecosistemas. ^{[ 5 ]}

• Ecología histórica : estudio de los ecosistemas a lo largo del tiempo. 
• Paleoclimatología – Estudio de los cambios en el clima antiguo 
• Paleogeografía : estudio de la geografía física de los paisajes del pasado. 
• Paleolimnología : estudio científico de lagos y arroyos antiguos. 
• Palinología : estudio del polen y otros materiales orgánicos microscópicos resistentes a los ácidos. 
• Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleoecología (revista revisada por pares)