Breu història del sistema viu

Els orígens de la vida

Per a poder afrontar el problema de l’origen de la vida hem de tenir ben present les condicions ambientals que hi havia a la Terra immediatament després de la seva formació, fa uns 4 500 milions d’anys. Aquestes condicions eren profundament diferents de les actuals. Amb el pas del temps, les contínues transformacions han portat a unes condicions geològiques i atmosfèriques determinades i essencials per al naixement de la vida.

Per què la Terra és apta per a la vida

La Terra és, pel que sabem fins ara, l’únic planeta del sistema solar que allotja organismes vius, és a dir, sistemes capaços de conservar certa estabilitat gràcies a un flux constant de matèria, energia i informació. Al nostre planeta hi havia unes condicions determinades, que no es donaven ni es donen en els altres planetes del sistema solar, les quals van permetre que una part de la matèria de la Terra s’organitzés en la forma que anomenem vida.

Entre aquestes condicions ambientals particulars, la temperatura va ser fonamental. De fet, els organismes vius necessiten una temperatura determinada per a poder desenvolupar les seves funcions vitals. Viuen a les capes fluides de la superfície del planeta, en un interval de temperatures del medi extern que varia segons l’espècie, però que sempre oscil·la entre algunes desenes de graus sota zero i 80 o 90°C. Quines circumstàncies van fer que les capes fluides superficials de la Terra (aigua i aire) assolissin una temperatura compresa entre aquests valors? Molts respondrien que la temperatura del planeta depèn de la distància respecte del Sol, i no s’equivocarien, però la manera com la distància del Sol influeix sobre la temperatura és una mica més complexa del que podria semblar. Aquesta afirmació s’entendrà millor comparant la Terra amb Venus, un altre planeta del sistema solar. A l’època en què es van formar els planetes, fa uns 4 600 milions d’anys, Venus presentava condicions ambientals força semblants a les de la Terra, ja que no diferien gaire les principals característiques físiques originàries, és a dir, la massa i la distància del Sol. Actualment, en canvi, presenta condicions ambientals molt distintes: l’aigua i l’oxigen lliure són absents, la seva atmosfera conté molt més diòxid de carboni (CO2) que la de la Terra, i la temperatura oscil·la entre 450 i 500°C.

El fet és que a causa de la distància més gran del Sol la temperatura del nostre planeta era una mica més baixa, però sobretot oscil·lava entre uns valors que hi permetien la presència simultània d’aigua en estat de vapor, en estat líquid i en estat de gel en diversos punts. A Venus, en canvi, l’aigua tan sols es presentava en estat de vapor. La coexistència d’aigua en estat líquid i en estat sòlid té un efecte estabilitzador de la temperatura. Vegem de quina manera: les aigües marines són capaces d’absorbir certa quantitat de diòxid de carboni atmosfèric. Quan el percentatge de CO2 present en l’atmosfera augmenta, es produeix un increment de l’anomenat efecte hivernacle, amb la consegüent elevació de la temperatura de la superfície del planeta. Això provoca la fusió dels gels emergits, l’augment del volum hídric de les mars i, per tant, una major absorció de CO2 a la mar. Si la presència de CO2 atmosfèric minva, l’efecte estabilitzador del termòstat marí s’inverteix. Aquesta és, doncs, l’explicació de les grans diferències entre tots dos planetes. Gràcies a la presència d’aigua a la Terra, la calor no s’ha anat acumulant progressivament com a Venus. Per tant, les diferències més importants entre el medi terrestre i el venusià depenen de la petita diferència inicial de la temperatura (petita, però calculada en un interval significatiu), a conseqüència d’una distància diferent del Sol.

Entre l’aire i l’aigua, el laboratori de la vida

La presència simultània a l’atmosfera de vapor d’aigua i d’aigua en estat líquid, possible gràcies als valors particulars en què s’havia estabilitzat la temperatura, va permetre una altra sèrie de fenòmens important. A l’atmosfera primitiva —que devia ser constituïda principalment per hidrogen (H2), metà (CH4), amoníac (NH3) i aigua— hi havia grans quantitats d’energia, tant a causa dels raigs ultraviolats solars que li arribaven com dels llamps o els meteorits que la solcaven. Aquesta poderosa energia trencava les molècules atmosfèriques i provocava la formació de fragments actius que es combinaven per formar molècules noves, més complexes que les molècules originals. Van ser especialment importants les molècules constituïdes de carboni, hidrogen i nitrogen.

Fa 4 000 milions d’anys encara no existien els organismes vius, però segons la teoria actual les molècules orgàniques, caracteritzades pels enllaços C–H, es van formar d’una manera abiòtica, és a dir, per processos químics i físics aliens a la vida. Formades a l’atmosfera, van ser arrossegades per les pluges a la mar, on es van combinar formant molècules encara més complexes. Tot això va ser possible perquè no hi havia oxigen lliure al medi i, per tant, es podien formar molècules orgàniques sense desencadenar reaccions d’oxidació, és a dir, reaccions en què les molècules i els àtoms es combinen amb l’oxigen, capaces de deturar o alterar aquest procés. En l’actualitat, com que a l’aire i a l’aigua hi ha oxigen lliure, el procés de formació de les molècules orgàniques només pot tenir lloc a l’interior dels organismes, on queda protegit.

L’atmosfera conté, diversament combinats, tots els elements indispensables per a la vida, és a dir, carboni (C), oxigen (O), hidrogen (H), nitrogen (N) i sofre (S), llevat del fòsfor (P), present, en canvi, a les aigües marines. El fet que el fòsfor es trobés a l’aigua però no a l’atmosfera ens diu que, molt probablement, les reaccions químiques atmosfèriques no proporcionaven molècules completes i ben acabades a la matèria orgànica, que era a la mar, sinó tan sols uns compostos precursors —una mena de productes semielaborats, per dir-ho d’alguna manera—, que només en el medi marí, unint-se entre si per formar polímers i combinant-se amb el fòsfor, present en forma de fosfats (vegeu "El sistema viu"), esdevenien molècules orgàniques pròpiament dites, capaces d’unir-se i organitzar-se a nivells de complexitat superior.

Es considera que part dels compostos formats en l’atmosfera eren aminoàcids que, un cop a l’aigua, mitjançant processos de polimerització van donar lloc a proteïnes. També es considera que altres compostos atmosfèrics (nucleòsids), després de combinar-se amb el fòsfor de l’aigua, es van polimeritzar per donar lloc als àcids nucleics (DNA i RNA). Posteriorment, les proteïnes i els àcids nucleics haurien establert una relació en la qual es verifica la característica fonamental de tot organisme viu: la capacitat d’intercanviar matèria i energia amb el medi, d’organitzar l’energia obtinguda a partir d’un model determinat i de produir altres organismes capaços d’obtenir la matèria i organitzar-la segons els mateixos models. Altres molècules que haurien estat sintetitzades de manera abiòtica, és a dir, al marge de la vida, són els fosfolípids, que s’agreguen a l’aigua, no en cadenes polimèriques sinó en membranes que es repleguen per formar sacs tancats. Els àcids nucleics i les proteïnes s’haurien introduït en aquests sacs i així la matèria viva hauria incorporat la característica de presentar-se subdividida en entitats separades o individus. Aquesta característica farà possible la selecció natural, condició essencial de l’evolució biològica.

La cadena d’esdeveniments que hem descrit sumàriament és només una hipòtesi sobre l’origen de la vida. De fet, al laboratori tan sols s’ha pogut demostrar la versemblança de la primera fase (la formació d’aminoàcids i nucleòsids). Tanmateix, a partir dels coneixements actuals podem pensar que aquesta cadena, amb la formació de sacs tancats per membranes fosfolipídiques que contenien àcids nucleics i proteïnes, va conduir efectivament a la formació d’organismes vius primitius que denominem protocèl·lules, és a dir, primeres cèl·lules (en l’insert "Venim d’altres mons?" s’il·lustra, a tall de curiositat, una altra hipòtesi suggestiva sobre l’origen de la vida).

Les molècules complexes que es formaven a l’aigua i els organismes vius primitius que aquestes originaven es veien amenaçats per molts perills. Un dels pitjors era el dels raigs ultraviolats del Sol, que arribaven a la superfície de les terres emergides i de la mar amb freqüències mortals. Van sobreviure aquells organismes que casualment es trobaven a més de 10 m sota el nivell de la mar, perquè a aquesta profunditat l’aigua absorbeix les radiacions ultraviolades de freqüència perillosa.

L’organització de la vida

Els organismes vius conserven certa estabilitat gràcies a un flux constant de matèria, que també s’anomena intercanvi. La matèria organitzada segons el model característic d’un organisme determinat obté més matèria del medi i l’organitza segons el mateix model; alhora, torna al medi matèria organitzada, que després es degrada. Quan la matèria que s’incorpora és més abundant que la que s’abandona, l’organisme creix. Totes les reaccions químiques inherents a l’intercanvi de la matèria (o, més ben dit, totes les reaccions químiques que tenen lloc en l’organisme) es desenvolupen gràcies a unes molècules anomenades enzims, nom que deriva del mot grec que significa ferment. Tots els enzims són proteïnes (però no totes les proteïnes són enzims; per exemple, els anticossos que defensen els organismes de les malalties, també són proteïnes).

Les proteïnes són molècules que contenen carboni, hidrogen, oxigen, nitrogen i sovint també sofre. Són constituïdes per llargues cadenes de compostos orgànics, els aminoàcids, ordenats segons determinades seqüències característiques de cada proteïna (per entendre el mecanisme de formació de les proteïnes, que té com a protagonistes del "muntatge" dels aminoàcids els àcids nucleics DNA i RNA, vegeu "La cèl·lula").

Energia per a viure

Per a obtenir i organitzar la matèria no n’hi ha prou amb les proteïnes, de la mateixa manera que per a formar les proteïnes no n’hi ha prou amb els aminoàcids ordenats en seqüències d’àcid ribonucleic (RNA), ja que totes aquestes reaccions requereixen treball, és a dir, energia.

Com obtenien l’energia els primers organismes vius? Inicialment, obtenien energia a partir d’una molècula que no era produïda a l’interior dels seus cossos, sinó que es trobava en abundància en el medi aquàtic del voltant: la molècula de trifosfat d’adenosina o ATP. Però en un moment donat les molècules d’ATP van començar a escassejar amb relació a les exigències dels organismes, que s’havien multiplicat. En van sortir afavorits aquells organismes que, després de servir-se de les molècules d’ATP, aconseguien sintetitzar-les utilitzant l’energia procedent dels enllaços carboni/hidrogen d’una altra molècula, la glucosa, també formada en el medi extern als organismes vius (o, almenys, aquesta hipòtesi és la més acceptada). Actualment tots els organismes vius utilitzen la glucosa per a produir l’ATP.

Quan la glucosa present en el medi també va començar a escassejar perquè els organismes havien continuat multiplicant-se, se’n van sortir millor els que havien après a produir glucosa per ells mateixos. Per a produir una molècula de glucosa (C6H12O6) calen 6 molècules de diòxid de carboni, CO2, i 6 d’aigua, H2O, segons la reacció 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2. Però no n’hi ha prou; també cal energia per a reduir el carboni, és a dir, per a privar-lo parcialment dels enllaços d’oxigen que caracteritzen la molècula de diòxid de carboni. Pel que fa als dos primers factors, és a dir, la disponibilitat de diòxid de carboni i aigua, no hi havia problema: els organismes vivien a l’aigua, on la concentració de diòxid de carboni dissolt depenia del que contingués l’aire. Quant a l’energia, alguns organismes van aprendre a utilitzar la solar, continguda en les radiacions lluminoses que penetraven en les capes menys profundes de les aigües oceàniques: va ser el començament de l’activitat fotosintètica. Així, amb la fotosíntesi es van afirmar els primers organismes autòtrofs (dels mots grecs "autos", que vol dir "per si mateix", i "trofos", és a dir, "nutrició"), capaços d’utilitzar la glucosa que havien sintetitzat per a produir ATP (vegeu també el que s’exposa a "El món dels vegetals"). Les algues blaves i les plantes verdes en són els descendents. I també els organismes heteròtrofs (del grec "eteros", divers, i "trofos") actuals —animals, fongs, algunes espècies bacterianes i protozous—, que utilitzen la glucosa produïda pels autòtrofs actuals, o els seus productes de transformació, com a font d’energia.

Sota la protecció de l’ozó

El començament de l’activitat fotosintètica va tenir un altre efecte important per al desenvolupament del sistema viu. En efecte, el procés de la fotosíntesi alliberava oxigen (vegeu "El món dels vegetals"), que en part adoptava la forma triatòmica, O3, de l’ozó. L’ozó, en acumular-se a l’atmosfera, va començar a interceptar les radiacions ultraviolades de les freqüències més perilloses, la qual cosa va permetre la supervivència dels organismes fins per sobre dels 10 m de profunditat. El resultat fou que els organismes disposaven de més espai, més recursos i més llum per a realitzar la fotosíntesi. Com més abundant era la fotosíntesi, més abundant era l’oxigen alliberat, i per això minvava encara més la perillositat dels ultraviolats i la vida conqueria nous espais. Espais, d’altra banda, que calia reconquerir contínuament, perquè l’oxigen alliberat a l’aire lliure desapareixia i oxidava els minerals, que tenien tanta "gana" d’oxigen que a l’aire lliure aquest no aconseguia acumular-se d’una manera estable. La protecció dels ultraviolats augmentava, però havia de ser reforçada contínuament. No va ser fins 2 500 o 2 800 milions d’anys després de l’aparició dels primers éssers vius, és a dir, fa uns 1 800 milions d’anys, que l’oxigen va començar a acumular-se a l’aire. Però això no va resoldre el futur de la vida. I a més, es va produir una veritable catàstrofe ecològica, en la qual el planeta va córrer el risc de veure desaparèixer la vida de les seves aigües, ja que l’oxigen lliure exercia una acció perillosament tòxica sobre quasi tots els organismes aleshores vius, els quals havien evolucionat sense aquest element, i encara no havien tingut ocasió d’adaptar-s’hi.

Crisi i renovació del sistema viu

La crisi provocada per l’acumulació d’un residu (l’oxigen produït per la fotosíntesi era un residu de la producció de glucosa) va determinar un gran canvi, del qual el sistema viu va sortir profundament renovat. La majoria de les espècies es va extingir, i les que van ser capaces de protegir-se de la terrible contaminació van ocupar el seu lloc. Algunes de les espècies mancades de la capacitat de protegir-se de l’acció tòxica de l’oxigen van aconseguir sobreviure perquè van ocupar medis protegits, on l’aigua contenia molt poc oxigen. Els descendents d’aquelles espècies afortunades encara sobreviuen en medis on no hi ha oxigen (bacteris anaerobis com els clostridis del tètan i del botulisme).

Desaparegudes la majoria de les espècies incapaces de protegir-se de l’oxigen, la selecció natural va afavorir entre les espècies supervivents aquelles que van demostrar ser capaces d’utilitzar l’oxigen per a obtenir energia de l’escissió de la molècula de glucosa. De quina manera? Combinant l’oxigen amb la glucosa i obtenint aigua, diòxid de carboni i energia (procés anomenat respiració oxidativa) de la reacció que se’n deriva. Però, si ens hi fixem bé, l’energia no és altra cosa que la reacció inversa de la de síntesi de la glucosa que hem descrit a "Energia per a viure". Escrivim, per tant, de manera unitària totes dues reaccions:

6CO2 + 6H2O ⇆ C6H12O6 + 6O2

La sageta doble que divideix les parts esquerra i dreta de la reacció serveix per a indicar que aquesta reacció es pot produir tant de dreta a esquerra com d’esquerra a dreta. Quan la reacció va d’esquerra a dreta es parla de fotosíntesi i es fixa l’energia solar. Quan va de dreta a esquerra es parla de respiració oxidativa, de l’obtenció a partir de la glucosa oxidada de l’energia química necessària per a tornar a sintetitzar l’ATP (que la transporta a les parts de la cèl·lula en les quals tenen lloc les reaccions químiques de l’organisme viu: vegeu també "La cèl·lula").

S’ha dit que quasi tots els organismes incapaços de suportar el contacte amb l’oxigen van morir i van ser substituïts per altres organismes capaços de suportar aquest contacte. Però una cosa és la capacitat de sobreviure en un medi on hi ha oxigen lliure, i una altra molt diferent la d’utilitzar l’oxigen lliure per a oxidar la glucosa. Aquesta segona capacitat va aparèixer tardanament, quan la concentració d’oxigen lliure en l’aire va haver assolit cert nivell, aproximadament el 0,2%. Fins aleshores l’energia s’obtenia a partir de la molècula de glucosa a través de diferents escissions de la mateixa molècula. S’obtenien molècules que encara contenien enllaços carboni-hidrogen i, per tant, energia disponible, la qual, tanmateix, no era utilitzada (com en les fermentacions).

El desequilibri entre la fotosíntesi i l’oxidació

Representació del paisatge de la Terra durant el Proterozoic (1300 - 800 milions d’anys enrere), període del Precambrià en què ja s’havia esdevingut la major part de l’evolució bioquímica i l’ambient general de la superfície i l’atmosfera terrestres havia quedat fixat en els seus trets fonamentals. Cap a final d’aquest període hi havia cèl·lules proveïdes dels precursors dels plastidis i els mitocondris, capaces de realitzar la fotosíntesi i la respiració aeròbia.

ECSA

Al llarg de la història, i encara en l’actualitat, la fotosíntesi sempre ha transformat en matèria orgànica més matèria que la que la respiració ha aconseguit tornar a transformar en matèria inorgànica. El resultat del desequilibri entre la fotosíntesi i la respiració té dues cares: una és l’acumulació de carboni en la forma reduïda (mancada, o gairebé, d’enllaços amb l’oxigen) sota terra, en els dipòsits fòssils, i l’altra és l’acumulació d’oxigen en l’aire lliure. Però a l’aire no hi ha tant d’oxigen per a reoxidar tot el carboni que la fotosíntesi ha reduït, perquè, com hem vist a "Sota la protecció de l’ozó", les roques que s’han oxidat van "robar" gran quantitat d’oxigen. Actualment, els minerals són tan oxidats que el furt continu és mínim. Però això no implica que creixi la concentració d’oxigen a l’atmosfera, que ja s’havia estabilitzat molt abans que els humans apareguessin a la Terra. Això vol dir que el desequilibri entre la fotosíntesi i la respiració es va suavitzant progressivament: al començament era enorme, quan la fotosíntesi ja era present a gran escala però encara no hi havia organismes capaços de realitzar la respiració oxidativa. Després, fa uns mil milions d’anys, van aparèixer els organismes aerobis (és a dir, els que practiquen la respiració oxidativa), que van créixer en nombre i dimensions i van dominar quantitativament sobre els bacteris de les fermentacions.

En aquella època van néixer els primers organismes unicel·lulars proveïts de nucli (els bacteris no en tenen), que anomenem protozous si no practiquen la fotosíntesi, i protòfits si són fotosintetitzadors (termes que signifiquen primers animals i primeres plantes, respectivament).

A la conquesta de la terra ferma

Malgrat l’aparició de la reacció oxidativa i la multiplicació dels organismes que obtenen energia d’aquest procés, la fotosíntesi continuava predominant sobre l’oxidació. En resultava l’acumulació de carboni reduït a les vísceres de la Terra i oxigen lliure a l’atmosfera a velocitat creixent. Quan la concentració d’oxigen es va haver multiplicat per deu i va haver assolit el 2%, és a dir, aproximadament una desena part de l’actual, la relació entre la història de l’oxigen lliure i la història de la vida va experimentar un altre canvi radical: els organismes vius van poder ocupar les terres emergides perquè els raigs ultraviolats ja no constituïen cap perill. La fotosíntesi va obtenir altres avantatges de l’ocupació de les terres emergides, principalment la major disponibilitat de llum. Però també va aparèixer una dificultat anteriorment desconeguda, l’obtenció de diòxid de carboni i d’aigua.

Quan els organismes vivien immersos en l’aigua, que contenia CO2 dissolt, l’obtenció de les primeres matèries necessàries per a la fotosíntesi era immediata. El desplaçament cap a les terres emergides va implicar la necessitat de tractar per separat l’obtenció de diòxid de carboni i la d’aigua. De fet, el diòxid de carboni es trobava en aquell aire mescla de gasos i vapors disponible en forma gasosa, mentre que l’aigua s’havia d’anar a buscar al subsòl, i no contenia tant de CO2 com l’aigua de les mars o els llacs. Calien, doncs, sistemes diferents, un per als intercanvis gasosos amb l’aire i un altre per a l’aprovisionament d’aigua. Per a acomplir la primera funció es va desenvolupar un sistema format per "obertures" especials i regulables (els estomes) localitzat a les fulles. Per a l’obtenció de l’aigua i per al seu lliurament a les fulles, on es troben els òrgans fotosintetitzadors (els cloroplasts), es va diferenciar un aparell de canalització, que requeria un teixit rígid de sosteniment que no era necessari per a viure en un medi aquàtic. La lluita per la llum també va fer que es desenvolupessin teixits rígids de sosteniment, ja que les plantes que aconseguien créixer resultaven més beneficiades que les altres i situaven més amunt el fullatge (la vida aquàtica comporta el problema de poder surar bé, i algunes algues l’havien resolt amb sàculs plens de gas).

Fòssils i biomassa

El canvi de la situació ambiental, causat per l’increment d’oxigen atmosfèric, va estimular les plantes que van colonitzar les terres emergides a desenvolupar la producció de teixits llenyosos, molt més útils en l’organisme vegetal terrestre que en l’aquàtic. La part llenyosa i la cel·lulosa, que representen la part més remarcable de la biomassa vegetal de les terres emergides, són formades per polímers de la glucosa modificats, però caracteritzats per la presència de carboni i hidrogen (és a dir que es tracta de carboni reduït). En aquesta fase de la història de la vida es produeix, doncs, un canvi profund: el carboni reduït era acumulat fora dels organismes vius, en jaciments de petroli i de metà, i ara gran quantitat de carboni reduït s’acumula en els cossos vius de les plantes, en la biomassa dels boscos.

Si no hi hagués acumulació contínua dels dipòsits de carboni reduït, tant en els jaciments fòssils com en la biomassa dels boscos, el vessament continu de carboni oxidat dels volcans faria augmentar progressivament la concentració de CO2 a l’atmosfera. Aquesta concentració aniria seguida d’un lent ascens de la temperatura a causa de l’anomenat efecte hivernacle. Cada vegada que els dipòsits de carboni reduït augmenten es produeix un creixement de la concentració d’oxigen lliure a l’atmosfera. Per això l’estudi de l’increment de l’oxigen atmosfèric dóna la mesura del valor de la diferència entre el pes de la fotosíntesi i el de la respiració, però s’ha de tenir en compte que els minerals s’oxiden contínuament i que part del CO2 incrementa els dipòsits marins de carbonats. Tot i que feien el mateix paper ecològic, els dipòsits fòssils i els dipòsits biològics de carboni reduït tenien diferent destí: el carboni reduït dels dipòsits fòssils mai no s’hauria oxidat sense la intervenció humana, a través de la combustió, mentre que el carboni dels dipòsits biològics (és a dir, la biomassa dels boscos) podia ser utilitzat per moltes espècies diferents (animals, fongs, bacteris) en la respiració oxidativa o bé ser fossilitzat. En altres termes, la fossilització continuava essent l’única forma definitiva d’exclusió del carboni reduït per la respiració oxidativa, mentre que la transformació en fusta era un simple ajornament. Una part considerable de la biomassa llenyosa es va fossilitzar entre 345 i 270 milions d’anys enrere, durant l’era geològica anomenada precisament Carbonífer, perquè en aquella època es van formar els grans jaciments de carbó. Actualment encara hi ha fusta que cada any es transforma en carbó, i una condició essencial per a aquesta fossilització és que la fusta quedi protegida de l’oxigen i dels organismes heteròtrofs que se servirien de l’oxigen i el retornarien al medi en forma de CO2 i H2O.

Els lents ajustaments de l’equilibri entre la fotosíntesi i la respiració han estabilitzat la concentració d’oxigen de l’atmosfera en el 21%. Però l’equilibri natural entre els dos fenòmens és cada vegada més amenaçat: per la intervenció humana, ja que la revolució industrial ha modificat profundament l’ecosistema vegetal, i per la demanda energètica cada vegada més gran que ha fet que s’explotessin massivament les reserves naturals de carboni reduït (fusta, carbó, petroli i metà) per cremar-lo. És així com es destrueix el treball fotosintètic de milers i milers d’anys i s’inicia un procés que equival a una respiració intensificada i accelerada.

L’evolució dels vegetals

Hem dit que totes les formes vives, segons la hipòtesi més acceptada, han tingut un origen comú, representat pels procariotes. Són organismes unicel·lulars sense nucli, com els que encara hi ha entre els moners, és a dir, els bacteris i les algues blaves (cianofícies o cianobacteris), que segons la classificació més recent constitueixen un dels cinc regnes en què se subdivideixen els éssers vius.

Fa uns dos mil milions d’anys, els procariotes haurien originat, a través de fenòmens de simbiosi, organismes unicel·lulars anomenats eucariotes (dotats de nucli) i, a partir d’aquests, els altres quatre regnes del sistema viu: els protoctists, quasi sempre unicel·lulars, en part autòtrofs (les algues verdes), en part heteròtrofs (els protozous); els fongs, heteròtrofs, pluricel·lulars o unicel·lulars; les plantes, pluricel·lulars i autòtrofes, i finalment els animals, pluricel·lulars i heteròtrofs. L’origen dels organismes pluricel·lulars —les plantes i els animals—, que cal cercar en l’associació beneficiosa de grups d’eucariotes, es remunta potser a 800 milions d’anys enrere. Abans d’aquesta època, la presència dels éssers vius devia ser imperceptible a la superfície terrestre, però després, a un ritme cada cop més accelerat, haurien anat poblant la Terra amb milers i milers d’espècies diferents i de mides molt diverses, des de les microscòpiques dels organismes unicel·lulars, sempre presents, a les dimensions de vegades notables dels organismes pluricel·lulars, constituïts també per milions i milers de milions de cèl·lules (és el cas, per exemple, del cos humà).

Els vegetals surten de l’aigua

Entre el Cambrià i el final del Silurià, fa entre 590 i 400 milions d’anys, l’evolució ja havia donat lloc a una gran diversitat de grups d’invertebrats de vida marina, mentre que els vertebrats eren representat pels peixos sense mandíbules. La flora comprenia primer organismes amb l’aspecte de briòfits, semblants a les molses i hepàtiques actuals, i, al final del Silurià, les plantes vasculars ja progressaven a la terra ferma.

ECSA

Quan, fa uns 500 milions d’anys, la Terra va començar a quedar embolcallada per una capa d’ozó (O3) capaç de protegir els organismes vius dels efectes perjudicials dels raigs ultraviolats, els vegetals van començar a abandonar el medi aquàtic per colonitzar la terra ferma. Probablement els progenitors de les plantes actuals van ser les algues verdes pluricel·lulars, dotades de clorofil·la. Fora de l’aigua, la llum del sol i el diòxid de carboni, necessaris per a la fotosíntesi, eren abundants, i cap altra forma viva no competia per l’espai ni els recursos. Però la vida a la terra ferma implicava la resolució d’alguns problemes: l’aprovisionament d’aigua, que ja no envoltava el cos de la planta com passava amb les algues; el sosteniment de les parts destinades a l’activitat fotosintètica (l’aparell foliar, per entendre’ns), que ja no eren sostingudes per l’empenta de l’aigua; el transport de les espores reproductores; el perill de deshidratació i la fixació al sòl.

La conquesta de la terra ferma va ser gradual, paral·lela a l’evolució de mecanismes i estructures capaços de plantar cara a aquestes dificultats. Les plantes van començar a créixer entre la terra i la mar, a les zones costaneres. Probablement a la base de les plantes es va diferenciar un "disc" adhesiu, present ja en algunes algues, coronat per una part fotosintetitzadora. Es va desenvolupar un revestiment protector per a evitar l’assecament, acompanyat de l’obertura de petits forats (els estomes) per al pas dels gasos.

A partir d’aquestes primeres formes terrestres van evolucionar dues línies clarament diferenciades: els briòfits i les plantes vasculars.

Els briòfits actuals, molt semblants als de fa 300 milions d’anys, són les molses i les hepàtiques, normalment de menys de 15 cm d’alçada, sense veritables arrels i sense teixits de conducció especialitzats. Absorbeixen el vapor d’aigua a través de totes les parts aèries i viuen en llocs humits.

En canvi, l’altra línia evolutiva, la de les plantes vasculars, ha experimentat un gran desenvolupament. La novetat que presentaven era un sistema per a la conducció dels líquids a través del cos de la planta. Les cèl·lules que les sostenien es van diferenciar en arrels, capaces de buscar l’aliment fins i tot fora de l’aigua. Però els nutrients havien de recórrer tot l’organisme, i per això es va diferenciar la tija amb els vasos conductors. La planta més antiga d’aquest tipus que es coneix és la Cooksonia, d’uns 6 cm d’alçada, que vivia a les platges fa aproximadament 410 milions d’anys.

Uns deu milions d’anys més tard, les plantes vasculars s’havien diferenciat en una dotzena d’espècies. Algunes es van extingir, d’altres van començar les línies evolutives que van originar totes les plantes del món. Les plantes creixien, nombroses, al llarg de les ribes de les mars i de les aigües interiors. La lluita per la llum en va fer créixer les tiges en alçada i la superfície fotosintetitzadora en amplada. Els organismes es van fer més alts, ramificats i proveïts de fulles esparses. Les arrels, que s’insinuaven entre les roques i el sòl, esquerdaven la terra i deixaven el pas lliure als bacteris descomponedors. És així com es va anar formant el primer sòl veritablement fèrtil.

Però les plantes encara depenien de la proximitat de l’aigua. En efecte, la reproducció es caracteritzava per una alternança de fases sexuals i no sexuals, tal com passa encara avui, per exemple, en moltes algues i falgueres. La planta adulta (esporòfit) allibera milers d’espores iguals, les quals, en caure sobre superfícies humides, germinen i originen plantes petites (gametòfits), dotades d’òrgans masculins i femenins. Les cèl·lules sexuals masculines, un cop madures, cauen al sòl humit i es mouen fins que troben una cèl·lula femenina, amb la qual s’uneixen i originen una planta adulta. Actualment, les falgueres, els licopodis i els equisets, descendents directes de les plantes primitives, encara estan vinculades a un medi humit.

La llavor, el gran invent de la natura

El Carbonífer, (de 360 a 286 milions d’anys enrere) visqué passos evolutius decisius per a la vida a la Terra, com ara un gran increment de la diversitat de la flora terrestre i l’aparició dels primers animals de respiració pulmonar, els amfibis. L’èxit dels grans cefalòpodes i els braquiòpodes marins fou simultani a l’expansió dels artròpodes a la terra ferma, afavorits pel clima càlid i la vegetació exuberant.

ECSA

La innovació evolutiva que va permetre a les plantes colonitzar noves terres, fins i tot les allunyades de l’aigua, va ser la llavor. La llavor fòssil més antiga que es coneix es remunta a 350 milions d’anys enrere. La llavor és una estructura complexa que conté l’embrió i el protegeix, fins al punt que aquest s’hi pot conservar durant segles. Tanmateix, si les condicions són favorables germina i origina una nova planta.

Entre 360 i 286 milions d’anys enrere, durant el Carbonífer, hi va haver una veritable explosió de vegetals a la Terra. Aquesta era completament coberta de boscos molt espessos, plens de falgueres, equisets i licopodis de fins a 50 m d’alçada, als quals s’havien afegit les noves plantes amb llavors. Aquests boscos immensos van anar acumulant capes i capes de detritus, que es van enfonsar als pantans i després es van transformar en immensos dipòsits de carbó.

En el període següent, el Permià (entre 286 i 248 milions d’anys enrere), el clima va esdevenir més fred i més sec. Els organismes capaços de resistir en un medi menys humit es van imposar sobre els que havien dominat fins aleshores. Moltes grans plantes del Carbonífer van morir, els pantans es van assecar, les plantes de llavor van proliferar arreu, i van substituir les falgueres i els equisets.

Així, doncs, es van imposar les gimnospermes, plantes de llavors nues ("gymnos" en grec vol dir nu, i "sperma", llavor), és a dir, mancades de flors i de fruits veritables. Actualment són representades per 750 espècies, entre les quals destaquen les coníferes. En les coníferes, la cèl·lula femenina es desenvolupa a l’esquama d’un con, on és fecundada pel pol·len transportat pel vent. D’aquesta manera l’òvul esdevé llavor i conté l’embrió. Quan el con és madur i s’obre, les llavors cauen i, si troben les condicions adequades, germinen.

Les gimnospermes van prosperar sense rivals sobre les terres emergides, juntament amb les falgueres i les altres plantes sense llavors, fins fa uns 100 milions d’anys (és a dir, en ple Cretaci, que va començar fa 144 milions d’anys i va durar uns 79 milions d’anys). El clima era suau i humit, els dinosaures eren els amos del món animal, però ja hi havia ocells i petits mamífers, que trobaven refugi en els grans boscos. Fa aproximadament 100 milions d’anys van aparèixer les primeres angiospermes.

El terme deriva del grec "angeion", vas, i "sperma", llavor; és a dir, són plantes que tenen la llavor protegida en un receptacle. Presentaven dues estructures noves: les flors i els fruits, que en facilitaven la reproducció i la disseminació. La flor, evolucionada a partir de la transformació d’algunes fulles, atreia amb les seves gotetes de nèctar els insectes, que s’encarregaven de la pol·linització. Les flors es van anar fent cada cop més variades, acolorides i vistoses, mentre apareixien (cap al començament del Cenozoic) els insectes que s’alimentaven exclusivament de nèctar: les abelles, les vespes i les papallones. Des d’aleshores, les flors i els insectes han evolucionat paral·lelament. Les flors han desenvolupat formes, colors i perfums especialitzats, que garanteixen la regularitat de les visites de determinats insectes pol·linitzadors. Els insectes, d’altra banda, van desenvolupar preferències específiques per determinades flors, mitjançant aparells bucals xucladors i estructures adequades per a transportar el pol·len i el nèctar. Les plantes també van desenvolupar sistemes per a evitar els hostes perillosos i no desitjats, basats en la producció de substàncies capaces d’allunyar els predadors.

Els fruits, en canvi, afavorien la disseminació: eren transportats enganxats als pèls dels animals o bé eren menjats i després expulsades les llavors lluny de la planta mare, cosa que permetia la colonització de noves zones.

Les angiospermes van aparèixer en primer lloc als marges on creixien les gimnospermes, als turons i a les zones on el relleu era pronunciat, mentre les planes continuaven dominades per les gimnospermes i les falgueres. Posteriorment també es van estendre per les planes, i en bona mesura es van imposar sobre les plantes més antigues.

Mentre que les gimnospermes necessitaven anys per a començar a produir llavors, les angiospermes es reproduïen més ràpidament i amb més eficàcia, sobretot en el clima càlid i humit del Cretaci. La història de les angiospermes és explicada en primer lloc pel pol·len, les llavors i les fulles fòssils. Segons aquestes troballes es creu que les angiospermes més antigues s’assemblaven a la magnòlia, la més primitiva de les plantes amb flor actuals. Al final del Cretaci, les angiospermes formaven boscos exuberants a tota la Terra. Aquests grans boscos probablement es devien assemblar a les selves tropicals d’avui, profusament humides, amb plantes de creixement continu (és a dir, sense descansos estacionals) i fulles brillants i amples.

Tardors acolorides i prats

Però el clima va tornar a canviar, es va refredar i es va imposar una alternança estacional evident. El fred pot matar les plantes en privar-les de l’aigua, atrapada al sòl glaçat, i en alterar-los les cèl·lules. Moltes angiospermes van desenvolupar la capacitat de perdre les fulles al començament del període fred, d’interrompre el creixement fins a l’arribada de les temperatures més suaus. Els boscos van començar a tenyir-se de groc i de vermell a la tardor, per reverdir a la primavera. Mentre els arbres seleccionaven, així, noves característiques per sobreviure, també evolucionaven les herbes, plantes de creixement i maduració molt ràpids. Tal com passa en l’actualitat, moltes vivien tan sols durant una estació, i escampaven pel sòl les llavors, que germinaven en tornar les condicions favorables. D’altres van sobreviure al fred i la sequedat emmagatzemant substàncies nutritives subterrànies (bulbs, tubercles, rizomes), que els permetien germinar encara que la tija i les fulles haguessin mort.

El model de planta amb flors i fruits va tenir gran èxit evolutiu, fins al punt que actualment n’hi ha aproximadament 235 000 espècies, que cobreixen bona part de la Terra: els grans arbres dels boscos, els castanyers, els cirerers i tots els altres arbres fruiters, els cereals que ens alimenten, les herbes de prats i gramenets, les plantes d’horta, els arbres que floreixen als carrers i als jardins...

La història de les plantes sense llavors i de les gimnospermes s’havia desenvolupat força al marge de la història dels animals. Però les angiospermes van vincular la seva evolució a la dels insectes, els ocells, els mamífers i tots els altres animals, en una relació d’interdependència recíproca. Són angiospermes les plantes que els humans han après a conrear i que han seleccionat per a alimentar-se.

L’evolució dels animals

Quan els primers vegetals van començar a abandonar l’aigua i van colonitzar les seves ribes, fa 500 milions d’anys, molts dels grups d’invertebrats i vertebrats que encara existeixen ja vivien als oceans. Per als animals, però, el desenvolupament de les plantes va ser d’una importància fonamental. Sense les angiospermes, per exemple, els mamífers difícilment haurien pogut assolir el seu desenvolupament actual.

En els apartats següents veurem quines han estat les principals etapes de l’evolució dels animals.

Els animals més antics

Fa 750 milions d’anys la mar ja era poblada per un grup animal, les esponges. Els seus fòssils mostren que diferien poc de les actuals. A més de ser els animals més antics, són els més simples, a mig camí entre una colònia de cèl·lules i un organisme pluricel·lular, és a dir, format per cèl·lules diferenciades. A més de les esponges, als antics oceans vivien altres animals: les meduses, els cucs plans, etc., però d’aquests en queden poques restes fòssils.

En canvi, hi ha un nombre major de fòssils que es remunten al final del Cambrià (fa uns 505 milions d’anys) i que testimonien la presència d’artròpodes, cucs, mol·luscs, en part semblants als invertebrats actuals i en part molt diferents.

A l’Ordovicià (entre 505 i 438 milions d’anys), les aigües devien bullir de vida: quantitats enormes d’invertebrats, molts amb closca, nedaven, s’arrossegaven i flotaven pels oceans. Aleshores també vivia la Pikaia, un animalet lleuger d’uns 8 cm, en forma de fulla i amb una espina dorsal rudimentària. Molt probablement va ser l’avantpassat dels vertebrats.

En les aigües del Silurià (entre 438 i 408 milions d’anys enrere) van aparèixer, uns 100 milions d’anys després de la Pikaia, els ostracoderms (que en grec significa "pell cuirassada"). Eren els primers animals proveïts de veritable columna vertebral. Feien menys de 10 cm de llarg i tenien el crani cuirassat; darrere el cap movien una cua sinuosa, orlada d’aletes. La boca no tenia arcada mandibular, com la de les llamprees actuals. No podien nedar perquè no tenien prou aletes per a sostenir un crani tan pesant. Per tant, s’arrossegaven pel fons i excavaven a la sorra i al fang amb la boca circular per obtenir els aliments. Van prosperar durant 70 milions d’anys, i es van diferenciar en diverses espècies, però s’extingiren fa 350 milions d’anys, víctimes dels placoderms.

Els placoderms (que en grec vol dir "pell de plaques") són els primers animals de la història de la Terra que van desenvolupar dents. Estaven inserides en un arc mandibular i proporcionaven capacitat d’atac. Es van imposar al Devonià (entre 408 i 360 milions d’anys enrere) i es van ramificar en diverses espècies: alguns feien 10 m de llarg, molts tenien la pell cuirassada, tots tenien dents. Nedaven amb agilitat, empesos per dos parells d’aletes i per músculs inserits en un esquelet robust. Uns ulls molt ben desenvolupats els ajudaven a caçar.

Els indefensos ostracoderms van ser del tot substituïts pels seus terribles descendents, els primers vertebrats carnívors i predadors. Els placoderms van ser els progenitors dels amfibis, els rèptils, els ocells i els mamífers, com també, naturalment, de tots els peixos.

La conquesta de la terra ferma i de l’aire

Els vertebrats encara van restar força temps a l’aigua, mentre que els invertebrats van seguir els vegetals a la terra ferma. Algunes plantes fòssils que es remunten a 400 milions d’anys enrere mostren senyals de picades d’insectes que es nodrien de la seva saba. Aquestes restes antiquíssimes indiquen que els invertebrats ja aleshores eren diferenciats en un gran nombre de grups, que s’havien especialitzat sota la pressió ambiental. L’avantpassat dels artròpodes actuals va ser probablement una espècie de centpeus, amb el cos segmentat i proveït d’un parell de potes a cada segment. Tenia un sistema de respiració traqueal. Les tràquees són túbuls prims amb obertures en el revestiment exterior del cos per on circula l’aire. És així com encara respiren els insectes actuals.

Ja al Silurià els artròpodes terrestres s’havien diferenciat en diversos grups: àcars, aranyes i insectes, alguns dels quals ens han arribat fossilitzats al costat de les primeres plantes vasculars.

Fa 300 milions d’anys, al Carbonífer, van aparèixer els primers animals voladors: les libèl·lules. Aleshores aquests insectes eren molt més grossos que les libèl·lules actuals: n’hi havia que feien 70 cm amb les ales obertes. Els insectes van aprendre a volar 150 milions d’anys abans que els ocells, empesos per la necessitat d’escapar-se dels predadors, en un món que cada cop era més poblat. A més, volar els permetia explotar els recursos alimentaris i els refugis que oferien les plantes dels boscos, que s’havien fet molt altes.

Els insectes van experimentar un desenvolupament enorme. Es van diferenciar en un gran nombre de grups, especialitzats en l’explotació dels diversos recursos que oferia el continent. Actualment els insectes són el grup més nombrós d’animals.

Al final del Devonià, el clima va començar a alternar períodes de pluges violentes amb períodes de sequera, de manera que moltes zones humides es van eixugar, els rius van deixar de dur aigua, i els pantans i els estanys es van convertir en extensions de fang. Milions de peixos hi van quedar atrapats, ofegats per la manca d’aigua o morts per l’escassetat d’oxigen dels tolls càlids i poc profunds. La situació va afavorir els peixos que van aprendre a emmagatzemar l’aire i que es van independitzar parcialment de les brànquies. Així van aparèixer els crossopterigis i els dipnous (que en grec vol dir "respiració doble"). Havien desenvolupat, separadament, un sac respiratori capaç de retenir aire, d’un replegament de l’esòfag. Es podien allunyar dels aiguamolls secs arrossegant-se amb les aletes a la recerca d’aigua, cosa que els va permetre salvar-se de la sequedat. D’aquesta manera, buscant l’aigua, els vertebrats van aprendre a respirar l’aire i van trepitjar la terra ferma per primer cop, ara fa uns 350 milions d’anys. Començava l’era dels amfibis, descendents dels crossopterigis.

Els amfibis depenen de l’aigua per a viure (per exemple, deixen els ous a l’aigua), però se n’han independitzat parcialment. Desplaçant-se amb l’ajuda de potes ben articulades, formades per modificacions de les aletes, van començar a explorar i explotar el continent. Es van difondre i diferenciar enormement (podien ser petitíssim o molt grossos) i van assolir el màxim desenvolupament durant el Carbonífer. Tanmateix, no hi va haver cap amfibi herbívor, de manera que no haurien pogut viure a la terra si aquesta no hagués estat colonitzada abans pels insectes. Certament, doncs, els primers amfibis que van procurar-se l’aliment al medi terrestre van ser els petits, que en tenien prou amb una dieta d’insectes i altres invertebrats. Posteriorment els més grans també es van anar independitzant de l’aigua quant al menjar. Cap al final del Carbonífer, amfibis de totes les mides es movien pels immensos boscos humits, devorant-se els uns als altres i devorant insectes, que, al seu torn, es nodrien de plantes.

Els rèptils

El Mesozoic es coneix també com l’era dels rèptils per la gran expansió d’aquests vertebrats, entre els quals hi hagué els animals més grans de tota la història de la vida. D’aquesta evolució complexa i de la seva enorme diversificació en resten els actuals cocodrils, els llangardaixos, les serps i les tortugues, i se n’extingiren els grups que donaren lloc als mamífers, fa 200 milions d’anys, i als ocells, fa 150 milions d’anys.

ECSA

Els vertebrats es van independitzar de l’aigua amb la innovació de l’ou amb closca. L’ou dels amfibis no té protecció i és víctima fàcil dels predadors i les adversitats climàtiques. Les larves també estan exposades als mateixos perills. L’ou dels rèptils, en canvi, té una closca protectora, dins la qual l’embrió és embolcallat pel sac amniòtic, ple de líquid, i es desenvolupa nodrint-se del rovell i de l’albumen. L’estadi d’organisme aquàtic amb brànquies, que en els amfibis es localitza als estanys i als torrents, correspon a l’estadi en què els rèptils són protegits per l’ou. Els rèptils van desenvolupar una pell seca, protegida per escames. A més, van perfeccionar les extremitats, que es van disposar sota el cos, el qual va quedar alçat, a diferència dels amfibis, que, com que les tenen en posició lateral, caminen maldestrament. Els rèptils es van desenvolupar a partir dels amfibis durant el Permià (entre 286 i 248 milions d’anys enrere), mentre la Terra era envaïda per les plantes gimnospermes. Tant els rèptils com les gimnospermes responien a l’exigència de fer front al clima més fred i eixut d’aquell període. Es van diferenciar diversos grups que caminaren de manera desordenada perquè encara tenien extremitats laterals, com les tortugues, els llangardaixos i els arcosaures. Aquests darrers van originar els cocodrils, els rèptils voladors (pterosaures) i els dinosaures. Alguns arcosaures van desenvolupar la tendència a desenganxar de terra les extremitats anteriors, que es van especialitzar com a arma d’atac i de defensa o per a volar. Els pterosaures, rèptils voladors, han deixat fòssils de 85 espècies, algunes grans com una merla, d’altres amb una envergadura d’uns 12 m. Els dinosaures se subdividien en un nombre molt elevat d’espècies, d’aspecte i dimensions molt diversos, en part herbívores, en part carnívores. Van dominar la Terra durant 160 milions d’anys i després van desaparèixer de sobte fa uns 65 milions d’anys (vegeu "Els dinosaures, "llangardaixos terribles").

Ocells i mamífers

Fa 65 milions d’anys, els inicis del Cenozoic marcaren la gran expansió dels mamífers i els ocells, que passaren a ocupar el paper preponderant que anteriorment havien tingut les gimnospermes i els dinosaures, aquests extingits al final del Cretaci. Les angiospermes, els mamífers i els ocells deuen el seu èxit evolutiu a la progressiva i major independència del medi, que els permeté una gamma més àmplia d’adaptacions als diferents nínxols ecològics.

ECSA

Entre els ocells, l’Archaeopteryx (nom que deriva de dos termes grecs que signifiquen "ocell antic"), que ja vivia fa 150 milions d’anys, és un exemple perfecte dels mecanismes de l’evolució. Tenia característiques intermèdies entre el rèptil i l’ocell: del rèptil tenia els dits, tres per ala, mòbils i amb ungles, la llarga cua amb columna vertebral, les dents, els ossos plens i l’estern sense quilla. El bec, les ales, el revestiment de plomes i les clavícules soldades l’acostaven als ocells.

Del model Archaeopteryx derivaren probablement tots els ocells, animals especialitzats en el vol. Els ossos es van buidar i es van fer més lleugers, l’estern es va prolongar en la quilla per a permetre la inserció dels poderosos músculs de les ales, i el cos es va cobrir de plomes que, a més de permetre el vol, conserven l’escalfor corporal. Els ocells tenen una temperatura constant, característica que també presenten alguns rèptils, tant dels extingits com dels contemporanis (per exemple, les tortugues).

Com els ocells, els mamífers també tenen com a avantpassat un antic rèptil, probablement un teràpsid, quadrúpede i terrestre, anterior als dinosaures. Els mamífers van aparèixer al començament del Mesozoic (entre 248 i 65 milions d’anys enrere) i van viure 160 milions d’anys a l’ombra dels dinosaures. Mai més grossos que un ratolí, vivien explotant els pocs espais que els rèptils deixaven lliures. De nit, quan els dinosaures quedaven atuïts pel fred, caçaven al bosc, sota terra, en llocs escarpats. Així, mentre lluitaven per sobreviure van desenvolupar estratègies com córrer, saltar, nedar, excavar i, fins i tot, volar, que els van permetre ocupar tots els medis en poc temps.

Respecte dels rèptils dels quals havien evolucionat, els mamífers presentaven diferències notables. Tenien una temperatura corporal constant (en part mantinguda gràcies al recobriment de pèl) que els permetia ser més actius. L’os mandibular era únic i les dents complexes: amb la boca podien fer molta força i alhora mastegar bé, amb moviments laterals. Els rèptils, en canvi, empraven les dents per a arrencar i retenir l’aliment.

Els mamífers van desenvolupar sentits aguts, sobretot una oïda molt fina, gràcies a la presència del pavelló auditiu i d’unes orelles mitjana i interna complexes, mentre que els rèptils només tenien una membrana timpànica. El seu cervell era més evolucionat i amb una capacitat més gran d’aprenentatge, associació i previsió. Els mamífers van aprendre, entre altres coses, a viure en grups més o menys organitzats. Finalment, els mamífers tenien un sistema reproductor molt eficaç. Els primers mamífers eren marsupials: el petit naixia en un estadi prematur de desenvolupament i completava el creixement a l’interior del marsupi (una mena de bossa ventral de la mare) bo i alimentant-se de la llet materna. Fa aproximadament entre 100 i 50 milions d’anys, la deriva dels continents va separar Austràlia i Amèrica del Sud de les altres terres. En aquests dos continents, sobretot a Austràlia, els marsupials van continuar prosperant, mentre que els que poblaven les altres terres van ser substituïts pels mamífers placentaris. En efecte, al nord, les condicions ambientals van afavorir el desenvolupament d’òrgans específics de l’aparell reproductor, l’úter i la placenta, que permetien als petits créixer durant molt de temps protegits pel cos matern. L’alletament feia que els petits depenguessin de la mare durant molts anys. Aleshores, alliberats de la necessitat d’obtenir aliment, disposaven de molt de temps lliure per a aprendre i desenvolupar comportaments que afavorien la supervivència.

A partir de la fi dels dinosaures va començar l’era Cenozoica, que va veure el triomf dels mamífers. Va ser precisament a partir d’un ordre de mamífers, el dels primats, que van néixer, fa uns 3,5 milions d’anys, els remots progenitors de l’espècie humana (l’hominització, és a dir, el procés evolutiu que ha portat a la formació dels humans actuals és tractada a "El naixement de l’home").