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El Holoceno es el último periodo de la era Cenozoica. Abarca desde el final del Pleistoceno (hace aproximadamente 11.500 años) hasta la actualidad. Su nombre proviene de las palabras griegas holos (entero, completo) y kainos (nuevo, moderno), pudiéndose traducir por completamente moderno.
Comienza el Holoceno con la retirada de los últimos glaciares Pleistocenos. La civilización humana se desarrolla a lo largo de este periodo.
Las divisiones del Holoceno no se llevan a cabo atendiendo a las distintas faunas fósiles, como se hace en otros periodos, sino según los distintas etapas de desarrollo de la humanidad.
Los movimientos de los continentes son prácticamente inapreciables en un periodo de sólo 10.000 años. Sin embargo, el nivel del mar si que varió sensiblemente a principios del Holoceno respecto al Pleistoceno (alrededor de 35 m), debido a la fundición de los hielos. A esto contribuyó, además, el hecho de que muchas áreas situadas en latitudes septentrionales se habían hundido debido al peso de los glaciares, volviéndose a elevar ahora hasta 180 m, y continuando en la actualidad este proceso de elevación.
La flora y la fauna no han evolucionado demasiado durante el Holoceno, pero sí que se han producido importantes cambios en la distribución de plantas y animales, algunos de ellos como consecuencia de la acción humana.
Un número considerable de grandes mamíferos, incluyendo mamuts, mastodontes, megaterios (perezosos terrestres gigantes) y tigres de dientes de sable desaparecieron entre finales del Pleistoceno y comienzos del Holoceno, principalmente en Norteamérica, donde la extinción alcanzó a animales que sobrevivieron en otras partes del planeta, tales como caballos o camellos.
El comienzo del Holoceno se corresponde con el principio de la época Mesolítica en Europa (o del más breve Epipaleolítico en Oriente Medio).
El Neolítico y el Calcolítico siguen a estos periodos. Pero el estudio de estos periodos cae ya fuera del ámbito de la Paleontología, siendo objeto de la Arqueología.