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UCALP, Curso de ingreso, Biología; Unidad n°5: Evolución

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Jorge Muñoz

on 18 December 2014

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Transcript of UCALP, Curso de ingreso, Biología; Unidad n°5: Evolución

Evolución
LA FORMACIÓN DE LAS PRIMERAS CÉLULAS
COACERVADOS Y MICROESFERAS
Oparin habla de la aparicion de coacervados, pequeñísimas gotas con una envoltura de macromoleculas y un medio interno con enzimas capaces de realizar reacciones químicas. Sidney W. Fox hipotetizó sobre la aparición de microesferas de proteinas formadas por la polimerización de aminoácidos en charcas calientes.

LA PRIMERAS CELULAS
En la actualidad, no podemos saber como se formó la primera celula. Solo podemos suponer que aspecto tuvo. Se piensa que los primeros organismos eran procariotas.

Teorías pre-evolutivas
El transformismo
CREACIÓN
VS
EVOLUCIÓN
El origen de la vida
La generación espontánea
La materia viva se puede formar a partir de materia no viviente.
La idea de la generación espontánea nació en la antigua Grecia, la creencia se basaba en que, en la carne en descomposición parecian surgir gusanos y larvas.
Lazzaro Spallanzani demostró que en un frasco herméticamente cerrado que contenía caldo de carne no aparecían microosganismo mientras que en el que estaba mal cerrado si lo hacían.
Louis Pasteur demostró la imposibilidad de la generación espontánea de la vida. Su experimento se puede apreciar en la imagen que aparece en la izquierda.

El posible origen cósmico de la vida
Según esta hipotesis, la vida se ha generado en el espacio exterior y viaja de unos planetas a otros y de unos sistemas solares a otros.

El filosofo griego Anaxágoras fué el primero que propuso un origen cósmico para la vida. Esta hipótesis de la panspermia postula que la vida es llevada al azar de planeta en planeta. Su máximo defensor fué Svante Arrhenius, que afirmaba que la vida provenía del espacio exterior.

La aparición de la vida en tierra primitiva
Las hipótesis mas acertadas afirman que la vida se generó hace millones de años, de forma espontánea gracias a las particulares condiciones que hubo en la primera etapa de la historia de la tierra.
El bioquímico ruso Aleksandr Oparin y el genetista británico John B.S. Haldane propusieron que la vida se originó en la tierra como resultado a la asociacion de moleculas inorgánicas sencillas.
En 1953, Stanley Miller simuló las condiciones de la supuesta atmósfera primitiva y la sometió a descargas eléctricas. Obtuvo compuestos orgánicos (aminoácidos). Este resultado sirvió para apoyar la hipótesis de Oparin y Haldane

En el transformismo se agrupan todas las leyendas que,desde la Antigüedad,hablan de transformaciones fabulosas.

Fijismo/Creacionismo
Según el fijismo, tanto la naturaleza como las especies vivas son una realidad definitiva y acabada: los seres vivos son formas inalterables, siendo hoy tal y como fueron diseñadas desde su comienzo
Esta teoría predominó durante siglos, apoyándose en la interpretación literal del GÉNESIS.

Lo difícil, era explicar el significado de los fósiles, los cuales los explica otra teoría, llamada
catastrofismo
Catastrofismo
En el pasado se habían producido catástrofes geológicas que producían extinciones, tras las cuales se producían nuevas creaciones. La última de esas catástrofes fué el diluvio universal de Noé.

Teorías evolutivas:
Lamarckismo
Darwinismo
El primero en oponerse a la inmutabilidad de las especies. Sostenía que todas las especies evolucionan de forma gradual y continua a lo largo de su existencia. Esta evolución partía desde los organismos más pequeños hasta los animales y plantas mas complejos y por tanto hasta el ser humano.

Su teoría se basa en:

1.Tendencia a la complejidad
Según esta teoría, los seres vivos tienen un impulso interno hacia la perfección y la complejidad, se adapta a los cambios del ambiente provocando la aparición de órganos nuevos que pasan a sus descendientes.

2. Aparición de adaptaciones
La necesidad provoca la aparición de órganos nuevos, y cuando se deja de usar algún órgano, éste se atrofia y desaparece. Se trata de la hipótesis del uso y desuso, que se suele simplificar con las expresiones: la función crea el órgano y el órgano que no se utiliza se atrofia.

3. Herencia de los caracteres adquiridos
Los caracteres adquiridos durante la vida del individuo se conservan y se transmiten a la descendencia. Esta idea esta arraigada en la cultura popular, incluso hoy día se mantiene en muchas personas.

La teoría de Lamarck tuvo gran aceptación…Pero se EQUIVOCÓ al afirmar que las características adquiridas son heredables:
- Son características producidas por el ambiente, NO POR LOS GENES; NO PUEDEN HEREDARSE! (recordemos que sólo pueden heredarse esas características reguladas por genes que estén en las células reproductoras o gametos)Ej: Los cambios obtenidos en una operación de cirugía estética, la músculatura adquirida, las cicatrices, etc. ¡No se heredan a los descendientes!

Lamarck y el caso de las jirafas
Ante la sequía acuciante, una población de antílopes de cuello y patas normales intentó cambiar su dieta por hojas de acacia, que abundaban en las copas de los árboles.
Era necesario que alargaran sus cuellos y patas para poder alcanzar las hojas verdes…

como las hojas accesibles se agotaban… ‘debían crecer más’ para llegar a las más altas… y, por tanto, las jirafas ‘seguían esforzándose en estirar más su cuello y patas’.

Como sus descendientes en la siguiente generación ya nacían con el cuello y las patas un poco más largos, según el principio de herencia de los caracteres adquiridos, estarían mejor adaptados y podrían seguir esforzándose en estirar sus miembros. A medida que pasaba el tiempo y se sucedían las generaciones, estos animales se iban pareciendo más a las jirafas actuales.

<<O estamos por Dios y su enseñanza de la creación, o estamos por el evolucionista en contra a Dios. Las cuestiones están bien aclaradas; no puede haber ningún compromiso con las dos. O Ud. es cristiano o Ud. es evolucionista; no puede ser los dos. >>
La teoría evolutiva según el darwinismo
Estos son los padres de la teoría evolutiva que se acepta actualmente pero que ha sido modificada por conocimientos actuales.
Ambos cientificos llegaron a las mismas conclusiones pero por separado.

Darwin Wallace
A los 22 años (y durante 5 años) viajó alrededor del mundo en el Beagle, visitando islas (Malvinas, Galápagos, Tahití, Nueva Zelanda, Australia, Mauricio…) en las que se convenció de la EVOLUCIÓN y DIVERSIDAD de los organismos…
Durante más de 20 años investigó y recogió PRUEBAS de la evolución de las especies…

En las islas Galápagos, en el Océano Pacífico frente a Sudamérica, quedó muy impresionado por las especies de animales que vio y, sobre todo, por las sutiles diferencias entre los pájaros de las islas del archipiélago. ¡13 Sub-ESPECIES DE PINZONES!
A partir de estas observaciones, Darwin se dio cuenta que estas diferencias podían estar conectadas con el hecho de que cada especie vivía en un medio natural distinto, con distinta alimentación. En ese momento comenzó a delinear sus ideas acerca de la evolución.

Darwin observó que las islas estaban AISLADAS entre sí, pero que sus especies provenían de un antepasado común.
Esto le hizo empezar a formular sobre el origen de las especies y la evolución de los organismos… Su teoría sobre la EVOLUCIÓN la plasmó en su libro: “EL ORIGEN DE LAS ESPECIES” (publicado en 1871): ‘los más aptos sobreviven’

1.- La elevada capacidad reproductora de los seres vivos.

2.- La variabilidad de la descendencia.

3.- La actuacion del proceso llamado selección natural.

El Darwinismo se basa en tres principios:
Las especies suelen tener mas descendencia de la que sobrevivirá y llegara a adulta. La causa de que una especie no aumente su número de forma infinita es que los recursos alimenticios son limitados.

Los descendientes de una misma pareja de seres vivos con reproducción sexual no son identicos; siempre hay ligeras variaciones que los hace distintos entre si.

Entre los miembros de una especie se establece una lucha por la supervivencia, sobre todo si los recursos son escasos por la superpoblación. Solo los mejores adaptados consiguen sobrevivir y reproducirse.

En las poblaciones hay individuos ligeramente distintos unos de otros: hay
VARIABILIDAD GENÉTICA


Estas variaciones hacen que cada uno tenga distintas capacidades para adaptarse a su medio natural, reproducirse exitosamente y transmitir sus rasgos a su descendencia.
Al paso de las generaciones, los rasgos de los individuos que MEJOR se adaptaron a las condiciones naturales se vuelven más comunes y la población
EVOLUCIONA
.

La naturaleza SELECCIONA las especies MEJOR ADAPTADAS para sobrevivir y reproducirse: ‘
SELECCIÓN NATURAL
’.

Resumiendo:
¿Cómo explicaría Darwin el caso de las jirafas?
En un principio existiría una población de antílopes de cuello y patas de longitud normal… Algunos de ellos, que tendrían el cuello y las patas algo más largas (VARIABILIDAD GENÉTICA), podrían alimentarse de hojas de acacia… lo que les ayudaría a SOBREVIVIR mejor en las épocas de sequía… (actúa, por tanto, la SELECCIÓN NATURAL)…

Estos individuos MEJOR ADAPTADOS (los más altos)… pudieron reproducirse… y dar una descendencia en la que abundarían más los individuos altos… aunque también habría bajos… Y, de nuevo, la selección natural selecciona a los más altos entre ellos (…los más bajos probablemente mueran antes de llegar a adultos)… En cada generación se producirían individuos más altos hasta que, al cabo de millones de años, todos son altos…

Debido a su Teoría de la evolución y, especialmente, a sus ideas que ponían de manifiesto la relación evolutiva entre el hombre y el resto de los primates, Darwin ha sido frecuentemente parodiado… y, además, desató una gran polémica no sólo científica, sino también social.

El neodarwinismo también llamado teoría sintética de la evolución, es básicamente el intento de fusionar el darwinismo clásico con la genética moderna, y fue formulado en la década del 30 y el 40 (siglo XX) por científicos tales como G. G. Simpson, Mayr, Huxley, Dobzhansky, Fischer, Sewall Wright, y otros.

El NeoDarwinismo
Variabilidad genética: dentro de una población existe un gran número de genotipos diferentes, debido a mutaciones y recombinaciones genéticas.

Selección natural: las combinaciones genéticas mejor adaptadas al medio, sobreviven y se reproducen más eficientemente que las peor adaptadas, que se eliminan. Hay que tener en cuenta que el medio puede cambiar. Por tanto, son las poblaciones las que evolucionan a lo largo de largos periodos de tiempo.

Según esta teoría los fenómenos evolutivos se explican básicamente por medio de las mutaciones (las variaciones accidentales de que hablaba Darwin) sumadas a la acción de la selección natural.
Así, la evolución se habría debido a la acumulación de pequeñas mutaciones favorables, preservadas por la selección natural y por consiguiente, la producción de nuevas especies.


El NeoDarwinismo
La RESERVA DE VARIABILIDAD GENÉTICA es lo que permite a los individuos irse acomodando y adaptando a los cambios ambientales…

Una población suficientemente diversa tiene más probabilidad de sobrevivir y de que alguno de sus indiviuos esté adaptado a las nuevas condiciones...

El caso de la mariposa del abedul (Biston betularia).
Revolución Industrial (Manchester, 1850)
Es de color blanco y vive sobre el tronco de los abedules, que suele estar cubierto de líquenes blancos. Así, pasa inadvertida ante sus depredadores: los pájaros.

Las que tienen una mutación que les hace ser oscuras son presas fáciles. Éstas son minoritarias.

Hacia 1850, en plena Revolución Industrial, la contaminación atmosférica mató a muchos líquenes, los troncos de abedules ya no tenían líquenes y mostraban su color oscuro…

Las mariposas blancas dejaron de pasar inadvertidas y fueron presa fácil de los pájaros…
Tan sólo las mutantes oscuras pasaban inadvertidas en el nuevo ambiente y se reproducían… Al cabo de 50 años, el 99% de la población era oscura…

… Un siglo más tarde, la calidad ambiental mejoró y la contaminación desapareció de la zona… Los líquenes volvieron a aparecer sobre los abedules… y la situación volvió a cambiar…

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
¡De nuevo las mariposas blancas vuelven a ser mayoría!

Teoría de la Creación
Basándose en un Dios existente, la Biblia no argumenta como llegó a ser Dios, ni de donde surgió, esta teoría debe estar basada en la fe, fe en hechos científicos e históricos demostrables; Es un libro de revelación de Dios al hombre.

«En el principio creó Dios los cielos y la tierra» Este enunciado, categórico y solemne, abre la lectura del Génesis y, con él, la de toda la Biblia. Es la afirmación del poder total y absoluto de Dios, del único y eterno Dios, a cuya voluntad se debe todo cuanto existe, pues «sin él nada de lo que ha sido hecho fue hecho» (Jn 1.3).
El universo es resultado de la acción de Dios, quien con su palabra creó nuestro mundo, lo hizo habitable y lo pobló de seres vivientes. Entre estos puso también a la especie humana, aunque la diferenció de cualquiera otra al otorgarle una dignidad especial, pues la había creado «a su imagen, a imagen de Dios» (1.26–27). [25]
Dos Científicos de gran renombre George Ellis Ph.D. y Stephen Hawking Ph.D. nos dicen:
"La construcción del universo no nos llevan a otro punto que a la conclusión de que el universo tuvo un "diseñador" (Purposeful Designer. George Ellis & Stephen Hawking. The large scale structure of space-time)


Teorías más recientes a la evolución, post-evolucionistas:
El
neutralismo
:
Teoría publicada por Motoo Kimura en 1968, que proponía que “La selección natural se comporta de forma NEUTRA sobre gran cantidad de genes mutantes: NI LOS FAVORECE NI LOS ELIMINA. Éstos mutantes permanecerán o serán eliminados POR AZAR, el cual hace que las poblaciones varíen”.

El
equilibrio puntuado
:
Teoría publicada por Stephen Jay Gould y Niels Eldredge, en 1972. Defendían que “La evolución NO ES GRADUAL Y CONTINUA en el tiempo, sino que SE PRODUCE ‘A SALTOS’” (hay periodos en los que las especies están en equilibrio y no sufren cambios, mientras que en determinados momentos se producen muchas spp nuevas a partir de las existentes)

Algunas referencias científicas de la creación:

1. A lo largo de la historia, en todas las culturas del mundo, la gente ha estado convencida de que hay un Dios.
2. La complejidad de nuestro universo
3. La improbabilidad de que el simple "azar" sea la explicación de las características de la vida.
4. El sentido inherente del bien y el mal de la humanidad no puede ser explicado biológicamente.
5. Dios no sólo se reveló en lo que puede ser observado en el universo, en la naturaleza y en la vida humana, sino que Él se ha mostrado todavía más específicamente en la Biblia (Deuteronomio 29:29).
6. A diferencia de cualquier otra revelación de Dios, Jesucristo es el retrato más claro y específico de Dios (Juan 1:1-18).

Muchas veces dentro de nuestro paradigma de la existencia de Dios pensamos que la existencia de Dios no es demostrable científicamente, pensamos y afirmamos que se debe creer en Dios solo por fe, que no debemos hacernos preguntas sobre la existencia de Dios, porque debemos dar por sentado que Dios existe, esta concepción de la fe aunque funciona para muchas personas no es objetiva, ni tampoco es completamente bíblica. Si bien es cierto que “la fe es la certeza de lo que se espera y la convicción de lo que no se ve” (Hebreos 11:1), hay muchas razones científicas y postulados que pueden mantener esta teoría.
PRUEBAS EVOLUTIVAS
Anatómicas

Embriológicas

Bioquímicas

Taxonómicas

Biogeográficas

Paleontológicas
Pruebas anatómicas: Órganos homólogos.
Órganos homólogos: Son los que poseen órganos y estructuras orgánicas muy parecidas anatómicamente ya que tienen el mismo origen evolutivo, estos órganos han sufrido una evolución divergente como por ejemplo, la aleta de un delfín y el ala de un murciélago, son órganos con la misma estructura interna.

Pruebas anatómicas: Órganos vestigiales.
Órganos vestigiales: Se trata de órganos atrofiados, sin función alguna en la actualidad, pero que pueden relevar la existencia de los antepasados, para los que estos órganos eran necesarios. Por ejemplo, en los delfines y en las focas.

Órganos análogos: Estos órganos desempeñan la misma función, pero tienen una constitución anatómica diferente, como el ala de un insecto y el ala de un ave, y representan un fenómeno llamado evolución convergente.

Pruebas anatómicas: Órganos análogos
Pruebas embriológicas: Se basan en el estudio del desarrollo embrionario de los seres vivos. Aquella especies que tienen un mayor parentesco evolutivo muestran mayores semejanzas en sus procesos de desarrollo embrionario. Las similitudes en las primeras etapas, muestran un antepasado común.

Pruebas Embriológicas
Pruebas Bioquímicas
Pruebas bioquímicas: Unas de las evidencias más importantes se basan en la similitud a nivel molecular que hay entre las proteínas o en los ADN de diferentes organismos. Son causadas por el parentesco evolutivo entre ellos.

Pruebas taxonómicas
Las especies se relaccionan unas con otras, como si guardasen entre si parentescos y antepasados comunes. Lo que refleja la taxonomìa son las relaciones de parentescos entre todas las especies de seres vivos.
Por otro lado hay seres vivos con formas intermedias, por ejemplo el ornitorinco.

Pruebas biogeográficas
Las encontramos repartidas por todo el planeta, y consisten en la existencia de grupos de especies más o menos parecidas, emparentadas, que habitan lugares relacionados entre si por su proximidad, situación o características, por ejemplo, un conjunto de islas, donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas condiciones concretas.

Pruebas Biogeográficas
La prueba evolutiva aparece porque todas esas especies próximas provienen de una única especie antepasada que originó a todas las demás a medida que pequeños grupos de individuos se adaptaban a las condiciones de un lugar concreto

Pruebas Paleontológicas
El estudio de los fósiles nos da una idea muy directa de los cambios que sufrieron las especies al transformarse unas en otras; existen muchas series de fósiles de plantas y animales que nos permiten reconstruir cómo se fueron adaptando a las cambiantes condiciones del medio,

Especiación
La especiación es el proceso mediante el cual una población de una determinada especie da lugar a otra u otras poblaciones que no se pueden reproducir con la anterior y que con el tiempo irán acumulando otras diferencias genéticas.

Las especies
Una especie es un grupo de individuos naturales que se pueden cruzar entre sí y tener descendencia fértil pero no pueden hacerlo con individuos de otras especies.

Cualquiera que sea el parecido entre dos especies, si los apareamientos entre ellos no produce descendientes (que es lo más habitual) o sólo producen descendientes estériles (como es el caso, por ejemplo, del cruce entre caballos y burros) podemos afirmar que pertenecen a especies diferentes.

Especiación alopátrica
La especiación alopátrica o geográfica es la que se produce cuando la población de una misma especie queda aislada y dividida físicamente por barreras geográficas (rios, montañas…).
Las poblaciones divididas irán adquiriendo distintas mutaciones en sus genes y con el paso del tiempo llegarán a producir razas distintas que se convertirán en especies distintas.

Especiación Simpátrica
Ocurre cuando una especie pese a ocupar un mismo territorio geográfico se diversifica en dos subpoblaciones debido a unos mecanismos que impiden el cruce como son:

1- La existencia de diferentes habitats en un mismo territorio con diferencias en la temperatura, la luz o la humedad.
2.- Diferencias de comportamiento durante el cortejo.
3.- Variación de los órganos reproductores.
4.- Modificación cromosómica que afecta a la información

Ejemplo: Dos poblaciones se especializan en determinados alimentos y ocupan distintos nichos de un mismo entorno

Además, las poblaciones cada vez son más DISTINTAS, apareciendo mecanismos de AISLAMIENTO REPRODUCTIVO que potencian que se formen nuevas especies:

Aislamiento reproductivo 1




Aislamiento reproductivo 2
PRECIGÓTICOS (impiden que el óvulo sea fecundado):

Aislamiento ecológico: vivir en distinto hábitats

Aislamiento ESTACIONAL: por madurez sexual en distinta época (flores)

CONDUCTUAL

MECÁNICO: tamaño incompatible de genitales

GAMÉTICO: por incompatibilidad de gametos (peces)

MECANISMOS POSTCIGÓTICOS
(actúan tras la formación del cigoto. Suelen interferir en el desarrollo del individuos o lo hacen estéril)
-Inviabilidad de híbridos-

Esterilidad de híbridos (no deja descendencia). Ej: el MULO.La mula/mulo sale del cruce Yegua/burro o asno o caballo/burra. Por eso son estériles, no así los asnos.
Especiación por mutación cromosómica
A consecuencia de cambios en los cromosomas.
Ocurre al producirse errores en la meiosis que varian el número de cromosomas.
La importancia de estas mutaciones es que cambian las relaciones de ligamiento entre los genes.
Una mutación puede dar origen a una nueva especie.

Extinción
El proceso contrario a la especiación es la extinción, que es, en definitiva, el destino último de todas las especies.

Las especies pueden desaparecer de dos maneras:
1.-Debido a la influencia que tienen los organismos entre sí, como una epidemia o un voraz depredador.
2.-Un radical y abrupto cambio del hábitat de una especie, cambios en las temperaturas o en la cantidad de lluvia son algunos ejemplos.

Trabajo práctico, unidad n°5
1.- ¿Cuáles fueron las bases de Lamarck y Darwin para sus respectivas teorías? ¿Qué diferencias pueden establecerse?

2.- ¿Qué pruebas son utilizadas para argumentar las teorías evolutivas?

3.- ¿En qué se basa la teoría de la creación?

4.- ¿Cómo se pueden originar las especies?



Bibliografía
De Aristóteles a Darwin (y vuelta) de Jean Etienne Gilson.

Colin Patterson (Ph.D.), Evolution. (London: British Museum of Natural History, 1978, pp.145-146

Michael Denton, Evolution.

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