EVOLUCION –BIOLOGIA EVOLUTIVA

• ¿por qué existen tantísimas especies diferentes sobre la tierra?

• ¿por qué todas son diferentes entre sí aunque

comparten muchas características como un código

genético universal?

• ¿por qué muchas no han desarrollado un cerebro mientras que otras sí?

• ¿por qué en el hombre ese cerebro ha dado lugar a

la aparición de una extraordinaria capacidad

mental?

La biología se

ocupa del estudio

integral de los

organismos

Las ciencias biológicas,

antes de Darwin, eran

eminentemente descriptivas

• El mérito más importante de la

teoría evolutiva está en la gran

revolución que supuso para la

biología.

Fue la que suministró la herramienta

adecuada, con una enorme capacidad

predictiva, lo que convirtió a la biología en

una ciencia experimental

Biología evolutiva se ocupa de responder

preguntas desde el punto de vista

funcional, dando una respuesta que

explique el sentido adaptativo de la

característica que estamos estudiando.

mariposas

• La biología evolutiva como disciplina

académica propiamente dicha emergió

como resultado del neodarwinismo

durante las décadas del 30 y del 40.

• Sin embargo, no fue hasta los años 70

y los 80, incorporada por la mayor

parte de las Universidades en los

departamentos de Biología Evolutiva.

• Siguiendo a Futuyma (1998)

➢ La biología evolutiva intenta abordar dos grandes grupos de temas:

A) la historia de la vida

B) y las causas de la evolución.

SE OCUPA DE ENTENDER

los senderos históricos…..

y los procesos que han dado lugar a las características actuales de los organismos

y por qué las características de esos organismos son las que son y no son otras

La biología evolutiva

El estudio

científico

de la

evolución

Nos permite decir…

las especies

vivientes

cambian a través

del tiempo y

están

emparentadas

entre sí debido a

que descienden

de antepasados

comunes.

El 98% de los genes de los gorilas y los

humanos son idénticos;

Los humanos y los chimpancés en tanto,

comparten el 99% de su ADN.

La separación de especies entre HUMANOS

y los CHIMPANCES a partir de un antecesor

común se produjo hace seis millones de

años, mientras que el surgimiento de los

GORILAS desde el mismo ancestro ocurrió

cuatro millones de años antes.

MICROEVOLUCIÓN: selección natural,

fenotipo, estructura poblacional…

MACROEVOLUCIÓN cambio evolutivo

por encima del nivel de especie, define

taxones mas elevados

Historia-Diversidad

(procesos-mecanismos)

trata de descubrir los mecanismos y

procesos que causan y modulan la

evolución de los organismos a través del

tiempo

En la historia se dió

LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA,

En PROCARIONTES Constituyen solo una pequeña fracción del ADN

En EUCARIONTES, la proporción de ADN N/C. aumenta con la complejidad

del organismo. Tales secuencias se venían considerando redundantes.

COMPLEJIDAD BIOLÓGICA.

SECUENCIAS NO CODIFICANTES DE LAS PROTEÍNAS

cambios en los genes reguladores del desarrollo embrionario

Los genes le dicen al cuerpo cómo producir proteínas específicas,genes que regulan el desarrollo embrionario de un organismo.

En Drosophila hay dos genes que son los responsables de activar todos los genes que hacen que la mosca forme sus segmentos y cómo estos

se regulen unos a otros.

1ºlugar se expresan los genes de polaridad, (determinan los

ejes anteroposterior y dorsoventral del huevo; después los

genes de segmentación, que determinan el número y la

organización de los segmentos del cuerpo

Cuando están sobreactivados o inactivados por mutaciones,

pueden desarrollarse estructuras del cuerpo en el

lugar equivocado

codifican factores de transcripción que contienen una

región llamada homeodominio (dominio de unión)

Los genes homeóticos son genes reguladores maestros

dirigen el desarrollo de estructuras o segmentos

particulares del cuerpo

Determinan en la célula la identidad espacial o

posicional inequívoca en diferentes regiones a lo

largo del eje anteroposterior del cuerpo

(polaridad……identidad de cada segmento)

• Un HOMEOBOX es el dominio en el ADN de un gen con 180 pares de bases en el desarrollo.

•Los Factores de transcripción expresados por el conjunto de genes Hox, se encargan de la

regulación de la MORFOGENESIS y DIFERENCIACION durante el desarrollo

embrionario

Los interruptores genéticos

LOS INTRONES representan el tipo de ADN no

codificante que interviene en la regulación genética.

los cambios graduales que han sufrido los genes

Hox desde la explosión cámbrica no han dado

lugar a cambios fenotípicos ...

Lo que sí ha variado a lo largo del tiempo es donde y

cuando debe activarse cada gen Hox,

y ello ha tenido que ver con la aparición de

modificaciones del ADN regulador ...

pequeños cambios de este ADN regulador pueden

provocar grande variaciones de la estructura

corporal .

complejos mecanismos moleculares y

celulares estabilizan la

morfogénesis de los

organismos (morfostasis;

morfotipo), sin bloquear

por ello su variación y

evolución continuadas.

Comparar el DNA de

diferentes especies, y

determinar las

relaciones evolutivas.

Las especies que tienen

una formación genética

similar tienen una

relación evolutiva más

cercana.

PERMITE…….

La evolución biológica es el proceso histórico

de transformación de los linajes y

constituye el gran principio unificador de la

biología…..

al dar cuenta de las propiedades distintivas

de los organismos y explicar sus

adaptaciones y relaciones de parentesco.

El panorama evolutivo actual, IMPULSADO

por la revolución molecular, apoya con

mayor fuerza los principios darwinianos de

ancestría común, homología y adaptación.

Hay un cambio de enfoque hacia el

desarrollo ontogenético, impulsado por la

visión EvoDevo (biología evolutiva del

desarrollo), y la ampliación del marco

conceptual de la herencia.

(EvoDevo) aspectos del análisis de la

Biología molecular del desarrollo (desde

la epigénesis y no solamente desde la

genética de la transmisión).

Metilación inhibe la interacción

del gen con el FT

Dos modos de reducir

los genes al silencio

la metilación es el principal

mecanismo epigenético

(EvoDevo) Biología

Molecular del Desarrollo.

Esta ampliando y

modificando el papel de la

embriología (comprender el papel

de los genes en el desarrollo)

“cajas homéoticas”

Genes homeóticos: determinan

la identidad de los segmentos o

partes individuales del embrión

en sus etapas iniciales

CONFIEREN A LA CÉLULA

IDENTIDAD ESPACIAL O

POSICIONAL INEQUÍVOCA

El conocimiento ontogénico

HOY SABEMOS QUE CERCA DEL 30% DEL

ADN DE LOS EUCARIOTAS ESTÁ

FORMADO POR INTRONES, MIENTRAS

QUE LOS PROCARIOTAS CARECEN DE

ELLOS.

DE HECHO, SE CALCULA QUE EN EL SER

HUMANO, CERCA DEL 50% DE

TRANSCRITOS PRIMARIOS SON

SUSCEPTIBLES DE SUFRIR SPLICING

ALTERNATIVO.

ESTOS DESCUBRIMIENTOS HAN HECHO

ABANDONAR TAMBIÉN EL CONCEPTO DE

“UN GEN, UNA PROTEÍNA” DE FORMA

DEFINITIVA.

Lo importante es que muchos genes tienen más de

un potenciador y, por lo tanto, más de un

«interruptor». De esta forma, UN MISMO GEN

PUEDE EXPRESARSE EN MOMENTOS

DIFERENTES Y TEJIDOS DIFERENTES

Nuevo modelo de evolución?

• Integra:

–La genética del desarrollo y

–La genética de población • “Cambio en las frecuencias alélicas –(ahora) – “cambios en las vías

regulatorias”

Fusión que genera una Biología Evolutiva más compleja

que aporta a explicar el origen de las especies y sobre

todo de los taxa superiores

• La biología evolutiva se encuentra

inmersa hoy en una suerte de

metamorfosis conceptual ampliando su

marco teórico

SINTESIS

En primera instancia cubre los orígenes del

pensamiento evolutivo (pilares

metodológicos y filosóficos que

fundamentan la evolución)

Origen del universo y del planeta tierra e

Historia de la vida en la tierra, tomando los

vestigios de organismos que constituyen

evidencias innegable de evolución.

Se avanza sobre las hipótesis e intentos de

acercamiento al origen de la vida por causas

naturales

Se añade el análisis paleontológicos, que

permite ver que la historia de la vida ha estado

marcada por extinciones masivas.

El registro fósil muestra una diversidad

de patrones.

A su vez se ve en ella un claro incremento

de la complejidad organísmica de la vida.

Se puntualiza en…………..

LA SINTESIS MODERNA (Neodarwinismo),

esta síntesis ha integrado en un marco

conceptual las ideas de Darwin, Mendel,

Weissman, Hardy-Weinberg

Se analiza también el contexto poblacional

de la evolución velado por la dinámica

genética que permite entender cómo los

factores evolutivos ajustan las poblaciones

naturales al medio ambiente

Se considera la problemática de las

especies desde el concepto biológico

Por otra parte la evolución

molecular señala que los

procesos adaptativos son

promovidos por selección

La evoluciónEs un proceso natural que no tiene finalidad ni

dirección, no responde a un plan conduce a un

aumento de la diversidad biológica

El registro fósil muestra una diversidad de

patrones.

Varios eventos de extinción masiva

Eventos, que cambiaron el rumbo del proceso

evolutivo, demuestran que la evolución de la vida

en la tierra es una historia singular e irrepetible,

que no está en absoluto predeterminada.

(ejemplo:las mutaciones son acontecimientos

fortuitos)

La evolución es el resultado de complejas,

cadenas de redes de acontecimientos históricos

únicos, que en cada momento interactúan en

forma exclusiva.

Este tipo de procesos se denominan

contingentes