BIOLOGÍA 4º ESO

TEMA 4

EVOLUCIÓNY ORIGEN DE

LA VIDA

CREACIONISMO vs. BIOGÉNESIS

Según la mayoría de las religiones, la vida tiene un origen sobrenatural en el que no intervienen reacciones físico-químicas de ningún tipo, ya que todo lo que existe ha sido creado por uno o varios dioses.

Esta teoría recibe el nombre de CREACIONISMO.

CREACIONISMO vs. BIOGÉNESIS (2)

Las ideas creacionistas se reflejaban en el FIJISMO: según esta corriente de pensamiento, las especies biológicas NO han sufrido cambios a lo largo de la historia, permaneciendo inalteradas (“fijas”) desde que fueron “creadas”.

También relacionada con el creacionismo estaba la teoría de la GENERACIÓN ESPONTÁNEA, postulada por los antiguos griegos y mantenida hasta el siglo XVII, según la cual la vida surge espontáneamente a partir de materia inerte.

A partir de materia inerte,

como estos restos de

comida, surge vida: larvas,

gusanos y moscas.

CREACIONISMO vs. BIOGÉNESIS (2)Francesco Redi, un médico italiano, realizó en el siglo XVII el siguiente experimento:

La teoría según la cual la vida solo puede originarse de la vida recibe el nombre de BIOGÉNESIS.

CREACIONISMO vs. BIOGÉNESIS (3)A pesar del experimento de Redi, la controversia se prolongó aún otros doscientos años hasta que en el siglo XIX, Louis Pasteur realizó el experimento que refutó definitivamente la teoría de la generación espontánea.

ORIGEN FÍSICO-QUÍMICO DE LA VIDA

En 1922 dos científicos, Oparin y Haldane, propusieron que, en algún momento de la historia de la Tierra, pudieron formarse moléculas orgánicas sencillas a partir de los gases presentes en la atmósfera primitiva.

ORIGEN FÍSICO-QUÍMICO DE LA VIDA (2)Las condiciones iniciales que imaginaron para la tierra primitiva fueron:

a) una atmósfera sin oxígeno y constituida principalmente por metano, amoníaco, vapor de agua e hidrógeno.

b) una temperatura ambiental muy alta debida a las constantes erupciones volcánicas.

c) radiación ultravioleta solar sin filtrarse (no existía capa de ozono al no haber oxígeno) y descargas eléctricas constantes en la atmósfera.

Oparin y Haldane denominaron a los océanos en estas condiciones “sopa primitiva” o “caldo primordial”.

EXPERIMENTO DE MILLERLa hipótesis de Oparin y Haldane fue comporbada por Stanley Miller en 1952, mediante un experimento de laboratorio que simulaba las supuestas condiciones ambientales de la Tierra primitiva.

En el experimento se formaron de forma espontánea los cuatro tipos de biomoléculas: glúcidos, lípidos, aminoácidos y nucleótidos.

Anque no está claro como se formaron las primeras células, Oparin y Haldane propusieron que estas biomoléculas sencillas formarían unas estructuras pre-bióticas denominadas coacervados, que evolucionarían posterioremente en eubiontes (auténticas células vivas).

(Nota del profesor: curiosamente, parece que al final la vida SI que podía surgir de la materia inerte...vaya, vaya...)

DE BIOMOLÉCULAS A CÉLULAS

DE BIOMOLÉCULAS A CÉLULAS (2)

Teórica estructura de un coacervado.

Estromatolitos: formaciones fósiles derivadas de las primeras

formas de vida celulares.

TEORÍAS EVOLUTIVAS

Las ideas evolucionistas son claramente contrarias a las ideas fijistas, que sostienen que las especies biológicas no han cambiado a lo largo del tiempo desde el momento en que fueron “creadas”.

Jean Baptiste Lamarck pensaba que unas especies se transformaban en otras a lo largo del tiempo.Su teoría se sostenía en los siguientes puntos:

a) los organismos muestran una tendencia hacia la complejidad.Es decir, que la evolución produce individuos cada vez más complejos.

b) el uso repetido de un órgano produce su desarrollo.El uso de un órgano promueve su desarrollo, y su desuso su atrofia.

c) los caracteres adquiridos son heredables.Las modificaciones que sufre un individuo por desarrollar o no un órgano se pueden transmitir a la descendencia.

LAMARCKISMO

LAMARCKISMO (2)

LAMARCKISMO (3)

DARWINISMO

La teoría de la evolución de Darwin (y Wallace) propone que la SELECCIÓN NATURAL es el mecanismo por el cual las especies cambian a lo largo del tiempo.

Darwin publicó en 1859 en el famoso tratado El origen de las especies por medio de la selección natural.

DARWINISMO (2)

DARWINISMO (3)Nacen más individuos de los que el medio ambiente puede sostener, y

con una variabilidad intraespecífica.

Muchos de esos individuos perecen por enfermedad, por depredadores,

o por no haber podido encontrar suficiente alimento.

Cuando un individuo no se reproduce, o no puede reproducirse, evolutivamente es como si hubiera

muerto.

Solo los individuos mejor adaptados (no necesariamente los más fuertes)

sobreviven y transmiten esos caracteres ventajosos a su

descendencia.

TEORÍAS EVOLUTIVAS (5)¿Qué respuesta daría cada teoría al dilema del cuello de las jirafas?

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN:PRUEBAS MORFOLÓGICAS

Se basan en el estudio comparado de la morfología de los órganos de seres vivos actuales o de fósiles. Mediante la anatomía comparada se estudian las semejanzas y diferencias entre órganos de diversas especies.

Los órganos HOMÓLOGOS son aquellos que tienen un mismo origen evolutivo y embrionario, con una estructura interna semejante, fruto de diversas modificaciones adaptativas a distintos hábitats.Los miembros superiores de todos los mamíferos parten de la misma estructura básica.

Los órganos ANÁLOGOS son aquellos que tienen distinto origen evolutivo y embrionario, pero presentan una forma aparentemente semejante y realizan la misma función.El ala de un murciélago y el ala de una libélula tienen la misma función, pero origen totalmente distinto.

PRUEBAS MORFOLÓGICAS (2)Los órganos ANÁLOGOS

representan un fenómeno llamado CONVERGENCIA ADAPTATIVA, por el cual los seres vivos repiten fórmulas y diseños que han tenido

éxito.Por ejemplo, todos los individuos que

se adaptan a la vida acuática tendrán forma hidrodinámica, sea

cual sea su origen.

Los órganos HOMÓLOGOS representan la DIVERGENCIA ADAPTATIVA, por la

cual los seres vivos modelan sus órganos según su modo de vida, el

ambiente en que están, etc.Delfines, murciélagos caballos y

humanos poseen la misma estructura en sus miembros superiores, aunque la

función sea distinta.

PRUEBAS MORFOLÓGICAS (3)Los ÓRGANOS VESTIGIALES son también pruebas anatómicas de la Evolución. Son órganos rudimentarios, atrofiados, que revelan un pasado evolutivo.

Entre los órganos vestigiales más conocidos están la pelvis de los cetáceos, las últimas vertebras de nuestra columna vertebral (antigua cola), las famosas muelas del juicio y el apéndice.

Se basan en el estudio de la distribución geográfica de las especies.La Teoría de la Evolución señala que los individuos que habitan juntos en una determinada área evolucionan de manera similar, al estar sometidos a la misma presión del medio ambiente, pero cuando ciertas poblaciones quedan aisladas, tienden a evolucionar hacia formas diferentes.

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN:PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS

Guanaco

Llama

Camello bactriano

DromedarioAlpacaVicuña

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN:PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS (2)

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN: PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS

Se basan en el estudio de los fósiles, restos de seres vivos que existieron en el pasado. Mediante el estudio de los fósiles se pueden establecer similitudes con especies actuales e intentar determinar una historia evolutiva para una especie moderna.

Se han logrado reconstruir historias evolutivas completas como la que condujo hasta el caballo. Los antepasados del caballo fueron cambiando y gradualmente fueron perdiendo dedos como adaptación a la carrera veloz.

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN:PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS

Se basan en el estudio comparado de los embriones de distintas especies en diferentes momentos del desarrollo.Al estudiar los primeros estadios del desarrollo embrionario de muchos animales se observan ciertas semejanzas que van desapareciendo según avanza el desarrollo.

Por ejemplo, todos los vertebrados se desarrollan de manera bastante similar en las etapas tempranas del desarrollo embrionario. Todos poseen arcos branquiales (incluso especies que no son acuáticas, como los pollos) y cola (incluso los humanos).

A medida que avanza el desarrollo algunos animales conservan estas estructuras y otros las pierden.

Durante el desarrollo embrionario es como si se reprodujese la historia evolutiva de los antepasados. Nuestro embrión, al principio, es muy parecido al de un pez. Nuestros antepasados remotos fueron peces.

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN:PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS (2)

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN:PRUEBAS BIOQUÍMICAS

Se basan en la comparación de organismos diferentes a nivel molecular. Cuanto más parecidos sean dos individuos a nivel molecular, mayor será el parentesco evolutivo, y viceversa.

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN:PRUEBAS BIOQUÍMICAS (2)

AGLUTINACIÓN DEL SUERO SANGUÍNEO:Cuando se mezcla sangre de diferentes especies se produce una coagulación.A mayor parentesco entre las especies, mayor coagulación.

COINCIDENCIA DE SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS:A mayor parentesco, las especies presentan un mayor número de secuencias de nucleótidos iguales y de mayor extensión.

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN:PRUEBAS BIOQUÍMICAS (2)

Con los resultados de dichas comparaciones se elaboran árboles filogenéticos, en los que quedan representados las relaciones de parentesco entre los seres vivos.

TEORIA SINTÉTICA

El único fallo de la teoría de Darwin es que no tenía ninguna forma de explicar la transmisión de los caracteres hereditarios.

Los avances en genética molecular a principios del siglo XX llevaron a los evolucionistas a proponer como principales motores del cambio evolutivo a las mutaciones, la recombinación genética y la selección natural.

Esta teoría se denomina NEODARWINISMO o TEORÍA SINTÉTICA.

TEORIA SINTÉTICA (2)

TEORIA SINTÉTICA (3)

Las fuentes de variabilidad según la Teoría Sintética serían:

a) la recombinación genética:Este fenómeno tiene lugar durante la meiosis previa a la formación de los gametos. Los cromosomas intercambian material genético, de forma que cada gameto es diferente.

b) las mutaciones:Cambios en la secuencia de nucleótidos de los genes, lo que cambia la información que llevan.Las mutaciones pueden ser perjudiciales (si confieren una desventaja para el individuo), favorables (si proporcionan una ventaja) o neutras (si no son ventajosas ni perjudiciales... en esas condiciones ambientales, claro...)

c) la reproducción sexual:En la reproducción sexual se combinan caracteres de dos progenitores, lo que aumenta la variabilidad de los nuevos individuos frente a sus antecesores.

ORIGEN Y EVOLUCIÓNDEL SER HUMANO

Muchos de los que atacaron a Darwin por motivos religiosos, sin haber leído si quiera “El Origen de las Especies”, se equivocaban.

Darwin no pensaba que el hombre descendiese de ningún “mono” actual, sino que el hombre y otros primates descendían todos de antepasados comunes.

ORIGEN Y EVOLUCIÓNDEL SER HUMANO (2)

La especie humana Homo sapiens es el único representante actual de la familia de los homínidos.Los homínidos, junto a los simios antropoides, los monos del viejo y nuevo mundo y los prosimios, forman el orden de los primates.

El proceso de hominización conllevó una serie de cambios en los primeros homínidos:

- la adquisición del bipedismo.- la aparición del pulgar oponible en las manos.- la capacidad de hablar.- el aumento de la capacidad cerebral.

PRINCIPALES REPRESENTANTES DE LA FAMILIA DE LOS HOMÍNIDOS

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL SER HUMANO (4)MILLONES DE AÑOS

5 actualidad

Homo habilis

Homo ergasterHomo erectus

Homoheidelbergensis

Homo neanthertalis

Homosapiens

4 3 2 1

?

Australopithecusanamensis

Australopithecusafarensis

Australopithecusafricanus

Homo antecessor(Atapuerca)

150,000 años

Coexistencia de 5 especies diferentes del género Homo: Homo ergaster, Homo erectus, Homo heidelgergensis, Homo neanthertalensis y Homo sapiens, el único que ha sobrevivido.