APARICIÓ DELS PRIMERS ÉSSERS VIUS

• Des de el punt de vista de les ciències experimentals , al llarg de la història de la vida s’han donat dues possibles vies de solució a aquest problema .

*Els organismes procedeixen d’altres llocs del Univers. * Procedeixen per evolució de matèria inert present en el nostre planeta.

ORIGEN DELS COMPOSTOS ORGÀNICS

Experiment de MillerL’any 1953 , Miller , va fer un

experiment en el qual va reproduir , la composició de l’atmosfera primitiva (fa 4.000 milions d’anys ). És a dir , sense oxigen ni gasos oxidants , nitrogen , aigua , hidrogen , amoníac i metà.

Va fer saltar unes descàrregues elèctriques i va obtenir una solució aquosa de substàncies orgàniques entre el quals hi havia alguns aminoàcids senzills.

Les primeres cèl.lules• L’experiment de Miller no va fer res més que

confirmar l’hipòtesi d’Oparin sobre l’origen de la matèria orgànica a la terra.

• Posteriorment només calia suposar si era possible la polimerització espontània de compostos orgànics senzills sense la presència de l’organització cel·lular.

• Els resultats experimentals han esta pobres , però malgrat això molts científics pensen que és possible.

• El següent pas és trobar quan van aparèixer les primeres cèl·lules.

DATACIÓ DE LES PRIMERES CÈL·LULES TROBADES

• Any 1983,Shopf i Walter van descriure els fòssils més antics del planeta , de 3.500 milions d’anys , cianobacteris filamentosos , trobat a Austràlia.

• 1988 es van descobrir anomalies isotòpiques en roques a Groenlàndia de 3.800 milions d’anys , només s’expliquen per l’activitat biològica d’alguns organismes primitius.

• Segons això l’evolució biològica va disposar d’uns 200 milions d’anys perquè apareguessin els primers éssers vius, i des d’aquests uns 1500 milions d’anys fins les primeres cèl·lules eucariotes.

OCEANS PRIMITIUS I EL COMENÇAMENT DE LA VIDA

TEORIES EVOLUTIVES

CREACIONISME

• Teoria que assenyala com a autor de tot el que hi ha en el món , a Deu . Tot va ser creat per Deu de la manera com ho veiem a l’actualitat. Va perdurar fins a finals del segle XIX , i avui en dia encara té adeptes.

FIXISME

• Teoria paral.lela a l’anterior . Els adeptes diuen que tots els organismes i éssers vivents en estat creats com el veiem ara. És totalment contrari a l’evolució.

• Defineix la natura com una cosa definitiva i acabada.

LAMARCKISME

• Va ser el primer intent per explicar la gran variabilitat d’espècies existents amb la idea de canvi.

• Lamarck afirmava en la seva cèl.lebre frase :

• “ La funció crea l’òrgan “

• L’exemple més conegut és el de les girafes.

• El seu treball però , era molt especulatiu i poc fonamentat, per la qual cosa no va ser acceptat pels seus contemporanis.

LES JIRAFES DE LAMARCK

POSTULATS DE LA TEORIA DE LAMARCK ( 1744-1829 )

• Contínuament s’originen organismes inferiors ( unicel.lulars ) per generació espontània.

• Tots els organismes tenen un impuls interior que els fa canviar al llarg de les generacions, cap a formes “ més perfectes “.

• Durant la seva vida , el cos d’un organisme pot experimentar canvis, especialment per la realització repetida de determinades accions o per la utilització preferent d’alguna part del cos.

• Els descendents d’aquests organismes n’hereten les característiques adquirides durant la seva vida.

• Aquesta teoria sobre el mecanisme evolutiu s’ha anomenat herència dels caràcters adquirits o Lamarckisme .

FETS A DESTACAR

• 1. Va ser el primer a proposar un mecanisme per explicar el canvi .

• 2. La seva explicació , l’herència dels caràcters adquirits , va tenir molta influència.

CHARLES ROBERT DARWIN ( 1809-1882 )

• És el fundador de la moderna teoria de l’evolució. La seva gran aportació va ser la descripció del mecanisme de l’evolució , la selecció natural i , sobretot , la recollida i estructuració d’una immensa quantitat de dades que li donaven suport.

UNA MICA DE BIOGRAFIA

• Dut per la seva afecció per la història natural , es va embarcar amb 21 anys com a naturalista al vaixell Beagle el 1831.

• Durant el llarg viatge , que va durar 5 anys , va fer una immensa quantitat d’observacions i recollí milers de mostres de roques , plantes i animals.

• En retornar a Anglaterra va passar uns quants anys descrivint i ordenant tot el material recollit.

• Finalment l’any 1859, va publicar” L’origen de les espècies “ .

• El llibre va tenir una gran acollida però a la vegada es van desencadenar fortes polèmiques amb aquells que mantenien la veracitat de la Bíblia.

CARICATURES ENTORN A DARWIN

Trajecte del Beagle

FONAMENTS TEORIA DE DARWIN

• Es va adonar de la immensa diversitat d’espècies.

• A la Patagònia va desenterrar restes fòssils de mamífers de gran mida.Va observar que presentaven clares semblances amb mamífers actuals de talla més reduïda.

• A les illes Galàpagos va descobrir una gran quantitat d’espècies animals i vegetals que no es trobaven en lloc més del món. Presentaven dues característiques:

ILLES GALÀPAGOS

1. Malgrat ser endèmiques de les illes , s’assemblaven a altres espècies de la costa pacífica de Sud-Amèrica , i no a les d’altres indrets de natura semblant.

2. Les diferents illes presentaven sovint espècies diferents d’un mateix tipus.

* Exemple: Els pinsans formaven un conjunt d’espècies

semblant però amb adaptacions a diferents formes de

vida i alimentació que es reflecteix en la forma del bec.

ELABORANT LA TEORIA

• Els fets anteriors i altres van fer pensar al jove Darwin en que les espècies s’originaven a partir de la modificació d’altres espècies.

• Les espècies actuals de pinsans de les Galàpagos serien descendents d’un petit grup d’ocells arribats des de les costes de Sud-Amèrica.

• Darwin va seguir treballant durant vint anys recollint proves per a un llibre sobre la teoria de l’evolució.

• El 1858 va rebre un article de Wallace en què exposava una teoria pràcticament idèntica a la seva.

• Darwin i Wallace van publicar un article conjunt en què exposaven la teoria de l’evolució. Tot seguit es va posar a redactar el llibre “L’origen de les espècies “ , va ser publicat l’any 1859 .

FORMULACIÓ DE LA TEORIA

TEORIA DE L’EVOLUCIÓ

HERÈNCIA DELS CARÀCTERS

VARIACIÓ

SELECCIÓ NATURAL

ORIGEN DE NOVES ESPÈCIES

POSTULATS DE LA TEORIA

• Tots els organismes provenen d’organismes semblants.• En qualsevol població d’individus hi ha variació ,

diversitat de característiques , i algunes són heretables.• La capacitat de sobreviure i reproduir-se d’un individu

determinat depèn de la interacció entre les seves característiques i l’ambient on viu. Algunes seran favorables , permetran deixar més descendents.Si són hereditàries tendiran a ser més freqüents a les generacions posteriors. Ja ha actuat la selecció natural.

• Amb temps suficient , la selecció natural pot acumular prou canvis per diferenciar dos grups d’organismes fins a poder considerar-los espècies diferents.

MÉS ENLLÀ DE DARWIN

• La principal debilitat de la teoria de Darwin era l’origen i la transmissió de la variació ; és a dir , els fenòmens que estudia la genètica. La integració entre la teoria de Darwin i els descobriments de la genètica dona lloc al Neodarwinisme.

• Posteriorment en la seva forma més elaborada l’anomenada Teoria sintètica de l’evolució.

TEORIES MODERNES

• Neodarwinisme

És la teoria que sorgeix d’unir la teoria de Darwin amb els redescobriments de Mendel i els coneixements sobre el material genètic , a partir de la comprovació per part de August Weismann ( 1834-1914) de la falsedat de l’herència dels caràcters adquirits. Més tard Hugo de Vries ( 1848-1914 ) comprova l’existència de mutacions.

• Teoria sintètica

Defineix l’evolució com una teoria dels canvis genètics.La síntesi consisteix en dues coses:

* Una teoria del canvi genètic. *Una extrapolació d’aquesta teoria a tots els aspectes de l’evolució.

PROVES DE L’EVOLUCIÓ

TIPUS DE PROVES

Registre fòssil

Embriologia

Biogeografia

Òrgans homòlegs, anàlegs i vestigials

Biologia molecular

REGISTRE FÒSSIL

• Els fòssils ens proporcionen proves directes sobre el passat de la vida. En el registre fòssil observem els següents fets:

• Hi ha un gran nombre d’espècies extingides.• Habitualment aquestes espècies són diferents de les

actuals.• Tot i les diferències , els fòssils presenten prou

semblances amb les actuals per poder relacionar-les entre elles.

• Hi ha sèrie de fòssils que es poden ordenar en una seqüència que relaciona una espècie extingida amb un altra d’actual a través d’una sèrie de canvis.

EXEMPLE DE SÈRIE DE FÒSSILS

EMBRIOLOGIA

• Els organismes relacionats evolutivament presenten sovint una semblança en les primeres etapes del desenvolupament, que s’explica pel fet de compartir un avantpassat comú.

• La ciència que estudia aquestes relacions és la filogènia.

SÈRIES FILOGENÈTIQUES

BIOGEOGRAFIA

• Els grups d’organismes evolutivament pròxims acostumen a estar relacionats geogràficament.

• Si una mateixa espècie és en llocs separats per barreres que avui són infranquejables , cal que suposem que en una altra època hi hagué un pas actualment inexistent.

ÒRGANS HOMÒLEGS I ANÀLEGS

• Òrgans homòlegs: Presenten la mateixa estructura òssia però actualment realitzen funcions diferents. Aquest fenomen , l’origen comú d’unes estructures actualment diferents , s’anomena homologia.

• Òrgans anàlegs: Es tracta d’estructures d’origen divers que han evolucionat independentment cap a formes semblants.

Què són els òrgans vestigials ?

• Són estructures anatòmiques que s’assemblen a d’altres , si bé són de mida més reduïda i estructura més simple. Ens indiquen clarament que les espècies tenen una història que ha deixat la seva empremta.

Exemples: El queixal del seny , còccix ,

apèndix.

BIOLOGIA MOLECULAR

• S’han comprovat seqüències equivalents de proteïnes i de DNA de diferents organismes i que aquestes diferències són més grans com més suposadament llunyans són els dos organismes.

EVOLUCIÓ I POBLACIONS

• L’aparició sobtada d’una característica nova en un individu no té cap futur si no es difon en una població, en un conjunt d’individus que es puguin reproduir entre ells.

• Els canvis evolutius es mesuren com a canvis en una població.

• La selecció natural però s’aplica directament als individus.

DEFINICIÓ EVOLUCIÓ

• L’evolució es pot definir com el canvi de les freqüències dels al.lels d’un gen en el si de la població.

• La branca de la genètica que estudia aquests processos s’anomena genètica de poblacions.

L’ORIGEN I MANTENIMENT DE LA VARIACIÓ

• Si suposem que la selecció natural tria els al.lels més eficients les poblacions a la llarga esdevindrien uniformes. Calia , doncs buscar explicacions al manteniment de la diversitat de les poblacions.

FONTS DE CANVI GENÈTIC

SELECCIÓ NATURAL

MUTACIONS

FLUX GENÈTIC

DERIVA GENÈTICA

FONTS DE CANVI GENÈTIC

Mutacions Són canvis del genotip que es poden heretar de pares a fills. Flux genètic Entrada de nous individus a la població i , per tant, nous al.lels. Deriva genètica Canvis aleatoris de freqüències gèniques en poblacions petites.

QUÈ ÉS UNA ESPÈCIE?.

• Definició biològica d’espècie:

Una espècie és un conjunt de poblacions d’individus que es poden encreuar entre ells (tenir descendència fèrtil ) però no poden fer-ho amb individus d’altres poblacions.

CONCEPTE MORFOLÒGIC D’ESPÈCIE

• Quan ens trobem davant d’una espècie que no presenta reproducció cel.lular no tenim més remei que usar un altre concepte. El concepte morfològic diu que dos organismes pertanyen a la mateixa espècie si presenten una gran quantitat de semblances anatòmiques i fisiològiques.

PROCÈS D’ESPECIACIÓ

• Procés mitjançant el qual una població d’organismes origina l’aparició d’una nova espècie.

Especiació

SIMPÀTRIDA

AL.LOPÀTRIDA

Procés d’especiació

SIMPÀTRIDA

El procés d’aparició de la nova espècie es produeix en un altre territori.

AL.LOPÀTRIDA

El procés d’aparició d’una nova espècie es produeix en el mateix territori sense que es produeix desplaçament.

ESPECIACIÓ SIMPÀTRIDA

1. Aïllament geogràfic

2. Diferenciació genètica.

3. Aïllament reproductiu