TEMA 5. LA DIMENSIÓN BIOLÓGICA: EVOLUCIÓN Y HOMINIZACIÓN

LA DIMENSIÓN BIOLÓGICA: EVOLUCIÓN Y HOMINIZACIÓN – ACTIVIDADES – PÁGINA 1

TEMA 5. LA DIMENSIÓN BIOLÓGICA: EVOLUCIÓN Y HOMINIZACIÓN

EVOLUCIÓN 1. IDEAS PREEVOLUCIONISTAS: EVIDENCIAS A FAVOR Y EN CONTRA DEL FIJISMO (CREACIONISMO, TRANSFORMISMO Y CATASTROFISMO) ¿La diversidad biológica actual es diferente de la que existió hace millones de años?, ¿por qué? Durante el siglo XVIII, los estudios acerca de la clasificación de los organismos despertaron, en los científicos, el interés por explicar las causas de su inmensa variedad en el planeta. La corriente de pensamiento que buscó explicar el origen de los seres vivos y su diversidad recibió el nombre de evolución, y se define como el proceso de cambios graduales e ininterrumpidos mediante el cual se desarrollaron los seres vivos a través de las diferentes eras geológicas. Con frecuencia se piensa que los conceptos evolutivos iniciaron con Charles Darwin, quien propuso la teoría de la evolución más aceptada; sin embargo, la idea de que los animales y vegetales actuales podían haberse desarrollado, mediante cambios graduales, a partir de organismos primitivos que poseían características diferentes, fue propuesta por el filósofo griego Empédocles. Una de las primeras explicaciones preevolucionistas recibió el nombre de fijismo, bajo la figura de Aristóteles, afirmaba que todas las especies animales y vegetales de la Tierra se han mantenido sin cambios en su apariencia física y funcionamiento desde sus orígenes. El fijismo manifestó varias tendencias; las más importantes fueron: creacionismo, postulado por Karl von Linné, afirmó que los organismos fueron creados por separado en tiempos remotos por un ser infinito, desde entonces no sufrieron modificación alguna, y por lo tanto, no aparecieron nuevas especies ni se extinguieron otras. transformismo, integrado por Georges Louis Leclerc, conde de Bufón, basado en los fósiles conocidos en su época explica el mecanismo de formación infinita de especies bajo la influencia del tiempo, el medio físico, la nutrición y la domesticación. catastrofismo, propuesto por George Leopold barón de Cuvier, sostuvo que los organismos se mantuvieron inalterables desde su creación; pero supuso que éstos desaparecieron por diversas catástrofes y que los seres extintos fueron reemplazados por actos de creación sucesivas.

Karl von Linné

(Naturalista sueco, 1707-1778) Eliminó la situación caótica que

prevaleció en su época en cuanto a la clasificación de los seres vivos,

utilizando la nomenclatura binominal, por tal motivo se le

designa como Padre de la sistemática moderna.

Georges Louis Leclerc, conde de

Bufón (Naturalista francés, 1707-1788)

En su obra Historia natural, general y particular, integra todos los

conocimientos adquirido en su época sobre la naturaleza. Gracias a su trabajo, París se convirtió en el

centro de interés para los naturalistas, ya que bajo su mando académico envió expediciones a

todas partes del mundo.

George Leopold barón de

Cuvier (Naturalista francés,1769-

1832) Fundador de dos ramas de

la biología: anatomía animal comparada y

paleontología. Por sus trabajos fue nombrado

ayudante de la cátedra de anatomía del Museo de

Historia Natural de París.

Aristóteles fue uno de los primeros naturalistas que visualizó a la naturaleza como un continuo de organización que abarcaba desde la materia sin vida pasando por formas complejas de plantas y animales hasta los humanos y seres espirituales. El concepto de Aristóteles se transformó, con el transcurso del tiempo, en una opinión rígida de la vida, al grado de suponer que cada especie constituía un eslabón distinto de una gran cadena, y que éstos habían sido diseñados de manera simultánea en un mismo centro de la creación, y que desde entonces no habían experimentado ningún cambio.


definida por

afirma que los

provocan

en sus

que heredan a la

por el principio del

se convierten en

Actividad 1. Lectura y resolución de las siguientes preguntas: 1. ¿Cuál es la idea central que maneja el fijismo? 2. ¿Por qué no se puede considerar al fijismo como una teoría científica? El ser humano ha dependido siempre de su relación con otros seres vivos. De ellos obtiene alimento, vestido, protección, medicamentos y hasta compañía. Esta estrecha relación ha provocado la necesidad de conocer a los organismos, no sólo para poder aprovecharlos sino para saciar la curiosidad que plantas y animales producen en el hombre. Cuando aún no existían los instrumentos, transportes y medios de comunicación que conocemos actualmente, la fascinación por lo vivo ya trabajaba en la mente de las personas, quienes producían explicaciones y descripciones de sus observaciones. Así, los médicos recetaban el polvo de cuerno de unicornio como un eficaz desintoxicante pero decían que debía administrarse con cuidado ya que toda bebida a la que se le añadían limaduras del cuerno de este animal comenzaban a bullir y a calentarse en el acto; y los marineros al regresar de sus travesías afirmaban haber visto serpientes de mar de treinta metros de longitud, de color marrón, con cabellera en la espalda y ojos rojos que intentaban enroscarse en la embarcaciones y comer a sus tripulantes. Todas estas historias y muchas más han ido poco a poco desapareciendo, siendo reemplazadas por modelos reales, fruto de una actividad humana muy importante que también deriva de la imaginación: la ciencia. La teoría de la evolución biológica es el resultado de una serie de ideas que se han forjado a lo largo de la historia y, como todo conocimiento científico, se ha ido modificando de acuerdo con los avances obtenidos. Para algunos griegos, como Anaximandro y Empédocles (c. 560-500 a.n.e.), la vida se había originado a partir de las distintas mezclas posibles entre los cuatro elementos: fuego, aire, tierra y agua. Para Anaximandro, estos elementos dieron origen a los primeros seres inferiores, de los cuales surgió el hombre como un ser superior. Para Empédocles, los cuatro elementos habían originado una gran cantidad de formas de vida compuestas por parte de los diferentes animales, pero fueron sólo los que estaban conformados de la manera adecuada, es decir, como los conocemos, quienes sobrevivieron. Un siglo después, Platón originó una idea de la vida que prevaleció durante mucho tiempo, la de un mundo estático e inmutable. Para Platón todo aquello que existía sobre la Tierra eran meras reproducciones inexactas de una esencia perfecta e inalterable que existía únicamente en el mundo de las ideas. Para él, los organismos eran simples reproducciones de la idea original, por lo que la variación no existía o estaba reducida a imperfecciones en torno a la esencia. Poco después de Platón, Aristóteles creó un sistema de clasificación para los organismos al cual llamó Scala Naturae, en el cual estos se agrupaban en una jerarquía que distinguía entre organismos superiores e inferiores. Con el surgimiento del cristianismo se modificó la idea sobre la naturaleza, pero se mantuvo como base la concepción de un mundo inmutable, ya que la idea de la modificación era inconsistente con los planteamientos religiosos, pues llevaba directamente a dudar acerca de la perfección de las creaciones de Dios, y por lo tanto de su propia perfección. Los trabajos de los naturalistas eran siempre adaptados o moldeados de acuerdo con las ideas religiosas, indicando que la adaptación y perfección de los organismos eran muestras del poder de Dios. Poco a poco, la unión entre ciencia y religión fue siendo cada vez más conflictiva. Newton, Galileo y Descartes, entre otros, mostraban que era posible explicar fenómenos naturales a partir de ideas que podían estudiarse y comprobarse; la idea de un mundo cambiante y cognoscible fue ganando más terreno. 2. LAMARCK, TEORÍA DEL USO Y DEL DESUSO; EVIDENCIAS A FAVOR Y EN CONTRA ¿Qué posibilidad tiene un atleta de que su hijo herede la musculatura que ha desarrollado a lo largo de varios años de entrenamiento?

hacia la perfección, y

que heredan a la

que por

por influencia del ambiente

provocan

EVOLUCIÓN

JEAN BAPTISTE LAMARCK

SERES VIVOS

CAMBIOS

ÓRGANOS

DESCENDENCIA

USO Y DESUSO

CARACTERES ADQUIRIDOS

sufren


Jean Baptiste de Monet caballero de Lamarck (Naturalista francés, 1744-1829)

Se le considera el más destacado precursor del evolucionismo al afirmar que los organismos no son estáticos sino que se originan de otros a través de cambios graduales y a lo largo de muchas generaciones. En su libro Filosofía zoológica expuso la teoría de la herencia de los caracteres adquiridos que se basa en tres principios: la influencia del ambiente sobre los organismos, el uso y desuso de los órganos modificados para satisfacer sus necesidades, y la herencia de los caracteres

adquiridos. Ante un cambio ambiental; es decir, cuando se presenta una glaciación o se forma una cadena montañosa, los animales y las plantas tienen que adaptarse para sobrevivir. Si se enfría el ambiente donde vive una especie de animales mamíferos, los que tienen mucho pelo sobrevivirán ya que no se morirán de frío. Otros mamíferos al sentir frío desarrollarán piel con más pelo (piel hirsuta), esta nueva característica que recién ha aparecido en respuesta a una exigencia del medio, al desarrollarse mucho la podrán heredan a sus descendientes. Actividad 2. Lectura y resolución de las siguientes preguntas: 1. Di dos hechos que permitieron a los científicos abandonar las concepciones preevolucionistas. 2. Anota dos hechos que nos permita hoy día afirmar que la teoría de los caracteres adquiridos no es correcta. A principios del siglo XIX comenzaron a forjarse las primeras ideas sobre el cambio en las especies. Específicamente fue Jean Baptiste Lamarck quien en 1809 propuso que los seres vivos están expuestos a una serie de cambios a lo largo del tiempo. En su texto Filosofía Zoológica, Lamarck planteó preguntas que intentaron ser resueltas más adelante: “... de los restos fósiles que se encuentran... un gran número de ellos pertenecen a animales de los cuales no se conocen análogos vivientes y perfectamente semejantes ... ¿Pueden estas conchas fósiles pertenecer a especies perdidas? ¿Cómo se habrían perdido si el hombre no ha podido obrar su destrucción? ¿No sería posible, al contrario, que los individuos fósiles de los que se trata pertenecieran a especies todavía existentes, pero que hubiera cambiado dando lugar a las especies vivas que no se parecen a sus vecinas?”. Lamarck respondió estas preguntas a partir de su teoría de la evolución por la herencia de caracteres adquiridos, mencionando que aquellos caracteres que eran adquiridos durante la vida de un organismo podían ser heredados a sus descendientes y explicando que los seres vivos tienden siempre a una mayor complejidad y perfección regidos por fuerzas divinas. Hoy sabemos que la idea de los caracteres adquiridos no es correcta y que los organismos tampoco tienen un deseo de superación. Aunque Lamarck no llegó a formular una teoría contundente sobre la evolución, su trabajo es sumamente importante, pues propone por primera vez el cambio dentro del mundo vivo y además reúne una gran evidencia en este sentido. Sin embargo, fue Charles Darwin quien años después se encargó de aclarar y proponer mecanismos que desterraron a los mitos de la evolución.

La evolución de las jirafas, según la teoría del uso y del desuso

3. DARWIN Y EL VIAJE DEL BEAGLE ¿Cada especie fue creada de forma especial por un poder divino, o bien, todas se originaron a partir de un ancestro común hoy extinto?

La teoría del uso y del desuso es la primera teoría que trata de explicar la evolución de los seres vivos debido a un proceso gradual de adaptación al medio que los rodea. A finales del siglo XIX August Weismann demostró que las características adquiridas no se heredan; además de que hoy día está comprobado científicamente que la función no crea al órgano y que el medio no es responsable de los cambios genéticos.


El 27 de diciembre de 1831, por recomendación de su profesor de botánica John Stevens Henslow, participó en una expedición científica alrededor del mundo a bordo del barco Beagle y duró 5 años

En febrero de 1832, el Beagle llegó a las costas del norte de Brasil, e inició su trabajo como naturalista al anotar sus observaciones en su diario y recolectar plantas, animales y minerales de cada uno de los lugares a donde llegaba la expedición.

El viaje continuó hacia la Patagonia y llegó hasta Tierra del Fuego, teniendo la oportunidad de observar numerosos fósiles, así como plantas y animales extraños para él.

En septiembre de 1835, la expedición desembarcó en un conjunto de doce islas situadas aproximadamente a 960 km al oeste de Ecuador, conocidas como el archipiélago de las Galápagos.

Posteriormente, la embarcación llegó a Tahití, Nueva Zelanda, Australia, Tasmania, Ciudad del Cabo (sur de África)

¿Cuál fue su trabajo a bordo del Beagle?

Finalmente el 2 de octubre de 1836 el barco regresó a Inglaterra.

¿Qué observó en el archipiélago de las

Galápagos?

Los pinzones que habitan cada isla presentan un tamaño y forma de pico característica, a pesar de pertenecer a la misma especie. Adaptación que responde a una preferencia alimentaria y lugar de residencia. Otros casos observados, las tortugas gigantes (variabilidad en la forma y color del caparazón) y las iguanas (variabilidad en el hábitat)

Que la diversidad es el resultado de la adaptación de una especie a partir de un antepasado común a un factor determinado, lo cual permitió que con el tiempo (miles de años), los individuos más aptos fueran seleccionados y así surgieran nuevas especies (diversidad-adaptación-selección natural-evolución). ¿A qué conclusiones llegó?

Basándose en las ideas evolucionistas de su época, después de 20 años surgió, paralelamente a los trabajos de Alfred Russel Wallace, la teoría de la evolución por selección natural, que publicó en su libro El origen de las especies y que conmocionó a la sociedad del siglo XIX.

Darwin en su juventud

Charles Darwin (Naturalista inglés, 1809-1882)

Figura central de la historia de la ciencia en el siglo XIX. Realizó estudios de teología en la Universidad

de Cambridge, pero su interés principal era la historia natural. Desde muy joven hizo sus primeras

expediciones a lo largo de las costas inglesas para estudiar la vida marina. En 1859 publicó El origen de

las especies en donde expuso la teoría de la evolución por selección natural que fue causa de

numerosos debates, puesto que en aquella época se sostenía que las diferentes formas de vida habían

sido creadas simultáneamente. La teoría propuesta por Darwin sigue teniendo validez, ya que posteriores

investigaciones la han confirmado y completado.

Darwin en su vejez

El archipiélago de las Galápagos situado a 600 millas de Ecuador, tuvo un origen volcánico, por esta razón no estaban habitadas por organismos cuando surgieron del océano hace dos-cuatro millones de años. Actualmente, todas las islas se encuentran habitadas por una gran variedad de plantas y animales. Las tierras bajas son estériles, secas y pobladas de arbustos, las altas se cubren de selva húmeda tropical y las costas con manglares. Entre los animales, y en especial las aves, se hallan especies únicas que no existen en ninguna otra parte de la Tierra, por ejemplo el grupo de pinzones, trece especies diferentes, que han sido intensamente estudiados. La tierra más cercana poblada por aves que tienen una remota semejanza con los

La embarcación llamada Beagle zarpó de Inglaterra el 27 de diciembre de l831 y concluyó su viaje cinco años después. En el camino, Darwin observó formas de vida muy distintas a las

de su nativa Inglaterra, concluyendo que la adaptación al ambiente puede causar diversificación, y por tanto dar origen a nuevas especies.


pinzones se encuentra a 600 millas del archipiélago, probablemente los vientos alisios que van del continente Americano hacia las Galápagos permitió su colonización desde el Ecuador o Panamá.

La ruta del Beagle

Archipiélago de las Galápagos

4. LAS INFLUENCIAS DE DARWIN (MALTHUS Y WALLACE) PARA LA PUBLICACIÓN DE “EL ORIGEN DE LAS ESPECIES” ¿Qué circunstancias permitieron a Darwin y Wallace cristalizar la teoría de la evolución por selección natural? Después de haber concluido su viaje en el Beagle, pasaron más de veinte años, antes de que Darwin, recibiera el manuscrito de Alfred Russel Wallace, quien realizó una investigación semejante a la de Darwin, en la península de Malasia, y por la cual llegó a las mismas conclusiones que éste; además de publicar en 1855 un artículo donde planteaba el tema de la evolución y la selección natural. En ese lapso Darwin afinó la redacción de su teoría con base en las evidencias mostradas en sus notas (observación de fósiles, variación en la apariencia y/o conducta de los organismos, y el trabajo de agricultores y criadores de animales, que lograban nuevas variedades por medio de cruces selectivos), así como el material recolectado e indicios obtenidos en obras de varios científicos. La obra de Thomas Robert Malthus, Ensayos sobre el principio de la población, fuente de inspiración para Darwin y Wallace, pues en ella afirma que la población humana crece en forma geométrica, en tanto que la producción de alimentos se realiza en forma aritmética, y esta desproporción traería como consecuencia la escasez de alimentos, dándose una lucha por la existencia entre los individuos para sobrevivir. De lo anterior Darwin y Wallace concluyeron que existe una sobreproducción de descendientes en todas las


poblaciones; sin embargo, el crecimiento de éstas se mantiene constante porque el alimento, el espacio donde vivir y la reproducción actúan como factores limitantes debido a que hay una lucha por la existencia, además de una alta tasa de mortalidad. Ante tales circunstancias los organismos con variaciones favorables son los mejor adaptados a su medio y, por tanto, los que sobreviven y tienen mayor descendencia; por el contrario los que presentan variaciones desfavorables son eliminados. Las variaciones favorables se transmiten a la descendencia y al acumularse, con el tiempo dan origen a nuevas especies. A la supervivencia del más apto la llamó selección natural.

Thomas Robert Malthus (Economista y clérigo inglés, 1766-1834)

Su principal contribución en el campo de la economía fue su teoría de la población, publicada en su libro Ensayo sobre el principio de la

población. La teoría de Malthus contradecía la creencia optimista, prevaleciente en el siglo XIX, según la cual la fertilidad de una sociedad acarrearía el progreso económico. Los escritos de Malthus animaron a

que se produjeran los primeros estudios demográficos sistemáticos.

Alfred Russel Wallace (Naturalista inglés, 1823-1913)

Personalidad en la ciencia, la política y la cultura de la Inglaterra victoriana. Entre sus contribuciones más importantes, además de

participar en el surgimiento de la teoría de la evolución por selección natural, se encuentran sus ideas acerca de la influencia de las

glaciaciones y el clima en la distribución de los organismos Fuera de su trabajo científico, su actividad estuvo ligada al socialismo.

Actividad 3. Lectura y resolución de las siguientes preguntas: 1. Menciona dos evidencias que inspiraron a Darwin para proponer la idea de que los organismos

evolucionan. 2. De acuerdo con la teoría de la evolución propuesta por Darwin, ¿cuáles son los grandes mecanismos

que permiten a los organismos evolucionar?. 3. ¿Cuál es el papel que juega la selección natural en la propuesta hecha por Darwin? 4. ¿Qué situación no pudo Darwin explicar con su teoría de la evolución por selección natural? La vida de Charles Darwin (1809-1882) fue una extraña mezcla de aventuras personales en su juventud, que posteriormente se convirtieron en aventuras intelectuales que ocuparon el resto de su vida inmersa en una existencia tranquila. Darwin fue capaz de producir una teoría que modificó para siempre la visión del hombre sobre la naturaleza y marcó el rumbo definitivo de una ciencia recién naciente, la biología, pero lo más importante de su vida fue su completa entrega al quehacer científico, muestra del gran entusiasmo y atracción que produce la ciencia, capaz de absorber el tiempo, las ideas y la vida de las personas, a cambio del placer de descubrir y conocer. Una de las principales etapas del viaje de Darwin fue su vista a las islas Galápagos. En estas islas observó que cada una poseía una especie particular de tortugas que los isleños podían reconocer a partir de diferentes formas que presentaban en sus caparazones. También notó que había variaciones en las especies de pinzones que habitaban las islas, ya que cada isla estaba poblada de una especie de pinzón, semejantes entre sí pero que ocupaban nichos ecológicos diferentes alimentándose algunas de insectos, otras de semillas, etc. Sin embargo, aún era muy pronto para que Darwin relacionará las semejanzas entre estas especies con un origen común y sus diferencias con un aislamiento reproductivo y la diferenciación de nichos ecológicos, aunque en este momento es cuando comienzan a originarse en la mente de Darwin las primeras ideas sobre la modificación de las especies y su mecanismo de evolución. Otras observaciones importantes que realizó durante su viaje fueron aquellas relacionadas con la presencia de conchas fósiles en zonas muy alejadas del mar y que guardaban un gran parecido con las conchas actuales que había observado en las costas. Durante su travesía Darwin recibió por correo en diferentes puertos varios libros. Uno de ellos fue Ensayo sobre el principio de la población, escrito por Thomas Malthus. Este escrito fue básico en la formulación de las ideas

En 1858, por influencia de Charles Lyell y Joseph Dalton Hooker, amigos de Darwin, convencieron a éste para que ambos trabajos fueran leídos en la Sociedad Lineana de Londres, hecho que resultó determinante para que el 24 de noviembre de 1859, Darwin publicará la teoría en la obra que tituló El origen de las especies, donde explica los mecanismos que obran en la evolución de los organismos. Dicha teoría fue aceptada por una gran cantidad de científicos, pero causó una verdadera conmoción al afirmar que la evolución es un proceso que opera de manera gradual y continua, desterrando así la idea de un mundo estático, arraigada durante varios siglos.


de Darwin sobre la selección natural. Estudiando poblaciones humanas Malthus se dio cuenta de que los organismos vivientes producían un número mayor de descendientes de los que pueden sobrevivir por la limitación de recursos, como el alimento o espacio. Por ello, Darwin supuso que debería existir algún mecanismo que regulará las posibilidades de sobrevivencia y mortalidad de los individuos. Gracias a sus conocimientos sobre la cría de animales domésticos, Darwin fue capaz de relacionar el problema planteado por la sobrepoblación con la variación individual. Éstas y muchas más observaciones fueron las que sirvieron a Darwin como materia prima y evidencia para postular su teoría de la evolución por selección natural, aunque ésta fue postulada 28 años después del día en que Darwin zarpó en el Beagle. Los conocimientos adquiridos durante este viaje los enriqueció en Inglaterra durante muchos años en los que se dedicó a una cuidadosa labor de clasificación y revisión, que sentó la posibilidad de reflexionar sobre lo ya vivido y generar nuevos datos. Esta forma de trabajar, clásica de un científico, le permitió dominar información específica y al mismo tiempo enmarcarla dentro de un esquema teórico general conformado por la selección natural como fuerza evolutiva. Otro aspecto importante en la teoría darwinista es la adaptación. Para Darwin, aquellos organismos con características más adecuadas para desarrollarse en un ambiente particular son los que sobreviven y dejan un número de descendientes, a quienes heredan sus rasgos ventajosos. Esto provoca que la selección natural ajuste gradualmente a los organismos a las exigencias del ambiente en un proceso denominado adaptación. La adaptación es, por lo tanto, una consecuencia de la selección natural y no resultado de la creación divina, como lo proponían los griegos, ni de una voluntad de perfección presente en los organismos, como lo sostenía Lamarck. Tampoco podemos hablar de organismos más o menos adaptados u organismos superiores e inferiores, ya que la propia existencia de cada individuo nos confirma que puede desarrollarse en un ambiente particular estando por lo tanto adaptado a él, y esta adaptación no se incrementa con el tamaño o la complejidad de su estructura y funcionamiento. ¿Por qué? Básicamente porque la evolución es un proceso que no tiene dirección definida, la selección natural no actúa a favor de soluciones particulares; simplemente permite la reproducción de organismos que presentan características que los hace competitivamente más eficientes, esto es independiente de que estas características sean simples o complejas. En este sentido, es común pensar que los organismos de gran tamaño son superiores, como si una talla mayor fuera sinónimo de un mejor desempeño. Por el contrario, el tamaño puede ser una limitante para muchos organismos. Por ejemplo, algunos parásitos, como la “solitaria“, pueden tener varios metros de longitud, pero su ancho no puede sobrepasar uno o dos centímetros, pues el oxígeno y los alimentos penetran directamente por la superficie externa y si su tamaño fuera mayor no alcanzaría a difundirse por todo el cuerpo. La capacidad de muchos insectos de volar enormes distancias se debe a su pequeño tamaño, ya que el peso que se levanta en vuelo se incrementa cúbicamente en la relación al tamaño del organismo, así que si las abejas crecieran tanto como un gran mamífero o más, como se ha visto en algunas películas de ciencia ficción, estarían condenadas a permanecer en la tierra y ni siquiera podrían sostenerse sobre sus patas. Estos ejemplos nos demuestran que el tamaño al igual que muchos otros caracteres, pueden estar expuestos a la selección natural, de tal forma que en muchos organismos exceder cierta talla significa una disminución en su eficiencia. Darwin propuso en su teoría de evolución por selección natural que aquellas características que aportaban ventajas a los individuos en términos de reproducción y sobrevivencia, deberían transmitirse de padres a hijos y de este modo extenderse dentro de la población, para ocasionar los cambios graduales que a largo plazo originarían nuevas especies. Sin embargo, a pesar de que es claro que los hijos se parezcan a sus padres, uno de los grandes problemas de Darwin fue que ignoraba cuál era el mecanismo que permitía la transmisión de caracteres de una generación a otra, por lo que existía una incómoda laguna en su teoría para la que nunca encontró solución convincente.

Lámina de la evolución de las jirafas, según la teoría de Darwin

Si resumimos las ideas de Darwin podemos decir que las condiciones para que se desarrolle un proceso de evolución por selección natural, son: la existencia de variabilidad individual, el carácter heredable de esa variación, y la limitante ambiental que promueve la competencia e impide el establecimiento de un número infinito de individuos. Es importante señalar que los individuos presentan variabilidad en una gran cantidad de caracteres morfológicos, fisiológicos o conductuales, pero no todos están expuestos a selección natural, ya que


ésta sólo actúa sobre aquellos caracteres que confieren ventajas o afectan el desempeño de los individuos; es decir, favorece la reproducción de aquellos individuos con rasgos que aportan beneficios y elimina a individuos con características negativas. El hecho de que una característica tenga consecuencias positivas o negativas en la reproducción y sobrevivencia, o no las produzca, depende, obviamente, del ambiente en el que se desarrolle el organismo, porque no existen caracteres que por sí mismos sean buenos o malos. 5. PROCESOS EVOLUTIVOS: LA VARIABILIDAD Y SUS FUENTES ¿Qué mecanismos han operado en el pasado, y siguen operando, para que las especies, tanto animales como vegetales, sean tan diversas?

Picos de los pinzones (ejemplo de variabilidad)

6. PROCESOS EVOLUTIVOS: LA SELECCIÓN NATURAL ¿Es la evolución un proceso aleatorio o dirigido?

se produce por

VARIABILIDAD

REPRODUCCIÓN SEXUAL

MUTACIÓN MICROEVOLUCIÓN

GAMETOS

FEMENINO MASCULINO

HIJOS

PARECIDOS A LOS

PADRES

CARACTERÍSTICAS

GENES

CAMBIOS EN EL ADN

SELECCIÓN NATURAL

MEJOR ADAPTADAS

ESPECIACIÓN

AISLAMIENTO GEOGRÁFICO

TENDENCIAS EVOLUTIVAS *

que requiere de

para formar

que son

portan

que se heredan a través de

son

que cuando la

las favorece, están

debido a

que favorecen la

DIVERSIDAD favorece la

ELIMINAN PERMANECEN

SIN EXPRESIÓN

no las favorece, se

ni las favorece, ni las elimina

La variabilidad en una especie se presenta cuando hay diferencias notables en los individuos que integran a una población, debido al sistema de reproducción, a la reproducción sexual

(recombinación de genes) y a la aparición de mutaciones.


Se define como:

Proceso de supervivencia de los organismos cuya variabilidad los hace más aptos para vivir en un medio particular, porque cuando el ambiente actúa sobre el material hereditario de una población, puede favorecer su reproducción o disminuirla hasta eliminarla.

¿Cómo opera?

Algunas variaciones, producto de mutaciones favorables y que por lo tanto están mejor adaptadas, dan ventajas a los organismos, de acuerdo con las condiciones del medio; tales organismos tendrán mayores posibilidades de sobrevivir y dejar descendencia. Pero si la mutación es desfavorable, provoca la muerte y extinción.

¿Qué ventaja ofrece?

En una población, favorece el predominio de algunas características que aparecerán en generaciones sucesivas, la frecuencia de la aparición de las características predominantes aumentará en forma gradual hasta cambiar el aspecto total de la población; es decir, se habrá formado una nueva especie.

¿Qué desventajas representa?

Al no intervenir el hombre este proceso es gradual y lento, si lo comparamos con la selección artificial que agricultores y ganaderos han practicado mediante la cruza intencionada de organismos que presentan una característica deseada por ellos.

¿Cómo lo explicó Darwin?

Según Darwin, el cuello largo de la jirafa se debe a una variación que determinó este aumento de longitud en jirafas ancestrales; sólo las que tenían el cuello largo lograron sobrevivir, pues al alcanzar las hijas de los árboles pudieron alimentarse mejor en un ambiente en el cual la hierba al ras del suelo escaseaba.

Ejemplo

Un caso muy conocido es el de la polilla inglesa moteada que durante la Revolución Industrial sufrió una brusca mutación que les causó un oscurecimiento. Lo anterior, aunado a que los árboles se cubrieron de hollín por efecto de la severa contaminación ambiental, provocó que la población de polillas moteadas disminuyera su número cuando se posaba sobre la corteza de los árboles, mientras que la población de polillas negras aumentó.

1. Observa cuidadosamente la figura que se presenta a continuación. 2. Imagina que eres un ave que se alimenta de diversos insectos y depende de su sentido de la vista para encontrarlos. 3. Gira tu cabeza hacia la izquierda, después voltéala hacia la derecha y trata de encontrar a los insectos. Encierra en un círculo el primer insecto que distingas. Repite la acción varias veces, con la finalidad de localizar a los diez insectos perdidos en este mosaico.

Al iniciar su viaje en el Beagle, Darwin creía que los organismos no cambiaban. Casi 25 años después, al analizar la información que recabó, propuso que los seres vivos cambiaban gradualmente con el tiempo, llamando a este proceso evolución. Explicó que se produce cuando la selección natural actúa sobre la variabilidad de las especies para generar su adaptación.


Melanismo industrial

7. PROCESOS EVOLUTIVOS: EL PRINCIPIO DE ADAPTACIÓN ¿Por qué a lo largo de la historia de la Tierra han aparecido y desaparecido muchas especies? Volvamos al viaje que Darwin realizó por el archipiélago de las Galápagos, en donde encontró diferentes especies de pinzones que, a pesar de ser semejantes entre sí mostraban determinadas características que los hacían diferentes: su alimentación, su trinar, su tamaño y sus colores, entre otros rasgos. Era obvio que provenían de un tronco compón, pero que se habían separado para originar nuevas especies, lo que le hizo pensar que las variaciones se debían principalmente a la adaptación al medio ambiente. Las adaptaciones biológicas son involuntarias y no intencionales, y se producen mediante la transmisión de las variaciones ocasionadas por las mutaciones. La selección natural de estas variaciones permitirá que los individuos tengan mayores posibilidades de sobrevivir y reproducirse en un ambiente determinado; es decir, estará adaptado para vivir en ese lugar. Los organismos pueden tener adaptaciones de diferentes tipos:

a. morfológicas, en las cuales las modificaciones se presentan en las estructuras corporales de los organismos, ya sea en sus formas o colores (mimetismo); por ejemplo: las ballenas sufrieron adaptaciones que les permitieron pasar exitosamente del medio terrestre al marino.

b. fisiológicas, cuando las variaciones son modificaciones en el funcionamiento de los órganos; por ejemplo; la aparición de válvulas en los vasos sanguíneos, pues en el caso de las jirafas disminuyeron la presión arterial, evitando su estallamiento.

c. etológicas, el comportamiento de algunos animales y vegetales están determinados genéticamente, como los tropismos y tactismos. Pero en algunas ocasiones el no responder a los estímulos de la misma manera que los demás individuos de la población propicia la sobrevivencia; por ejemplo: la mayoría de los insectos tienen fototactismo positivo, y cuando en el campo se colocan trampas en las que se les atrae por medio de un foco, los que no responden al fototactismo positivo, sobrevivirán.

Existen infinidad de formas de adaptación al medio como producto de un largo y lento proceso de selección natural. Por ejemplo, en el reino vegetal las plantas xerófitas, como el cactus, tienen espinas en lugar de hojas, raíces profundas y difundidas para la captación de agua. Mientras que el reino animal, el color blanco en el pelaje del oso polar le permite pasar desapercibido por sus presas. Adaptaciones estructurales en plantas y en animales

Las plantas acuáticas, como los nenúfares, han desarrollado grandes láminas foliares con delgadísimas cutículas para que la absorción de agua, oxígeno y sales minerales sea principalmente a través de sus células epidérmicas.

A pesar de los estudios realizados por los científicos, no podemos decir con certeza cuántas especies distintas de organismos existen en nuestro planeta. Las opiniones al respecto son muy diversas; algunos científicos consideran que son alrededor de tres millones; otros, en cambio, opinan que son más, y hay quienes piensan que pasan de treinta millones. De cualquier forma, todos nos damos cuenta de que hay una enorme diversidad de formas vivientes, en las que podemos apreciar diferentes tamaños, formas y colores; tal diversidad ha sido el resultado de varios fenómenos, entre ellos la adaptación.


El oso panda, Ailuropoda melanoleuca, vive en los bosques fríos de montaña de China. Una adaptación animal está presente en el alargamiento de uno de los huesos de la muñeca que forma una especie de pulgar opuesto con el que el animal es capaz de agarrar y manipular con precisión los brotes de bambú que constituyen su dieta principal.

Los abetos, pertenecientes a la familia Pináceas, son árboles perennifolios con hojas aciculares y frutos leñosos llamados piñas o conos. Un ejemplo de adaptación vegetal está presente en la estructura de su semilla, pues las alas que poseen facilitan su dispersión.

Las ballenas, pertenecen al grupo de los cetáceos, animales mamíferos adaptados a la vida acuática, para efectuar su respiración pulmonar necesitan del oxígeno aéreo, el cual toman por medio de sus orificios nasales, Estar dentro del agua por más de 30 minutos les causaría la muerte por asfixia; pero, por su peso, vivir en la tierra lo mantendría varado y moriría de hambre.

Adaptaciones fisiológicas en plantas y en animales

Se llama manglar a una comunidad de árboles y arbustos que crece en aguas saladas o salobres de poco fondo propias de las costas y estuarios de algunas regiones tropicales y subtropicales. Desde sus ramas se lanzan hacia el suelo largas raíces a través de las cuales se elimina el excedente de sal que podría provocar un choque osmótico a la planta.

El oso polar brinda un ejemplo de adaptación animal, en donde está presente en la capacidad de vivir en regiones polares adormecidos durante la estación más fría, cuando el animal hiberna suceden varios fenómenos: la temperatura de su cuerpo desciende, los ritmos cardiacos y respiratorios son muy lentos, el animal no come y utiliza sus reservas adiposas hasta llegar la primavera, época en la cual despierta.

Las cactáceas, como el ferrocactus, su tallo suculento está cubierto por una gruesa cutícula, lo que impide su transpiración y de esta forma reducir la pérdida de agua, recurso que limita la vida en las zonas desérticas.

Los peces actuales, necesitan ajustarse a los cambios de presión existentes en las diversas profundidades de las aguas en las que andan; una forma de lograr esto consistió en desarrollar una estructura, la vejiga natatoria, la cual evolucionó a partir de los sacos aéreos de los peces primitivos, ésta se llena o vacía de aire y permite que el pez flote, descienda o ascienda sin dificultad.


Adaptaciones etológicas en plantas y en animales

Los colores brillantes de las flores son utilizados para atraer a insectos o pájaros que ayuden a la polinización o dispersión de semillas para de esta forma ampliar su rango de distribución y permanencia en el medio.

Muchos insectos presentan comportamientos de cortejo para el apareamiento, lo que permite a los organismos de un grupo reconocer y atraer a los miembros del sexo complementario. En el caso de los caballitos del diablo, después del apareamiento depositan sus huevos en el agua. Los huevos eclosionan y desarrollan formas larvarias acuáticas, que luego dejan el agua, sufren metamorfosis y se convierten en adultos.

Los delfines pertenecen a un grupo de mamíferos, los Odontocetos (cetáceos con dientes). Son eficaces en la búsqueda y captura de alimento, pues al rastrear varias hectáreas de mar, si un miembro descubre una fuente de comida, o un depredador, inmediatamente lo comunica a los demás. Hay unas 32 especies de delfines repartidos por los océanos, mares y agua dulce del mundo, excepto en las aguas árticas y antárticas.

8. ORIGEN DE LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA Y LA ESPECIACIÓN ¿Dentro de algunos millones de años, la biodiversidad será igual a la de ahora? La vida surgió en la Tierra hace 3,800 millones de años. En aquellos tiempos las condiciones del planeta eran muy distintas de las actuales. Después de una larga evolución química, inicia la evolución biológica con la aparición de los primeros organismos que llamamos procariontes y que presentaban características muy primitivas, tal como una estructura unicelular. Muchos de estos organismos se extinguieron, otros se adaptaron al ambiente. Algunos procariontes produjeron oxígeno, y con esto se formó la capa de ozono en la atmósfera. Esta nueva condición ambiental obligó a algunos procariontes para que adquirieran la capacidad de respirar oxígeno. El siguiente paso en la evolución consistió en la aparición de nuevos tipos celulares, más grandes y complejos, llamados eucariontes, los que evolucionaron hasta conformar la enorme diversidad biológica que actualmente habita la Tierra. Los individuos de una especie se hallan separados reproductivamente; es decir, no pueden reproducirse ni intercambiar información hereditaria con individuos de otras especies y, por tanto, evolucionan de manera independiente. El proceso de formación de nuevas especies se denomina especiación y se origina cuando existe una barrera biológica que impide el intercambio genético entre individuos de la misma especie. Son ejemplo de estas barreras: a. el aislamiento geográfico, cuando los miembros de una especie son separados en dos poblaciones debido a

la presencia de una barrera física, de manera que los nuevos ambientes al ejercer distintas presiones dan lugar a diversas adaptaciones, las cuales no son compartidas por las dos poblaciones que al pasar el tiempo ya no pueden reproducirse entre ellas (especiación alopátrica)

b. el aislamiento ecológico, donde dos poblaciones de una misma especie que ocupan el mismo territorio, viven en hábitats distintos y no tienen contacto una con otra, de manera que los nuevos ambientes al ejercer distintas presiones dan lugar a diversas adaptaciones, las cuales no son compartidas por las dos poblaciones que al pasar el tiempo ya no pueden reproducirse entre ellas (especiación simpátrica).

Se pueden distinguir dos diferentes niveles de evolución de las especies: a. Microevolución, permite la creación de nuevas especies que se diversifican colonizando nuevas áreas. b. Macroevolución, todo cambio evolutivo en gran escala, como la formación de grupos taxonómicos.

La riqueza actual de la vida en la Tierra es el producto de cientos de millones de años de evolución. Cuando los seres vivos evolucionan, modifican sus estructuras para adaptarse a los cambios del medio. Algunas modificaciones las heredan a sus descendientes ya que por medio de la reproducción la información hereditaria de los individuos se mezcla, lo que origina una gran diversidad; otras se pierden cuando los individuos dejan de reproducirse.


Especiación alopátrica

Formación de una nueva especie como resultado del aisla-miento de una pobla-ción antepasada por medio de una ba-rrera geográfica.

Especiación simpátrica

Formación de una especie nueva como resultado de un cam-bio genético produ-cido por una barrera reproductora entre la población nueva y la original.

Árbol filogenético del caballo (microevolución)

9. NEODARWINISMO (TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN) ¿Es la selección natural el único mecanismo que participa en el proceso evolutivo?


Algunos personajes que contribuyeron en la formulación de la teoría sintética de la evolución Sewall Wright: (Genetista estadounidense, 1889-1988). En sus investigaciones sobre la evolución afirmaba que el azar matemático, junto con las mutaciones y la selección natural influyen en el cambio evolutivo. Julian Sorell Huxley: (Biólogo inglés, 1887-1975). Fue uno de los científicos más conocidos de mediados del siglo XX, ya que consiguió renombre por su capacidad para hacer accesibles al público los conceptos científicos en sus escritos en el tema de evolución y crecimiento. Ronald Fisher: (Matemático inglés, 1890-1962). Sus teorías estadísticas hicieron mucho más precisos los experimentos científicos en biología. También contribuyó a clarificar las funciones que desempeñan la mutación y la selección natural en la genética, particularmente en la población humana. George Gaylord Simpson: (Paleontólogo estadounidense, 1902-1984). Sus métodos estadísticos para rastrear la migración intercontinental de los primeros mamíferos contribuyeron de forma sustancial a la comprensión y consolidación de la teoría evolucionista Theodosius Dobzhansky: (Genetista y zoólogo estadounidense, 1900-1975). Por medio de sus investigaciones, realizó importantes contribuciones a la genética de poblaciones, realizados fundamentalmente con la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), que le sirvieron de base para su teoría, en la que afirmaba que la evolución de las razas y las especies podía haberse producido a través de la adaptación. Ernst Mayr: (Biólogo alemán, 1904-2004). Contribuyó en gran medida al estudio de la evolución, la genética de poblaciones y la taxonomía. A comienzos de la década de 1930 estaba convencido de lo acertado de la teoría evolutiva de Darwin y en 1937 fue uno de los científicos que apoyó la teoría evolutiva sintética moderna. Además de John Burdon Sanderson Haldane, Godfrey Harold Hardy, Wilhelm Weinberg, S. S. Chetverikov, L. Stebbins, entre otros.

en

MENDEL

PALEONTOLOGÍA EMBRIOLOGÍA

GENÉTICA

PRUEBAS

BIOQUÍMICA

TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN

TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN POR SELECCIÓN NATURAL

SELECCIÓN NATURAL

ADAPTACIÓN

VARIABILIDAD

ESPECIACIÓN

1930

FÓSILES

RECAPITULACIÓN

DERIVA CONTINENTAL

HOMOLOGÍA Y ANALOGÍA

BIOGEOGRAFÍA

ANATOMÍA

COMPOSICIÓN QUÍMICA

RECOMBINACIÓN GENÉTICA

MUTACIÓN

T. DOBZHANSKY

E. MAYR

G. SIMPSON

J. HUXLEY

MORGAN

por científicos como

se apoya en

de

con

que

aborda la

para

conocer la

a través

de la

que

establece la

se basa en

que establece la

la

la

y la

y

con sus trabajos en apoyan la

con con

El GRUPO DE LOS NEODARWINISTAS

formula la


Actividad 4. Para entender mejor las aportaciones de la teoría sintética de la evolución deberás llenar los cuadros que se muestran a continuación y en los que deberás anotar cuáles fueron las ideas principales de Darwin y cuáles las aportaciones de las diferentes disciplinas.

Actividad 5. Lectura y resolución de las siguientes preguntas: 1. Escribe dos similitudes entre la teoría de la evolución por selección natural propuesta por Darwin y la

teoría sintética de la evolución. 2. De acuerdo con el neodarwinismo, aquí descrito, señala cuáles son los grandes mecanismos que

favorecen la evolución en los organismos. Parte del problema de Darwin fue que no centró su atención en la herencia de un carácter en particular, de tal forma que su esfuerzo por encontrar una explicación sobre la herencia de los caracteres se diluyeron en la complejidad de un análisis de los cambios generales sufridos por los organismos como un todo. Esto le permitió a Darwin proponer únicamente explicaciones como las de las gémulas o la herencia por uso y desuso, que nunca lo convencieron, ni a él ni a la comunidad científica. La solución al problema de la transmisión de los rasgos de una generación a otra surgió de los trabajos de Gregor Mendel, quien descubrió las leyes de la herencia. Mendel propuso que las características de los organismos eran transmitidas por unidades indivisibles, que hoy en día llamamos genes, que podían presentarse en forma dominante o recesiva y se heredaban de manera independiente unas de otras. Aunque Mendel fue contemporáneo de Darwin, sus trabajos no se conocieron sino hasta 1900, y fue también a principios de ese siglo cuando se realizaron otra serie de descubrimientos importantes para aclarar los procesos hereditarios. Morgan, con sus estudios sobre la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, estableció que las mutaciones que producían cambios importantes ocurrían con poca frecuencia. Una serie de investigadores dedicados a la genética de poblaciones, entre los que se puede mencionar R. A. Fisher, J. B. S. Haldane y S. Wright, demostraron que las mutaciones pequeñas son más frecuentes que las macromutaciones y tiene un mayor efecto que el que se les había asignado hasta entonces. Otros, como G. G. Simpson, dedicado a la paleontología, unió la información del registro fósil a los postulados de la teoría de la genética de poblaciones y E. Mayr, dedicado al estudio de las aves, desarrolló la base de la taxonomía evolutiva moderna. Todos estos adelantos en la biología produjeron la necesidad de reconsiderar la teoría darwinista y evaluar su compatibilidad con estos nuevos hallazgos.

GENÉTICA

EMBRIOLOGÍA

PALEONTOLOGÍA

Formulada en los años 40’s se centra en las poblaciones como las unidades de la evolución y sostiene, al igual que el darwinismo, la existencia de la selección natural como fuerza evolutiva y resultante de tres hechos básicos: sobrepoblación, variabilidad y herencia. Entre sus principales exponentes podemos mencionar a: Haldane, Dobzhansky y Mayr.


La teoría de evolución por la selección natural planteada por Darwin fue capaz de sostenerse y asimilar los nuevos conceptos de la genética y los de otras disciplinas, de tal forma que la propia tarea de la evolución se ha ido modificando y ha integrado nuevos conocimientos para convertirse en la base para la explicación de la biología. Aunque sabemos que en muchos aspectos Darwin no pudo ser lo suficientemente convincente, el cuerpo central de su teoría se mantiene como eje fundamental de la teoría moderna de la evolución o neodarwinista. El neodarwinismo, al igual que el darwinismo, sostiene la existencia de la selección natural como fuerza evolutiva y resultante de tres hechos básicos: sobrepoblación, variabilidad y herencia. Según los neodarwinistas, el incremento en individuos con caracteres que promueven el éxito en la sobrevivencia y la reproducción, así como la eliminación de aquellos que no la tienen, conduce gradualmente al origen de nuevas especies, en un proceso denominado especiación, del que son parte importante el aislamiento y las modificaciones ambientales. Sin embargo, el neodarwiniasmo propone además otros mecanismos para el surgimiento de nuevas especies. Por ejemplo en muchas plantas es muy frecuente la aparición de poliploidías, o individuos con más de un juego de cromosomas, lo que significa que de una generación a otra pueden aparecer mutaciones que son físicas y genéticamente diferentes a sus progenitores. En este caso la aparición de nuevas especies nada tiene que ver con la acumulación gradual de rasgos beneficiosos. Otros mecanismos por el cual pueden aparecer nuevas especies de forma azarosa es la deriva génica, que puede equipararse con lo que en estadísticas se conoce como un error de muestreo. Imagine que tenemos una población de insectos en donde unos son rojos, otros verdes y otros azules. En algún momento ocurre una catástrofe como un incendio en el bosque donde habitan o una inundación, de tal forma que sólo sobrevive una pequeña parte de los insectos que se encontraban en algún tipo de refugio. Pero por azar esa pequeña población de insectos es únicamente de color azul, de tal forma que los genes que contienen la información para el color verde y amarillo se encuentran en una proporción tan baja entre los individuos sobrevivientes que se hace muy difícil lleguen a expresarse, con lo que obtenemos una nueva población de insectos que siempre son azules. A esto se le conoce como deriva génica y se dice que se parece a un error de muestreo porque siempre que realizamos una investigación o estudio trabajamos con una muestra o una parte de una población o conjunto de objetos, ya que es imposible trabajar con la totalidad de la población o conjunto. Una de las características que debe tener esta muestra para que nuestro estudio salga bien, es ser siempre representativa; es decir, debe incluir todas las clases de objetos que contiene nuestro conjunto original o toda la variabilidad presente en nuestra población. En el caso de nuestro ejemplo, una muestra representativa sería aquella que incluyera individuos de los tres colores existentes, pero en un proceso de deriva génica esto no ocurre. Sólo sobrevive una parte de la población que no la representa en un conjunto, como en nuestro ejemplo, donde sólo sobrevivieron los azules, reduciendo la variabilidad de la población y posibilitando el origen de nuevas especies. Es muy importante comprender que la evolución actúa no sólo por selección natural sino también por procesos azarosos, como la deriva génica y las macromutaciones, en donde a diferencia de la selección natural las características de los individuos no se ajustan gradualmente a las exigencias del ambiente, sino que son cambios bruscos en la composición de una población o individuo, que si resultan favorables se conservan. Otro punto importante del neodarwinismo o teoría sintética de la evolución es que, a diferencia de Darwin, quien pensaba en la selección natural como una tajante elección entre organismos “exitosos” y “fracasados”, la selección se considera como una fuerza que moldea a los organismos y solamente puede detectarse a lo largo de muchas generaciones y dentro de poblaciones muy grandes. Asimismo, la selección puede actuar en muchos aspectos de la vida de los organismos, siendo la lucha por la sobrevivencia mucho más amplia que un antílope que corre más rápido que un león o un venado con mayores astas que su oponente. La selección puede actuar en procesos, como: Competencia dentro de la misma especie: por ejemplo, en contiendas por defender un territorio en aves que

anidas en colonias. Competencia entre especies diferentes: por ejemplo, entre diferentes especies de insectos que se

alimentan del néctar de un mismo tipo de flor. Atracción sexual: por ejemplo, habilidad de diferentes machos de una población por cortejar a una hembra. Fertilidad y fecundidad: por ejemplo, capacidad para criar un mayor número de descendientes. Parasitismo: por ejemplo, susceptibilidad y resistencia a los parásitos internos y externos. De esta forma durante las primeras décadas de nuestro siglo muchos biólogos y naturalistas hicieron importantes contribuciones a la teoría de la evolución, llenando los huecos que Darwin no pudo cubrir y detallando mecanismos, hasta lograr que el neodarwinismo o “síntesis evolutiva” fuera el conjunto de ideas unificador de la biología moderna.


Pruebas que apoyan a la teoría sintética de la evolución

Pruebas anatómicas Dos diferentes pruebas son las que aportan: a. los órganos homólogos, los que tienen la misma estructura

interna, pero están adaptados a diferentes funciones. Por ejemplo, las extremidades de los mamíferos cuyas diferencias se deben a la adaptación a diferentes medios.

b. los órganos análogos, los que tienen la misma función, pero sus estructuras son diferentes. Por ejemplo, el ala de un ave y la de un insecto.

Pruebas paleontológicas Las primeras fases del desarrollo embrionario de algunos seres vivos muy diferentes tienen características similares (recapitulación). Esto hace pensar que dichos seres vivos proceden de un antepasado común. “La ontogenia recapitula a la filogenia”

Pruebas paleontológicas Se basan en los estudios comparativos de los fósiles. El estudio de los fósiles de diferentes eras geológicas ponen de manifiesto dos hechos: que la diversidad de los seres vivos aumenta constantemente con el tiempo, y que la complejidad de las estructuras de los fósiles de épocas recientes es mayor. Trilobites fosilizados: Aunque los trilobites se extinguieron hace más de 200 millones de años, sus moldes fosilizados pueden encontrarse en muchas estructuras rocosas. Esta formación de esquisto de sílice muestra varios trilobites. Puesto que estos artrópodos primitivos fueron organismos típicos del paleozoico, un paleontólogo puede usarlos para determinar la edad relativa del estrato de roca.

Pruebas biogeográficas Sugieren que muchas de las formas actuales de organismos se originan como consecuencia de un aislamiento geográfico. Esto puede explicar las diferencias existentes entre los mamíferos de África, América y Australia, pues hace unos 190 millones de años estos continentes estaban unidos y poblados por mamíferos primitivos, antepasados de los mamíferos actuales. Ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus): Habita en cuerpos de agua dulce de Australia. Su dieta la componen larvas de insectos acuáticos que viven en el fondo; para capturarlas, el ornitorrinco remueve el lecho de la corriente con su hocico, órgano peculiar de gran sensibilidad y muy flexible. Es uno de los pocos mamíferos que es venenoso, pues el macho tiene un espolón en las patas traseras que contiene una glándula con veneno.

Pruebas bioquímicas La composición química de los organismos también aporta pruebas; por ejemplo, los seres cercanos en la escala evolutiva tienen proteínas iguales o parecidas: la hemoglobina de la sangre humana es muy parecida a la del chimpancé, lo cual indica su relación evolutiva. Hemoglobina: La hemoglobina, es la proteína que transporta el oxígeno en el torrente circulatorio. Una sustitución en su secuencia de aminoácidos provoca que la molécula de hemoglobina de cuatro cadenas actúe de forma incorrecta cuando la cantidad de oxígeno disponible es baja.


Genética (mutaciones) Son cambios que se producen en el material genético (ADN) de las células reproductoras (gametos) y se transmiten de una generación a otra. Los genes de los padres pueden sufrir, por distintas causas, modificaciones es su estructura, de tal forma que una vez que aparecen en la descendencia, la selección natural tiende a favorecer aquellas que portan nuevas ventajas a los organismos. Albinismo: Es una anomalía que se produce cuando una persona hereda un alelo o grupo de genes recesivo para la pigmentación de cada uno de sus progenitores. El resultado es la deficiencia en tirosinasa, una enzima necesaria para la producción de melanina, que es el pigmento normal de la piel. Sin melanina, la piel carece de protección frente al Sol, envejece de forma prematura y es propensa al cáncer. También carecen de pigmentación los ojos, salvo el rojo de la sangre visible a través de la retina.

Actividad 6. 1. Observa cuidadosamente algunas características de tres de tus compañeros. 2. Completa el cuadro de acuerdo con las variaciones morfológicas (apariencia externa), fisiológicas (función de los órganos) y de comportamiento (relación con los demás) que hayas observado en tus compañeros.

VARIACIONES Nombre del alumno Morfológicas Fisiológicas De comportamiento

3. Con base a tus observaciones, contesta: a. ¿Cuáles variaciones tienen origen genético? b. ¿Cuáles variaciones son determinantes para la selección natural?

“EVOLUCIÓN: EL CAMBIO DE LOS SERES VIVOS EN EL TIEMPO”

EJERCICIO 1

Instrucciones: Escribe dentro del paréntesis la letra F (falso) o V (verdadero) para cada uno de los enunciados que se presentan a continuación.

1. ( ) Los organismos han sufrido una serie de cambios y adaptaciones desde el inicio de la vida en la Tierra.

2. ( ) El evolucionismo es una explicación creacionista. 3. ( ) Lamarck es el autor de la teoría de la evolución por selección natural.

4. ( ) Alfred Russel Wallace propone una teoría de la evolución con argumentos iguales a los de Charles Darwin.

5. ( ) La selección natural es el proceso biológico que hace posible que en la lucha por la existencia sólo sobrevivan los organismos más fuertes.

6. ( ) La teoría de la evolución más aceptada afirma que los cambios en los organismos se basan en la variabilidad, la competencia, el número de descendientes y la selección natural.

7. ( ) Las estructuras que tienen el mismo origen pero diferente función se llaman órganos homólogos.

8. ( ) Adaptarse es acomodarse el medio en que se vive. 9. ( ) La existencia de fósiles es una evidencia de la evolución de los seres vivos. 10. ( ) El científico conoce por completo la historia de la evolución.


EJERCICIO 2 Instrucciones: Coloca en el paréntesis de la izquierda la letra que corresponda a la respuesta correcta. 1. ( ) Afirma que la lluvia, el fuego y los terremotos

destruyeron a los organismos existentes, y permitieron la creación de otros diferentes después de éstos.

A. Charles Darwin

2. ( ) Naturalista que planteó un sistema de formas vivientes en constante evolución.

B. Adaptación

3. ( ) Cambio evolutivos en las especies que suceden durante periodos de tiempo geológico relativamente cortos.

C. Catastrofismo

4. ( ) Naturalista que manejó el principio del uso y desuso de los órganos.

D. Biodiversidad

5. ( ) Proceso evolutivo donde los seres vivos desarrollan mecanismos para sobrevivir en su medio.

E. Eucarionte

6. ( ) Término que significa la suma de todos los genes, de todos los individuos que integran a una comunidad.

F. Paleontología

7. ( ) Formación de una nueva especie como resultado de un cambio genético producido por una barrera reproductora entre la población cambiada y la población original.

G. Jean Baptiste Lamarck

8. ( ) Tipo de célula que tiene un núcleo que está limitado por una membrana.

H. Microevolución

9. ( ) Número total de especies que habitan en la Tierra. I. Especiación simpátrica 10. ( ) Ciencia que tiene por objeto de estudio los fósiles, y

que permiten conocer la historia de la vida.

J. Variabilidad

EJERCICIO 3 Instrucciones: Escribe dentro del paréntesis la letra que conteste correctamente las siguientes preguntas.

1. ( ) Naturalista contrario al evolucionismo, fundador de la anatomía comparada y de la paleontología. A. George Cuvier. B. Gregor Mendel. C. Emmanuel Kant. D. Erasmus Darwin.

6. ( ) La ________ es una confrontación entre individuos de dos poblaciones que requieren un recurso limitado. A. competencia B. depredación C. simbiosis D. lucha

2. ( ) ____________ es considerado el Padre de la evolución, debido a sus aportes en este campo. A. George Cuvier B. Charles Darwin C. Hugo De Vries D. Gregor Mendel

7. ( ) Son mecanismos que evitan la depredación al conferir un aspecto nocivo. A. Transformismo. B. Criptobiosis. C. Antibiosis. D. Mimetismo.

3. ( ) Ciencia que aporta pruebas a favor de la teoría de la evolución; de acuerdo con la semejanza estructural de las moléculas que forman parte de los seres vivos. A. Paleontología. B. Embriología. C. Bioquímica. D. Anatomía.

8. ( ) La especiación _________ se caracteriza por la formación de una nueva especie como resultado del aislamiento por medio de una barrera geográfica. A. alopátrica B. geográfica C. simpátrica D. demográfica

4. ( ) Proceso que genera nuevas combinaciones de genes, genotipos y fenotipos en la comunidad. A. Reproducción sexual. B. Evolución. C. Desarrollo embrionario. D. Especiación.

9. ( ) Los cambio en la secuencia de los __________, son fuente fundamental de la diversidad genética. A. prótidos B. sacáridos C. nucleótidos D. fosfolípidos

5. ( ) Teoría que une la genética 10. ( ) Mecanismos por medio del cual las


mendeliana y la evolución darviniana para explicar la evolución en las poblaciones. A. Neodarwinismo. B. Transformismo. C. Catastrofismo. D. Evolucionismo.

especies operan cambios evolutivos para su adaptación al medio. A. Lucha biológica. B. Mutación. C. Selección natural. D. Variabilidad.

EJERCICIO 4

Instrucciones: Resuelve el siguiente crucigrama Horizontales 1. Naturalista inglés que propuso una teoría acerca de la evolución de las especies. 2. Fue uno de los primeros evolucionistas, sostuvo que los caracteres adquiridos pueden ser heredados a sus

descendientes. 3. Corriente del pensamiento del siglo XVIII, según la cual los organismos se han mantenido inalterables desde

sus orígenes. 4. Filósofo griego, pensaba que los organismos cambiaban gradualmente. 5. Perteneció al grupo de los neodarwinistas, y sus aportaciones fueron fundamentales para la formulación de

la teoría sintética de la evolución. Verticales 6. Semejanza superficial de dos o más especies; mecanismo que evita la depredación al conferir aspecto

nocivo. 7. Teoría que sostenía la extinción de especies por diversas catástrofes. 8. Convergencia fisiológica de estructuras, pero de origen o desarrollo diferente. 9. Conjunto de individuos de una misma especie que vive en una zona determinada, y entre sus miembros

existe flujo génico. 10. Resto o impresión conservada de un organismo que vivió en el pasado.

EJERCICIO 5 Instrucciones: Localiza en cuadro inferior los conceptos que a continuación se definen. 1. Característica heredada que mejora la habilidad de un organismo para sobrevivir y reproducirse en un

ambiente particular. 2. Ciencia que se encarga del estudio de la distribución geográfica de las especies. 3. Número total de especies que habitan en la Tierra. 4. Cambio de una población a través de generaciones, se forma por multitud de pequeñas alteraciones en sus

rasgos. 5. Unidad compuesta por ácido desoxirribonucleico (ADN), y se encuentra en los cromosomas de las células.

Está relacionado con la transmisión de características a la descendencia. 6. Cambio evolutivos en las especies que suceden durante periodos de tiempo geológico relativamente cortos. 7. Conjunto de individuos de una misma especie que vive en una zona determinada, y entre sus miembros

existe flujo génico. 8. Proceso que muestra las semejanzas en el desarrollo embrionario de algunos seres vivos durante sus

primeras fases. 9. Diferencia entre los individuos de una población.

7 1 6 2 8 9

3 10 4 5


10. Producción de descendencia con combinaciones de alelos diferentes a los que tenían los progenitores, mediante entrecruzamientos durante la meiosis.

EJERCICIO 6 Instrucciones: Escribe dentro del paréntesis la letra F (falso) o V (verdadero) para cada uno de los enunciados que se presentan a continuación. 1. ( ) Aristóteles fue uno de los primeros naturalistas que describió el mundo en constante

transformación. 2. ( ) De acuerdo con la teoría de los caracteres adquiridos, la vida creada hace mucho tiempo en

estado simple, experimentó mejorías graduales hasta las formas actuales. 3. ( ) Las observaciones de Darwin durante su viaje alrededor del mundo le permitieron pensar en los

procesos evolutivos de manera diferente a los demás naturalistas. 4. ( ) De acuerdo con la teoría propuesta por Darwin la evolución es un proceso discontinuo. 5. ( ) Darwin señaló que la evolución actúa a nivel de población, no en los individuos. 6. ( ) Las pequeñas diferencias que presentan los organismos pueden clasificarse en: morfológicas,

fisiológicas y etológicas. 7. ( ) La selección artificial pudo ser explicada hasta que se conocieron los trabajos sobre genética de

Gregor Mendel. 8. ( ) El mimetismo es una estrategia que los organismos utilizan para adaptarse a su entorno. 9. ( ) El concepto especiación simpátrica se aplica a las especies que resultan de un aislamiento

geográfico. 10. ( ) La microevolución es el cambio evolutivo en las especies que suceden durante periodos de

tiempo geológico relativamente cortos.

EJERCICIO 7 Instrucciones: Coloca en el paréntesis de la izquierda la letra que corresponda a la respuesta correcta.

1. ( ) Afirma que eventos externos destruyeron a los organismos existentes en la Tierra, y permitieron la formación de otros diferentes después de éstos. A. Creacionismo. B. Catastrofismo. C. Evolucionismo. D. Transformismo.

6. ( ) La selección natural ocurre cuando ciertas características genéticas permiten la ______ de una población que se _____ a las condiciones del medio que habita. A. sobrevivencia - adapta B. variación - adapta C. variación - estabiliza D. sobrevivencia - estabiliza

2. ( ) Fue uno de los primeros evolucionistas y sostuvo que la adquisición de caracteres era la base para la evolución de los organismos. A. Kart von Linné. B. George Cuvier.

7. ( ) La presencia de espinas en plantas de ambientes áridos, son adaptaciones de tipo A. fisiológicas. B. morfológicas. C. etológicas. D. biológicas.

G N M B R E C O M B I N A C I O N I N I N C O O C O R I G A I O C E L C E E A O B A V L G O T O O U R P L L T A A U U I F D C C P I

A B I O D I V E R S I D A D A O O C N N E D A D I L I B A I R A V


C. Gregor Mendel. D. Jean B. Lamarck.

3. ( ) ________ emprendió una travesía que duró cinco años alrededor mundo a bordo del _______. A. Darwin - Beagle B. Cuvier - Eagle C. Mendel - Eagle D. Lamarck .- Beagle

8. ( ) La ______ es el proceso por el cual los organismos evolucionan a partir de un ancestro común. A. evolución B. selección C. adaptación D. especiación

4. ( ) Darwin consideró que la _________ es el principal mecanismo que opera en el proceso evolutivo. A. mutación B. recombinación C. selección natural D. variabilidad genética

9. ( ) Las estructuras que tienen el mismo origen pero diferente función se llaman órganos homólogos. A. análogos B. vestigiales C. homólogos D. funcionales

5. ( ) Característica heredada que mejora la habilidad de un organismo para sobrevivir y reproducirse en un ambiente particular. A. Mutación. B. Variabilidad. C. Adaptación. D. Recombinación.

10. ( ) Teoría que une la genética mendeliana y la evolución darviniana para explicar la evolución en las poblaciones. A. Neodarwinismo. B. Transformismo. C. Catastrofismo. D. Evolucionismo.

HOMINIZACIÓN

INTRODUCCIÓN Abordamos ahora el problema del origen y evolución del ser humano desde la perspectiva biológica. Los conocimientos sobre evolución adquiridos anteriormente permitirán establecer discusiones sobre los numerosos hallazgos y datos de registros fósiles de nuestros antecesores homínidos. Aunque éste es el más completo de los registros existentes, persisten interpretaciones distintas respecto a las relaciones filogenéticas entre los distintos homínidos, sus interacciones y posibles mezclas génicas. Es interesante llamar la atención sobre el hecho que han existido numerosos grupos de homínidos y sólo uno ha llegado hasta nuestros días. La historia evolutiva de los humanos, como la de otras especies, está marcada por la diversidad. El origen de la especie Homo sapiens es oscuro pero se piensa que tuvo su cuna en Africa hace unos 150.000 a 200.000 años. Es necesario iniciar el análisis de la historia evolutiva humana examinando la clasificación del Homo sapiens para apreciar por qué nuestros parientes más cercanos son los simios y monos. Debe aclararse que no derivamos de los monos sino que en realidad compartimos un ancestro común muy alejado en el tiempo, hace unos 5,5 millones de años. La separación del linaje homínido se inició después que el grupo ancestral primate había colonizado los árboles. Por lo tanto, una parte de las características que presentan los homínidos corresponden a adaptaciones de los primates a la vida arbórea, incluyendo la oposición del pulgar, uñas y no garras, escasa descendencia y visión frontal estereoscópica. El desarrollo posterior del ser humano está íntimamente ligado al bipedismo, condición que liberó las manos de la marcha, permitiendo su uso en el transporte de objetos y una conducta de recolectores. Además, elevó la altura de la mirada, facilitando la detección de depredadores y eventuales presas. Los homínidos fueron los únicos primates que adoptaron esta posición erguida. Para comprender la evolución humana se requiere considerar otras transiciones que ocurrieron a distintos ritmos a lo largo de varios millones de años. Entre las más notables están el aumento del volumen cerebral, una conformación dental particular asociable a una alimentación omnívora, pero principalmente en base a semillas y nueces, y el reemplazo de los ciclos estrales en la fertilidad de las hembras por menstruaciones, con el desarrollo de una sexualidad mantenida, no estacional, y un enfrentamiento de los rostros en la cópula. Particular atención merece la reducción en el tiempo de gestación, lo cual produce un neonato prematuro, que requiere mayor cuidado parental y una prolongada niñez. A lo largo de estas transiciones aparece el uso de herramientas y surge el lenguaje, gramatical y simbólico, asociado a una sociabilidad cada vez más compleja. Llama la atención el patrón esporádico de las innovaciones que se observan en las herramientas al comienzo, con saltos en su elaboración alejados por cerca de un millón de años. El patrón de progreso continuado, junto con las expresiones artísticas que caracterizaron el surgimiento humano, se asocian al aumento del volumen cerebral. El lenguaje probablemente surgió como producto del aumento de la capacidad intelectual y de una compleja conducta social. En esta conducta


destacan las estrechas y afectivas relaciones interpersonales, asociadas a recolectar y compartir alimentos. La aparición del lenguaje simbólico está relacionada con la capacidad de emitir un enorme rango de sonidos gracias a particularidades morfológicas de la laringe, que nos distinguen de los simios y al parecer también de otros homínidos. Es importante ilustrar algunos árboles filogenéticos sobre los posibles orígenes e historia evolutiva de la especie humana, enfatizando su carácter hipotético y algunas veces controvertido. Es claro que la especie humana proviene de alguno de los grupos de australopitecos que existieron hace unos 3 millones de años, aunque la línea ancestral se ha trazado con cierta controversia hasta fósiles de 4 millones de años. De los australopitecos derivaron varias especies del género Homo. Las evidencias indican una co-existencia de diversos grupos de homínidos durante largos períodos de tiempo. No se sabe por qué sobrevivió un solo grupo, el Homo sapiens, que prosperó como especie única en la Tierra desde hace unos 25.000 años, libre de competencia con otros homínidos. Actividad 1. Examinar la taxonomía de los mamíferos y la aparición de los primates y su radiación, incluyendo el linaje humano.

Probable filogenia de los primates

Guía: Establecer los principales rasgos que distinguen a los primates de otros mamíferos; sus adaptaciones a la vida en los árboles. Estas incluyen manos diestras con oposición del pulgar, que pueden empuñar ramas y manipular alimentos, uñas en vez de garras, ojos frontales que dan mejor percepción de profundidad y tercera dimensión, y muy poca descendencia. Llamar la atención sobre el hecho que el linaje de los primates se dividió en dos ramas principales tempranamente en su historia evolutiva; los prosimios y los antropoides. Los antropoides incluyen los monos, simios y humanos, y evolucionaron de un ancestro común primate alrededor de 5,5 millones de años atrás. Actividad 2. Describir posibles relaciones filogenéticas en el linaje homínido y las teorías del origen de los humanos modernos. Guía: Explicar que una de las teorías evolutivas del Homo sapiens más aceptadas es que se habría originado hace relativamente poco tiempo en África, hace unos 100.000 años atrás, como una especie distinta de otras homínidos pre-existentes, tales como los Neandertales, y desde ahí migró a otras partes de la Tierra, reemplazando a las otras especies de homínidos. Otra teoría, llamada multi-regionalismo, propone que los humanos surgieron en África hace unos 2 millones de años y evolucionaron como una simple especie poblando el Viejo Mundo e interrelacionándose por intermedio de entrecruzamientos e intercambios culturales. La primera teoría ha recibido enorme soporte debido a estudios con técnicas de biología molecular de las secuencias del DNA mitocondrial.


Posibles relaciones evolutivas de los homínidos

Alternativas sobre posibles relaciones filogenéticas en la evolución humana


Supuestas migraciones del Homo Sapiens desde África al resto del mundo

Explicar que el DNA mitocondrial se hereda de la madre y por lo tanto sus variaciones genéticas se originan sólo por mutaciones (en contraste con las variaciones del DNA genómico que provienen predominantemente de la recombinación durante la meiosis). La fecha de los DNAs mitocondriales ancestrales se puede calcular asumiendo que las mutaciones ocurren al azar y que se acumulan a una frecuencia constante. Este reloj molecular ha indicado que el ancestro común de los homínidos existió hace unos 200.000 años en África. Sin embargo, debe considerarse que la suposición de una frecuencia de mutación constante podría no ser correcta. La teoría del origen multi-regional ha recibido apoyo fundamentalmente en base a registros fósiles. Respecto a la posible filogenia humana recalcar los siguientes aspectos. Los australopitecinos son los precursores más directos del linaje humano. Se piensa que el género Homo derivó de la evolución de los Australopithecus que tenían adaptaciones distintivas para bipedalismo. La locomoción bípeda libera las manos para la manipulación de objetos y su transporte mientras se camina. También eleva la altura de los ojos, permitiendo observar predadores y presas por sobre la vegetación. Ambas ventajas probablemente fueron importantes para los primeros australopitecinos. El primer fósil australopitecino se encontró en África del sur el año 1924 (Australopithecus africanus). Luego prosperaron los hallazgos fósiles de este género. El más viejo y más completo de estos fósiles es de aproximadamente 3,5 millones de años. Se encontró el año 1974 en Etiopía, y corresponde al esqueleto fósil de una mujer, conocida mundialmente como Lucy, que causó gran impacto por encontrarse muy completo y bien preservado. Lucy pertenece a la especie Australopithecus afarensis y al parecer tenía sólo 1 metro de altura. Del A. afarensis evolucionaron varias especies de Australopithecus. Los más robustos (40 kg) están representados por dos especies que desaparecieron hace cerca de 1,5 millones de años. Los otros eran los A. africanus, más pequeños y al parecer menos abundantes que las otras especies puesto que dejaron escasos registros fósiles. Se piensa que los A. aferensis u otra especie muy relacionada dio origen al género Homo hace alrededor de 2,5 millones de años. Los primeros miembros de la rama Homo vivieron al mismo tiempo con los australopitecinos por cerca de 500.000 años. En las figuras que muestran las alternativas filogenéticas se debe hacer notar el carácter especulativo de los diagramas y apreciar su distinto significado en la historia evolutiva. Es importante enfatizar que distintos grupos convivieron en el tiempo y espacio. Actividad 3. Examinar características anatómicas y funcionales relacionadas con la evolución humana.

Estructuras esqueléticas relacionadas con el bipedismo

Guía: La figura A muestra los huesos de la cadera del chimpancé y del ser humano. El gran desarrollo del hueso iliaco en humanos es una de las características que provee mayor superficie de inserción a grandes grupos musculares que participan en el mantenimiento de la postura erecta y en el movimiento de las extremidades inferiores, que se ilustran en la figura B.


Cráneos de distintos homínidos


La cabeza es más que una imagen simbólica de los humanos. Es el asiento de la visión y la fuerza que impulsa la evolución cultural. La evolución de la cabeza nos puede dar claves cruciales para entender la evolución humana desde sus ancestros animales. Disponemos de muy pocos cráneos distintos, identificables como etapas evolutivas dentro de los últimos 50 millones de años. Enterradas en el registro fósil debe haber aún muchas otras etapas intermedias. Se muestran las diferencias en ciertas características de un especimen Neandertal (La Ferrassie 1, Francia) y un cráneo de homínido moderno. En comparación con el cráneo homínido moderno, el del Neandertal es más alargado, más bajo y más macizo, y su cara se proyecta hacia adelante, especialmente alrededor de la nariz y la dentadura.

Gráfico del cambio de volumen craneal de distintos homínidos.

Es importante que en esta actividad se discutan los siguientes aspectos: 1) los cambios que deben haber ocurrido en la región de la pelvis como adaptación al bipedismo; 2) los sonidos producidos en la laringe son modificados para formar consonantes y vocales por la forma de la lengua en la faringe. Esto es favorecido en los humanos por la baja posición de la laringe que promueve mayor movilidad de la lengua. Claro está que esto impide respirar y comer o beber al mismo tiempo, como pueden hacerlo los primates. En los neandertales, al parecer la faringe tenía mayores limitaciones para la vocalización por la elevada posición de la laringe, determinando menor movilidad de la lengua. Esto habría permitido sólo un limitado rango de sonidos; 3) Dos cambios mayores acompañaron la evolución desde los australopitecinos hasta el Homo: un aumento del tamaño del cuerpo y duplicación del tamaño del cerebro. Hacer notar el enorme espacio de tiempo que separa las innovaciones de las herramientas fabricadas al principio de la historia evolutiva y contrastarla con el cambio constante que trajo consigo el Homo sapiens moderno.


Herramientas de los homínidos y volumen craneal

El fósil más viejo que se ha encontrado del género Homo, llamado Homo habilis, fue descubierto en Olduvai George, Tanzania, y se estima que tiene alrededor de 2 millones de años. Estos homínidos ya usaban utensilios para obtener su alimento. Otra especie del género Homo que se conoce y que se extinguió corresponde al Homo erectus, que evolucionó en África hace 1,5 millones de años. Los representantes del Homo erectus tenían un tamaño similar al de los humanos actuales aunque sus huesos eran más fuertes. El Homo erectus utilizaba fuego para cocinar y para cazar grandes animales. Hacía herramientas de piedra que probablemente utilizaba para cavar y extraer raíces, cazar animales pequeños, cortar carne y leña. Su supervivencia se extendió hasta hace 250.000 años. El tamaño del cráneo de los primeros Homo sapiens superaba a los de sus ancestros y este cambio fue probablemente favorecido por una creciente complejidad en la organización social. La capacidad de comunicarse entre los individuos fue valioso para la cooperación en la caza y recolección, para la división del trabajo, y para mejorar la posición en las interacciones sociales cada vez más complejas. Actividad 4. Indagar sobre los homínidos Neandertales y Cro-Magnon, sus formas de vida, utensilios, expresiones culturales, tiempo y hábitat.

Comparación de la región laríngea entre Homo sapiens y Neandertales


Diferencias en el DNA mitocondrial de Homo sapiens, Neandertales y chimpancé

Guía: Muchos investigadores sostienen que los Neandertales desaparecieron hace unos 30.000-28.000 años y no hicieron ninguna contribución biológica a los humanos modernos. Esto se evidencia al comparar los DNAs mitocondriales de los humanos actuales con los extraídos de un cráneo fósil Neandertal por el grupo de Paabo en 1997. En la figura se puede ver que las diferencias entre estos DNAs son mayores que las que existen entre distintos grupos humanos actuales. Estos datos hacen pensar que los Neandertales y los humanos modernos que llegaron a Europa no se mezclaron. Actividad 5. Realizar una pequeña disertación sobre el valor de la aparición y desarrollo del lenguaje en la evolución cultural del ser humano, identificando sus características más distintivas en comparación con otros sistemas de comunicación animal. Guía: Los siguientes aspectos permiten apreciar la potencia de nuestro lenguaje. A medida que nuestros ancestros evolucionaron grandes cerebros, también incrementaron sus capacidades conductuales, especialmente la capacidad de lenguaje. La mayor parte de la comunicación no-humana de animales se restringe a un limitado número de señales que pertenecen a circunstancias inmediatas y se asocian a cambios emocionales relacionados con esas circunstancias. El lenguaje humano es extraordinariamente más rico en su carácter simbólico. Nuestras palabras pueden referirse a tiempos pasados y futuros y lugares distantes. Tenemos la capacidad de aprender miles de palabras, muchas de las cuales denotan conceptos abstractos. Ordenamos las palabras construyendo un número grande e indeterminado de frases con significados complejos. La expansión en las capacidades mentales de los humanos son responsables del desarrollo cultural, cuyas normas son traspasadas de generación en generación (evolución cultural). Cómo y cuándo se desarrolló el lenguaje es tema de especulación. El lenguaje en su forma moderna debe haber aparecido hace 40.000 años atrás, con una explosión en diversas expresiones humanas, como las que se reflejan en la complejidad del arte y la tecnología. Es posible que el lenguaje haya estado presente desde la aparición de las formas humanas modernas hace unos 100.000 años. El lenguaje parece ser un prerrequisito para organizar las conductas y desarrollar sociedades complejas. Las sociedades fueron dejando la caza y recolección como fuente de alimento para reemplazarlo por el pastoreo de animales domésticos y la agricultura, que apareció en el Medio Oriente hace 11.000 años atrás, y se expandió rápidamente por Europa. La revolución de la agricultura llevó a un incremento de la vida sedentaria, desarrollo de ciudades, expansión rápida de las fuentes alimenticias y aumento de la población humana, con mayor distribución y especialización del trabajo. En todos estos aspectos podemos apreciar las ventajas de una comunicación con las características de nuestro lenguaje. Hasta el momento no se han dado evidencias de que un tipo de lenguaje hablado por algún grupo humano sea más o menos complejo que otro. La lingüística ha observado que si un lenguaje parece ser más simple que otro en ciertos aspectos es a la vez más complejo en otros. Se ha estimado que actualmente se hablan alrededor de 6.000 lenguajes en el mundo.


Actividad de síntesis:. A partir del siguiente árbol filogenético, elabora un pequeño trabajo sobre el camino que ha recorrido el género Homo hasta llegar a nosotros, mostrando las diversas adquisiciones anatómicas, culturales, etc., y que hoy día constituyen nuestra naturaleza.

TEMA 5. LA DIMENSIÓN BIOLÓGICA: EVOLUCIÓN Y HOMINIZACIÓN

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