Download la especie

Ante el hecho de la evolución, se pueden distinguir dos puntos de vista:
Postura creacionista (“fijismo“)
Características:
1. Las especies no cambian a lo largo del tiempo
2. Promulga un origen separado de las especies
3. Se basan en creencias religiosas
Contradicciones:
1. Los registros fósiles indican que la Tierra es más antigua que lo
que dice la Biblia
2. No es científico. Se basa en la FE, no en pruebas científicas
Postura evolucionista
Características:
1. Admiten la existencia de cambios en las especies a lo largo del tiempo.
2. Existen dos vías diferenciadas en el mecanismo que explica el cambio:
Evolucionistas perfeccionistas
1. El cambio se produce por un “deseo interno” de mejorar
2. Defiende un origen separado de las especies
Defensor de la teoría J. B. Lamarck
Evolucionistas darwinistas
1. El cambio se produce por un “selección natural”
2. Defiende un origen común de las especies
Defensor de la teoría C. Darwin, A. R. Wallace
tiempo
cambios
creacionista
Evolucionista
perfeccionista
Evolucionista
darwinista
Posición creacionista (“fijismo“)
En 1650 el arzobispo de Armagh (Irlanda) James Ussher publica su obra
“Annales veteris testamenti, a prima mundi originae deducti” donde dice que
el mundo lo había creado Dios el 26 de octubre del 4004 (a.C.) al mediodía
Posición evolucionista
Evolucionistas
perfeccionistas
J. B. Lamarck fue el primer naturalista en desarrollar una teoría sobre la evolución,
publicada en su obra “Filosofía zoológica” (1809)
El lamarkismo aceptaba que el medio es cambiante y que la Tierra tiene una
gran antigüedad (solamente así es posible la gran variedad de organismos
existentes).
El lamarkismo consiste en el transformismo, a lo largo del tiempo, de unas
especies en otras. Este cambio se debe a 3 causas:
1. Existencia de una tendencia hacia la complejidad (perfección): la evolución
se produce de las especies más sencillas, originadas por generación
espontánea, hacia las más complejas. El motor de esta tendencia es un
“deseo interno” de cambio
2. Aparición de adaptaciones al medio a causa del uso o desuso de los
órganos: las variaciones ambientales producen cambios en las costumbres y
por el uso o el desuso se produce un desarrollo o una atrofia de los órganos.
Se producen las adaptaciones (“la función crea el órgano”)
3. La herencia de los caracteres adquiridos: los cambios que experimentan los
órganos durante la vida para adaptarse al medio se transmiten a la
descendencia
El ejemplo más explicado por el lamarkismo es el origen del cuello en las
jirafas. Según esta hipótesis, el cuello de estos animales se debe al esfuerzo
continuo de unos antílopes originales para llegar a las hojas más altas de los
árboles. Estos esfuerzos harían que los cuellos se alargaran unos centímetros y
pasarían a la descendencia. Después de muchas generaciones, el cuello iría
creciendo hasta las dimensiones actuales.
Las proto-jirafas, de cuello más corto, tenían la
costumbre de ramonear los árboles altos
De tanto estirar para alcanzar los árboles, se les
alargó el cuello
El rasgo de cuello alargado fue transmitido a
sus descendientes
En general, las ideas de Lamarck fueron aceptadas hasta mediados del s. XIX,
cuando C. Darwin expone el mecanismo de la evolución.
Los argumentos defendidos hasta el momento fueron rebatidos por diversos
científicos en diferentes momentos. AsÍ:
 El “deseo interno” de cambio no es demostrable, no es un
argumento científico. En este punto, los defensores de Lamarck
pensaban que si una especie tenía algún carácter que no les
sirviera querría decir que estaba allí porque el individuo quería (y
si el carácter era desventajoso, mucho mejor. Ej.: Ammonites
(cefalópodo extinto), Megaloceros (ciervo extinto), …
 Louis Pasteur (1822-1895): en 1864 demuestra que la vida procede
de vida y que la generación espontánea, en las condiciones actuales
(oxidativas), no es posible.
 August Weismann (1834-1914): demuestra la imposibilidad
de la herencia de los caracteres adquiridos (“Principio de
Weismann: la información de la línea pasa a la somática, pero
al revés no”)
Evolucionistas darwinistas
Ambos naturalistas estuvieron influenciados por el economista Thomas Malthus.
Según Malthus, la población tiende a crecer más rápidamente que la oferta de
alimentos disponible para sus necesidades. Cuando se produce un aumento de
la producción de alimentos superior al crecimiento de la población, se estimula
la tasa de crecimiento; por otro lado, si la población aumenta demasiado en
relación a la producción de alimentos, el crecimiento se frena debido a las
hambrunas, las enfermedades y las guerras.
El darwinismo se basa en los siguientes principios básicos:
 El mundo no es estático, sino que cambia. Las especies cambian continuamente,
aparecen unas y se extinguen otras. Además, viendo el registro fósil nos damos
cuenta que cuanto más antiguo es el fósil, más diferente se presenta respecto a los
seres actuales
 La evolución es un proceso gradual, continuo. Existe una gran variabilidad entre
las especies, pero de manera continua. Ej: pinzones de las Galápagos
Pinzones de las Galápagos
Se cree que las catorce especies de
pinzones de las islas Galápagos
evolucionaron a partir de una sola,
similar al Volatinia jacarina,
abundante en América Latina, en
especial en la costa sudamericana
del Pacífico. El pinzón ancestral, con
su pico corto y robusto
especializado para aplastar semillas,
migró, con toda probabilidad, desde
el continente hacia las islas. Sus
descendientes, libres para explotar
recursos que en condiciones
normales habrían tenido que
compartir con sílvidos, pájaros
carpinteros y otras aves, se
adaptaron a todos los hábitats
(árboles, cactus o suelo) y
alimentos (semillas, cactus, frutos o
insectos) disponibles. La forma y el
tamaño de sus picos son un ejemplo
de adaptación.
 Los organismos semejantes están emparentados y descienden de un
antepasado común. De esta manera, remontándose en el tiempo podemos
encontrar un origen común a todos los organismos vivos, incluido el hombre …
(a diferencia de las ideas de Lamarck, donde el origen separado de las
especies dejaba la creación del hombre a imagen y semejanza de Dios)
 El mecanismo de la evolución es la Selección Natural.
El motor de la evolución no era el impulso interno de cambio sino que era la
naturaleza la que hacía la selección.
La selección consta de 2 fases:
1. Producción de variabilidad: Darwin no sabía el origen (Mendel publicada
su obra en 1865) pero se daba cuenta que en cada generación se produce
una gran descendencia, con pequeñas diferencias entre ellos (variabilidad).
2. La selección, a través de la lucha por la supervivencia, de esa variabilidad
LA SELECCIÓN NATURAL Y LA REACCIÓN AL "ORIGEN..."
Darwin resume el argumento central de la teoría de la evolución por medio de la
selección natural de la manera siguiente:
"Dado que se producen más individuos de los que pueden sobrevivir, tiene que haber
en cada caso una lucha por la existencia, ya sea de un individuo con otro de su
misma especie o con individuos de diferentes especies, ya sea con las condiciones
físicas de la vida (...). Viendo que indudablemente se ha presentado variaciones útiles
al hombre, ¿puede acaso dudarse de que de la misma manera aparezcan otras que
sean útiles a los organismos vivos, en su grande y compleja batalla por la vida, en el
transcurso de las generaciones? Si esto ocurre, ¿podemos dudar, recordando que
nacen muchos más individuos de los que acaso pueden sobrevivir, que los individuos
que tienen más ventaja, por ligera que sea, sobre otros tendrán más probabilidades
de sobrevivir y reproducir su especie? Y al contrario, podemos estar seguros de que
toda la variación perjudicial, por poco que lo sea, será rigurosamente eliminada. Esta
conservación de las diferencias y variaciones favorables de los individuos y la
destrucción de las que son perjudiciales es lo que yo he llamado selección natural."
¿Cuál fue la acogida que tuvo la publicación de su libro?
La primera edición de su libro, de 1.250 ejemplares, se agotó el mismo día. Su título
completo fue "On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the
Preservation of Favoured races in the Struggle for Life" ( “Sobre el origen de las
especies mediante la selección natural o la conservación de las razas privilegiadas
en la lucha por la vida” )
Desde el instante de la publicación, Darwin se
encontró en el centro de la controversia social,
eclesiástica, política y científica. Algunos
científicos le apoyaron, pero la mayoría le
combatieron.
De entre quienes le defendieron destaca Thomas H. Huxley. Se dice que
cuando leyó el Origen se reprochaba a sí mismo su estupidez por no haber
pensado él mismo en ello. Decidió que Darwin, jamás dispuesto a defenderse,
necesitaba que le protegieran, sobre todo de Richard Owen, anatomista
experto, el cual publicó ensayos largos críticos con el Origen.
Owen impartió un "cursillo" acelerado sobre el libro a un clérigo, el obispo de
Oxford Samuel Wilbeforce. El lugar donde se celebraría el primer gran debate
sobre el tema era la reunión anual de la Asociación Británica para el Avance de
la Ciencia, un sábado del mes de junio de 1860. Huxley, por su parte, no tenía
intención de ir, ya que pensaba que un debate entre científico y público no
aclararía nada.
El debate se decantó a favor del darwinismo, cuando Huxley se percató de que
Wilbeforce no tenía ni idea de ciencia.
Se cuenta el siguiente diálogo:
Thomas H. Huxley
- Por favor, profesor Huxley, contésteme: ¿desciende usted de mono por parte de
abuela o de abuelo?
El auditorio prorrumpió en aplausos, y se dice que Huxley murmuró: "El Señor lo
ha puesto en mis manos". Luego contestó al obispo:
- Aseguro que el hombre carece de motivos para avergonzarse de tener un simio
entre sus antepasados. El único antepasado que me avergonzaría recordar sería
más bien el hombre que, dotado de mucha habilidad y con una espléndida
posición social, usase esos atributos para oscurecer la verdad.
Mecanismo de la selección natural
La mayoría de especies tienen una gran capacidad para generar descendencia,
cada individuo con pequeñas diferencias (variabilidad)
No obstante, debido a que los recursos disponibles en el medio son limitados
(espacio, alimento, pareja,…), muy pocos de toda esa descendencia llegan a
sobrevivir y a poder reproducirse.
¿Qué individuos se reproducirán?
Aquellos que tengan, dentro de esa variabilidad inicial, una combinación de
caracteres idónea para hacer frente al ambiente. De esta manera, los individuos
que se reproduzcan harán que sus características (genes) idóneas en la
siguiente generación sean más frecuentes, mientras que las combinaciones
menos idóneas serán menos frecuentes.
Por este motivo, la selección natural se define también como un mecanismo
de transmisión diferencial de frecuencias génicas
La variabilidad genética: origen e importancia evolutiva
Aunque Darwin observó que los seres vivos presentaban diferencias entre ellos
(en la mayoría de casos eran pequeñas diferencias), no supo explicar su origen.
Actualmente sabemos que la variabilidad se debe a dos fenómenos:
1. Las mutaciones genéticas (origen de la variabilidad en los genes)
2. Las recombinaciones genéticas en los organismos de reproducción
sexual (origen de las combinaciones entre los genes)
La existencia de variabilidad génica es una condición necesaria para que haya
evolución. Si para un gen sólo hay homozigosis, las frecuencias alélicas no
podrían variar de una generación otra con lo que la respuesta a posibles cambios
ambientales sería nula, provocando la extinción de dicha información.
El ejemplo más extremo de
variabilidad intraespecifica
la encontramos en
Harmonia axyridis
Volviendo al origen del cuello en las jirafas …
Neodarwinismo (Teoría sintética de la evolución)
Esta teoría fue elaborada entre los años 1920 y
1930, por los genetistas R. A. Fisher, J.B.S.
Haldane y Sewall Wright y consolidada por los
descubrimientos posteriores.
Otros descubrimientos que contribuyeron a
consolidar dicha teoría fueron:
 A. Weismann (1834), negó la herencia de los
caracteres adquiridos
 H. Spencer (1820), con los conceptos de lucha
por la supervivencia, ind. más apto,…
 Dobzhansky (1937), en Genética
 G.H. Hardy & W. Weinberg, en matemáticas,….
…
J.B.S. Haldane
Neodarwinismo (Teoría sintética de la evolución)
Esta teoría puede resumirse de la siguiente manera:
1. El proceso evolutivo se basa en los principios de la variabilidad de la
descendencia y de la selección natural
2. El origen de la variabilidad son las mutaciones (crean nuevos alelos) y
las recombinaciones genéticas (crean nuevas combinaciones de genes)
3. Lo que evoluciona son las poblaciones, no los individuos. Las
poblaciones perduran y cambian a medida que cambian las frecuencias
génicas de las poblaciones, mientras que los individuos mueren con el
mismo genotipo con el que nacieron
4. Los factores que hacen variar las frecuencias génicas de una población
son la SELECCIÓN NATURAL, LAS MUTACIONES, LAS
MIGRACIONES y la DERIVA GENÉTICA
5. Para que una población llegue a generar una especie diferente ha de
estar aislada de las otras poblaciones
Y los neodarwinistas, como explican el origen del cuello en las jirafas … ?
Resumiendo:
Otras teorías …
Teoría neutralista (teoría neutralista de la evolución molecular)
Propuesta por Motoo Kimura en 1968 después de observar diferencias en algunas
proteínas en individuos de una misma especie
A partir de 1980, cuando se empieza a secuenciar el ADN, se detecta que las
diferencias individuales son aún mayores (debido a que varios tripletes codifican un
mismo aa.)
Según esta teoría, la mayor parte de las mutaciones moleculares no son ni
favorables ni desfavorables, son neutras. Por ese motivo la selección natural no
las afecta.
Consecuentemente, la evolución de las proteínas y del ADN dependería más del
azar que de la selección natural. La mayoría de los cambios evolutivos no serían
adaptativos
La teoría neutral fue muy discutida cuando se propuso por primera vez, al ser
mal interpretada e incluso entendida de forma errónea como antidarwiniana.
Desde entonces ha ganado terreno y en la actualidad es apoyada por la
mayoría.
Una consecuencia interesante de esta teoría es la idea de un “reloj genético
molecular”:
Si la mayoría de las sustituciones genéticas son neutras, es de esperar que la
tasa de sustituciones sea más o menos constante para cualquier locus
genético determinado. Suponiendo esto, la época en la que vivió el antecesor
común de cualquier pareja de especies se puede calcular a partir del número
de diferencias en los aminoácidos entre ambas especies. Al principio, dichas
fechas pueden ser medidas en unidades arbitrarias, aunque pueden calibrarse
en millones de años para cualquier gen dado, usando linajes donde el registro
fósil es rico.
Por ejemplo, los puntos de bifurcación entre los linajes del ser humano y los de
los monos se han fechado a partir de pruebas de este tipo.
Teoría del equilibrio puntuado (puntualismo o saltacionismo)
El registro fósil en muchas ocasiones indica claramente transformaciones
graduales en las especies (ej.: caballo).
Este tipo de evolución se interpreta como gradualismo filético, caracterizado por:
1. Todas las especies sucesivas forman una sola línea evolutiva a partir de la
especie ancestral
2. La transformación es lenta y gradual
3. La transformación se produce en toda la población
No obstante en numerosos casos se observa una interrupción del registro fósil. De
unas formas fosilizadas siguen otras completamente diferentes, sin ninguna forma
intermedia. Unas formas desaparecen y aparecen otras de golpe.
El gradualismo filético no explica estos casos y achacar estos fenómenos
repentinos diciendo que el registro fósil es incompleto (por la dificultad del proceso
de fosilización) no parece muy convincente
Para explicar estos hechos, en 1972 N. S. Gould y N. Eldredge
(paleontólogos) partiendo del hecho de que se encuentran muy pocas formas
de transición en el registro fósil, proponen la teoría del equilibrio puntuado.
A diferencia de la teoría gradualista, la teoría del equilibrio puntuado mantiene
que la evolución de una especie consiste en una serie de cambios rápidos en
poblaciones pequeñas y relativamente aisladas, seguidos de largos periodos
de estabilidad.
Posteriormente, esta especie se vuelve dominante en la zona. Como el área
donde se ha producido las formas nuevas es muy pequeña, queda justificado
el porqué no se han encontrado fósiles de formas intermedias.
Esta teoría se diferencia del gradualismo filético en:
1. Las especies sucesivas no se forman siguiendo una sola línea evolutiva a
partir de la especies ancestral, sino siguiendo 2 o más líneas
2. En la transformación se alternan etapas muy
lentas sin cambios (ESTASIS) con etapas de
transformación muy rápidas (ESPECIACIÓN)
3. La transformación hasta la nueva especie no
se produce en toda el área inicial, sino en una
zona reducida donde ha quedado aislada una
población pequeña
N. S. Gould
Concepto genético de población. La Selección Natural
La evolución no actúa sobre los individuos sino sobre las poblaciones, sobre los
conjuntos genéticos
Población mendeliana (población panmítica): “conjunto de individuos que se
pueden cruzar entre ellos al azar (todos con la misma probabilidad de
reproducirse) y comparten el mismo número de genes”
Equilibrio de Hardy-Weinberg: situación hipotética que supone que si sobre las
poblaciones no existiera ningún tipo de presión, las frecuencias génicas y las
frecuencias genotípicas no variarían. Eso si, habría unos genes más frecuentes
que otros.
No obstante, en los sistemas naturales “reales” existen factores que alteran ese
equilibrio y que explican porqué la frecuencia de los genes puede cambiar.
Equilibrio de Hardy-Weinberg
¿Cómo varían las proporciones de los genes en
una población? Si un carácter es dominante y el
otro recesivo, ¿por qué el carácter dominante no
elimina al recesivo?
Supongamos que un gen tiene dos alelos diferentes A y a. En una población
determinada, la frecuencia del alelo A es del 70% ( frec. génica p= 0,7) y del a es
de 30% (frec. q=0,3)
Aa = 0,42 (0,21+0,21)
Gametos
masculinos
Si se cruzan al azar todos los gametos de la población, obtenemos la siguiente
generación
Gametos femeninos
En la descendencia, las
A (0,7)
a (0,3)
frecuencias de los distintos
genotipos son:
A (0,7)
AA (0,49)
Aa (0,21)
AA = 0,49
a (0,3)
Aa (0,21)
aa = 0,09
La frecuencia del alelo A : p = 0,49 + 0,42 / 2 = 0,70
La frecuencia del alelo a : q = 0,09 + 0,42 / 2 = 0,30
Aa (0,09)
Los factores que alteran el equilibrio génico son …
1. Mutaciones
Origen de las nuevos alelos en las poblaciones mediante cambios espontáneos
en el material genético
Ej.: si tenemos dos alelos, p y q , en un momento determinado con frecuencias 0,7 y 0,3 ,
al aparecer una mutación, aparece un nuevo alelo, r . En la siguiente generación las
frecuencias de los alelos se alterarán (por ej. p (0,6) ; q (0,2) ; r (0,2)
2. Migraciones
Con las migraciones se altera el equilibrio de los genes porque la composición
génica de los individuos que se incorporan no tiene por qué ser igual a los de la
población que los recibe.
Las migraciones son más importantes cuando.
1. Más pequeña es la población de origen
2. Mayor es el tamaño de las migraciones
3. Deriva génica
Los cambios se deben a que el número de individuos reproductores que forman la
siguiente generación resulta inferior al necesario para que las frecuencias génicas
estén bien representadas.
Existen dos casos donde es fácil que se produzca deriva génica:
1. Efecto fundador:
Unos pocos individuos de una
población llegan a un nuevo territorio
y se instalan. La siguiente
generación tendrá las características
propias de ese pequeño grupo.
Cuanto más pequeño sea el grupo,
más influirán sus características y
por tanto, más diferente será su
descendencia
AMISH...
1. SINDROME DE ELLIS VAN
CREVELD, enfermedad autosómica
recesiva que provoca un acortamiento de las
extremidades más distantes del tronco
2. POLIDACTILIA: todos los
polidactilos descienden de una
pareja que participó en la
fundación de una colonia en
Pennsyvania (1774)
ISLA PINGELAP.....PACIFICO SUR...
La ACROMATOPSIA, enfermedad autosómica recesiva
que no permite distinguir los colores, TIENE UNA
INCIDENCIA DEL 10% !!! (en USA la incidencia es de
1/33000 casos)
MOTIVO: EFECTO FUNDADOR...1775. UN TIFON ELIMINIÓ EL 90% DE LA
POBLACIÓN. SE REPOBLÓ CON APENAS 20 SOBREVIVIENTES, UNO DE
ELLOS TENÍA LA ENFERMEDAD.
2. Efecto cuello de botella:
En poblaciones que periódicamente sufre reducciones drásticas de individuos
(inundaciones, plagas, sequías,…)
4. Selección natural
Es el mecanismo más importante.
Consiste en la eliminación de los individuos menos aptos, de los individuos con
menos eficacia biológica.
Aunque la Selección natural actúa durante toda la vida del individuo, existen dos
grandes momentos donde se eliminan genes de la población:
1. Primeras fases de la vida: se eliminan muchos gametos,
zigotos, larvas, ind. jóvenes,…
2. En la época de la reproducción. No todos los individuos
que llegan al estado adulto pueden reproducirse.
Con esta eliminación de combinaciones de genes en la población, ésta se ADAPTA al
medio, aumentando las posibilidades de supervivencia del grupo.
La frecuencia relativa de los ind. mejor adaptados de una población a las condiciones
ambientales se incrementará a lo largo del tiempo.
La selección natural tiene lugar si se verifican una serie de
condiciones:
a. Reproducción: se tiene que formar nuevas generaciones
b. Herencia: los descendientes han de ser parecidos a los
progenitores
c. Variabilidad: ha de existir variabilidad genética en la población
d. Eficacia biológica diferente: la variabilidad ha de hacer que la
probabilidad de un individuo para sobrevivir y reproducirse sea
diferente
Un ejemplo de adaptación:
Biston betularia
A finales del siglo XVIII, antes de la Revolución Industrial, la forma dominante de geómetra era la
de color claro, y se mimetizaba mejor sobre la corteza de los árboles cubiertos de líquenes. Pero
la contaminación industrial destruyó los líquenes y dejó a la vista la corteza oscura; las formas
claras eran presa fácil de las aves, mientras que las oscuras, mucho mejor camufladas, se
convirtieron pronto en las más abundantes. Ahora que ha vuelto a disminuir la contaminación
por hollín, han empezado a recuperarse las poblaciones de geómetra de color claro.
Zona contaminada
Zona no
contaminada
Se distinguen 3 tipos de selección natural, según el efecto sobre un carácter
determinado:
DIRECCIONAL
La selección estabilizadora favorece a un fenotipo determinado
Ejemplo 1: resistencias a insecticidas.
El DDT fue un insecticida ampliamente usado. Después de unos años de uso intensivo, el
DDT perdió su efectividad sobre los insectos. La resistencia al DDT es un carácter genético
(raro en un comienzo) que se convierte en un carácter favorable por la presencia de DDT
en el medio ambiente. Solo aquellos insectos resistentes al DDT sobreviven dando origen a
mayores poblaciones resistentes al DDT.
Ejemplo 2: resistencia a
antibióticos.
ESTABILIZADORA
Más frecuente en la naturaleza. Se favorecen los individuos intermedios en
caso de fenotipos extremos (ej. ind. pequeños / intermedios / grandes)
gracias a la superioridad de los heterozigotos
La selección estabilizadora favorece los fenotipos intermedios dentro de un
rango. Los extremos de las variaciones son seleccionados en contra.
Ej.: Los niños que pesan significativamente menos o más de 3,4 Kg. tienen
porcentajes más altos de mortalidad infantil. La selección trabaja contra ambos
extremos.
DISRUPTIVA
La selección natural favorece los individuos con los fenotipos extremos. Esto causa
una discontinuidad en la variación, produciendo dos o más fenotipos distintos
Ejemplo: Salmón Oncorhynchus kisutch.
Cuando la hembra desova, los machos se acercan al nido y vierten su esperma fecundando
los huevos, los que logran hacerlo son, por un lado los machos mas grandes que luchan
entre sí por acercarse ganando generalmente el de mayor tamaño y por el otro, los mas
pequeños, que logran llegar ocultándose entre las rocas, evitando así ser vistos (y
pelear.....). De esta manera se observa, dentro de la población, una gran proporción de los
dos tamaños extremos de machos
La evolución es una teoría bien asentada y fundamentada (aunque en ciertos países
como los USA sigan sosteniendo el creacionismo)
Las pruebas en las que se basa la evolución son:
 Pruebas paleontológicas
 Pruebas morfológicas
 Pruebas biogeográficas
 Pruebas embriológicas
 Pruebas bioquímicas
Pruebas paleontológicas
Basadas en los fósiles. Los más antiguos tienen unos 3500 millones de años y corresponden
a los estromatolitos
Shark-bay, Australia
Columna estratigráfica
Los fósiles conservados en los estratos de roca ofrecen pistas sobre la historia de la evolución. Esta columna
estratigráfica se basa en señales paleontológicas y muestra el orden en que aparecieron los organismos en
el paleozoico, rico en fósiles. Cada capa representa un periodo de tiempo particular y muestra los
organismos que prosperaron en él. Aunque rara vez se encuentran fósiles según este modelo ideal, sí suelen
estar dispuestos, más o menos, en orden cronológico. En general, los fósiles más antiguos se sitúan en las
capas inferiores, y los más recientes en las superiores, así esta disposición puede ayudar en la datación de
los especimenes.
Pruebas morfológicas
Pruebas biogeográficas
Pruebas embriológicas
Principio de recapitulación de Enrst Haeckel: “la ontogenia refleja la filogenia”
Pruebas bioquímicas
Concepto de especie
Para poder estudiar los seres vivos, el hombre ha ideado un sistema de
clasificación basado en el grado de semejanza entre los mismos.
Observando los seres vivos, vemos que hay semejanzas que permiten
agruparlos en grupos cada vez más concretos. Hay caracteres más
comunes (más generales) y otros más concretos (más específicos), lo que
permite establecer una serie de categorías taxonómicas. Dichas categorías
son:
1. REINO
2. FILUM
3. SUBFILUM
5. SUBCLASE
6. ORDEN
7. SUBORDEN
8. FAMILIA
9. SUBFAMILIA 10. GÉNERO
4. CLASE
11. ESPECIE
Ahora bien, la especie es la única categoría taxonómica real.
Concepto de especie
Hasta el momento no ha sido posible formular un concepto de especie con
validez universal. Algunas definiciones dadas:
Clásicas: la definición se basa en la tipología y morfología.
“Conjunto de individuos suficientemente parecidos entre sí y
suficientemente diferentes de otros”
Problemas: polimorfismo sexual, metamorfosis (oruga y mariposa),…
No obstante, en la mayoría de casos, las grandes diferencias morfológicas
se deben a que son especies diferentes.
Dobzhansky (1900-1975), genético y zoólogo ucraniano:
la definición se basa en intercambios genéticos.
“Las especies biológicas son grupos de poblaciones entre
los cuales el intercambio de genes en la naturaleza no se
puede dar, o si se da, está muy limitado por una serie de
mecanismos de aislamiento”
Mayr (Alemania,1904 - ): basada en el aislamiento de especies
(1963)“Las especies biológicas son grupos de poblaciones
naturales formadas por individuos que se pueden cruzar
entre ellos y que están aislados reproductivamente de otros
grupos parecidos”
Nos quedamos con:
“Conjunto de individuos capaces de reproducirse entre sí y que dan
descendientes viables (fértiles) y además, no pueden reproducirse con
individuos de otras especies o la descendencia no es viable”
Dificultades prácticas del concepto de especie
¿Cómo aplicamos esta definición a …
Las especies fósiles?
Las especies con reproducción asexual?
En estos casos, las diferencias morfológicas predominan
a la hora de distinguir dos especies
El argumento básico para decir que dos especies son diferentes es comprobar
la existencia de un M.A.R. (mecanismo de aislamiento reproductivo)
M. A. R. (mecanismos de aislamiento reproductivo)
Se pueden definir así al conjunto de mecanismos que existen en la
naturaleza que evitan el intercambio genético entre poblaciones
En 1970, Dobzhansky dio la siguiente clasificación:
Mecanismos prezigóticos: todos aquellos que impiden la formación del zigoto.
Son los más favorecidos por la naturaleza y distinguimos:
 Aislamiento ecológico (o de hábitat): las dos poblaciones no se encuentran,
viven en dos zonas diferentes en la misma región
Aislamiento estacional (o temporal): las poblaciones viven en el mismo lugar
pero tienen ciclos biológicos asincrónicos. La época de apareamiento o floración
ocurren en estaciones diferentes
Mecanismos prezigóticos:
Aislamiento etológico (o sexual): las poblaciones tienen patrones de
comportamiento sexual diferentes y por lo tanto no se sienten atraídos
Aislamiento mecánico: no hay correspondencia física entre los órganos
sexuales, lo que evita la cópula
Aislamiento por polinizadores diferentes: … en plantas con flores!!!
Aislamiento gamético: existe una incompatibilidad entre los gametos ♂ y ♀
Mecanismos postzigóticos: todos aquellos que impiden la formación del zigoto.
Son los más favorecidos por la naturaleza
 Inviabilidad de los híbridos: los zigotos no se desarrollan o tienen una
viabilidad reducida
 Esterilidad de los híbridos: Un sexo (o los dos) de los híbridos es estéril
Ej.: Mulo: asno (♂) x yegua (♀) (El mulo macho es estéril)
 Degeneración de los híbridos: los híbridos o sus descendientes son
poco fértiles
Mecanismos de especiación
El proceso por el que una especie se divide en dos se denomina especiación
Para que se produzcan nuevas especies, debe de producirse un AISLAMIENTO de
una población que impida el intercambio genético
Las principales formas de aislamiento son:
Geográfico: (especiación por aislamiento): las especies quedan
aisladas por accidentes geográficos (mares, ríos, desiertos, …). Es la
más común
 Genético: (especiación cuántica): las mutaciones pueden impedir
que un grupo de individuos de una población puedan reproducirse con
el resto (ej.: poliploidias en vegetales)
Existen varios tipos de especiación:
Especiación filética (anagénesis)
Una especie se transforma a lo largo del tiempo en especies sucesivas
formando una línea (linaje). Ej.: caballo
Especiación primaria (cladogénesis)
Más importante. Una especie origina dos o más especies diferentes
(crea dos o más linajes). Distinguimos:
Especiación alopátrica: la población queda separada en dos o más grupos a
causa de una barrera geográfica. Cada subpoblación se encuentra sometida a
unas condiciones ambientales diferentes y las adaptaciones de los seres
vivos serán diferentes.
Especiación simpátrica: la separación de la población original en varios
grupos se debe a poliploidias o hibridaciones. Más frecuente en vegetales
Durante el proceso de especiación, encontramos dos etapas:
1. Inicio del aislamiento reproductor
Se interrumpe el intercambio de genes, normalmente por separación
geográfica ( ej.: subidas de nivel de ríos, poblaciones atrapadas en islas,…)
 Las poblaciones tienen a adaptarse a sus condiciones de vida locales y
a divergir genéticamente.
 La diferenciación genética puede hacer que aparezcan mecanismos de
aislamiento postzigóticos (los “híbridos” presentarán una dotación genética
peor que los “puros”, mejor adaptados a las condiciones locales)
Ej.:mecanismos de cortejo diferentes
En esta etapa aparecen las razas, que pertenecen a una misma especie pero
que tienen algunas características particulares.
Es una fase reversible, ya que si las poblaciones separadas se vuelven a
encontrar, las “diferencias se difuminan”
2. Desarrollo de mecanismos de aislamiento prezigóticos
Proceso favorecido por la selección natural. Una vez completado el aislamiento
reproductor, cada línea formada seguirá un curso evolutivo diferente,
diferenciándose cada vez una de la otra
EL ORIGEN DE LA VIDA
Los experimentos de Pasteur totalmente la doctrina de la generación
espontánea, pero solamente en lo que se refiere al presente.
Admitir que …
1. la vida proviene de vida (Pasteur), y
2. todos los seres vivos tienen un antepasado común (Darwin)
nos lleva a preguntar ….
¿Cómo se formó el “primer ser vivo”?
Se presentan dos hipótesis:
1. Los seres vivos se han formado en la Tierra (pero en unas condiciones
diferentes a las actuales)
2. La vida proviene de otros planetas (Panspermia)
Los seres vivos se han formado en la Tierra
Sabemos:
Edad de la Tierra: 4500 millones de años
¿Qué pasó en estos
1000 millones de años?
Fósiles más antiguos: 3500 millones de años
En 1924, el bioquímico Alexander Oparin fue el primero en proponer
la idea que la vida se había formado en la Tierra primitiva, en unas
condiciones que no encontramos en la actualidad
De la atmósfera primitiva se sabe:
Era pobre en O2: la materia orgánica puede acumularse.
No había O3 : la radiación ultravioleta solar llegaba hasta la
superficie de la Tierra (energía para la síntesis de materia
orgánica)
Era rica en CH4, NH3, H2 , H2Ov ,N2
Además,
La tª de la Tierra era elevada.
Gran actividad volcánica.
“Inestable” (impactos de meteoritos)
Proponía que en estas condiciones era posible la síntesis de las biomoléculas
necesarias para la vida (aa, bases nitrogenadas, glúcidos, …)
En la década de los 50, diferentes investigadores, reproduciendo en
el laboratorio las condiciones atmosféricas primitivas, sintetizaron aa,
bases nitrogenadas, ácidos carboxílicos, ...
Entre los investigadores destacan: 1953: S. Miller y Urey sintetizan
aminoácidos y otros compuestos orgánicos; 1960: Joan Oró sintetiza
adenina a partir de ác. cianhídrico
Stanley Miller
Urey
Joan Oró
Todas estas moléculas formadas en los mares primitivos se fueron acumulando y
aumentando en complejidad (polimerización) creando la “sopa primitiva”
El siguiente paso fue la formación de coacervados, pequeñas gotitas formadas por
diferentes polímeros en soluciones acuosas. Estos polímeros estarían formados por
combinaciones de proteínas, proteínas y ácidos nucleicos,…
Posteriormente, dichos coacervados se separarían del medio a través de una
membrana y podrían estabilizarse con un metabolismo primitivo. Estos coacervados
con metabolismo pueden crecer hasta un tamaño límite (aprox. 500 micras) a partir
del cual se rompen espontáneamente en dos
El último requisito para tener una “célula”
es la existencia de un material genético
asociado a los coacervados sobre el cual
la selección natural pueda actuar y
escoger aquellas combinaciones más
idóneas. (Originariamente, el ácido nucleico
era de ARN, para posteriormente cambiar a
ADN)
Esta evolución originaría los primeros
protobiontes y después las primeras
células
La evolución celular es el siguiente:
PROTOBIONTES 3700 millones de años
PROCARIOTAS (heterótrofas anaeróbicas) 3500 millones de años
PROCARIOTAS (autótrofas anaeróbicas) 2500 millones de años
Formación atmósfera oxidante 2300 millones de años
PROCARIOTAS (aeróbicas) 2200 millones de años
EUCARIOTAS 1800 millones de años
Atmósfera oxidante actual 750 millones de años
Los orígenes de la vida: recetas de la sopa prebiótica
Antonio Lazcano
Profesor de bioquímica,
Universidad Autónoma de México (21/06/00)
(…) “Algunos han criticado estos experimentos por creer que no corresponden a las
condiciones de la Tierra primitiva. Sin embargo, carecemos de información geológica
directa de las condiciones ambientales de nuestro planeta al surgir la vida, y es posible
contraponer argumentos sólidos a quienes rechazan la posibilidad de una sopa primitiva.
Es posible que la naturaleza nos esté jugando una mala pasada, pero no deja de ser
sorprendente no sólo la facilidad con la que podemos sintetizar compuestos bioquímicos
en condiciones prebióticas, sino también el hecho de que muchos de ellos se encuentran
en meteoritos que tienen la edad del Sistema Solar, y que son el material del cual se
formaron la Tierra y otros planetas. ¿Se trata de una casualidad?(…)”
(…) Hace algunos años Stanley L. Miller y yo mismo hicimos un cálculo, basado en la
estabilidad de los compuestos orgánicos y la rapidez con la que ocurren las reacciones
prebióticas cuando son estudiadas en el laboratorio, que sugiere que el origen y la
diversificación temprana de la vida no involucraron tiempos de más de 10 millones de años.
Este intervalo de tiempo implica, por supuesto, que si la vida es resultado de un proceso de
evolución que se dio con rapidez, no hay razón alguna para pensar que ello ocurrió
únicamente en nuestro planeta. Es decir, nuestros cálculos apoyan la idea de la vida es un
fenómeno extraordinariamente frecuente en el Universo, pero hay que insistir en que no
existe ninguna evidencia directa de vida en otros planetas. No hay que olvidar que el
concepto de vida extraterrestre es como el de la democracia: todos hablan de ella, pero
nadie la ha visto o experimentado. (…)
Los seres vivos provienen del espacio exterior
Esta idea fue introducida en el s. XIX por S. Arrhenius y se conoce como
Panspermia.
Dicha teoría defiende que la vida en la Tierra se habría propagado de un sistema
solar a otro por medio de esporas de microorganismos que viajaban en meteoritos
A favor tiene el hecho que:
 Algunos cometas y meteoritos
se han encontrado moléculas
orgánicas
 Algunos meteoritos llegados a
la Tierra tienen fósiles de lo que
parecen bacterias
En contra:
 No se puede probar ni rebatir
 Pero, ¿Cómo se originó la vida?
En 1972, Francis Crick y Leslie Orgel emitieron la hipótesis de que la Tierra, y
otros planetas, fue sembrada deliberadamente por seres inteligentes que vivían
en sistemas solares millones de años por delante de nosotros (Panspermia
dirigida)
¿EXISTE VIDA INTELIGENTE?...
¿… Y EN EL ESPACIO EXTERIOR?
El radioastrómono estadounidense Frank Drake, en la década de los años 80,
calculó el número de civilizaciones avanzadas capaces de poder comunicarse por
radioastronomía mediante la siguiente fórmula
En esta fórmula,
N = R* x fp x ne x f1 x fj x ft x fl
N = Número de civilizaciones capaz de comunicarse a través del
espacio interestelar y depende de lo siguiente:
R*= Nº estrellas de la Vía Láctea. Conocido= 4·1011
fp = Fracción de estrellas con sistemas planetarios. Aprox. = 1/3
ne = Promedio de planetas de cada sistema planetario adecuados para el origen y desarrollo de la vida.
Aprox. = 2
f1 = fracción de planetas donde la vida puede realmente desarrollarse. Aprox. = 1/3
fj = fracción de planetas con vida en los que puede desarrollarse vida inteligente
ft = fracción de planetas con vida inteligente que puede dar lugar a una
civilización capaz de comunicaciones interestelares
Aprox. = 1/100
fl = fracción de planetas con una civilización técnica con radioastronomía.
Dato muy variable que oscila entre 1/108 (si se autodestruye) y 1/100 (no se autodestruye)
Teniendo en cuenta todos estos datos, el número de civilizaciones capaces de
comunicarse es …
Si se autodestruye … del orden de 10 planetas
Si no se autodestruye … del orden de 107 planetas