Download 1. el origen de la vida

La vida en evolución
Unidad 2
¿Qué es la vida?
 Pregunta difícil de contestar.
 Acto de creación divino (punto de vista
religioso).
 Distintas definiciones en función de la disciplina
científica que se considere.
 Sistema que se vale de un entorno persiguiendo
su perpetuación y reproducción.
 Un organismo vivo ha de ser capaz de nutrirse
(extrayendo del medio las sustancias necesarias).
 Ha de tener capacidad para relacionarse con su medio
interno y su entorno.
 Debe ser capaz da autoperpeturase, reproducirse
dejando descendientes en la siguiente generación.
El origen de la vida
 Primeras explicaciones: componente sobrenatural y
mitológico.
 Primeras teorías: época griega. Se buscan
explicaciones basadas en la observación del mundo
natural y el análisis.
 Aristóteles: teoría de la generación espontánea (la vida
surge de la materia inerte; cuatro elementos)
 Edad Media: estancamiento en la búsqueda de
respuestas científicas. Se impone el creacionismo como
idea fundamental sobre el origen de la vida.
 Renacimiento: vuelta a las ideas clásicas. Se estructura
el método científico (pilar de la ciencia moderna). En
cuanto al origen de la vida, no se cuestiona la teoría de
la generación espontánea.
Generación espontánea
 Francesco Redi.
 Experimento: frascos en
los que se introdujo
materia orgánica en
descomposición:
 Recipiente abierto
 Recipiente lo cerró con
una fina gasa
 Recipiente lo cerró con un
tapón hermético.
 Solo aparecían gusanos
en el recipiente abierto.
 Robert Hooke observa
celdillas que denominó
células.
 Antoni Van
Leeuwenhoeck
construyo un
microscopio
rudimentario, que poseía
la capacidad de
aumentar la imagen
hasta 275 veces.
Con este microscopio
descubrió la existencia
de otros
microorganismos a los
que denominó
animáculos.
 Schleiden y Schwann,
junto
con
Virchof,
enunciaron la teoría
celular que presenta tres
principios básicos:
 La célula es la unidad
estructural de los seres
vivos.
 La célula es la unidad
funcional de los seres
vivos.
 Toda célula proviene por
división de otra célula
preexistente
 Pasteur desecha definitivamente la
teoría de la generación
espontánea.
 Demuestra que en el aire existen
microorganismos.
 Realizó una experiencia en
matraces de cuello de cisne.
 Llenó un matraz con caldo de
cultivo y acodó el matraz para que
el aire pudiese entrar, pero debido a
la disposición del cuello del matraz,
las partículas o microorganismos
quedarían retenidos en la curvatura
del cuello. Hirvió el caldo de cultivo,
para su esterilización y esperó
varios días, observando que no se
desarrollaba ningún
microorganismo en el caldo de
cultivo.
 1863 se desecha la generación
espontánea
Hipótesis de Oparin-Haldane
 Plantean una hipótesis sobre el origen
prebiótico de la vida.
 Basándose en las condiciones de la Tierra
primitiva (hidrógeno, metano, amoniaco, vapor
de agua) y gracias a la energía dominante, se
pudo generar moléculas orgánicas.
 Estas moléculas orgánicas se concentraron en
los océanos (sopa nutricia).
 Estas moléculas orgánicas se harían cada vez
más complejas aislándose del medio, formando
los coacervados y dando lugar a los primeros
organismos primitivos.
 1953, Stanley Miller reprodujo en laboratorio
las condiciones de la Tierra primitiva (vapor
de agua, amoniaco, metano, hidrógeno)
sometiendo a la mezcla a descargas
eléctricas.
 Se obtuvo una serie de aminoácidos comunes
en las proteínas, urea y varios ácidos grasos
simples.
Hipótesis de la Panspermia
 Afirma que la vida surgió
en el espacio exterior
para colonizar después
nuestro planeta.
 Si se puede admitir que
en
el
espacio
se
encuentren compuestos
orgánicos sencillos y que
hayan llegado a la Tierra
con los meteoritos.
 Los primeros organismos que aparecen en la
Tierra son bacterias (células procariotas)
heterótrofas.
 El agotamiento de la materia orgánica ejerció
una presión selectiva y algunas de las
bacterias pudieron realizar la fotosíntesis,
liberando oxígeno.
 Las primeras bacterias fotosintéticas que
aparecen son las cianobacterias, que forman
estructuras denominadas estromatolitos.
 Los más antiguos han sido datados en 3.500
millones de años.
 Aparecen los organismos eucariotas.
Primeros fósiles datan de 2.100 millones de
años.
 Organismos pluricelulares hace 700 millones
de años.
 Transito a tierras emergidas hace 550
millones de años.
Evolución biológica
proceso de cambios sucesivos
que acontecen en los seres vivos
a lo largo de generaciones.
LA EVOLUCIÓN
 Galileo sacó al
hombre del centro
del Universo;
Darwin lo privó de
su papel bíblico de
amo de la
Naturaleza para
convertirlo en un
producto de ésta.
Teorías preevolucionistas
Portada de un Antiguo Tratado de Zoología.
El transformismo
En el transformismo se agrupan todas las
leyendas que, desde la Antigüedad,
hablan de transformaciones fabulosas.
Fijismo o creacionismo
Según el fijismo, tanto la naturaleza
como las especies vivas son una
realidad definitiva y acabada: los seres
vivos son formas inalterables, siendo
hoy tal y como fueron diseñadas desde
su comienzo.
Esta teoría predominó durante siglos, apoyándose en la
interpretación literal del GÉNESIS, en la visión
antropocéntrica del mundo, en la idea de que La Tierra
tiene 6000 años de antigüedad y en la observación de
las especies a escala humana.
Pero algo que resultaba
difícil explicar era el
significado de los fósiles,
que evidenciaban que se
habían producido
extinciones .
LO INTENTA
EXPLICAR LA TEORÍA
DILUVIANA
Teoría diluviana
 Se enuncia para explicar la existencia de
fósiles.
 Los fósiles son organismos que no
sobrevivieron al diluvio universal.
Teoría
catastrofista
Unos de sus defensores fue el
paleontólogo Georges Cuvier,
primer científico que habló de
extinciones y que comprobó
que entre los fósiles había
especies muy diferentes a las
actuales.
En el pasado se habían
producido catástrofes
geológicas que producían
extinciones, tras las cuales
se producían nuevas
creaciones. La última de
esas catástrofes fué el
diluvio universal
Linneo y el fijismo
 La obra de Linneo (1707-1778) formaliza el
fijismo como hipótesis científica.
Las especies se han
creado de forma
separada e
independiente.
No es cierto que los
seres vivos tengan un
origen común.
Teorías evolucionistas
Siglo XIX: Surgen NUEVAS TEORÍAS
basadas en la idea de que “los seres
vivos pueden transformarse a lo largo del
tiempo”
Lamarckismo
Jean Baptiste
LAMARCK
Fué el primero que se opuso a la inmutabilidad de las
especies. Sostenía que todas las especies evolucionan
de forma gradual y continua a lo largo de su existencia.
Esta evolución partía desde los organismos más
pequeños hasta los animales y plantas mas complejos y
por tanto hasta el ser humano
Principios del lamarckismo
1.Tendencia a la complejidad
Los seres vivos tienen un impulso interno hacia la perfección y la
complejidad para adaptarse al medio ambiente. Unos organismos son
sustituidos por otros mejor adaptados.
2. Aparición de adaptaciones (la función crea al órgano)
La necesidad provoca la aparición de órganos nuevos, y cuando se deja de usar
algún órgano, éste se atrofia y desaparece. Se trata de la hipótesis del uso y
desuso.
3. Herencia de los caracteres adquiridos
Los caracteres adquiridos durante la vida del individuo se conservan y se
transmiten a la descendencia.
Lamarck y el caso de
las jirafas…
Lamarck pensaba que
las jirafas provenían de
antílopes.
Ante la sequía
acuciante, una
población de antílopes
de cuello y patas
normales intentó
cambiar su dieta por
hojas de acacia, que
abundaban en las copas
de los árboles…
…era necesario que
alargaran sus cuellos y
patas para poder
alcanzar las hojas
verdes…
… como las hojas accesibles se agotaban… ‘debían crecer más’
para llegar a las más altas… y, por tanto, las jirafas ‘seguían
esforzándose en estirar más su cuello y patas’.
Lamarck y
El caso de las jirafas
¿En qué se
equivocaba
Lamarck?
Se EQUIVOCÓ al suponer que las
características adquiridas son
heredables:
(recordemos que sólo pueden heredarse
esas características reguladas por genes
que estén en las células reproductoras o
gametos)
Ej: Los cambios obtenidos en una operación de
cirugía estética… No se heredan a los
descendientes!!
¿Heredan los hijos de
los atletas la
musculatura
adquirida por sus
padres?
 ¿Tu genotipo es igual al que tenías hace diez
años? ¿Y tu fenotipo?
 Ciertas películas narran historias de personas
que viven de forma permanente en un medio
acuático y a las que les termina saliendo
branquias. ¿Es esto posible? ¿Cuál sería la
opinión de un lamarckista sobre esta historia?
 ¿Qué heredan los hijos?
Teoría evolucionista por
selección natural
DARWIN
WALLACE
 Estos son los padres de la teoría
evolutiva.
 Ambos científicos llegaron a las mismas
conclusiones pero por separado.
Charles DARWIN…Comenzó una carrera de Medicina en
la Universidad de Edimburgo. A los 18 años inició estudios
eclesiásticos… que finalmente abandonó.
A los 22 años (y durante 5 años) viajó alrededor del mundo en el
Beagle, visitando islas (Malvinas, Galápagos, Tahití, Nueva
Zelanda, Australia, Mauricio…) en las que se convenció de la
EVOLUCIÓN y DIVERSIDAD de los organismos…
Durante más de 20 años investigó y recogió PRUEBAS de la
evolución de las especies…
Antes de la publicación de
su teoría, Darwin:
 Viaje en el Beagle
 Descubrimiento de multitud de
especies vivas y fósiles
 Lectura del libro de Malthus. que
(escribió que la población humana tendía a crecer
exponencialmente y con ello a acabarse los recursos
alimenticios disponibles)
Las observaciones de Darwin
En las islas Galápagos, en el Océano Pacífico
frente a Sudamérica, quedó muy impresionado
por las especies de animales que vio y, sobre
todo, por las sutiles diferencias entre los pájaros
de las islas del archipiélago.
Pinzones.
A partir de estas observaciones, Darwin se dio cuenta que estas diferencias podían
estar conectadas con el hecho de que cada especie vivía en un medio natural distinto,
con distinta alimentación. En ese momento comenzó Darwin a delinear sus ideas
acerca de la evolución.
Darwin observó que las islas estaban AISLADAS entre sí,
pero que sus especies provenían de un antepasado
común que procedía del continente.
Esto le hizo empezar a formular sobre el origen de las
especies y la evolución de los organismos… Su teoría
sobre la EVOLUCIÓN la plasmó en su libro: “EL ORIGEN
DE LAS ESPECIES” (publicado en 1859): ‘los más aptos
sobreviven’
 En 1859, publicó “El origen de las
especies”. En este libro aporta gran
cantidad de datos y pruebas que
avalan la idea de que los organismos
evolucionaron de forma gradual.
Principios de la teoría de Darwin
 En la mayoría de las especies existe un elevado número de
descendientes, pero todos no llegan a reproducirse.
 Existe gran variabilidad en las especies
 Como los recursos son limitados, solo sobrevivirán aquellos
individuos que se encuentren más adaptados al medio (lucha por la
supervivencia).
 Aquellos individuos más adaptados serán los que dejen
descendencia, transmitiendo los genes a la siguiente generación. La
población cambia gradualmente: cada vez hay más individuos
de la población con una determinada variación más ventajosa.
 La comunidad de la descendencia: todos los individuos están
emparentados y descienden de un antepasado común.
 Las claves de la teoría evolutiva de Darwin
son:
 Variación al azar: entre los individuos de una
población existen diferentes caracteres.
 Selección natural: es el mecanismo que escoge
aquellos caracteres que son más ventajosos en un
medio concreto, confiriendo a los individuos que los
poseen ventajas adaptativas sobre el resto,
permitiendo su reproducción y la transmisión de
esos caracteres a la siguiente generación.
 Gradualismo: con el paso del tiempo los individuos
portadores de un determinado carácter se hacen
mayoritarios en la población
 De la teoría evolutiva de Darwin se desprenden
tres consecuencias:
 Los organismos semejantes están emparentados.
Si se retrocede en el tiempo, todos los organismos
provenimos de un ancestro común (LUCA).
 La fuente de variación es el azar y la selección
natural, un filtro que actúa sobre aquellos caracteres
que resultan adaptativos en un entorno determinado.
 Sitúa a la humanidad dentro de la naturaleza, como
una especie más y sujeta a los mismos principios
que todos los seres vivos.
RECAPITULAMOS LO QUE DECÍA DARWIN…
En las poblaciones hay individuos ligeramente distintos unos
de otros: hay VARIABILIDAD GENÉTICA…
Estas variaciones hacen que cada uno tenga distintas
capacidades para adaptarse a su medio natural,
reproducirse exitosamente y transmitir sus rasgos a su
descendencia.
Con el paso de las generaciones, los rasgos de los individuos
que MEJOR se adaptan a las condiciones naturales se
vuelven más comunes y la población EVOLUCIONA.
La naturaleza SELECCIONA las especies MEJOR ADAPTADAS
para sobrevivir y reproducirse: ‘SELECCIÓN NATURAL’.
¿Quién hace de seleccionador?
Imagina una población de escarabajos, algunos verdes y otros
marrones. Estos escarabajos viven sobre la hojarasca
a)Describe cada uno de los procesos que se dan en las
imágenes.
b)Asocia cada uno de los principios de la teoría de Darwin a la
imagen que mejor la represente.
c)Si una población de escarabajos prefiere las hojas verdes,
¿Cómo evolucionaría su color?
d)¿Cabe la posibilidad de que una variación sea ventajosa en un
ambiente y perjudicial en otro?
¿CÓMO EXPLICARÍA DARWIN EL
CASO DE LAS JIRAFAS??
El caso de las jirafas según Darwin.
 En un principio existiría una población de antílopes de cuello y patas de
longitud normal… Algunos de ellos, que tendrían el cuello y las patas
algo más largas (VARIABILIDAD), podrían alimentarse de hojas de
acacia… lo que les ayudaría a SOBREVIVIR mejor en las épocas de
sequía… (actúa, por tanto, la SELECCIÓN NATURAL)…
 Estos individuos MEJOR ADAPTADOS (los más altos)… pudieron
reproducirse… y dar una descendencia en la que abundarían más los
individuos altos… aunque también habría bajos…
Y, de nuevo, la selección natural selecciona a los más altos entre ellos
(…los más bajos probablemente mueran antes de llegar a adultos)… En
cada generación se producirían individuos más altos hasta que, al cabo
de millones de años, todos son altos…
SELECCIÓN NATURAL Y
ADPATACIÓN
LAMARCK
DARWIN
 El medio induce a los
 El medio elige las opciones
organismos al cambio
más ventajosas.
En1859,Darwin dio a conocer su teoría en el
libro titulado El origen de las especies,
basado en cuatro argumentos:
1.El mundo está en continua evolución. Las especies cambian
continuamente.
2.El cambio evolutivo es un proceso gradual, lento y continuo;
no se produce por cambios bruscos.
3.Los organismos que presentan semejanzas están
emparentados y descienden de un antepasado común.
4.La evolución es el resultado del proceso de selección natural.
Además,Darwin
sitúo al hombre
dentro de la
naturaleza como
una especie más,
sujeto a los
mismos principios,
lo que levantó
fuertes polémicas
en su época.
DARWIN NO PUDO EXPLICAR…
 El origen de la variabilidad entre los
individuos de una especie. Cómo se
transmiten esas variaciones.
DESCONOCÍA
LA
GENÉTICA!!!!!!
 La ausencia de los denominados eslabones
perdidos (fósiles intermedios entre dos
especies).
Teorías post darwinistas
Teoría sintética de la evolución o
neodarwinismo
 A comienzos del siglo XX
 Redescubrimiento de las Leyes de Mendel.
 Descubrimiento de la mutación genética.
 Aumento de los hallazgos del registro fósil
 Aplicación de la estadística al estudio de la
evolución.
Permiten la formulación de la teoría sintética
de la evolución o neodarwinismo,
desarrollada
por
Dobzhansky,
Mayr,
Simpson.
El neodarwinismo también llamado teoría sintética de
la evolución, es básicamente el intento de fusionar el
darwinismo clásico con la genética moderna.
 Principios de la Teoría sintética de la
evolución:
 Existen dos fuentes de variación en los
organismos:
 Mutaciones: alteraciones de la secuencia genética.
 Capacidad de combinación de los genes en el proceso
de reproducción sexual (recombinación genética).
 La selección natural actúa sobre las combinaciones
de genes más favorables (aquellas que favorecen la
supervivencia en un ambiente determinado).
 La unidad evolutiva es la población (la selección
natural actúa sobre un conjunto de genes de la
población). La acumulación de pequeñas variaciones
en las frecuencias génicas de la población
(proporción de individuos que presentan un gen
determinado), modifica de modo imperceptible las
poblaciones, pero con el paso del tiempo las
características serán tan diferentes que se habrá
formado una especie nueva. (ANAGÉNESIS)
 La teoría sintética de la evolución defiende la
MICROEVOLUCIÓN.
 Cambios pequeños dentro de una especie
Según esta teoría los fenómenos evolutivos se
explican básicamente por medio de las
mutaciones (las variaciones accidentales de que
hablaba Darwin) sumadas a la acción de la
selección natural.
Así, la evolución se habría debido a la
acumulación de pequeñas mutaciones
favorables, preservadas por la selección natural
y por consiguiente, la producción de nuevas
especies.
La RESERVA DE VARIABILIDAD GENÉTICA es
lo que permite a los individuos irse acomodando
y adaptando a los cambios ambientales…
Una población suficientemente diversa
tiene más probabilidad de sobrevivir y
de que alguno de sus individuos esté
adaptado a las nuevas condiciones
El caso de la mariposa del abedul (Biston betularia).
Revolución Industrial (Manchester, 1850)
Es de color blanco y vive sobre el tronco de los
abedules, que suele estar cubierto de líquenes
blancos. Así, pasa inadvertida ante sus
depredadores: los pájaros.
Las que tienen una mutación que les hace ser
oscuras son presas fáciles. Éstas son
minoritarias.
Hacia 1850, en plena Revolución Industrial, la
contaminación atmosférica mató a muchos líquenes  los
troncos de abedules ya no tenían líquenes y mostraban su
color oscuro…
Las mariposas
blancas dejaron de
pasar inadvertidas y
fueron presa fácil de
los pájaros…
Tan sólo las mutantes
oscuras pasaban
inadvertidas en el nuevo
ambiente y se
reproducían…
Al cabo de 50 años, el 99%
de la población era
oscura…
… Un siglo más tarde, la calidad ambiental
mejoró y la contaminación desapareció de la
zona…
Los líquenes volvieron a aparecer sobre los
abedules… y la situación volvió a cambiar…
… De nuevo las
mariposas blancas
vuelven a ser
mayoría!!
Teorías más recientes sobre la
evolución
El neutralismo: Teoría publicada por Motoo Kimura en 1968, que
proponía que “La selección natural se comporta de forma NEUTRA
sobre gran cantidad de genes mutantes: NI LOS FAVORECE NI LOS
ELIMINA. Éstos mutantes permanecerán o serán eliminados POR
AZAR, el cual hace que las poblaciones varíen”.
El equilibrio puntuado: Teoría publicada por Stephen Jay Gould y
Niels Eldredge, en 1972. Defendían que “La evolución NO ES
GRADUAL Y CONTINUA en el tiempo, sino que SE PRODUCE ‘A
SALTOS’” (hay periodos en los que las especies están en equilibrio y
no sufren cambios (estasis), mientras que en determinados momentos
se producen muchas especies nuevas a partir de las existentes). Esta
teoría defiende un mecanismo evolutivo rápido y por ramificación
(CLADOGÉNESIS)