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Área: Ciencias Naturales
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Asignatura: Biología 1
Biodiversidad y Evolución
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Curso: 1ero NES
Año: 2015
Trimestre: 3ero
ORT - BELGRANO
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TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
Las teorías autógenas indican que la membrana plasmática del procarionte habría
evolucionado a un nivel de mayor complejidad a través de invaginaciones o pliegues internos que
formaron un sistema de membranas dando origen a la membrana nuclear, los retículos
endoplasmáticos, etc. Pero no explica la aparición de mitocondrias y de los cloroplastos, organelas
complejas con ADN circular en el interior celular. Por tal motivo otros científicos postularon que
este paso evolutivo desde las células procariotas a las células eucariotas se habría debido a
fusiones entre procariontes de vida libre. Estas ideas fueron ignoradas hasta que la bióloga Lynn
Margulis puso énfasis en algunas de estas ideas y en la potencialidad de la simbiosis, la unión de
organismos de distintas especies que resulta beneficioso para ambos.
En 1967, Lynn Margulis formuló la teoría endosimbiótica que sostiene que la célula
eucariota surgió debido a un proceso de endosimbiosis en tres etapas sucesivas que participaron
distintos procariontes.
PRIMERA ETAPA
Las condiciones cambiantes de la Tierra primitiva provocaron una proliferación de los procariontes
de distintos tipos, con diferentes adaptaciones según el ambiente y con respiración anaeróbica por
la ausencia de oxígeno gaseoso.
La primera etapa consistió en la fusión de dos procariontes de distintas formas: uno irregular o
redondeado, que utilizaba el azufre y el calor como fuente de energía y otro nadador similar a las
bacterias espiroquetas. De esta fusión surgió un tipo de organismo nuevo, anaeróbico, en el cual el
ADN de ambos procariontes habría quedado encerrado dentro de una membrana.
SEGUNDA ETAPA
El nuevo organismo, con núcleo y anaeróbico, incorporó un procarionte que podía vivir en
ambientes con oxígeno aunque este todavía era escaso. Gracias a esta incorporación, la célula con
núcleo adquirió la capacidad de vivir en medio más ricos en oxígeno. Esto les proporcionó a
ambos organismos una ventaja con respecto a los anaeróbicos. La célula hospedadora, en lugar de
ingerir al procarionte incorporado establece con él una relación simbiótica en la que la célula le da
nutrientes al organismo incorporado y este produce energía para ambos. Por ende se convierte
en la mitocondria de la célula eucariota primitiva. Este es el origen de la célula animal.
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TERCERA ETAPA
Las células con núcleo, heterótrofas y aeróbicas, incorporan procariontes de vida libre que
realizaban fotosíntesis y sintetizaban materia orgánica gracias a la energía del Sol. La unión de
estos organismos posibilitó a la nueva célula una ventaja adaptativa: la nutrición autótrofa
dándole autonomía para producir su propio alimento. Los endosimbiontes se convirtieron en los
cloroplastos de las nuevas células eucariotas, aeróbicas que adquirieron la capacidad de ser
autótrofas. Dando origen a las células del tipo vegetal.
Actividad N° 1
Indica con los números 1, 2, 3 a qué etapa de la teoría endosimbiótica corresponden las siguientes
oraciones:
a. Una célula, con núcleo y anaeróbica, incorpora un procarionte aeróbico ( ).
b. Dos procariontes diferentes se fusionan, y la célula resultante presenta núcleo ( ).
c. Una célula con núcleo, heterótrofa y aeróbica, incorpora un procarionte autótrofo (
).
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Actividad N°2:
A lo largo de la historia los pensadores trataron y tratan de organizar a los seres vivos para
acceder mejor al conocimiento de cada uno de ellos. Hace 50 años atrás se enseñaba que
la naturaleza estaba formada por tres reinos, el animal, el vegetal y el mineral. Hoy esta
clasificación forma parte de la historia y fue cambiando a lo largo del tiempo. Nosotros
vamos a trabajar de manera elemental con el más moderno de los criterios de clasificación
que supera a las anteriores.
La actual clasificación introduce el concepto de dominio que es más amplio que el de
reino. Es decir un dominio puede contener a varios reinos. Seguramente vos estudiaste
alguna vez la clasificación de los 5 reinos o la clasificación de los 6 reinos. Los científicos
actuales clasificaron a los seres vivos en grandes grupos llamados Dominios. A lo largo del
tiempo los pensadores fueron agrupando a los seres vivos de distinta forma.
Para empezar a trabajar, te proponemos que completes el siguiente cuadro con la
información que puedes encontrar en las páginas 138 y 139 del libro de texto.
Dominio
Características
Tipos de células
Archea
Bacteria
Eucharya
Tipos de ADN
Tipos de lípidos
Tipos de ribosomas
Tipos de ARN
Actividad N°3:
En base al contenido de la páginas 116 a 120 del libro de texto y al video “Biodiversidad”
que encontrarás en la home de tu curso
http://campus.belgrano.ort.edu.ar/cienciasnaturales/articulo/668782/la-biodiversidadde-los-seres-vivos
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Respondé las siguientes preguntas:
1. Explicá lo más claramente posible, en base a lo que entendiste, qué es la
biodiversidad.
2. ¿Cuáles son los 4 grandes grupos de seres vivos que se mencionan en el video? Dar
3 ejemplos de cada uno.
3. Compará la clasificación que respondiste en el punto 2 (4 grupos) con la que figura
en el libro de texto o con alguna otra que encuentres en internet. Intentá explicar
el porqué de la diferencia.
4. ¿Qué quiere decir que los organismos están interrelacionados? Mencioná 3
ejemplos de estas interrelaciones.
5. ¿Es importante la biodiversidad para el planeta?, ¿Por qué?
6. ¿Es importante la biodiversidad para el hombre?, ¿Por qué?
Actividad N° 4: Clasificando a los seres vivos.
En la home de su curso, encontrarán la actividad virtual “Clasificando a los seres vivos”
http://campus.belgrano.ort.edu.ar/articulo/478069/clasificando-a-los-seres-vivos
1) Observen las siguientes imágenes y agrúpenlas de acuerdo a los criterios que les
parezca, siempre y cuando puedan fundamentar su elección.
2) Expliquen de manera breve, la importancia de clasificar y en qué consiste un criterio
de clasificación.
Actividad N° 5: ¿Por qué hay tantos “bichos” dando vueltas por ahí?
Dado que no podemos viajar en el tiempo, no nos es posible “ver” o comprobar
fehacientemente si la biodiversidad que nos rodea hoy existe hace unos pocos miles, cientos de
miles o miles de millones de años. Y tampoco de qué manera se generó esta biodiversidad: Si fue
de repente, desde un principio, si fue en algún período específico de la historia o si fue muy de a
poco, muy gradualmente…
Sin embargo, existen herramientas, que son los hechos, las cosas que podemos comprobar que
realmente ocurrieron. Por ejemplo, podemos contar la cantidad de fósiles de especies diferentes
que se encuentran en cada región, determinar a qué era geológica corresponde la capa terrestre
en la que se encuentran los fósiles y hasta estimar la antigüedad de los mismos, entonces,
tenemos pruebas concretas de que en determinadas eras ya existían tales o cuales organismos o
que ya habían dejado de existir tales o cuales otros.
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Cuando a los seres humanos nos pasa esto, intentamos averiguar las cosas que no podemos “ver”
pensando, razonando, para relacionar y explicar los hechos que sí podemos ver. Así nacen las
teorías. Vamos a ejercitarnos un poco en este campo, el de las teorías, que es la base de la
ciencia…
1. En base a lo que sabes de la biodiversidad y a tus creencias, marcá la/s opción/opciones
que te parezca más lógica o convincente:
a. ¿Siempre existieron todas las especies que vemos?
Sí / No, fueron surgiendo con el tiempo /
No, se fueron extinguiendo con el tiempo.
b. ¿Hace cuantos años existen los seres vivos aproximadamente?
2000 / 5764 / un millón / cien millones / mil millones o más.
c. ¿Las especies surgieron todas juntas, en un mismo momento?
Si / No, por etapas / No, unas surgieron a partir de otras /
No algunas surgieron del agua, otras del aire, otras de la tierra.
d. En cuanto a la complejidad de las diferentes especies…
No existe “diferencia de complejidad” /
Las más complejas surgen a partir de las menos complejas /
Las más complejas sobreviven y las menos complejas se extinguen /
El ser humano es la más compleja de las especies, por eso domina el mundo.
2. Identificá el conjunto de opciones que elegiste en el punto anterior, tratando de asociarlos
con las ideas fijistas (creacionistas) o evolucionistas.
3. En base a lo que puedas deducir del siguiente link:
http://cienciashoy.wikispaces.com/3.05.+Fijismo+a+evolucionismo
Explicá con palabras sencillas la teoría que consideres mejor sobre el origen de la
biodiversidad actual.
Actividad N° 6: El estudio de los fósiles
Los fósiles fueron estudiados por primera vez en detalle por Georges Cuvier (1769-1832),
naturalista francés, que se dedicó a comparar los restos fósiles con partes de organismos que
vivían en ese momento. Según Cuvier, los fósiles no correspondían a ninguno de los seres
vivientes conocidos, sino que pertenecían a otros grupos no clasificados hasta ese momento.
Para Cuvier, los seres vivos permanecían inmutables desde su creación. Él justificaba la
presencia de fósiles distintos en los diferentes estratos, diciendo que en la historia de la Tierra se
habían sucedido sucesivas catástrofes, similares al diluvio universal, cada una de ellas seguida de
una "creación".
Otro naturalista francés Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829), se oponía a Cuvier y
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elaboró una teoría que interpretaba a los fósiles como un proceso de transformación de los seres
vivos.
Lamarck basó sus conclusiones en la observación minuciosa de las especies vivas actuales.
En su libro Fisiología Zoológica presenta ejemplos como el siguiente:
"A nivel de organización general, a los reptiles, como al resto de los vertebrados, les
corresponde tener cuatro patas dependientes de su esqueleto. Así pues, las serpientes
debían tener cuatro patas. Sin embargo, y puesto que adquirieron la costumbre de
arrastrarse por el suelo y esconderse entre las hierbas, su cuerpo, por esfuerzos repetidos
una y otra vez para alargarse y poder pasar por sitios estrechos, adquirió una longitud
notable y totalmente desproporcionada a su anchura. Ahora las patas ya no les servían para
nada, así que no las emplearían. Porque unas patas largas impedirían su necesidad de
arrastrarse y unas patas cortas, al no ser más que cuatro, resultarían incapaces de mover el
cuerpo. Por lo tanto, la no utilización de estas partes, constante en la raza de estos animales,
las hizo desaparecer a pesar de figurar en el plan de la organización de los animales de su
clase"
Entonces, según Lamarck, los cambios que lentamente se producen en el ambiente crean en los
seres vivos nuevas necesidades, que a su vez impulsan el desarrollo de los órganos que más se
usan. Estas modificaciones inducidas por el ambiente se transmiten de padres a hijos, y así, con
el tiempo, resulta una nueva especie. Esta teoría de los caracteres adquiridos de Lamarck fue la
primera propuesta que intentó explicar el cambio de las especies. Pero... ¿cómo pudieron, por
ejemplo, las jirafas "esforzarse" por adquirir las manchas en su piel que les permiten ocultarse de
sus predadores entre los árboles?, y ¿cómo es posible que si una jirafa se enreda entre las ramas
y se corta las orejas por accidente, sus hijos nazcan con las orejas enteras? La falta de respuesta
a estas preguntas hizo que las hipótesis de Lamarck resultaran poco convincentes.
Extraído de "Biología 2", Massarini et al., Editorial Aique. 1996.
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Respondé las siguientes preguntas utilizando el texto de la guía, el libro y el campus
virtual:
a) Establecé las diferencias entre las ideas de Cuvier y Lamarck.
b) ¿Por qué fueron tan resistidas las ideas de Lamarck?
c) ¿Qué son los fósiles? ¿Cómo los interpretan Cuvier y Lamarck?
Actividad N°7: Evolución: De las primeras bacterias a la biodiversidad actual.
“La Tierra se formó hace 4.600 millones de años. Cerca de 1.000 millones de años más tarde ya
albergaba seres vivos. Los restos fósiles más antiguos conocidos se remontan a alrededor de
3.800 millones de años y demuestran la presencia de bacterias.
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Es seguro que los primeros seres vivos eran bacterias anaerobias, es decir, capaces de vivir en
ausencia de oxígeno, pues este gas no se encontraba todavía en la atmósfera primitiva. De
inmediato comenzó la evolución y la aparición de bacterias distintas, capaces de realizar la
fotosíntesis. Esta nueva función permitía a tales bacterias utilizar el dióxido de carbono abundante
en la atmósfera y liberar oxígeno. Pero éste no se quedaba en la atmósfera, pues era absorbido
por las rocas ricas en hierro. Hace 2.000 millones de años, cuando se oxidó todo el hierro de las
rocas, el oxígeno pudo empezar a acumularse en la atmósfera.
Su concentración fue aumentando y el que estaba presente en las capas altas de la atmósfera se
transformó en ozono, el cual tiene la propiedad de filtrar los rayos ultravioleta nocivos para los
seres vivos. A partir de ese momento se produce una verdadera explosión de vida. Los primeros
organismos eucariotas aparecieron hace unos 1.500 millones de años y los primeros pluricelulares
hace unos 670 millones. Cuando la capa de ozono alcanzó un espesor suficiente, los animales y
vegetales pudieron abandonar la protección que proporcionaba el medio acuático y colonizar la
tierra firme.”
1. Dibujá cómo a partir del primer ser vivo, fueron apareciendo todos los seres vivos que
habitan hoy el planeta.
2. Escribí un epígrafe que explique el dibujo.
Actividad N°8: El Origen de las Especies según Charles Darwin
Utilizando el libro y la información disponible en el campus respondé:
1.
2.
3.
4.
¿Quién fue Darwin? ¿Cuándo vivió?
¿En qué se basó para elaborar sus ideas?
¿Cuáles son los puntos importantes de la teoría de la selección natural?
¿La evolución continúa actualmente? Explicá tu respuesta
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Actividad N°9: Explicando la evolución. Ejercitaciones.
Situación I: ¿Lamarckistas o Darwinianos?
Los datos que aparecen en el gráfico muestran la mortalidad en porcentaje de una Población
de insectos desde 1951 a 1996.
Cuando se descubre un nuevo insecticida para controlar una plaga causada por una
Mortalidad de insectos (%)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1951/1960
1961/1970
1971/1980
1981/1990
1991/1996
Años
especie determinada, los primeros resultados son siempre alentadores. Sin embargo,
después de un cierto tiempo de empleo, debe incrementarse la cantidad de insecticida
para obtener resultados y, finalmente, en muchos casos, el plaguicida termina siendo
inofensivo para la especie causante de la plaga.
a) ¿Podrías explicar el proceso por el que aparecería una población de insectos resistentes a
un plaguicida determinado? (Se ha demostrado que se trata de una resistencia
determinada genéticamente; no es correcto afirmar que los artrópodos “se
acostumbran” a los plaguicidas).
b) ¿Cuál es el agente de selección que está actuando sobre la población de insectos en este
ejemplo?
c) ¿El efecto de ese agente ambiental sobre los insectos es que los cambia, los selecciona o los
cambia y luego los selecciona?
d) ¿Cuales son los insectos más aptos actualmente?
e) ¿Cómo se explica que los insecticidas contra los insectos fueran más efectivos hace unos
años que ahora?
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Situación II: Estirarse o morir
Respondé por escrito el siguiente cuestionario. Al final, compará tus respuestas con las de
otros compañeros. Escribí un informe acerca de las similitudes y las diferencias de las
respuestas:
a) Las jirafas de cuello largo, ¿Se encontraban antes de la escasez de alimentos o aparecieron
como consecuencia de la misma?
b) ¿Las jirafas tiene el cuello más largo porque se estiran para comer de las ramas más altas?
c) ¿Cuales son las jirafas más aptas para sobrevivir en este ambiente?
d) ¿Qué hubiera ocurrido con las jirafas si ninguna tenía cuello largo y no había alimento en el
suelo?
e) ¿Cómo influyó la altura del alimento en este proceso?
f) ¿Las hojas altas hicieron que las jirafas se acostumbraran o adaptaran a estirar el cuello?
g) ¿Cómo influye el ambiente en la evolución de los organismos?
Situación III:
a)
b)
A principios del siglo XX, el naturalista alemán August Weismann realizó un experimento
consistente en cortar, durante varias generaciones, la cola a unos ratones y ver como
aparecía la descendencia.
¿Qué crees que sucedería al cabo de 20 generaciones? ¿Nacerían con cola o sin cola?
Explicá.
¿Influiría en el resultado del experimento si éste se realizara en condiciones naturales
donde los ratones de cola más larga son cazados por las lechuzas? (las lechuzas atrapan a
estos ratones por la cola)
Situación IV:
En un laboratorio, en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, se realizó el
siguiente experimento: dos investigadores escupieron, cada uno, sobre una caja de Petri en la
que había agar con penicilina (un antibiótico capaz de matar bacterias).
Uno de los investigadores, Jorge, toma habitualmente penicilina, mientras que el otro,
Gustavo, no toma antibióticos.
Al escupir, ambos, ponen sobre la caja de Petri las bacterias que tienen en su saliva.
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Los resultados obtenidos fueron los siguientes:
a) Explicá los resultados obtenidos en ambas cajas. Tené en cuenta que las bacterias de Jorge
descienden de otras que habían sido expuestas a los efectos de la penicilina.
b) ¿Se puede afirmar que las bacterias de Jorge se habían adaptado al antibiótico o sería
mejor decir que sobrevivieron al antibiótico aquellas bacterias que ya tenían alguna
característica que las hacía más resistentes? ¿Por qué?
c) La mayor parte de las bacterias de Gustavo murieron al ser expuestas por primera vez a un
antibiótico. ¿Es correcto afirmar que en esta población de bacterias no hubo una
selección previa, por eso Gustavo tenía bacterias sensibles y bacterias resistentes? ¿Por
qué?
ACTIVIDAD Nº10: ¿Lamarck o Darwin?
Leé el texto que se encuentra en la próxima página (extraído de la Revista Viva) y a
continuación respondé las siguientes consignas:
a) ¿Según qué teoría está escrito el artículo de la revista? Justificá tu respuesta.
b) Escribí la idea central del artículo según el otro naturalista.
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Los piojos y el enigma de la evolución:
Madres desesperadas porque ya probaron todas las lociones y champúes en las
cabezas de sus hijos pero han perdido la batalla contra los piojos: no se
culpen. El problema no tiene que ver con la suciedad del cabello ni con la
higiene del hogar. La razón de esta derrota contra los piojos está en un
mecanismo postulado por naturalistas…
Se trata de la selección natural, un proceso…
Se trasladó la idea al modo en que opera la naturaleza, aunque le sacó la
figura de un agente (o un Dios) que manejara el rumbo de la evolución. Y
permitió entender muchísimos problemas y desarrollar aplicaciones que se
usan en la vida cotidiana.
En el caso de los piojos, en la década del sesenta se usaban productos como
DDT, un componente que resultó ser tóxico para la vida silvestre y fue
prohibido. Se probaron algunos otros que también resultaron controvertidos
desde lo ambiental. Entonces se empezaron a usar productos con permetrina.
Pero el mecanismo de la selección se puso en funcionamiento.
El pediculicida mata a los piojos, pero no a todos. Los individuos que no son
sensibles al producto sobreviven, se reproducen y tienen descendientes. Los
que tienen variantes genéticas que les permiten sortear el efecto tóxico del
producto estarán entonces más representados en las generaciones siguientes.
Con el paso del tiempo y tras muchas aplicaciones, esos individuos -los más
aptos- serán mayoría, y así el pediculicida deja de ser exitoso. Esto pasó con
la permetrina: “Los niveles de resistencia de los piojos al producto oscilan
entre 50 o 200 según la escuela o barrio que se estudie”, contó María Inés
Picollo, investigadora de entomología y toxicología del Conicet. Los
científicos ahora recomiendan aplicar productos con derivados de aceites de
plantas aromáticas como el eucaliptus.
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