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La vida en evolución Unidad 2. ¿Qué es la vida? Pregunta difícil de contestar. Acto de creación divino (punto de vista religioso). Distintas definiciones.

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1 La vida en evolución Unidad 2

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.

3 El origen de la vida

4 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.

5 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.

6 Robert Hooke observa celdillas que denominó células.

7 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.

8 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

9 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 se desecha la generación espontánea

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11 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.

12 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.

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14 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.

15 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 millones de años.

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17 Aparecen los organismos eucariotas. Primeros fósiles datan de millones de años. Organismos pluricelulares hace 700 millones de años. Transito a tierras emergidas hace 550 millones de años.

18 Evolución biológica proceso de cambios sucesivos que acontecen en los seres vivos a lo largo de generaciones.

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20 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.

21 Portada de un Antiguo Tratado de Zoología. Teorías preevolucionistas

22 El transformismo En el transformismo se agrupan todas las leyendas que, desde la Antigüedad, hablan de transformaciones fabulosas.

23 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

24 Teoría diluviana Se enuncia para explicar la existencia de fósiles. Los fósiles son organismos que no sobrevivieron al diluvio universal.

25 Teoría catastrofista 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 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.

26 Linneo y el fijismo La obra de Linneo ( ) 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.

27 Teorías evolucionistas Siglo XIX: Surgen NUEVAS TEORÍAS basadas en la idea de que los seres vivos pueden transformarse a lo largo del tiempo

28 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 Jean Baptiste LAMARCK Lamarckismo

29 1 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. Principios del lamarckismo

30 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.

31 Lamarck y El caso de las jirafas El caso de las jirafas

32 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? ¿En qué se equivocaba Lamarck?

33 ¿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?

34 Teoría evolucionista por selección natural Estos son los padres de la teoría evolutiva. Ambos científicos llegaron a las mismas conclusiones pero por separado. DARWIN WALLACE

35 Charles DARWIN Charles DARWIN … Comenzó una carrera de Medicina en la Universidad de Edimburgo. A los 18 años inició estudios eclesiásticos… que finalmente abandonó. Beagle 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… PRUEBAS Durante más de 20 años investigó y recogió PRUEBAS de la evolución de las especies…

36 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)

37 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. Las observaciones de Darwin

38 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

39 En 1859, public ó 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.

40 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.

41 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

42 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.

43 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.

44 ¿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?

45 ¿CÓMO EXPLICARÍA DARWIN EL CASO DE LAS JIRAFAS??

46 El caso de las jirafas según Darwin. VARIABILIDAD SELECCIÓN NATURAL 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)… MEJOR ADAPTADOSpudieron reproducirse 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…

47 SELECCIÓN NATURAL Y ADPATACIÓN LAMARCKDARWIN El medio induce a los organismos al cambio El medio elige las opciones más ventajosas.

48 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.

49 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.

50 DARWIN NO PUDO EXPLICAR… El origen de la variabilidad entre los individuos de una especie. Cómo se transmiten esas variaciones. La ausencia de los denominados eslabones perdidos (fósiles intermedios entre dos especies). DESCONOCÍA LA GENÉTICA!!!!!!

51 Teorías post darwinistas

52 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.

53 El neodarwinismo también llamado teoría sintética de la evolución, es básicamente el intento de fusionar el darwinismo clásico con la genética moderna.

54 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)

55 La teoría sintética de la evolución defiende la MICROEVOLUCIÓN. Cambios pequeños dentro de una especie

56 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.

57 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

58 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.

59 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…

60 … 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!!

61 El equilibrio puntuado: Teoría publicada por Stephen Jay Gould y Niels Eldredge, en 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) 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.

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