Valor: Perseverancia Explicar pruebas evolutivas directas e indirectas que demostraron que la vida ha cambiado a lo largo del tiempo, desde la interpretación y el análisis de investigaciones de registros fósiles, que describen los diferentes mecanismos de evolución.  

Evolución y Biodiversidad

Extinciones masivas a lo largo de la historia de la vida

Peces, mamíferos, aves e insectos son los animales más variados actualmente

Extinciones recientes

Las teorías de la evolución Hipòtesis del usos y desuso de las partes + herencia de características adquiridas. Jean Baptiste Lamarck (1744-1829)

Las teorías de la evolución “Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural” 1859 Charles Darwin (1809-1882)

Charles Darwin, con 31 años, en un retrato en acuarela realizado por George Richmond

El viaje del Beagle: 1831

el pájaro Dodo es un ejemplo de evolución y aislamiento geográfico

Ensatina eschscholtzii, a ring species

Concepto de evolución La evolución es el cambio acumulativo de las características hereditarias de una población. La evolución se produce cuando las características hereditarias de una especie varían. Las nuevas especies surgen por evolución de otras preexistentes: todas las formas de vida pueden considerarse unificadas por sus orígenes comunes.

Evidencias de la evolución 1. El registro fósil 2. Existencia de estructuras anatómicas homólogas 3. Bioquímica comparada 4. La cría selectiva de animales domésticos 5. Órganos vestigiales

1. El registro fósil Formas de transición, gradualidad, edad.

Un ejemplo de “forma de transición”: Archaeopteryx

¿Cómo funcionan los isótopos para medir la edad de los fósiles?

El isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad

La “mediavida” del C14 es de 5,730 años La “mediavida” del C14 es de 5,730 años. Se trata del tiempo que transcurre para que haya 50% de C14 y 50% de N14

2. Existencia de estructuras anatómicas homólogas Posible evolución de las ballenas video: http://www.youtube.com/watch?v=8cn0kf8mhS4

Estructuras homólogas: sugieren descendencia de un ancestro común

Divergencia y convergencia

Divergencia Sugiere ancestro común

Divergencia

Convergencia Sugiere ancestros diferentes

3. Bioquímica comparada Comparando el DNA de los diferentes grupos http://www.genpromag.com/ShowPR.aspx?PUBCODE=018&ACCT=1800000100&ISSUE=0311&RELTYPE=PR&ORIGRELTYPE=CVS&PRODCODE=00000000&PRODLETT=J

El análisis del DNA de los seres vivos ha ayudado a establecer relaciones más consistentes entre los seres vivos. Aquí se ve el ejemplo, se ven las relaciones de parentesco entre los mamíferos. El hombre, por ejemplo, aparece más relacionados con las ratas que con el elefante.

Se pueden comparar rasgos bioquímicos en los seres vivos por ejemplo, las principales ramas del árbol filogenético basadas en las comparaciones de las secuencias de aminoácidos de las moléculas del Citocromo C, que es una proteína que interviene en las reacciones de la respiración. Aquí se pueden ver similitudes y diferencias de la misma molécula en reinos como Fungi, Plantae y Animalia

Relaciones encontradas en el análisis del ADN mitocondrial concatenado Bioquímica comparada Relaciones encontradas en el análisis del ADN mitocondrial concatenado

4. La cría selectiva de plantas y animales domésticos El arte y la ciencia de criar animales domésticos (ganado, caballos, perros, gatos, etc.) nos da un buen registro de cambios recientes de características hereditarias. Observando las características “deseables”, los criadores deciden los cruces entre progenitores en busca de una camada adecuada. Así, se han creado variedades de ganado que produce más carne o más leche. A lo largo de decenas de generaciones, se obtienen combinaciones únicas de características genéticas.

http://www. fastcodesign http://www.fastcodesign.com/3025003/infographic-of-the-day/how-dogs-evolved

http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/evo1.htm

5. Órganos vestigiales Un órgano vestigial o rudimentario es un órgano cuya función original se ha perdido durante la evolución En ballenas y otros cetáceos, se puede encontrar pequeños huesos de patas vestigiales enterrados profundamente dentro del cuerpo; son restos de las patas de sus ancestros terrestres. Las alas de avestruces, de los kiwis y los emúes son vestigiales, remanentes de sus ancestros voladores.

Mecanismos de la evolución Darwin y Wallace sugirieron un mecanismo para la evolución: selección natural ¿Cómo funciona la selección natural?: - las poblaciones tienden a producir más descendientes de los que el medio ambiente puede soportar. - miembros de una especie muestran variación. - un mayor éxito reproductivo y de supervivencia de los individuos con variaciones hereditarias favorables puede conducir a un cambio en las características de una población (= cambio en los genes compartidos por los individuos de esa población).

“Como de cada especie nacen muchos más individuos de los que pueden sobrevivir, y como, en consecuencia, hay una lucha por la vida, que se repite frecuentemente, se sigue que todo ser, si varía, por débilmente que sea, de algún modo provechoso para él bajo las complejas y a veces variables condiciones de la vida, tendrá mayor probabilidad de sobrevivir y, de ser así, será naturalmente seleccionado. Según el poderoso principio de la herencia, toda variedad seleccionada tenderá a propagar su nueva y modificada forma”. El Origen de las Especies, p.5

MECANISMOS DE LA EVOLUCIÓN Las poblaciones tienden a producir más descendientes de los que el medio ambiente puede soportar. La lucha por la supervivencia es una consecuencia de la superproducción potencial de descendientes y la capacidad de carga del hábitat (factores limitantes: recursos, enfermedad, predadores, etc.). Los miembros de una especie muestran variación, favorecida por mutaciones y por la reproducción sexual (mezcla de genes en la fecundación, recombinación)

MECANISMOS DE LA EVOLUCIÓN La selección natural conduce a la evolución, pues un mayor éxito reproductivo y de supervivencia de los individuos con variaciones hereditarias favorables puede conducir a un cambio en las características de una población. Recordemos que evolución = cambio acumulativo de las características hereditarias de una población.

Ejemplos recientes de evolución Hay varios ejemplos recientes de evolución en respuesta al cambio medioambiental. Uno es la resistencia a antibióticos de las bacterias. Otros ejemplos pueden ser los cambios de tamaño y forma de los picos de pinzones de las Islas Galápagos, la resistencia a pesticidas, el melanismo industrial o la tolerancia a metales pesados de algunas plantas.

Resistencia a los antibióticos en bacterias

La resistencia antibiótica es una consecuencia de la evolución vía la selección natural. La acción antibiótica es una presión ambiental: aquellas bacterias que tengan una mutación que les permita sobrevivir se reproducirán. Ellas pasarán este rasgo a su descendencia, que será una generación totalmente resistente.

Resistencia a los antibióticos en bacterias Varios estudios han demostrado que ciertos patrones de uso de los antibióticos afectan en gran medida al número de organismos resistentes que se desarrollan. El uso excesivo de antibióticos de amplio espectro, tales como las cefalosporinas de segunda y tercera generación, acelera en gran medida el desarrollo de resistencia a la meticilina. Otros factores que contribuyen a la resistencia incluyen los diagnósticos incorrectos, prescripciones innecesarias, uso incorrecto de antibióticos por parte de los pacientes y el uso de los antibióticos como aditivos en la alimentación del ganado para aumentar el engorde. http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_a_antibi%C3%B3ticos

Resistencia a antibióticos de las bacterias. video: http://www.youtube.com/watch?v=zjR6L38yReE&feature=related

El melanismo industrial de la Biston betularia como ejemplo de selección natural Biston betularia, o mariposa del abedul es un lepidóptero nocturno que durante el día descansa en las ramas o troncos de los árboles cubiertos de líquenes de color grisáceo, de manera que el color blanco sucio de sus alas contribuye a que sean confundidas con la superficie grisácea. A partir de mediados del siglo XIX comenzaron a observarse cada vez más ejemplares de color oscuro (melánicas), que fueron denominados carbonarias, para distinguirlos de la forma típica. En 1898 el 95% de todas las mariposas de abedul eran de la variedad carbonaria. http://es.wikipedia.org/wiki/Melanismo_industrial

Biston betularia (f. típica ) Biston betularia (f. carbonaria o melánica)

El británico H. B. D. Kettlewell partió de la hipótesis de que ya antes del proceso de industrialización existían formas melánicas, como atestiguan antiguas colecciones de mariposas. Sin embargo, los ejemplares de color negro que existían antes de la revolución industrial destacaban tanto sobre el fondo claro de los abedules que rápidamente eran devorados por los pájaros, por lo que el gen responsable no podía imponerse en la población. Pero con el aumento de la contaminación en los centros industriales británicos y el oscurecimiento de la corteza de los abedules, eran las mariposas claras las que destacaban sobre el fondo y eran devoradas.

Corteza contaminada Corteza en ambiente natural

Aplicación: Comparación de la extremidad pentadáctila de mamíferos, aves, anfibios y reptiles con distintos métodos de locomoción.