Propiedad Intelectual Cpech Biología Adaptación e historia evolutiva PPTCANELBLA03004.

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1 Propiedad Intelectual Cpech Biología Adaptación e historia evolutiva PPTCANELBLA03004

2 Propiedad Intelectual Cpech Directas Potencial de crecimiento Variación genética Recursos limitados Selección de la descendencia más capacitada Reproducción de los organismos Evolución de los seres vivos Cambios genéticos Interacción con el ambiente que tiene como mecanismo la … Selección natural intervienen factores como … de tipo… Disruptiva Estabilizante Sexual Direccional existen evidencias… Indirectas Fósiles Embriología Anatomía comparada Bioquímica Biología molecular Repaso

3 Propiedad Intelectual Cpech Aprendizajes esperados Definir los conceptos de especie y especiación. Conocer los principales mecanismos de aislamiento reproductivo que se presentan durante el proceso de especiación. Reconocer los modelos de especiación. Reconocer a la variabilidad como materia prima de los cambios evolutivos y su importancia en la sobrevivencia de la especie. Valorar la biodiversidad como un producto del proceso evolutivo. Definir el concepto de adaptación y su implicancia en la sobrevivencia y reproducción de los seres vivos. Reconocer las principales adaptaciones que experimentan los animales y las plantas para sobrevivir en diferentes ambientes. Reconocer la adaptación como parte del proceso e historia evolutiva de los seres vivos.

4 Propiedad Intelectual Cpech Introducción Hoy estudiaremos el concepto de especie con una mirada más integradora, donde participa el fenómeno de intercambio de genes, la relación con el medio ambiente y las modificaciones que éste u otros factores pueden participar en la generación de mecanismos de aislamiento reproductivo. La adaptación, como mecanismo evolutivo, genera ventajas en un medio que es cambiante y le permite a los organismos sobrevivir y permanecer en el tiempo, existiendo diversidad de mecanismos en los organismos vegetales y animales, los que se asocian con su historia evolutiva y la del planeta.

5 Propiedad Intelectual Cpech Pregunta P.S.U. Dos especies distintas poseen estructuras que cumplen la misma función, pero aparecieron en diferentes momentos de la historia evolutiva. Entonces, es correcto inferir que estas especies I) han convergido por compartir un ambiente similar. II) deben tener un ancestro común cercano. III) presentan estructuras homólogas. A) Sólo I. B) Sólo III. C) Sólo I y II. D) Sólo I y III. E) I, II y III. Admisión DEMRE, 2010

6 Propiedad Intelectual Cpech Concepto de especie

7 Propiedad Intelectual Cpech Especie Concepto Biológico de especie: (Ernst Mayr, 1942) Grupo natural de individuos de fenotipo variable que se reproducen o tienen el potencial para reproducirse entre sí, y que están aislados reproductivamente de otros grupos similares. Concepto Biológico de especie: (Ernst Mayr, 1942) Grupo natural de individuos de fenotipo variable que se reproducen o tienen el potencial para reproducirse entre sí, y que están aislados reproductivamente de otros grupos similares.

8 Propiedad Intelectual Cpech Mecanismos de aislamiento reproductivo

9 Propiedad Intelectual Cpech Los mecanismos de aislamiento precigóticos son aquellos que impiden la formación de un cigoto híbrido. Entre ellos destacan los siguientes: Mecanismos de aislamiento reproductivo o Aislamiento geográfico: dos o más poblaciones se mantienen aisladas por barreras geográficas como: océanos, ríos, surgimiento de montañas, glaciaciones, o cualquier otro fenómeno físico que aísle poblaciones.

10 Propiedad Intelectual Cpech o Aislamiento ecológico o hábitat: las poblaciones prefieren diferentes micro-hábitats (mecanismo importante en plantas e insectos) Mecanismos de aislamiento reproductivo

11 Propiedad Intelectual Cpech o Aislamiento temporal o estacional: las parejas potenciales tienen diferentes máximos de actividad (diurna vs. nocturna) o máximos de reproducción en diferentes estaciones del año. Mecanismos de aislamiento reproductivo Los organismos pueden madurar sexualmente en diferentes estaciones u horas del día.

12 Propiedad Intelectual Cpech o Aislamiento etológico o conductual: las parejas potenciales se encuentran pero no se reproducen debido a diferencias en rituales de apareamiento y/o diferentes dinámicas de selección sexual. Mecanismos de aislamiento reproductivo

13 Propiedad Intelectual Cpech o Aislamiento mecánico: impide la copula entre los animales o la polinización en las plantas al poseer estructuras reproductoras incompatibles. Mecanismos de aislamiento reproductivo

14 Propiedad Intelectual Cpech o Incompatibilidad gamética: se basa en el mecanismo de reconocimiento de los espermios y óvulos a nivel de las proteínas de membrana. Es importante especialmente en animales acuáticos de fertilización externa (invertebrados marinos y peces). Mecanismos de aislamiento reproductivo

15 Propiedad Intelectual Cpech Los mecanismos de aislamiento postcigóticos: son aquellos que impiden la formación de descendencia hibrida y fértil. o Inviabilidad del embrión o feto: hay baja supervivencia del híbrido, especialmente durante los estados embrionarios. Mecanismos de aislamiento reproductivo o Inviabilidad del híbrido: en caso de que ocurra la fecundación, el híbrido resultante puede ser débil e incluso incapaz de sobrevivir.

16 Propiedad Intelectual Cpech o Infertilidad del híbrido: Ocurre si los híbridos son incapaces de producir gametos normales. Un ejemplo de híbrido infértil es la mula. Mecanismos de aislamiento reproductivo Hybrid breakdown (hijos de hibridos tienen una disminuida fertilidad o viabilidad)

17 Propiedad Intelectual Cpech Especiación

18 Propiedad Intelectual Cpech Proceso por el cual se originan nuevas especies Proceso por el cual se originan nuevas especies Especiación El origen de una nueva especie implica la evolución de mecanismos o barreras biológicas que impiden el entrecruzamiento con individuos de especies diferentes.

19 Propiedad Intelectual Cpech Modelos de especiación

20 Propiedad Intelectual Cpech Este tipo de especiación es el más común, propuesto por Mayr en 1942, es una especiación por aislamiento geográfico.  Consideremos una población inicial, cuyos individuos pueden aparearse sin restricciones.  Ésta población se separa en dos (o más grupos) mediante una barrera geográfica (por ejemplo, una nueva cadena montañosa, continentes que se separan por deriva continental, una corriente de agua dulce que separa regiones costeras marinas). Especiación alopátrida

21 Propiedad Intelectual Cpech  Estas diferencias pueden ser tales que los individuos de una de las poblaciones no puedan aparearse ni tener descendencia con los de la otra.  Una vez alcanzado este punto se considera que se ha formado una nueva especie. Especiación alopátrida

22 Propiedad Intelectual Cpech La especiación simpátrida no requiere una distancia geográfica a gran escala para reducir el flujo génico entre partes de la población. Especiación simpátrida La simple explotación de un nuevo nicho puede reducir automáticamente el flujo genético con individuos que explotan el otro nicho. Esto puede suceder ocasionalmente cuando, por ejemplo, insectos herbívoros prueban una nueva planta hospedadora.

23 Propiedad Intelectual Cpech Especiación simpátrida Moscas de las manzanas Manzanas Majuelas Por ejemplo, hace 200 años los antepasados de las moscas de las manzanas ponían sus huevos sólo en las majuelas, pero en la actualidad estas moscas ponen sus huevos en las majuelas y en las manzanas cultivadas. Por lo general las hembras eligen para poner sus huevos el tipo de fruta en el que crecieron y los machos tienden a buscar parejas en el tipo de fruta en el que crecieron. Esto significa que el flujo génico entre las partes de la población que se aparean en tipos de fruta distintos disminuye.

24 Propiedad Intelectual Cpech Si la relación entre dos especies es muy cercana, pueden experimentar especiación en paralelo. Se la llama coespeciación, y es especialmente probable que ocurra entre los parásitos y sus hospedadores. Para ver cómo funciona, imagina una especie de piojo que vive en una especie de ardilla terrestre. Cuando las ardillas se unen para aparearse, el piojo tiene la oportunidad de cambiar de ardilla y, quizás, aparearse con un piojo de otra ardilla. El cambio de ardilla terrestre permite que los genes fluyan en la especie de piojos. Si la relación entre dos especies es muy cercana, pueden experimentar especiación en paralelo. Se la llama coespeciación, y es especialmente probable que ocurra entre los parásitos y sus hospedadores. Para ver cómo funciona, imagina una especie de piojo que vive en una especie de ardilla terrestre. Cuando las ardillas se unen para aparearse, el piojo tiene la oportunidad de cambiar de ardilla y, quizás, aparearse con un piojo de otra ardilla. El cambio de ardilla terrestre permite que los genes fluyan en la especie de piojos. Especiación por coespeciación

25 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación

26 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación Una adaptación es cualquier rasgo (o grupo asociado de caracteres) heredable, cuya presencia en un individuo incrementa la posibilidad de sobrevivir y de tener una reproducción exitosa, bajo un determinado conjunto de condiciones ambientales.

27 Propiedad Intelectual Cpech Adaptaciones fisiológicas, metabólicas, bioquímicas Las especies deciduas en las plantas cambian su metabolismo, para evadir los efectos de las estaciones difíciles del año, a través de la pérdida de hojas. Tipos de Adaptaciones Algunas plantas para enfrentar ambientes desérticos, como las cactáceas, abren sus estomas para capturar o fijara el CO 2 necesario para la fotosíntesis sólo durante la noche, manteniéndolos cerrados durante el día con lo que hacen más eficiente el uso del agua. Estomas: poros de intercambio gaseoso de la planta.

28 Propiedad Intelectual Cpech En el reino animal las adaptaciones de comportamiento son numerosas y se presentan desde los organismos más simples a los más complejos, relacionadas tanto con variables ambientales, como con la alimentación, la reproducción o el cuidado de la cría. Tipos de Adaptaciones Adaptaciones de comportamiento

29 Propiedad Intelectual Cpech Adaptaciones Morfológicas : funcionales Corresponde a estructuras u órganos que hacen a la especie más eficiente o especialista en el hábitat en que vive. Por ejemplo., en las focas, la gruesa capa de grasa subcutánea que poseen, es una adaptación que les protege de las frías aguas polares. En vegetales por ejemplo, entre las adaptaciones funcionales que presentan podemos encontrar: tamaño reducido de las hojas de algunas especies con estomas reducidos en número y disposición. Tipos de Adaptaciones

30 Propiedad Intelectual Cpech Camuflaje: Involucra semejanzas o imitaciones de algún rasgo del ambiente u objetos que rodean a los individuos, y puede incluir la forma, el color y los patrones del ambiente. Tipos de Adaptaciones Adaptaciones Morfológica: parecidos ventajosos

31 Propiedad Intelectual Cpech En Biología, el mimetismo es un fenómeno que consiste en que un organismo se parece a otro, con el que no guarda relación, y obtiene de ello alguna ventaja funcional. El objetivo del mimetismo es engañar a los sentidos de los animales, induciendo en ellos una determinada conducta. Los casos más conocidos afectan a la percepción visual, pero también hay ejemplos de mimetismo auditivo, olfativo o táctil. En Biología, el mimetismo es un fenómeno que consiste en que un organismo se parece a otro, con el que no guarda relación, y obtiene de ello alguna ventaja funcional. El objetivo del mimetismo es engañar a los sentidos de los animales, induciendo en ellos una determinada conducta. Los casos más conocidos afectan a la percepción visual, pero también hay ejemplos de mimetismo auditivo, olfativo o táctil. Tipos de Adaptaciones Adaptaciones Morfológica: parecidos ventajosos

32 Propiedad Intelectual Cpech Mimetismo batesiano: Se refiere a dos o más especies que son similares en apariencia, pero sólo una de ellas está armada con espinas, aguijones o químicos tóxicos, mientras que su doble aparente, carece de estos rasgos. La segunda especie no tiene otra defensa más que el parecido a la especie de sabor desagradable, lo que le confiere protección contra ciertos depredadores, ya que éstos asocian el parecido con cierta mala experiencia. Mosca de las flores (Syrphidae), mimética de abeja. Tipos de Adaptaciones

33 Propiedad Intelectual Cpech Mimetismo mulleriano: Esta forma de mimetismo se refiere a dos especies no comestibles que se imitan mutuamente y que poseen una coloración vistosa de advertencia. De este modo, los imitadores comparten los beneficios de la coloración, debido a que el depredador reconoce el color de un grupo de sabor desagradable después de haber tenido una mala experiencia. Tipos de Adaptaciones Abajo a la izquierda está la mariposa monarca (de sabor desagradable) y a su derecha la mariposa virrey.

34 Propiedad Intelectual Cpech Automimetismo: corresponde a animales con patrones que asemejan una cabeza, con sus respectivos ojos, en el extremo posterior del cuerpo. Tipos de Adaptaciones

35 Propiedad Intelectual Cpech Tipos de Adaptaciones CAMUFLAJE MIMETISMO

36 Propiedad Intelectual Cpech Biodiversidad

37 Propiedad Intelectual Cpech "La variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas" Según el Convenio de Naciones Unidas sobre Conservación y Uso Sostenible de la Diversidad Biológica "La variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas" Según el Convenio de Naciones Unidas sobre Conservación y Uso Sostenible de la Diversidad Biológica Concepto de biodiversidad

38 Propiedad Intelectual Cpech

39 a)Diversidad de ecosistemas: la variedad y frecuencia de los diferentes ecosistemas. b)Diversidad de especies: la frecuencia y diversidad de las diferentes especies. c)Diversidad genética: la frecuencia y diversidad de los diferentes genes y/o genomas. En la definición de la diversidad biológica, la diversidad genética está incluida en la frase "diversidad dentro de cada especie. Incluye las variaciones tanto dentro de una población como entre poblaciones. a)Diversidad de ecosistemas: la variedad y frecuencia de los diferentes ecosistemas. b)Diversidad de especies: la frecuencia y diversidad de las diferentes especies. c)Diversidad genética: la frecuencia y diversidad de los diferentes genes y/o genomas. En la definición de la diversidad biológica, la diversidad genética está incluida en la frase "diversidad dentro de cada especie. Incluye las variaciones tanto dentro de una población como entre poblaciones. Concepto de biodiversidad

40 Propiedad Intelectual Cpech Variabilidad

41 Propiedad Intelectual Cpech Significa que todos los individuos, aunque sean de la misma especie, presentan características que los hacen diferentes a los demás. o Variabilidad genética: Se refiere a las combinaciones variables de alelos (diferencias genéticas) llevados por diferentes individuos en una población. o Variabilidad fenotípica: Se refiere a las variaciones en características expresadas en los individuos de una población. Significa que todos los individuos, aunque sean de la misma especie, presentan características que los hacen diferentes a los demás. o Variabilidad genética: Se refiere a las combinaciones variables de alelos (diferencias genéticas) llevados por diferentes individuos en una población. o Variabilidad fenotípica: Se refiere a las variaciones en características expresadas en los individuos de una población. Variabilidad

42 Propiedad Intelectual Cpech En la fotografía se presenta una especie de polilla, Biston betularia, que presenta dos variedades: clara y oscura. A la izquierda se presenta el hábitat normal, que es sobre la corteza clara de los árboles. A la derecha se presenta sobre la corteza oscura de árboles de zonas contaminadas. Variabilidad

43 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación e historia evolutiva

44 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación en vegetales Adaptación e historia evolutiva La imagen muestra un claro predominio de las plantas. ¿Qué adaptaciones debieron desarrollar para lograr la colonización del ambiente terrestre?

45 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación en vegetales o Presencia de una cubierta cerosa que cubría a todas las partes del cuerpo expuestas al aire. o Estructuras semejantes a raíces. o Un sistema de conductos que permitían transportar los nutrientes a diferentes partes de la planta. o Mayor rigidez del tallo. o Desarrollo de estructuras reproductoras que les permitía independizarse del ambiente acuático. o Presencia de una cubierta cerosa que cubría a todas las partes del cuerpo expuestas al aire. o Estructuras semejantes a raíces. o Un sistema de conductos que permitían transportar los nutrientes a diferentes partes de la planta. o Mayor rigidez del tallo. o Desarrollo de estructuras reproductoras que les permitía independizarse del ambiente acuático. Adaptación e historia evolutiva o El embrión en desarrollo, antes de ser liberado, es provisto de sustancias de reserva y encapsulado en una cubierta resistente a la desecación (presencia de la semilla). o Desarrollo de las flores (estructura reproductora de la planta). Con esta adaptación, las plantas presentan una mayor eficiencia y rapidez en su reproducción. o El embrión en desarrollo, antes de ser liberado, es provisto de sustancias de reserva y encapsulado en una cubierta resistente a la desecación (presencia de la semilla). o Desarrollo de las flores (estructura reproductora de la planta). Con esta adaptación, las plantas presentan una mayor eficiencia y rapidez en su reproducción.

46 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación en vegetales Adaptación e historia evolutiva

47 Propiedad Intelectual Cpech Los primeros animales que colonizaron el ambiente terrestre fueron los artrópodos primitivos (milpiés, artrópodos parecidos a las arañas y ciempiés). Entre sus adaptaciones destaca el hecho que tenían la capacidad de respirar aire, su alimentación se basaba en detritus (desechos orgánicos de organismos en descomposición). En una época posterior a los primeros artrópodos comenzaron a colonizar el ambiente terrestre los primeros tipos de insectos. Los primeros animales que colonizaron el ambiente terrestre fueron los artrópodos primitivos (milpiés, artrópodos parecidos a las arañas y ciempiés). Entre sus adaptaciones destaca el hecho que tenían la capacidad de respirar aire, su alimentación se basaba en detritus (desechos orgánicos de organismos en descomposición). En una época posterior a los primeros artrópodos comenzaron a colonizar el ambiente terrestre los primeros tipos de insectos. Adaptación e historia evolutiva Adaptación en animales

48 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación e historia evolutiva Los primeros animales vertebrados terrestres evolucionaron a partir de los peces. Un grupo de estos peces dio origen a los anfibios, hace aproximadamente 350 millones de años. Los primeros animales vertebrados terrestres evolucionaron a partir de los peces. Un grupo de estos peces dio origen a los anfibios, hace aproximadamente 350 millones de años. Adaptación en animales

49 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación en animales Adaptación e historia evolutiva ¿Qué adaptaciones debieron desarrollar los primeros animales para colonizar la tierra?

50 Propiedad Intelectual Cpech Los primeros animales vertebrados que comenzaron a invadir el ambiente terrestre, fueron anfibios parecidos a salamandras. Las adaptaciones que le permitieron sobrevivir fueron: capacidad de respirar aire a través de primitivos pulmones, patas rudimentarias que le permitieron movilizarse, una piel fina, habitualmente sin escamas que le sirvió como un órgano respiratorio accesorio. Adaptación e historia evolutiva Adaptación en animales

51 Propiedad Intelectual Cpech Los reptiles evolucionaron a partir de los anfibios. Dos grupos de reptiles pequeños comenzaron, en forma independiente, caminos evolutivos nuevos, uno de ellos adquirió plumas y el otro pelo, dando origen a las aves y mamíferos, respectivamente. Los reptiles evolucionaron a partir de los anfibios. Dos grupos de reptiles pequeños comenzaron, en forma independiente, caminos evolutivos nuevos, uno de ellos adquirió plumas y el otro pelo, dando origen a las aves y mamíferos, respectivamente. Adaptación e historia evolutiva Adaptación en animales ¡Por lo tanto, los mamíferos provenimos de los reptiles!

52 Propiedad Intelectual Cpech Adaptación e historia evolutiva Adaptación en animales

53 Propiedad Intelectual Cpech Especie Conjunto de poblaciones de individuos interfecundos que comparten un mismo programa genético por lo tanto presentan … Aislamiento reproductivo Variabilidad genética presentan … sobre la cual opera la… Selección natural Adaptación Sobrevivencia da como resultado la… o sea … que quiere decir … Capacidad de respuesta frente a cambios ambientales Mecanismos precigóticos Mecanismos postcigóticos Morfológica y funcional Síntesis de la clase

54 Propiedad Intelectual Cpech Pregunta P.S.U. FICHA DE REFERENCIA CURRICULAR Área / Eje Temático: Variabilidad, herencia y evolución. Nivel: III Medio. Contenido: la biodiversidad como producto evolutivo. Habilidad: Comprensión. Clave: A. Dificultad: Alta. Dos especies distintas poseen estructuras que cumplen la misma función, pero aparecieron en diferentes momentos de la historia evolutiva. Entonces, es correcto inferir que estas especies I) han convergido por compartir un ambiente similar. II) deben tener un ancestro común cercano. III) presentan estructuras homólogas. A) Sólo I. B) Sólo III. C) Sólo I y II. D) Sólo I y III. E) I, II y III. Admisión DEMRE, 2010

55 Propiedad Intelectual Cpech Ejercitación El número de las preguntas, corresponden a las que encontrarás en tu guía.

56 Propiedad Intelectual Cpech Ejercitación 1. Los mecanismos de aislamiento reproductivo precigóticos impiden I.el desarrollo del cigoto hasta la formación del feto. II.la unión de los gametos. III.el éxito reproductivo de un híbrido. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III B

57 Propiedad Intelectual Cpech Ejercitación 2. ¿Cuál (es) de las siguientes opciones es (son) característica (s) de la especiación alopátrica? I.No requiere barreras geográficas. II.Genera barreras de aislamiento reproductivo. III.Requiere de presiones selectivas ambientales. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo I y II D) Sólo I y III E) Sólo II y III E

58 Propiedad Intelectual Cpech Ejercitación 3. En las luciérnagas, los machos emiten destellos de luz para atraer a las hembras. Este es un ejemplo de A) aislamiento conductual. B) aislamiento temporal. C) aislamiento geográfico. D) aislamiento ecológico. E) aislamiento gamético. A

59 Propiedad Intelectual Cpech Ejercitación 7. ¿Cuál (es) de las siguientes opciones es (son) características del mimetismo batesiano? I.Los individuos presentan colores de advertencia, para camuflarse en su ambiente. II.Es un tipo de adaptación. III.Una especie inofensiva se asemeja a otra especie venenosa para protegerse de sus depredadores. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo II y III E

60 Propiedad Intelectual Cpech Ejercitación 9. Las primeras plantas surgieron hace unos 400 millones de años atrás, a partir de un grupo de algas verdes, que crecían en suelos húmedos en los márgenes de masas de agua. Por lo tanto, ¿cuál (es) de las siguientes situaciones debieron enfrentar las plantas, para colonizar el ambiente terrestre? I. Conservación del agua. II. Obtención de nutrientes. III. Reproducción. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III E

61 Propiedad Intelectual Cpech Nº PREGUNTAALTERNATIVAHABILIDAD 1BReconocimiento 2EComprensión 3A 4D 5AReconocimiento 6EAplicación 7EComprensión 8C 9EAplicación 10EReconocimiento Tabla de alternativas

62 Propiedad Intelectual Cpech Prepara tu próxima clase Los contenidos que vas a repasar los puedes profundizar en tu libro de biología Cpech. Para ello puedes revisar entre las páginas 248 a 264. Para la próxima clase debes estudiar: Adaptaciones celulares, mecanismos de control; las páginas son de la 12 a la 17, 124 a la 148.

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