Organismos Pluricelulares –
Animales, Plantas, Hongos
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Anexo tema 1 de Biología
Curso 2017-2018 1
IES JOAQUÍN TURINA
Organismos Pluricelulares introducción: requisitos de los organismos pluricelulares
dónde estamos en el curso de la evolución?
aparición de organismos pluricelulares Precámbrico y Explosión Cámbrica planes corporales de los animales
qué causó la explosión cámbrica?
evolución de las plantas
bibliografía
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Requisitos de los Organismos Pluricelulares células no son independientes: aprender a vivir juntas
nuevas “normas” de conducta en beneficio del organismo
o no se desplazan independientemente
– cáncer
o especialización de funciones – tejidos diferentes tienen el mismo genoma, pero en cada tejido
“funcionan” genes diferentes
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Requisitos de los Organismos Pluricelulares células aprendiendo a vivir juntas
mecanismos de comunicación
oentre las células de cada tejido oentre las células del mismo tejido
reproducción sexual: consecuencia de la pluricelularidad
o línea germinal: inmortal - reproducción o línea somática (el cuerpo): mortal o la muerte es consecuencia del carácter pluricelular
– 15% de la biodiversidad actual 4
biodiversidad actual hasta 580 millones de especies (muchísimas
desconocidas) o animales: 6%
– 90% insectos
o plantas y hongos pluricelulares: 9%
o microorganismos: 85% – bacterias y arqueas – eucariotas unicelulares
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HACE 4500 m.a. - se formó la tierra 4100 – 3800 ma - meteoritos 3800 ma – primeros indicios de vida en algunas rocas antiguas 3500 ma – se acepta la presencia de bacterias 3000 ma - LUCA
Formación Tierra
8 min: -Formación de la Luna
Gran bombardeo tardío
LUCA: último antepasado común universal
HACE 2800 ma – fotosíntesis 2500 ma – el oxígeno aparece en la atmósfera 1000 ma – aparecen las primeras algas 530 ma – trilobites 400 ma – insectos
Algunas bacterias producen oxígeno
Aparecen las primeras algas
Primeros insectos
Primer trilobites
peces
Plantas terrestres
Primeros dinosaurios
Primeros mamíferos
desaparición de los dinosaurios Género homo
Homo sapiens
El oxígeno empieza a acumularse en la atmósfera
Historia de la Vida en la Tierra
https://es.pinterest.com/pin/266556871670458081/
células complejas
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Eón Era Período Hace M
años Eventos Principales
Proterozoico
Neoproterozoico Ediacárico 635 Formación de Pannotia. Fósiles de metazoarios
850 Tierra bola de nieve
Mesoproterozoico 1400 Posibles fósiles de algas rojas
Paleoproterozoico
1800 Posible primer eucariota 2050 Atmósfera oxigénica 2300 Glaciación Huroniana 2500 Gran Oxidación
Arcaico
Neoarcaico 2800 Fotosíntesis oxigénica.
Mesoarcaico 3200 Primera glaciación
Paleoarcaico 3600 Comienzo de la fotosíntesis anoxigénica y primeros posibles fósiles y estromatolitos
Eoarcaico 4000 Primeras células.
Hádico ~ 4600 **
Formación de la Tierra
Hasta el Precámbrico
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Eón Era Período Época M. años
atrás Eventos principales
Fanerozoico
Cenozoico
Cuaternario Holoceno 0,011784 Final de la Edad de Hielo y surgimiento de la civilización actual
Pleistoceno
2,588 Ciclos de glaciaciones. Evolución de los humanos. Extinción de la megafauna
Neógeno Plioceno 5,332 Capa de hielo en el Ártico y Groenlandia. Clima similar al actual. Australopitecos
Mioceno 23 Desecación del Mediterráneo. Reglaciación de la Antártida
Paleógeno
Oligoceno 33 Orogenia Alpina. Congelación de la Antártida. Familias modernas de animales y plantas
Eoceno 55 India colisiona con Asia. Disminución del dióxido de carbono. Extinción de final del Eoceno
Paleoceno 65 Continentes de aspecto actual. Clima uniforme, cálido y húmedo. Florecimiento animal y vegetal
Mesozoico
Cretácico
145 Máximo de los dinosaurios. Primitivos mamíferos placentarios. Extinción masiva del Cretácico-Terciario
Jurásico 199 Mamíferos marsupiales, primeras aves, primeras plantas con flores
Triásico 251 Extinción masiva del Triásico-Jurásico. Primeros dinosaurios
Paleozoico
Pérmico 299 Formación de Pangea. Extinción masiva del Pérmico-Triásico, 95% de las especies desaparecen
Carbonífero 318 Abundantes insectos, primeros reptiles, bosques de helechos 359 Árboles grandes primitivos
Devónico
416 Aparecen los primeros anfibios, Lycopsida y Progymnospermophyta Silúrico 443 Primeras plantas terrestres fósiles
Ordovícico 488 Dominan los invertebrados. Extinciones masivas del Ordovícico-Silúrico
Cámbrico 542 Explosión cámbrica. Primeros peces. Extinciones masivas del Cámbrico-Ordovícico
Aparición de los organismos pluricelulares evolucionaron en el agua (mar o agua dulce) no había ozono en la atmósfera (O3)
hasta hace unos 635 M años muy pocos fósiles de posibles organismos pluricelulares
de interpretación dudosa
entre 635 y 541 M años – época Ediacara aparición repentina de fósiles de organismos diversos
o sin partes duras o algunos con apariencia animal similar a animales
actuales, otros sin relación aparente a ninguno actual o en diversas partes del mundo
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Aparición de Organismos Pluricelulares
Cunningham et al., BioEssays, 2016,DOI 10.1002/bies.201600120 10
Animales con esqueleto biomineralizado
Animales sin partes duras
Posibles embriones - Doushantuo (China)
Posibles (macro) algas
Huellas fósiles
Con conchas (?)
Barras grises: rango de incertidumbre en las fechas
Organismos de Ediacara http://news.yale.edu/2016/10/06/cementing-theory-about-sea-creatures-ediacara-biota
• gran variedad de formas: • largo periodo de evolución antes de aparecer • en el registro fósil.
hace entre 635 y 545 millones de años
final del Precámbrico
http://www.bbc.co.uk/nature/history_of_the_earth/Ediacaran
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Organismos de Ediacara
12 Cunningham et al., BioEssays, 2016,DOI
10.1002/bies.201600120
Organismos de Doushantuo y Lantian Posible embrión animales o algas? huellas posible animal tubular
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Organismos de Ediacara (Australia) varias formas extrañas y muy diferentes de las actuales
organismos fijos al suelo, o que se arrastran
o marinos sin partes duras: fosilización difícil
o no parece que había depredadores
simetría radial (la mayoría)
algunos ya tienen simetría bilateral
desaparecieron del registro fósil hace unos 544 Ma tan abruptamente como aparecieron
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Explosión Cámbrica hace entre 540 y 530 millones de años (10 Ma) rápida evolución de todos los grandes grupos (phyla, o
filos) de animales actuales o esponjas, medusas, corales, gusanos, moluscos,
insectos, cordados
radiación adaptativa los linajes se diversifican rápidamente los nuevos linajes desarrollan adaptaciones distintas
según los nichos que vayan ocupando (especiación: próximo tema) o oportunidades: (ej) isla sin ningún insecto
– ambiente fragmentado: más oportunidades 15
Explosión Cámbrica gran abundancia de fósiles
algunos ejemplos Anomalocaris (gamba extraña; predador) Trilobites (artrópodo) partes duras Pikaia (cordado)
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Explosión Cámbrica
J Sampedro. Deconstruyendo a Darwin. Crítica, 2002 17
vertebrados
Explosión Cámbrica estructuras anatómicas (formas corporales) actuales simetría
o radial: – anémonas, medusas, estrellas de mar, esponjas,….
o bilateral: 99% de los animales o polaridad dorso-ventral y antero-posterior
segmentación o cuerpo dividido en segmentos repetitivos
– anélidos: gusanos – artrópodos: ciempiés – cordados: vertebrados
disposición de las extremidades desarrollo embrionario
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Estructura Organismos Pluricelulares animales simetría bilateral
(99%) 2 polaridades
o dorso-ventral y antero-posterior
F Hallé, Elogio de la Planta, Libros del Jata, 2016
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Estructura Organismos Pluricelulares plantas simetría radial y polaridad vertical
F Hallé, Elogio de la Planta, Libros del Jata, 2016 20 raíz
tallo
Filos animales que aparecieron en el Cámbrico https://bioweb.uwlax.edu/bio203/s2014/conway_emma/classification.htm
simetría radial simetría bilateral
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esponjas
anémonas Gusanos planos
Gusanos redondos
Almejas, calamares
lombriz de tierra
artrópodos
Erizos y estrellas de mar
vertebrados
Cuándo aparecieron los filos animales? los antepasados
tuvieron que evolucionar mucho antes de que aparecieran en el registro fósil
según el reloj molecular
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Qué causó la Explosión Cámbrica? aumento de los niveles de O2 en la atmósfera
https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Oxygenation_Event
aumento de la tasa metabólica, aumento de tamaño y complejidad de las formas corporales 23
hace 2.500 millones de años
Gran evento de oxidación Cámbrico
Qué causó la Explosión Cambrica? cambios en la composición de los océanos desarrollo de partes duras de CaCO3
o exoesqueletos
disponibilidad de nichos ecológicos después de la extinción al final del precámbrico
(Ediacara) cambios en los continentes
o rotura del supercontinente Pannotia
factores genéticos evolución de los genes homeóticos hox caja de herramientas genética
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Qué causó la Explosión Cámbrica?
genes hox que controlan la formación y organización del organismo
presentes en animales, plantas y hongos
o ciertas diferencias entre ellos o en el antepasado común (hace más de 1000 Ma)
“interruptores” que a su vez controlan la actividad de
otra serie de genes o activan/desactivan de manera coordinada o cambian las propiedades de esa célula y las del tejido
en el que se encuentra 25
Qué causó la Explosión Cámbrica? funcionamiento de los genes hox
http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/hoxgenes_01_sp
gen hox responsable de la formación de ojos de ratón: en ratón → ojos de ratón
igualmente en mosca ¿gen hox responsable de ojos de ratón insertado en
mosca? ¿qué ojos produce? 26
Qué causó la Explosión Cámbrica? funcionamiento de los genes hox
si el gen hox responsable de producir ojos (en una mosca,
por ej) se activa en la pata de la mosca: o¿dónde aparece el ojo de la mosca?
el corazón de la mosca y el de la ballena están controlados por el mismo gen hox
algunas malformaciones congénitas: mutaciones en los
genes hox o en mosca de la fruta: sin ojos o en ratón: ojos pequeños mismo gen o en humanos: aniridia (ausencia de iris)
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Evolución de las Plantas ventajas de la vida en tierra abundante luz del sol (recordemos la fotosíntesis) abundante CO2 en la atmósfera (síntesis de azúcares) menos predadores (al inicio, al menos)
o nuevos nichos ecológicos para explorar
flores y frutos
semillas
Tejido vascular Cutícula
http://ohioplants.org/bryophytes-introduction/ 28
Evolución de las Plantas primeras plantas terrestres (unos 475 M a) vasculares (405 Ma)
Raven et al., Biology of Plants (6ª ed), Freeman, 1999, pg. 426 29
Evolución de las Plantas adaptaciones a la vida en tierra evitar secarse: cutícula y estomas al principio: cerca del agua
o reproducción sexual: espermatozoides nadan hacia el óvulo
absorber agua por las raíces: tejidos vasculares (408 Ma) o xilema: lleva agua a las hojas (hacia
arriba) – la fotosíntesis rompe la molécula
de agua los electrones se utilizan para
producir energía el O2 se desecha.
o floema: lleva azúcares a las raíces (hacia abajo)
– tejidos no fotosintéticos
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Evolución de las Plantas adaptaciones a la vida en tierra (cont.)
rigidez del tronco (aprox. 408 M a)
o lignina para reforzar las paredes celulares de celulosa reproducción sexual sin necesidad de agua
o esperma (polen) próximo al óvulo semillas (aprox. hace 365 M a)
o alimento para el embrión o todavía no protegidas por el fruto
flores y frutos (aprox. 130 M a) o semilla protegida por el fruto
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Bibliografía C Briones, A Fz Soto y JM Bermúdez de Castro. Orígenes – el universo, la vida,
los humanos. Crítica, 2016. Premio a la Divulgación Científica.
http://sci.waikato.ac.nz/evolution/AnimalEvolution.shtml
DNA learning center: https://www.dnalc.org/
PH Raven y cols. Biology of Plants (6ª ed), Freeman, 1999
J Sampedro. Deconstruyendo a Darwin. Crítica, 2002
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