Biología General

Capítulo 11 1

Capítulo XI

Origen y evolución de seres vivos

Texto: Marrero, C. (2013). Biología 10º y 11º. Teórico – Práctico. San José, Costa Rica: Universo.

Capítulo XI

Capítulo XI

Origen de la vida Zeus-Hera-Heracles

Universo: 15 000 millones a partir masa densa y minúscula

Sistema Solar: 5 000 millones de años a partir de nubes de gas y polvo

Tierra: a partir de material ligero y del enfriamiento de material cósmico “Planeta de Agua”

Vida: a partir de todo este material

Biología General

Capítulo 11 2

Capítulo XI HIPÓTESIS DEL ORIGEN DE LA VIDA EN LA TIERRA

a. Generación espontánea o Abiogénesis b. Panspermia o cozmozoica c. Quimiosintético (Teoría)

Capítulo XI A - Hipótesis sobre la Generación espontanea o abiogénesis

a. Antiguos ya conocían los modos de reproducción

b. Fundador de la teoría “Aristóteles” c. Francesco Redi y la demostración de las

larvas de mosca d. Religión y el pensamiento teológico imperó

Capítulo XI B - Hipótesis de la experimentación, cosmozoica o panspermia

a. La vida viene del espacio exterior b. Origen en Anaxágoras “los animales nacen al caer

del cielo las semillas en la Tierra”

c. Svante August Arrhenius acuño el término panspermia

d. Revividas las bacterias Streptococcus mitis

e. Extremófilas

Biología General

Capítulo 11 3

Capítulo XI

B – Teoría del Origen Quimiosintético

a. S.XX. Alexander I Oparín (1924) y John Halden (1928)

b. Vida proviene a partir de moléculas inorgánicas (4 500 años)

c. Moléculas prebióticas d. Experimento de Miller y Urey

Capítulo XI

El experimento de Miller y Urey Chispa

eléctrica simula tormenta eléctrica

Las moléculas orgánicas apare

cen después de sólo unos pocos días

Condensador Enfriar el flujo de agua

Chispa eléctrica cámara

CH4 NH3 H2

Cámara de ebullición

Los gases de la atmósfera

primitiva

Agua purificada

H2O

H2O

Capítulo XI

Microesferas como protocélulas

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Capítulo 11 4

Formación evolutiva después de la primer célula

1. Ventaja de ser multicelular

2. Transición a la tierra (planta-animales)

3. Ventaja y retos de la vida terrestre

4. Evolución de primates (agarre, binoculares, visión color, gran cerebro, sociabilidad)

Capítulo XI

Capítulo XI Línea posibles Humanos de ascendencia

5 4 3 2 1 0 Hace millones de años

Ardipithecus ramidus

A. boisei

A. africanus

Australopithecus afarensis

A. robustus

Homo habilis

H. erectus

H. heidel- bergensis

H. neander- thalensis

Homo ergaster

H. sapiens

Capítulo XI

El origen de las especies

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Capítulo 11 5

Capítulo XI

IDEA EVOLUTIVA

EVOLUCIÓN

“Proceso continuo de transformaciónes de las especies a través de cambios producidos en sucesiones, y que se ve reflejado en el cambio de las frecuencias alélicas de una población. Las especies surgen de otras preexistentes”

Capítulo XI

Capítulo XI

Otras ideas

Creacionismo: visión simple de explicar existencia de los seres vivos

Platón – Forma ideal de las cosas (vemos reflejo)

Aristóteles – Scala Nature (no hay evolución)

Buffon – Fósiles forman familias y sedimentos

Hutton – Uniformismo “la explicación más sencilla que concuerde con los hechos probablemente sea la correcta”

Lamarck – Caracteres adquiridos

Cuvier – Diluvio del antiguo testamento

Lyekk – Rechaza la interpretación a la luz de escrituras

Agassiz – planes del desarrollo animal

Darwin y Wallace – Selección natural

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Capítulo 11 6

Capítulo XI TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LAS ESPECIES

A- Uso y desuso de los órganos

B- Selección natural

C- Mutacionismo

D- Teoría sintética

Capítulo XI

A- Uso y desuso de los órganos

Jean Baptiste Lamarck (1744-1829)

“El uso continuo de un órgano lo desarrolla y perfecciona de forma especial”

Dichos cambio debían

ser heredados

Capítulo XI

B- Selección Natural

Charles Robert Darwin(1809-1882)

Alfred Russel Wallace (1823-1913)

“los organismo mejor adaptados desplazan a los menos adaptados mediante la acumulación lenta de cambios genéticos favorables en la población a lo largo de las generaciones”

Selección favorece a aquellos fenotipos que produzcan mayor descendencia

Selección actúa sobre fenotipos, y estos se relacionan con el genotipo

Biología General

Capítulo 11 7

Capítulo XI

Los pinzones de Darwin: adaptación

Capítulo XI

C- Teoría del Mutacionismo

Hugo de Vries, Bateson y Thomas Morgan

Alteraciones que afectan el genotipo

La mutación es la fuerza principal de la evolución

Tienden a ser recesivas y sus efectos no se expresan (sólo en condición homocigota)

Se da en procreación cosanguínea; génicas, cromosómicas y genómicas

Capítulo XI

D- Teoría sintética

Dobzhaski, Mayr y Simpson

Lucha de posturas a inicio del S.XX

Integran las teorías, esta perfeccionada la propuesta por Darwin

Características:

• Rechaza la herencia de caracteres adquiridos

• Ratifica el gradualismo

• Acepta el mecanismo de selección natural; variabilidad genética y donaciones genéticas favorecidas por la presión ecológica

Biología General

Capítulo 11 8

Capítulo XI

CAMBIO EVOLUTIVO

EQUILIBRIO PUNTUADO: Los cambio son bruscos o interrumpidos

GRADUALISMO: proceso lento y constante

Capítulo XI

Evidencias de la evolución

Capítulo XI

Evidencias evolutivas

A) Evidencias paleotológicas

B) Evidencia anatómicas

C) Evidencias embriológicas

D) Evidencias bioquímicas

E) Las extinciones

Biología General

Capítulo 11 9

Capítulo XI

A) Evidencias paleotológicas

Se sustenta en los fósiles

Petrificación – seres que quedan enterrados en sedimento

Se conservan partes duras

Los caballos muestra cambios graduales

Capítulo XI

Los fósiles de organismos extintos

Capítulo XI

La evolución del caballo

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Capítulo 11 10

Capítulo XI

B) Evidencias anatómicas

Definición: Evolución convergente – organismo con forma similar sin

tener relación alguna

Capítulo XI

Evidencia anatómica: Comparemos

Anatomía •Estructuras homólogas •Estructuras análogas •Estructuras vestigiales

Capítulo XI

Estructuras análogas

No homóloga, no análogas Homólogos, no análoga

No homóloga, análoga

Homólogas; análoga

Biología General

Capítulo 11 11

Capítulo XI

Estructuras homólogas

Vuela Nadar Caminar Agarrar

Capítulo XI

Vestigios de estructuras

Capítulo XI

C) Evidencias embriológicas

Fases con desarrollo similar entre sí • Los primeros embriones de vertebrados similares • Cola y arcos branquiales

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Capítulo 11 12

Capítulo XI

Comparación de embriones

Capítulo XI

D) Evidencias bioquímicas

Bioquímica y biología molecular Todos tienen ADN, el ARN, los

ribosomas, ATP, etc. ADN similitudes

Capítulo XI

E) Las extinciones

400 años en Isla Mauricio – DODO

Evidencia de que ha existido, progresado y muerto organismo

Localizada distribución

Super especialización

Causas de extinción:

• La competencia por recursos limitados

• Los depredadores y parásitos causantes de enfermedades

• La destrucción del hábitat

– La deforestación

– Meteoritos

– Incendios

– Las erupciones volcánicas

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Capítulo 11 13

Capítulo XI

Cómo evolucionan los organismos

Proceso evolutivo

Capítulo XI

EL PROCESO EVOLUTIVO

Variaciones heredables: determina los cambios en las poblaciones

Genética de poblaciones: rama que estudia conjunto de genes y frecuencias alélica

Reservorio génico: conjunto de genes

Organismos: recipiente temporal de una pequeña muestra

Amplitud de variabilidad: muestra la relación con antecesores y con todos los demás seres vivos

Capítulo XI

MACROEVOLUCIÓN

Seres vivos nuevos, completamente diferente a la anterior

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Capítulo 11 14

Capítulo XI

MICROEVOLUCIÓN

Poblaciones de las que surgen especies nuevas parecidas a las anteriores

A- Selección Natural

B- Mutaciones

C- Desplazamiento genético al azar (deriva genética)

* Cuello de Botella

* Migración Genética

* Efecto fundador

D- Reproducción sexual y variabilidad

Capítulo XI A- TEORÍA DE LA SELECCIÓN NATURAL

El organismo más apto sobrevive y puede dejar pasar sus características a su progenie

Teoría (fuerzas):

1- Condiciones favorables aumentan la población, al crecer esta se limita

2- Competencia para sobrevivir

3- Características ventajosas, mayor posibilidad de adaptarse

4- Los sobrevivientes, se reproducen y pasan sus carácteres

5- Nuevas especies transmitan sus características

Capítulo XI

Caso de Kettlewell. Alevilla Moteada

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Capítulo 11 15

Capítulo XI

B- TEORÍA DE LAS MUTACIONES

Son fuente de genes y alelos nuevos (motor generador de cambio)

La mayoría son dañinos

A las espies no les queda más que mutar o extinguir, dadas las presiones ambientales

Capítulo XI C- DESPLAZAMIENTO GENÉTICA AL AZAR (DERIVA GENÉTICA)

Cambios en la frecuencia alélica causados por el azar

Si la población pequeña sufre un cambio en la frecuencia la D.G. tiende a reducir variabilidad. Ejm: leon marino

Si la población intercambia organismos entre las poblaciones la D.G. tiende a aumentar variabilidad

Capítulo XI

CA- CUELLO DE BOTELLA (DG) Se da cuando disminuye la población en por lo

menos en una generación

La disminución causa pérdida de la variabilidad en la población (consecuencias adaptativas)

La caza en 1890 de leones marinos hizo disminuir la población hasta 20 individuos. Hoy por la protección existen 30 000 individuos. ¿Cuál es la consecuencia?

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Capítulo 11 16

Capítulo XI Cuellos de botella genéticos reducir la variabilidad

Tiempo

Oportunidad de pérdida de color azul

Capítulo XI

CB- MIGRACIÓN GENÉTICA (DG)

Migración:

•Organismos que pasan de una población a otra

• Migración que cambia el pozo genético (aumentando variación genética)

Ej: vacas y la importación o exportación de semen

Capítulo XI

CC- EFECTO FUNDADOR (DG)

Establecen una colonia, consecuencia:

•Poca variabilidad

•Muestra aleatoria de los genes

El tiempo acentúa la diferencias entre las población originaria y la nueva

Ej: Afrikáner Corea de Huntington (trastorno)

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Capítulo 11 17

Capítulo XI D- REPRODUCCIÓN SEXUAL Y VARIABILIDAD

La reproducción sexual produce nuevas combinaciones de alelos •Distribución independiente de los

cromosomas en la meiosis;

•Recombinación genética en la meiosis y

•Por la combinación de los dos genomas parentales en la fecundación

Algunas plantas que se reproducen asexualmente se degeneran genéticamente. Ej: banano

Capítulo XI

Especiación

Capítulo XI

Especiación

Especie, grupos de seres vivos que se cruzan libremente y producen descendencia fecunda

Las fuerzas evolutivas producen cambios y nuevas especies, especiación

Mecanismos:

1- Aislamiento reproductivo

• Especiación alopátrica

• Especiación simpátrica

• Poliploidía

2- Competencia

3- Radiación adaptativa

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Capítulo 11 18

Capítulo XI

Especies individuales (ratones blancos); hábitat homogéneo

Barrera geográfica (río infranqueable), las poblaciones aisladas

La deriva genética, genética divergencia, frente a tan ratones blancos

Barrera eliminada (seca río arriba) y mezclar, comparten mismo habitat

La especiación alopátrica (a)

(b)

(c)

(d)

Capítulo XI

La especiación simpátrica Especies individuales (ratones blancos); hábitat homogéneo

(a)

El cambio climático u otros factores Forman dos hábitats totalmente diferentes que siguen siendo parte física de la misma región

(b)

Las diferentes presiones selectivas en los dos hábitats conducen a la divergencia genética que viven

en cada uno

(c)

La divergencia causa el aislamiento reproductivo

(d)

Capítulo XI

Evolución simpátrica

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Capítulo 11 19

Capítulo XI Mecanismos de aislamiento reproductivo

Antes del apareamiento •Aislamiento geográfico

•Aislamiento ecológico

•Aislamiento de temporada

•Aislamiento conductual

• Incopatibilidad mecánica

Después del apareamiento • Incompatibiidad gamética

• Falta de viabilidad híbrida

• Infertilidad híbrida

Capítulo XI

La especiación por poliploidía

Diploide Gameto

Meiosis

Meiosis

Diploide Gametos

Fertilización

Viable Tetraploide Cigoto

Viable Diploide Gameto

Haploide Gameto

Viable Triploide Cigoto

Meiosis (no)

Meiosis

Fertilización

Triploides no pueden hacer la meiosis, los gametos no viables

Tetraploide Planta

Tetraploide Planta

Diploide Planta

Capítulo XI

2- Competencia

Lucha por los recursos disponibles, pareja, alimento, luz, espacio entre mismas o diferentes especies

Logran nuevas adaptaciones que los diferencias de sus antecesores

Ej: pinzones

Competencia

- Intraespecífica (diferente)

- Interespecífica (misma)

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Capítulo 11 20

Capítulo XI

3- Radiación adaptativa

Rápida especiación para llenar muchos nichos ecológicos formando nuevas especies

Ej: el caballlo, la cebra y el burro, vienen de un único antepasado

Capítulo XI

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Capítulo XI

El Fin

Profesor Cristian Marrero Solano

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