resumen #2 undecimo

Colegio de Rincón Grande UNDECIMO NIVELProf. Guillermo Bermúdez Ramírez RESUMEN # 2 BIOLOGIA

VARIACIONES HEREDABLES

El concepto de gen propuesto por Mendel, pero desconocido por Darwin, permitió comprender de que manera las variaciones podían originarse, preservarse y transmitirse de una generación a la siguiente, una cuestión que Darwin no estuvo en condiciones de explicar. Sin embargo, Darwin había observado en su trabajo como naturalista de campo la gran diversidad de variaciones existentes en las poblaciones naturales.

La rama de la biología que surgió de la síntesis entre la evolución darwiniana y los principios mendelianos se conoce como genética de poblaciones.

Para el genetista de poblaciones, una población es un grupo de organismos de la misma especie que se cruzan entre sí y que comparten una localización en el espacio y en el tiempo. Asimismo, una población es una unidad definida y unida por su reservorio génico, que es simplemente el conjunto de todos los alelos de todos los genes de los individuos que constituyen una población. Desde el punto de vista de la genética de poblaciones, cada organismo individual es sólo un recipiente temporal de una pequeña muestra del reservorio genético durante un lapso determinado representado por la vida de ese individuo. La evolución es el resultado de los cambios acumulados en la frecuencia de los alelos dentro de un reservorio génico, de una generación a la siguiente.

LA AMPLITUD DE LA VARIABILIDAD

El parecido evidente que existe entre los progenitores y sus descendientes se explica por la notable precisión con la cual el ADN se replica y se transmite de una célula a sus células hijas durante la división celular.El ADN de las células de cualquier individuo es, excepto en el caso de mutaciones ocasionales, una réplica del ADN que el individuo recibió de sus progenitores. De hecho, los mecanismos de replicación y transmisión del ADN no sólo nos vinculan con nuestros antecesores inmediatos, sino que también expresan la relación que existe entre nosotros y todos los demás seres vivos.

Para que ocurra evolución deben producirse variaciones entre los individuos. Estas variaciones constituyen la materia prima sobre la cual operan las fuerzas evolutivas y son las que hacen posible que poblaciones sometidas a condiciones diferentes sean diferentes.

La amplitud de la variabilidad genética en una población es un determinante principal de su capacidad para el cambio evolutivo.

El principal factor de cambio en la composición del reservorio génico es la selección natural, aunque existen otros procesos involucrados. Estos procesos incluyen la mutación, el flujo de genes, la deriva genética y el apareamiento no aleatorio o preferencial.

Existen otros mecanismos que también contribuyen al incremento de la variabilidad. Estos mecanismos incluyen la presencia de alelos de autoesterilidad y de adaptaciones anatómicas que inhiben la autofecundación en las plantas y de diversas estrategias del comportamiento que inhiben la cruza entre organismos emparentados en los animales. La variabilidad también es preservada por la diploidía, que protege a los alelos recesivos raros de la selección. La selección natural también puede promover y preservar la variabilidad. En el caso de superioridad de los heterocigotos, por ejemplo, se selecciona al heterocigoto con preferencia a cualquier homocigoto, manteniendo así a ambos alelos en la población.

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AGENTES QUE PROVOCAN LA MICROEVOLUCIÓN

Existen varios agentes que pueden introducir cambios en una población, entre los cuales se pueden citar la selección natural, las mutaciones, el desplazamiento genético al azar, la migración genética, y la reproducción sexual., a las cuales se les conoce también como fuerzas elementales de la evolución.

SELECCIÓN NATURAL: EL EVOLUCIONISMO DE DARWIN

Charles Darwin (1859) expresó las condiciones presentes en la naturaleza las que determinan cuáles individuos sobreviven y se reproducen. Llamó a este proceso selección natural, y lo explicó de la siguiente manera:

1. Las poblaciones producen una descendencia mayor que la que es capaz de sobrevivir hasta la madurez, pereciendo la mayor parte de la descendencia de cada generación.

2. Los miembros de una población no son idénticos, sino que los individuos presentan variaciones; muchas de estas variaciones son heredadas.

3. En la naturaleza, los organismos deben luchar por sobrevivir y así reproducirse.

4. Puesto que los miembros de una población no son idénticos, algunos tendrán mayores

probabilidades de sobrevivir que otros. Los individuos mejor adaptados a su ambiente sobreviven y pasan

sus rasgos más favorables a su descendencia.

Darwin observó que muchos animales y plantas producían más crías de las que sobrevivían y que debía haber algún factor, que mantenía las poblaciones a un nivel estable. Había por tanto, una lucha por la vida en el medio natural.También observó que cualquier variación que dotara mejor al individuo a su habitat producía dos efectos:

• Proporcionar una mayor oportunidad de supervivencia.

• Si su descendencia heredaba esa característica, la comunicación a las crías permitía estas posibilidades de sobrevivir.

LAS MUTACIONES:

Las mutaciones constituyen la materia prima para el cambio evolutivo, pero no determinan por sí mismo la dirección del cambio, son la fuente de genes y alelos nuevos. Las células tienen mecanismos eficientes que protegen la integridad de sus genes. Las enzimas examinan al ADN constantemente, reparando los defectos causados por la radiación, el daño químico o los errores en el copiado. No obstante, pueden suceder cambios en la secuencia nucleótida. Estos cambios son las mutaciones y varían enormemente en su impacto.

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Algunos cambios en el ADN casi no tienen efecto en el organismo; muchos, es probable que la mayor parte, son dañinos; y unos cuantos pueden ser benéficos o ayudar al organismo a enfrentar ambientes nuevos o diferentes.

Una mutación es un cambio repentino en el material genético dentro de las células. La molécula de ADN es muy estable, sin embargo, se pueden presentar cambios que permanecen sin corregir, que son nominadas mutaciones. Tal forma de mutación ha ocurrido sin duda en el pasado, aquellas que producen i mejor producto genético fueron preservadas por la selección natural y forman parte de la constitución genética.

Se denomina mutación al cambio de la información en los genes. También se puede definir como, la alteración en la descendencia, producto de un cambio de la información genética de uno o ambos padres.

Este término fue introducido por primera vez por el genetista Hugo de Vries. Aunque la mutación puede desempeñar apenas un papel limitado en la evolución en un momento dado, en última instancia la evolución depende de la mutación.

Primera vista, parece muy poco probable que la gran diversidad de formas vivientes que ahora existen n la Tierra se haya originado por mutación y selección natural, de organismos simples, semejantes a bacterias, que habitaban los océanos primitivos, se debe entender que estos cambios han tomado miles de millones de años.

DESPLAZAMIENTO GENÉTICO AL AZAR O DERIVA GENÉTICA.

EI tamaño de una población tiene efectos importantes en las frecuencias alélicas. debido a que acontecimientos aI azar (aleatorios) tienden a causar cambios en una población pequeña. Si una población consta de sólo unos individuos, un alelo presente a baja frecuencia en ella puede perderse por simple azar.

Los depredadores, por ejemplo, podrían matar uno o más individuos que poseen el alelo no común en la población menor simplemente por azar. La producción de cambios evolutivos al azar en poblaciones reproductoras se denomina desplazamiento genético al azar, la cual da por resultado cambios en el acervo genético entre generaciones sucesivas de una población. Un alelo puede eliminarse de la población por azar, independientemente de sí el alelo es benéfico, perjudicial o carente de ventaja o desventaja específica.

Si existen barreras geográficas que impidan a los individuos de una pequeña población aparearse con otros fuera de esa localidad, dicha población se convierte en una población genéticamente aislada del resto de la especie. Una circunstancia al azar puede eliminar ciertos individuos en la población, en este caso las frecuencias de ciertos genes dentro de la población comenzarán a desplazarse hacia valores más altos o más bajos y finalmente pueden representar el 100% del patrimonio genético, o bien desaparecer completamente de la población. Este fenómeno se conoce como desplazamiento genético al azar, que produce modificaciones en el patrimonio genético de la población y por consiguiente, cambio evolutivo.

EFECTO FUNDADOR

Cuando uno o unos pocos individuos de una población grande establecen o fundan una colonia (como cuando unas pocas aves se separan de la población y vuelan a una nueva región), llevan consigo sólo una pequeña fracción de la variación genética presente en la población original. El desplazamiento genético al azar resulta cuando un pequeño número de individuos de una población grande colonizan una nueva localidad se denomina efecto fundador. El cambio aleatorio en el acervo genético que ocurre en una colonia pequeña se llama efecto fundador. El efecto fundador fue importante en la evolución de muchas especies en las islas galápagos.

CUELLO DE BOTELLA GENÉTICO

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La situación que involucra una población suficientemente pequeña para que ocurra el desplazamiento genético al azar se conoce como cuello de botella. Resulta de un evento que reduce de manera drástica el tamaño de la población. Los sucesos como temblores, inundaciones o incendios pueden aniquilar grandes cantidades de individuos de una manera no selectiva, produciendo una pequeña población sobreviviente en la cual es poco probable encontrar la misma conformación que en la población original.

Debido a fluctuaciones ambientales, como agotamiento del alimento o el brote de alguna enfermedad, una población puede experimentar en forma periódica un rápido y considerable descenso de la cantidad de individuos. En estos casos se dice que la población pasa por un cuello de botella genético en el cual puede ocurrir el desplazamiento genético al azar entre los pocos sobrevivientes.

MIGRACIÓN GENÉTICA

Consiste en la introducción de un nuevo gen en el acervo genético (totalidad de los genes) de la población, cuando se cruzan miembros de poblaciones vecinas. El gen introducido puede difundirse en la población por el mismo procedimiento que si se tratase de un gen mutado.

La migración genética es la transferencia de genes por medio de la migración y el entrecruzamiento de dos poblaciones.

REPRODUCCIÓN SEXUAL Y VARIABILIDAD

La reproducción sexual es sin duda el factor más importante que promueve la variabilidad genética en las poblaciones. La reproducción sexual produce nuevas combinaciones genéticas de tres modos:

I ) por distribución independiente de los cromosomas en la meiosis2) por recombinación genética en la meiosis3) por la combinación de los dos genomas parentales en la fecundación. En cada generación, los alelos son distribuidos en combinaciones nuevas.

La unión de los gametos sexuales, a través de la reproducción sexual, es responsable del origen de la descendencia y de que esta sea siempre diferente. Las características heredadas por los hijos no son una mezcla, sino una combinación de las características de ambos padres, cada progenitor posee su propio material genético. La variabilidad genética se debe al proceso llamado meiosis.

Los organismos provenientes de una reproducción asexual, poseen el material genético de un sólo progenitor, a diferencia de los individuos provenientes de una reproducción sexual. Las combinaciones y recombinaciones entre especies constituyen otra fuente de cambios, ya que las mutaciones se efectúan más fácilmente, en una población que se reproduce sexualmente.

EVIDENCIAS DEL PROCESO EVOLUTIVO

La teoría de la evolución de las especies propuesta por Charles Darwin, indica que los seres vivos de la Tierra son el resultado de un proceso de descendencia con modificaciones a partir de un antepasado común, lo cual significa que las especies que viven actualmente, son productos de cambios graduales en la composición genética de las poblaciones.

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Se puede considerar la evolución como el proceso de cambio constante de la materia (tanto orgánica como inorgánica), desde el inicio del Universo hasta la fecha. La historia de las relaciones evolutivas se basa en varios tipos de evidencias que dan soporte al proceso evolutivo, estas son: evidencias directas y evidencias indirectas.

Dentro de las evidencias se puede citar las Paleontológicas (estudio de la vida del pasado mediante los registros fósiles), anatómicas, embriológicas, bioquímicas, extinciones y distribución de plantas y animales.

EVIDENCIAS EMBRIOLÓGICAS.

La embriología es el estudio de los embriones, es decir, de los animales antes de nacer. El desarrollo embrionario de todos los vertebrados muestra uniformidades impresionantes. Por ejemplo la presencia de hendiduras branquiales en los vertebrados en cualquier estado de desarrollo, incluyendo el embrionario; la posesión de una cola temporal, y la existencia de un corazón de dos cavidades. Las branquias aparecen en las primeras etapas de vida embrionarias de todos los vertebrados.

Los embriones de diferentes vertebrados en el inicio de su desarrollo, guardan un patrón similar en su forma, observándose luego diferencias conforme se van desarrollando. En los insectos durante su desarrollo embrionario, se observa la aparición de partes de extremidades en el abdomen, tal y cual debieron estar presentes en los organismos antepasados.

EVIDENCIAS ANATOMICAS.

Un método básico de la Anatomía comparada consiste en distinguir las semejanzas entre órganos en dos grandes tipos: una semejanza homológica y una semejanza analógica. Un ejemplo típico para diferenciar estos dos conceptos es el de las extremidades de los vertebrados. Si comparamos, por ejemplo, las aletas de un pez con las de un delfín o una ballena, nos sorprende la semejanza externa de unas y otras. Pero, si observamos la estructura ósea de unas y otras, veremos desvanecerse la semejanza. El esqueleto de las aletas de las ballenas y los delfines sólo difiere en pequeños detalles del de cualquier mamífero terrestre típico. En cambio, el esqueleto de la aleta de

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PEZ REPTIL HOMBRE


los peces varía enormemente. Las semejanzas externas entre las aletas del pez y las de la ballena se explican fácilmente como una adaptación funcional a la natación. A estos órganos se les llama análogos. Por el contrario, las aletas de las ballenas y las extremidades del resto de los mamíferos son órganos homólogos. Igualmente existen casos ilustrativos. Las alas de aves y murciélagos son análogas; sin embargo, las alas de los murciélagos y las extremidades pentadáctilas de los demás mamíferos son homologas. Las semejanzas profundas entre los organismos son las homológicas y no las analógicas, de manera que sólo sobre aquéllas es posible establecer una clasificación natural.

EVIDENCIAS PALEONTOLÓGICAS (FÓSILES).

Los fósiles son restos de organismos, se les considera también como pruebas directas. Puede tratarse de una parte dura inalterada por ejemplo un diente o un hueso, madera o huesos petrificados, un molde de una roca, conchas, partes maderables convertidos en piedra, etc. Los encontramos principalmente en rocas sedimentarias, cuyas capas o sedimentos se depositaron poco a poco. Esto hace posible que se noten las diferencias entre los fósiles de las capas, evidenciando el cambio a través del tiempo. Se les llaman petrificaciones. En síntesis tenemos: moldes, impresiones, pruebas geológicas y animales conservados intactos.

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EVIDENCIAS BIOQUÍMICAS

Estudios bioquímicos han encontrado similitud en secuencia de aminoácidos de las proteínas de diferentes organismos tales como el hombre, el conejo, el pingüino, la cascabel, el atún, lo que ha brindado información de una medida de semejanza en la secuencia de bases del ADN, las diferencias se interpretan como indicadores del grado de evolución producido en las diversas poblaciones.

Todos los seres vivos tienen los mismos mecanismos bioquímicos fundamentales:

• Todos poseen ADN• La mayoría recurre a los mismos ciclos y otros procesos para obtener energía.

EXTINCIONES.

La extinción, o sea el fin de un linaje, ocurre cuando muere el último individuo de una especie. Es una pérdida permanente, ya que una vez que una especie se extingue nunca reaparece. Han ocurrido extinciones de manera continua desde el origen de la vida en la tierra. Conforme a una estimación, en la actualidad sólo hay una especie por cada 2000 que se han extinto.

Aunque la extinción tiene efecto negativo a corto plazo sobre la diversidad biológica, puede tener un aspecto evolutivo positivo en un periodo de miles a millones de años. Cuando las especies que se extinguen las zonas adaptativas que ocupan quedan vacantes. Como resultado, los organismos que aún viven tienen nuevas oportunidades para experimentar radiación adaptativa y pueden divergir para ocupar tales zonas. En otras palabras, con el tiempo las especies extintas son sustituidas por otras nuevas.

Al parecer, durante la larga historia de la vida sobre la tierra ha habido dos tipos de extinciones de especies. Uno es la extinción continua de bajo nivel, llamada extinción de fondo. En contraste, cinco o seis veces durante la historia terrestre han ocurrido extinciones en masa de numerosas especies. El periodo en que ocurre una extinción en masa puede durar millones de años, pero éste es un lapso relativamente breve comparado con la historia de la vida. Cada periodo de extinción masiva ha ido seguido por un periodo de radiación adaptativa. No se comprenden bien las causas de los episodios pasados de extinción masiva. Parece ser que participan tanto factores ambientales como biológicos. Cambios importantes en el clima pudieron haber afectado a los vegetales y animales que carecían de la flexibilidad genética necesaria para adaptarse a ellos. En particular los organismos marinos están adaptados a un clima muy estable. Si la temperatura del planeta aumentara o disminuyera en todos los confines sólo unos cuantos grados, muchas especies marinas tal vez morirían. También es posible que las extinciones en masa se

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hayan debido a cambios en el ambiente desencadenados por catástrofes. Si la tierra alguna vez fue golpeada por un gran cometa o un pequeño asteroide, por ejemplo, el polvo que pasó a la atmósfera con el impacto pudo haber bloqueado gran parte de la luz solar. Además de matar muchas plantas (y por tanto animales terrestres), esto habría reducido la temperatura terrestre, causando la muerte de muchos organismos marinos.

La extinción también es activada por factores biológicos. La competencia entre especies puede causar la extinción de aquellas que no pueden competir favorablemente. En particular, la especie humana ha tenido un profundo impacto en el ritmo de la extinción. El habitat de muchas especies vegetales y animales ha sido alterado o destruido por los seres humanos, y la destrucción de un habitat puede dar por resultado la extinción de una especie.

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