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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
Biología General
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
Biología General
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
Biología General
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
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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
Biología General
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
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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
Biología General
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
Biología General
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
Biología General
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?
Biología General
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)
Biología General
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
Biología General
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
Biología General
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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