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TEMA 5LA BIODIVERSIDAD Y LA

EVOLUCIÓN

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 1º DE BACHILLERATOVANESA SANCHO ESTEBAN

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Contenidos:1. La historia de las teorías evolucionistas2. La teoría sintética o el Neodarwinismo3. Las pruebas de la evolución4. El fenómeno de la adaptación5. La biodiversidad y su conservación

TEMA 3. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA

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La biodiversidad y la evolución

La cantidad total de especies que pueblan la Tierra podría llegar a 30 e incluso a 50 millones.

Todas estas especies proceden de antepasados comunes cuyos restos, fósiles, han quedado enterrados en las rocas.

Existe una gran variedad actual: biodiversidad.

Todos estos hechos solo son posibles debido a la evolución.

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Concepto de evolución

La evolución puede definirse como la acumulación gradual y continua de

cambios hereditarios en las poblaciones, que originan nuevas

especies.

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A lo largo de la historia la diversidad existente en los seres vivos se ha explicado mediante dos tipos de teorías:

FIJISTASAquellas que consideran que las especies son fijas e inmutables desde su origen hasta nuestros días.

EVOLUCIONISTASAquellas que sostienen que las especias han variado a lo largo del tiempo hasta dar lugar a la gran diversidad actual.

1. La historia de las teorías evolucionistas

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FIJISMOEsta teoría sostiene que las especies son fijas e inmutables desde su origen hasta nuestros días.Estas teorías están muy influidas por los mitos primitivos y lascreencias religiosas y han condicionado el pensamiento científico hasta el siglo XIX.

Defensores:LINNEO. Estableció un sistema de clasificación (Nomenclatura

binomial) que agrupaba a los organismos según sus semejanzas. No consideraba la posibilidad de cambio.

CUVIER. Propuso la teoría del catastrofismo para explicar la desaparición de unos animales y la aparición de otros y la explicación de la aparición de fósiles diferentes a los organismos actuales.

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LOS PRECURSORES DEL EVOLUCIONISMOA lo largo de la historia ha habido autores que intentaban explicar los cambios que sufrían las especies.

ARISTÓTELES. Ideó la “escala de la naturaleza” que ordenaba a los organismos según su complejidad, de los más simples a los más complejos.

ERASMUS DARWIN (abuelo de Darwin). Propuso que los seres vivos aparecían por causas diferentes a la intervención divina.

CHARLES LYELL. Desarrolló la teoría del actualismo, que propone que los acontecimientos del pasado remoto de la Tierra fueron causados por la acción de fuerzas idénticas a las que operan en la actualidad y explica los cambios geológicos de la Tierra como un proceso lento, gradual y continuo, que sigue actuando en el presente.

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EL TRANSFORMISMOLa primera teoría evolucionista extensa y detallada fue elaborada por JEAN-BAPTISTE DE LAMARCK.

Lamarck enunció que los organismos experimentan cambios en el tiempo, como consecuencia de fenómenos naturales.

Su teoría se resume en los siguientes apartados:- Los organismos tienden a adquirir una mayor complejidad y perfección.

- La generación espontánea crea a los organismos sencillos que luego originan organismos más complejos.

- La evolución es un cambio gradual que conduce a la adaptación de los organismos por cambios en su conducta.

- Los cambios de conducta provocan el uso o desuso de un órgano que se desarrolla o atrofia respectivamente (la función crea al órgano).

- Los nuevos caracteres adquiridos se transmiten a la descendencia (herencia de los caracteres adquiridos).

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HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS

Propuso que las especies variaban al adquirir nuevos órganos o perder estructuras inservibles para solucionar nuevas necesidades o ansias de adaptación.

Los caracteres adquiridos en vida son heredables, lo cual hoy sabemos que es falso.

Según Lamarck las serpientes habrían evolucionado a partir de lagartos que preferían reptar a caminar, y las jirafas habrían evolucionado teniendo el cuello cada vez más largo para comer mejor las hojas más altas de los árboles.

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HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS

Evolución de las jirafas según Lamarck

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LA TEORÍA DE LA SELECCIÓN NATURALFue propuesta por CHARLES DARWIN (1859). Por aquella época RUSSEL WALLACE había llegado a las mismas conclusiones.

El impacto fue extraordinario pero la teoría fue rechazada por muchos biólogos y por la Iglesia.

Su teoría se sustenta sobre cuatro postulados:- El mundo no es estático sino que evoluciona. Las especies cambian continuamente, unas aparecen otras se extinguen.

- El proceso de cambio es gradual y continuo, sin cambios súbitos o saltos discontinuos.

- Los organismos semejantes están emparentados y descienden de un antepasado común.

- El cambio evolutivo es el resultado de la Selección Natural.

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La selección natural según Darwin actúa de la siguiente manera:

1. Varibilidad.

2. Lucha por la existencia.

3. Reproducción diferencial

Resultados:

- Adaptación de los organismos al ambiente.

- La acumulación de modificaciones origina la aparición de nuevas especies.

Problemas:

- Darwin no pudo explicar cómo se transmitían los caracteres de generación en generación. Desconocimiento de los genes.

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SELECCIÓN NATURAL

Propuso como mecanismo para explicar la evolución la selección natural basada en la supervivencia de los más aptos.

Dentro de una población de una especie hay variabilidad, no todos nacen igual de resistentes o de capaces. Generación tras generación los organismos más resistentes se reproducirán más (lucha por la existencia y reproducción diferencial) y pasarán sus características a la descendencia.

Después de muchas generaciones la suma de cambios hará que la última generación sea tan distinta a la primera que formará otra especie.

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SELECCIÓN NATURAL

Evolución de las jirafas según Darwin

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La teoría surgió en los decenios 1930-1950 de la mano de diversos autores, destaca THEODOSIUS DOBZHANSKY.Es una revisión de la teoría de la Selección Natural de Darwin con l ayuda de aportaciones de otras disciplinas científicas (genética, paleontología, sistemática, biogeografía, etc.).

Su teoría se puede resumir en cuatro puntos:

- La unidad evolutiva es la población y no el individuo aislado. La variabilidad en las poblaciones se debe a las mutaciones y a la recombinación génica.

- Las condiciones ambientales favorecen que los genotipos mejor adaptados dejen mayor descendencia y, poco a poco, constituirán el conjunto dominante.

- El proceso evolutivo es gradual (como marcan los fósiles).

- El modelo de especiación alopátrida completa el modelo de especiación simpátrida de la teoría darwiniana.

2. La Teoría Sintética o Neodarwinismo

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Aportaciones de otras ciencias:

- GENÉTICA: las leyes de Mendel y la génetica postmendelianaintrodujeron el concepto de gen, de mutación y de recombinación génica como causas de la variabilidad.

- SISTEMÁTICA Y BIOGEOGRAFÍA: Introdujeron los conceptos de especiación sinpátrida y alopátrida como mecanismos para crear nuevas especies.

- PALEOTOLOGÍA: El estudio de los fósiles apunta a que la evolución es un proceso gradual, aleatorio, sin ninguna finalidad ni tendencia a la perfección.

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TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN

Darwin desconocía los mecanismos de la variabilidad. Hoy sabemos que los factores determinantes de la herencia son los genes y los de la variabilidad las mutaciones.

En una población de jirafas, algunas sufrieron mutaciones beneficiosas que hicieron que tuvieran el cuello un poco más largo que otras de su misma población. Al alimentarse mejor, fueron seleccionadas por la naturaleza y transmitieron su característica a la descendencia. El resultado, jirafas con el cuello más largo.

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TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN

Especialización alopátrida

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REVISIONES DE LA TEORÍA SINTÉTICA

TEORÍA DEL EQUILIBRIO PUNTUADO. (GOULD, 1972).

Defiende que la evolución no se realiza por medio de pequeños cambios graduales (microevolución).

Propone que el registro fósil refleja la realidad del proceso evolutivo: existen largos períodos de tiempo sin cambio evolutivo (estasis) que se alternan con etapas de intensa especiación (grandes revoluciones genéticas).

La evolución se produce a oleadas, saltos

y no como un proceso gradual de cambio.

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3. Las pruebas de la evolución

Existen varios tipos de pruebas que apoyan la evolución:

PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS.

PRUEBAS DE LA ANATOMÍA COMPARADA.

PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS

PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS

PRUEBAS BIOQUÍMICAS.

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4. Las pruebas de la evolución PRUEBAS

PALEONTOLÓGICASLos fósiles constituyen las pruebas paleontológicas.

Dos aspectos importantes son el estudio de:

- Series filogenéticas. Por ejemplo, serie evolutiva de los équidos.

- Formas puente o eslabones. Por ejemplo Archaeopterix (forma intermedia entre un reptil y un ave. Marca el origen reptiliano de las aves.

Series filogenéticas

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4. Las pruebas de la evolución PRUEBAS DE LA

ANATOMÍA COMPARADASe basan en la disposición de determinadas estructuras del cuerpo de los organismos. Son las homlogías y los órganos vestigiales.

-HOMOLOGÍAS. Hace referencia a las estructuras corporales de lo organismos que son parecidas que es inevitable pensar que se trata de adaptaciones de una única anatomía, la del antepasado común, a usos distintos. (Ejemplo:, brazo humano, extremidad anterior de gato, de caballo y ala de murciélago).

Evolución divergente

Radiación adaptativa

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4. Las pruebas de la evolución PRUEBAS DE LA ANATOMÍA COMPARADA

-ÓRGANOS ANÁLOGOS. Son los que desempeñan la misma función pero un origen evolutivo y una estructura básica distinta.

-Se originan cuando especies diferentes desarrollan adaptaciones similares.

- Proceso de evolución convergente o convergencia adaptativa

- Ejemplo: ala de insecto, ala de ave y ala de murciélagio.

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4. Las pruebas de la evolución PRUEBAS DE LA ANATOMÍA COMPARADA

-ÓRGANOS VESTIGIALES. Son partes del cuerpo sin ninguna utilidad en la especie actual pero de alguna utilidad en el antepasado de esta especie.

Esto indica la existencia de antepasados de formas de vida muy diferentes.

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4. Las pruebas de la evolución

PRUEBAS EMBRIOLÓGICASLos estudios embriológicos ponen de manifiesto que los organismos emparentados evolutivamente presentan similitudes en sus embriones durante algunas etapas de su desarrollo embrionario.

“La ontogenia reconstruye la filogenia”

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4. Las pruebas de la evolución

PRUEBAS BIOGEOGRÁFICASSe basan en el estudio de la distribución de los seres vivos en las distintas zonas geográficas de la Tierra.

La distribución de la flora y fauna no es uniforme en todos los continentes.

Zonas biogeográficas que se separaron hace mucho tiempo presentan más diferencias entre su flora y fauna.

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PRUEBAS BIOQUÍMICAS

4. Las pruebas de la evolución

Se basan en que:

Todos los organismos presentan una gran uniformidad en los componentes moleculares. (ADN, nucleótidos de A,T,G y C).

El código genético es el mismo en todos los organismos.

Los procesos metabólicos son casi idénticos.

La BIOQUÍMICA permite establecer relaciones de parentesco y elaborar ÁRBOLES FILOGENÉTICOS mediante la comparación de secuencias de los aminoácidos de una proteína o de los nucleótidos del ADN.

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4. Las pruebas de la evolución

PRUEBAS BIOQUÍMICASSe basan en la suposición de que las mutaciones (cambios en los genes) suceden a ritmo constante.

Contando las diferencias en los genes entre dos especies podemos averiguar su parentesco y el momento de su separación.

De los 30000 genes del ratón, 29700 están también en el ser humano. Ambos mamíferos con antepasados comunes.

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5. El fenómeno de adaptación

La adaptación se define como los cambios heredables de los caracteres

que permiten la adecuación de los seres vivos a las condiciones del medio en el

que viven, es decir, permiten su supervivencia.

Tipos de adaptaciones:- Estructurales- Fisiológicas - De comportamiento

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Ejemplo de adaptación estructural.

Los picos de los pinzones han

evolucionado para adaptarse al alimento presente en cada isla.

Pinzones de Darwin

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6. La biodiversidad y su conservación

La biodiversidad se define como la variedad de especies y su abundancia

relativa en un ecosistema.

Según la Conferencia de Río de Janeiro (1992), el concepto engloba 3 aspectos:

1. La variedad de especies.

2. La variedad de genes

3. La variedad de ecosistemas

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6. La biodiversidad y su conservación

CAUSAS DE LA PÉRDIDA DE BIODIVERSIDAD

1. La sobreexplotación. (Deforestación, sobrepastoreo, caza y pesca abusivas y el comercio ilegal de especies).

2. La alteración y destrucción de los ecosistemas. (Contaminación, incendios forestales, cambios en los usos del suelo).

3. Fragmentación de los hábitats naturales. (Obras públicas).

4. Introducción de especies foráneas, que desplazan a las autóctonas. (Visón americano, cangrejo americano, cotorra argentina).

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6. La biodiversidad y su conservación

Necesidad de:

1. Espacios protegidos.

2. Acuerdos internacionales.

3. Bancos de genes y semillas.

4. Uso sostenible de los recursos naturales.

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Recuerda:- Las características del fijismo, catastrofismo y actualismo.

- Explica con ejemplos la teoría del transformismo.

- Explica con ejemplos la teoría de la selección natural.

- Explica con ejemplos la teoría sintética.

- Explica las diferencias entre la teoría de Darwin y la teoría sintética.

- Acuérdate de las pruebas de la evolución: paleontológicas, de la anatomía comparada, embriológicas, biogeográficas y bioquímicas.

- Define correctamente los conceptos más relevantes como homologías y analogías, evolución, adaptación, biodiversidad.

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Recuerda:- Las características del fijismo, catastrofismo y actualismo.

- Explica con ejemplos la teoría del transformismo.

- Explica con ejemplos la teoría de la selección natural.

- Explica con ejemplos la teoría sintética.

- Explica las diferencias entre la teoría de Darwin y la teoría sintética.

- Acuérdate de las pruebas de la evolución: paleontológicas, de la anatomía comparada, embriológicas, biogeográficas y bioquímicas.

- Define correctamente los conceptos más relevantes como homologías y analogías, evolución, adaptación, biodiversidad.