Ciencias para el mundo contemporáneo1º Bachil lerato

“Los monos son demasiado buenos para que el hombre pueda descender de el los”

Friedrich Nietzsche (1844-1900)

1.1. Primeras teorías sobre el origen de la vida:- Creacionismo: Se basa en la religión, supone la existencia de

un dios o espíritu creador de la materia viva. Aceptada hasta el S. XVII.

- Generación espontánea: Aparición de vida de forma espontánea cuando las condiciones son las adecuadas (Aristóteles, antigua Grecia). Aceptada hasta el S. XVII.

- En el S. XVII, Redi y Spallanzani desmontan las ideas creacionistas y de la generación espontánea. En el S. XIX, Pasteur demuestra que los seres vivos solo pueden proceder de otros seres vivos.

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Experimento de Spallanzani (S. XVII)

Experimento de Pasteur (S. XIX)

Primeras teorías sobre el origen de la vida:- Panspermia / Origen extraterrestre: Desde

la antigua Grecia hasta la actualidad. Postula que la vida llegó a la Tierra en forma de esporas bacterianas procedentes del espacio exterior e impulsadas por la presión de la radiación de las estrellas. Se basa en la existencia de materia orgánica en restos de meteoritos, pero no explica la aparición de vida en el hipotético planeta original. Apoyada por Anaxágoras, Arrhenius y numerosos astrofísicos.

Panspermia: el origen cósmico de la vida

1.2. Teorías modernas sobre el origen de la vida:

- Evolución química de la vida (Oparin y Haldane, 1924)

- Génesis mineral (Hipótesis de las arcillas, Cairns – Smith, 1985)

- Fuentes hidrotermales (Teoría del mundo de hierro – sulfuro, Wächstershäuser, 1980)

- Mundo ARN (Eigen, 1970)

Es la hipótesis más aceptada en la actualidad para explicar el origen de la vida en la Tierra.

1924, Oparin: Los compuestos químicos que existían en la atmósfera primitiva sirvieron de materia prima para la síntesis de compuestos orgánicos sencillos que forman parte de los seres vivos. Los primeros seres vivos habrían aparecido tras una larga evolución prebiótica.

Demostración de la teoría de Oparin a través de los experimentos de Mil ler (1953)

Hipótesis de Oparin: Síntesis prebiótica de moléculas orgánicas.

Existencia de una atmósfera primitiva reductora (metano, dióxido de carbono, amoniaco, etc).

Reacción de los gases atmosféricos como consecuencia de descargas eléctricas, formando pequeñas moléculas orgánicas.

Combinación de las moléculas orgánicas con el agua de lluvia para precipitar y formar ladri l los biológicos (aminoácidos, ácidos grasos, etc).

Interacción de los ladrillos biológicos para generar los primeros polímeros (proteínas y ácidos nucleicos).

Estas moléculas se fueron acumulando en mares primitivos formando la sopa o caldo primigenio.

Los polímeros se agrupan formando pequeñas gotas o microestructuras (coacervados) capaces de reproducirse y evolucionar.

Como en muchas ocasiones, las ideas de Oparin no fueron bien aceptadas… Hubo que esperar 30 años para que Miller apoyara la hipótesis de los coacervados con sus experimentos.

1.2. TEORÍAS MODERNAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

Génesis mineral: Supone que los primeros polímeros biológicos surgieron a partir de las arcillas. Las arcillas habrían actuado como biocatalizadores, atrayendo moléculas sencillas y facilitando su unión.

Fuentes hidrotermales: Próximas a las dorsales que proporcionan gases precursores. La presencia de pirita (sulfuro de hierro) supone la base para la formación de los polímeros biológicos.

Mundo ARN: Piensa que el ARN (ácido ribonucleico) fue la primera biomolécula en aparecer y se formó en mares primitivos ricos en aminoácidos y proteínas.

1.2. TEORÍAS MODERNAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

2. LAS PRIMERAS CÉLULAS: EVOLUCIÓN CELULAR

Todos los seres vivos estamos emparentados puesto que tenemos un origen común en un grupo de células ancestrales.

Hace 3800 m.a.: Probablemente las primeras células fueron bacterias heterótrofas anaerobias fermentadoras, que evolucionaron hasta originar cianobacterias fotosintéticas (así evitaban la desventaja del agotamiento de las reservas alimenticias).

Como resultado de la actividad fotosintética la atmósfera se enriqueció en oxígeno, lo que permitió el desarrollo de nuevas formas de vida basadas en la respiración celular.

4. Hace 2700 m.a.: Aparecen las células eucariotas. Actualmente se acepta la teoría del endosimbionte (Margulis, 1971) que propone una asociación simbióntica entre distintos tipos de células bacterianas procariotas que originó una célula eucariota.

2. LAS PRIMERAS CÉLULAS: EVOLUCIÓN CELULAR

3.1. ANTIGUAS TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LAS ESPECIES:

- Fij ismo, S. XVIII (Linneo): propone que las especies no cambian, sino que se mantienen básicamente invariables a lo largo del tiempo desde la creación del universo.

- Catastrof ismo, S. XVIII (Cuvier): cada cataclismo geológico destruye las especies existentes, de forma que se produce posteriormente una creación de nuevas especies.

- A finales del S. XVIII, Leclerc (Conde de Buffon) aportó la idea de que los seres vivos se transforman o evolucionan, lo que favoreció que se abandonaran las teorías fijistas y catastrofistas.

3.2. TEORÍAS EVOLUCIONISTAS:

C. Hipótesis evolucionista de Lamarck (S. XVIII)D. Teoría de la evolución de Darwin – Wallace (S. XIX)E. Neodarwinismo o teoría sintética de la evolución (S.

XIX)

HIPÓTESIS EVOLUCIONISTA DE LAMARCK:- Propuesta por Jean Baptiste Monet (caballero de Lamarck),

en el S. XVIII.- La hipótesis de Lamarck se denomina transformismo y

supone que las especies evolucionan al transformarse gradualmente unas en otras.

- Tiene dos ideas principales: “la función crea el órgano” y “los caracteres adquiridos se heredan”.

- Actualmente no se acepta, pero mentalizó a los científicos de la época de la existencia de un proceso evolutivo y los animó a seguir investigando.

A. HIPÓTESIS EVOLUCIONISTA DE LAMARCK:- La función crea el órgano: Los seres vivos se adaptan al

medio que les rodea desarrollando los órganos que más utilizan y atrofiando los que menos utilizan.

- Los caracteres adquiridos se heredan: Las modificaciones que sufre un organismo en su vida son heredadas por sus descendientes. Estos cambios son los que generan nuevas especies.

B. TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN DE DARWIN – WALLACE:- Propuesta por Charles Darwin y Alfred Wallace en el S. XIX:- Esta teoría crea un vínculo de parentesco entre todos los seres

vivos. Las actuales especies serían consecuencia de una progresiva e ininterrumpida divergencia adaptativa de especies precedentes.

- Darwin además propuso la teoría de la selección natural para explicar el mecanismo evolutivo.

- La teoría evolutiva de Darwin y Wallace se basa en una serie de principios que veremos a continuación.

B. TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN DE DARWIN – WALLACE:- Elevada capacidad reproductora de los seres vivos: La

reproducción permite reemplazar a los seres vivos que mueren en una población. Al ser los recursos limitados, los seres vivos luchan por la supervivencia compitiendo para poder alimentarse y reproducirse.

- Variabil idad de las poblaciones: Dentro de una misma población los individuos son distintos entre sí, presentan distintos caracteres que se pueden heredar. Solo los más aptos sobrevivirán y podrán reproducirse.

- Selección natural: En un ambiente hostil los individuos menos aptos son eliminados y sobreviven los mejor adaptados. Estos últimos trasmitirán sus caracteres a sus descendientes.

- Las especies evolucionan: Los caracteres ventajosos se transmiten a la siguiente generación. Estos caracteres se van acumulando y con el paso del tiempo darán lugar a nuevas especies.

C. NEODARWINISMO O TEORÍA SINTÉTICA:- Propuesta por Dobzhansky (S. XX), tras las aportaciones de Medel

sobre la herencia genética de los caracteres.- Se basa en dos hechos:· Variabil idad genética en la población debida a mutaciones y a

la recombinación génica (reproducción sexual).· Selección natural que elimina genotipos menos ventajosos y

permite el desarrollo de individuos con combinaciones génicas favorables.

El neodarwinismo propone que es la selección natural la que varía las proporciones de los genes en cada población, aumentando las frecuencias con que aparecen las combinaciones ventajosas, por lo que es la población en su conjunto la que evoluciona al estar mejor adaptada a su ambiente.

NUEVAS TEORÍAS SOBRE LA EVOLUCIÓN

Neutralismo: Motoo Kimura; Es el azar el que hace que varíen las poblaciones en las cuales un gen determinado que ha mutado puede dispersarse sin tener ninguna ventaja selectiva, por lo tanto no actúa la selección natural.

Equil ibrio puntuado: Stephen J. Gould; Plantea que la ausencia de pasos intermedios en el registro fósil no se debe a que sea incompleto, sino a que, en ocasiones, la evolución se produce “a saltos”.

NUEVAS TEORÍAS SOBRE LA EVOLUCIÓN

EVIDENCIA CIENTÍFICA: LAS PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN

1. EVIDENCIAS CLÁSICAS:- Morfológicas- Paleontológicas- Embriológicas- Taxonómicas2. EVIDENCIAS RECIENTES:- Bioquímica comparada y biología celular- Secuencias de proteínas y de ADN- Hibridación de ADN- Estudio del bandeado cromosómico- Análisis inmunológico o serológico

PRUEBAS MORFOLÓGICAS

PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS

PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS

PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS

PRUEBAS TAXONÓMICAS

Especie: Conjunto de organismos que tienen semejanzas morfológicas, pueden reproducirse dando lugar a descendencia fértil y presentan un aislamiento reproductivo con otras especies

Especiación: Aparición de dos o más especies diferentes a partir de una inicial.

¿Cómo se produce la especiación?: Normalmente por aislamiento geográfico, que impide el intercambio de genes entre poblaciones, por lo que distintas poblaciones comienzan a separarse genéticamente. Después aparece el aislamiento reproductivo (cambios fisiológicos, anatómicos y de conducta)

1. Orrorin tugenensis – Ardipithecus ramidus2. Australopithecus sp.3. Paranthropus sp.4. Homo habilis – Homo rudolfensis5. Homo ergaster6. Homo erectus7. Homo antecessor8. Homo neanderthalensis9. Homo sapiens

Las características de la evolución humana desde los primeros homínidos hasta el ser humano actual son:

- Adquisición del bipedismo- Aumento progresivo de la estatura, del peso y de la capacidad

craneal.- Reducción del tamaño de la mandíbula- Elaboración de herramientas cada vez más sofisticadas.- Manipulación del fuego.- Paso de hábitats boscosos cerrados a zonas abiertas.- Expansión desde el sudeste de África hacia Europa y Asia, y

posteriormente hacia el resto de continentes.- Cambio de una dieta herbívora hacia una dieta carnívora- Aparición progresiva del lenguaje

Homo antecessor :- En el yacimiento de la Gran Dolina (Sierra de Atapuerca,

Burgos).- Especie homínida más antigua de Europa.- Más de 1 millón de años de antigüedad.

Homo heidelbergensis :

- Yacimiento de la Sima de los Huesos (Sierra de Atapuerca, Burgos)

- 500000 años de antigüedad.

- Antecesor del hombre de Neanderthal