Download - Orixe e evolución dos seres vivos
Profesor: Adán Gonçalves
ORIXE E EVOLUCIÓN DOS SERES VIVOS
QUE É A VIDA?
Nun principio parece ésta unha pregunta sinxela de respostar, pero o certo é
que non temos unha definición de consenso entre a comunidade científica.
Vexamos algúns exemplos:
“ A vida é desequilibrio” De Duve (Bioquímico)
“ A vida é unha rexión onde se incrementa a orde en ciclos movidos por un
fluxo de enerxía” Carl Sagan (Astrofísico)
“A vida é información e ADN replicable (mediante proteínas) ao abrigo dunha
membrana” Chris McKay (Astrobiólogo)
“A vida é unha equivocación” Ken Olsen (Astrobiólogo)
“Polo complicada que é, case un milagre” Francis Crick (Bioquímico)
QUE É A VIDA?
Visto o complicado que é definir a vida; o que normalmente facemos é definir
que caracteriza a vida.
Os seres vivos realizan tres funcións vitais: nutrición, relación e reprodución.
Estas tres funcións permítennos diferenciar o vivo do inerte.
Aínda así, as veces preséntanse problemas.
Por exemplo, un virus é un ser vivo?
Certamente non, non se nutre, non se relaciona e únicamente pode
reproducirse; pero a ninguén se lle escapa que non ten as mesmas
características que unha rocha ou unha mesa.
Por este motivo, considéranse a fronteira da vida; son partículas infecciosas
como os prións, ou os viroides.
En definitiva, para que haxa vida...
QUE É A VIDA?
… deben realizarse as tres funcións vitais.
A unidade básica da vida que pode desempeñar esas funcións denominámola
célula.
Polo tanto, para que haxa vida debe haber células.
1. A ORIXE DA VIDA- A XERACIÓN ESPONTÁNEA
A Xeración Espontánea foi unha idea que persistíu dende a
Grecia Clásica ata o século XIX e que deu orixe a múltiples
hipóteses sobre a orixe da vida.
A grandes rasgos poderíamos resumila dicindo que era
posible que xurdira de xeito espontáneo materia viva a
partir de materia inerte.
Tivo como defensores destacados o científico Van Helmont
(s. XVII) e o sacerdote-científico John Needham (s.
XVIII). Van Helmont chegou a propoñer unha receita para
obter ratos en 21 días a partir de roupa sucia.
J. Needham
Van Helmont
1. A ORIXE DA VIDA- A XERACIÓN ESPONTÁNEA
O EXPERIMENTO DE NEEDHAM
En 1745 ferveu trozos de carne para descontaminalos. A pesar desto
desenvolvéronse colonias de microorganismos sobre a carne, polo que chegou a
conclusión de que éstes orixinábanse espontáneamente.
A razón debíase a que Needham non selou correctamente os recipientes para
evitar a contaminación por parte dos microorganismos do aire.
En todo caso, Needham pensaba que o aire era indispensable para a vida,
incluso no proceso da xeración espontánea, xa que posuía o que chamou a
“forza vital”.
1. A ORIXE DA VIDA- A XERACIÓN ESPONTÁNEA
Entre os principais opositores destacan F. Redi (XVI), Spallanzani (XVIII)
e Louis Pasteur (XIX) que foi quen elegantemente refutou de xeito
definitivo a idea.
O EXPERIMENTO DE SPALLANZANI
Spallanzani contemporáneo de Needham refutou os
resultados deste a través de experimentos similares
aos de Needham, pero prolongando o quecemento e
selando con máis coidado.
En todo caso Needham nunca aceptou estes
resultados por considerar que o selado impedía a
entrada do aire e polo tanto, eliminaba a “forza
vital”.
1. A ORIXE DA VIDA- A XERACIÓN ESPONTÁNEA
O EXPERIMENTO DE REDI
Redi non estaba convencido como se decía na súa época que os vermes
xurdiran espontáneamente da carne podrida. Para comprobalo fixo o
seguinte experimento:
1. Observou que se a carne non está cuberta as moscas pósanse nela
constantemente e pasado un tempo aparecen vermes.
2. Co tempo os vermes transfórmanse en estruturas inmóbiles e
ovaladas.
A partir destas observacións diseñou un experimento de xeito que
deixou carne empodrecer, pero unha parte a tapou cunha teliña e outra
non.
Pasado un tempo só a carne descuberta desenvolveu vermes.
Concluíu que os vermes proceden da posta das moscas, pero se a carne
está cuberta as moscas non poñen os ovos nela e non se orixinan
vermes.
1. A ORIXE DA VIDA- A XERACIÓN ESPONTÁNEA
PASTEUR: O EXPERIMENTO DEFINITIVO
Como a maioría dos defensores da xeración espontánea escudábanse para refutar os
experimentos dos detractores en que o selado ou a disposición de telas podía interferir na
entrada da “forza vital”; Pasteur deseñou un intelixente experimento que botou por terra
calquera posibilidade de refutación:
Deseñou uns matraces con colo curvo (“colo de cisne”) que permitían evitar a
contaminación polo aire, pero que non suporían impedimento ningún a suposta “forza vital”.
Queceu un caldo de cultivo en matraces deste tipo e observou que non desenvolvían
microorganismos.
Tamén observou que se se inclinaban en pouco tempo aparecían microorganismos, polo que
quedaba demostrado que era o aire contaminado con eles o que provocaba a súa aparición
e non constituían unha xeración espontánea.
PASTEUR: O EXPERIMENTO DEFINITIVO
A ORIXE DA VIDA- A XERACIÓN ESPONTÁNEA
Vídeo: Xeración espontánea
Pero se non existe a xeración espontánea,
Como xurdiu a vida no noso
planeta?
O rastro máis antigo de actividade biolóxica atopouse en rochas de hai uns
3.800 m.a.
A Terra primitiva, onde se orixinou a vida, tiña características diferentes ás
actuais:
• A atmosfera era moi diferente á actual. (Abundancia de CO2, metano e
vapor de auga e ausencia de osíxeno (atmosfera redutora).
• As radiacións ultravioleta chegaban á superficie terrestre, ao non haber
ozono.
• Atopábase sometida ao impacto de meteoritos, polo que o ambiente era
pouco estable.
Hai varias hipóteses sobre a orixe da vida na Terra:
• A síntese prebiótica.
• As chemineas hidrotermais submarinas.
• A panspermia.
1. A ORIXE DA VIDA- O PUNTO DE PARTIDA
Foi proposta por Oparin e Haldane. Sostiña que a vida puido orixinarse na Terra
como consecuencia dun proceso polo que se formaron moléculas orgánicas a partir dos
gases presentes na atmosfera primitiva, este proceso tería lugar en varias fases:
1.Formación de moléculas orgánicas sinxelas. Estas formaríanse a partir dos gases
que compoñían a atmosfera primitiva (hidróxeno, metano, amoníaco e vapor de auga),
ao estar expostos á radiación ultravioleta e ás descargas eléctricas producidas nas
tormentas. Como a atmosfera era reductora (non tiña osíxeno) non se oxidaban e
degradaban estas moléculas orgánicas.
2.Formación de moléculas orgánicas complexas, orixinadas a partir da combinación
das anteriores, que se acumularían nos océanos (cando a temperatura da Terra
descendeu o vapor de auga condensouse e as primeiras chuvias formaron os océanos)
orixinando a sopa ou caldo primitivo (sopa prebiótica).
3.Formación de coacervados. Algúns dos compostos organizados uniríanse formando
esferas ocas, chamadas coacervados. No seu interior quedarían pechadas moléculas
capaces de facer copias de si mesmas.
2. Hipóteses sobre a Orixe da Vida:
Teoría da síntese prebiótica (Oparín e Haldane)
Teoría da síntese prebiótica (Demostración de Miller)
O experimento realizado por Stanley
Miller demostrou que nas condicións
propostas por Oparin e Haldane era
posible a síntese de moléculas
orgánicas.
Aminoácido
s e outros
compostos
orgánicoss
As chemineas hidrotermais submariñas
Nas fumarolas volcánicas ou chemineas
hidrotermais submariñas atópanse os
organismos máis primitivos coñecidos
(bacterias resistentes ás altas
temperaturas) que posúen características
que as fan axeitadas para ser o lugar onde se
orixinou a vida.
A Panspermia
A hipótese da panspermia sostén que os
primeiros organismos vivos, ou os seus
precursores, se orixinaron fóra da Terra, e
viaxarían ata aquí nun asteroide ou cometa.
2. Hipóteses sobre a Orixe da Vida: Outras hipóteses
3. A evolución biolóxica. A orixe da biodiversidade
A evolución biolóxica é o proceso continuo de transformación das especies ao
longo do tempo.
Actualmente, ninguén (ou case) discute o proceso evolutivo, xa que temos
probas irrefutables, pero non sempre foi así...
A cabalo entre os séculos XVIII e XIX dous xeitos de ver o mundo natural
enfrontáronse. Estas dúas correntes de pensamento son o fixismo e o
evolucionismo.
O fixismo afirma que as especies son inmutables, é dicir que non sufriron cambios
dende que foron creadas. Ao longo da historia houbo e todavía hai, distintas
teorías fixistas baseadas nesta idea: Creacionismo (Linneo), Catastrofismo
(Cuvier) e o Deseño intelixente.
As características das teorías fixistas son:
Visión antropocéntrica do mundo.
Idea dunha Terra duns 6000 anos de antigüedade.
Falsas evidencias de “sentido común” p.e.: a escala humana as especies non
cambian.
Fixismo: As teorías fixistas
3. A evolución biolóxica. A orixe da biodiversidade
Fixismo: Creacionismo
No século XVIII o botánico sueco, Carl
Von Linné (Linneo), consideraba que as
especies foran creadas dunha maneira
independente, permanecendo invariables ao
longo do tempo. Sostiña que “existen tantas
especies diferentes como formas creou o
Supremo Creador”. Sobre esta idea construiu o
gran Sistema Natural de clasificación de
plantas e animais, que aínda se usa hoxe en día.
Fixismo: Catastrofismo
En 1798, outro naturalista, o francés
Cuvier, propuso unha modificación da
teoría anterior aproveitando o
descubrimento dos fósiles. O
catastrofismo de Cuvier explicaba a
existencia de fósiles como mostra dos
seres vivos que se extinguiran debido a
grandes catástrofes, como a do diluvio
universal da Biblia.
Despois de cada cataclismo, Deus creaba
novas especies animais e vexetais.
Fixismo: O Deseño Intelixente
O deseño intelixente parte da idea de que non é posible explicar a complexidade
da vida e das distintas especies que habitan o planeta por simple azar.
Establece polo tanto que hai un máximo facedor (Deus: o deseñador da vida) que
é o responsable da biodiversidade.
Vídeos: “A Herdanza do vento”
4. Evolucionismo: o lamarckismo
Xa no século XVIII hai naturalistas e científicos que defenden
unha idea evolucionista, (Buffon ou Erasmus Darwin), pero sen
establecer unha teoría ao respecto. A primeira teoría
evolucionista é o lamarckismo. As súas ideas básicas son:
•Os organismos cambian necesariamente, tendendo a unha maior
complexidade e perfección.
•Os cambios nas condicións ambientais fan que as especies
modifiquen os seus hábitos. Os hábitos dos seres vivos
determinan os cambios que se producen neles: se un órgano se
emprega moito, desenvólvese, mentres que un que non se usa
atrofiarase. (Lei do uso e o desuso). A necesidade pode incluso
crear un órgano novo. (A función crea ao órgano).
•Os cambios adquiridos desta maneira, transmitiríanse á
descendencia. (Herdanza dos caracteres adquiridos)
Da acumulación progresiva destes cambios xurdiría unha nova
especie.
A evolución do colo das xirafas segundo Lamarck
Os antepasados das xirafas tiñan o colo pequeno, e alimentábanse de follas de arbustos e ramas baixas das
árbores. Cando comezaron a escasear, un impulso interno levounas a estirar cada vez máis o colo, para así
poder chegar ás ramas situadas a máis altura. Estes alongamentos, herdados xeración tras xeración, durante
millóns de anos, conduciron a aparición da especie actual.
Evolucionismo: Lamarckismo
O lamarckismo chamouse tamén teoría dos caracteres adquiridos, resaltando con iso un dos seus principais
erros, xa que as modificacións corporais adquiridas por un individuo non son transmisibles á descendencia.
Só poden transmitirse as modificacións xenéticas que afectan aos seus gametos.
Cada persoa fórmase a partir da célula ovo ou zigoto que se orixina na
fecundación, por unión dun óvulo e un espermatozoide. A información
xenética que transmiten os pais aos fillos é aportada soamente por esas
células, polo que calquera modificación que non lles afecte non poderá
ser transmitida aos descendentes.
A información xenética está contida no ADN, unha molécula con forma
de dobre hélice que se atopa fundamentalmente no núcleo de todas as
células e tamén nos gametos.
• A información contida no ADN para as distintas características dos seres vivos chámase xenotipo. O xenotipo é o conxunto
de instrucións que dirixen o desenvolvemento do organismo.
• As características que amosen os diferentes seres vivos dependen do seu xenotipo, pero tamén están determinadas polos
factores ambientais. Para referirnos ás características que amosa un individuo (resultado da interacción do xenotipo co
medio no que se atopa) utilizamos o termo fenotipo.
Evolucionismo: Os erros do Lamarckismo
5. Evolucionismo: Darwinismo
O naturalista británico Charles Darwin
(1809- 1882), cando só tiña 22 anos,
formou parte da expedición científica que a
bordo do Beagle deu a volta ao mundo en 5
anos. Durante esta viaxe tivo ocasión de
recoller moitos datos a partir dos cales
deduciu unha nova teoría da evolución, que
publicou en 1859, estimulado pola competencia
de Alfred R. Wallace, que chegara ás mesmas
conclusións ca el.
Na súa obra A orixe das especies, Darwin
explica que o proceso evolutivo baséase en
dous factores: a variabilidade da
descendencia e a selección natural.
Charles Darwin
Russel Wallace
5. Evolucionismo: o darwinismo
Os naturalistas Charles Darwin e Alfred Russel Wallace ofreceron unha nova
visión da evolución. Esta teoría denominada darwinismo está actualmente
aceptada.
Ambolos dous científicos, por separado, chegaron as mesmas conclusións para
tentar explicar a orixe da biodiversidade.
A evolución, segundo a súa teoría sucede por azar e sen unha finalidade.
Antecedentes do darwinismo
Unha viaxe: Darwin nas illas Galápagos e Wallace no arquipélago malaio
obtiveron probas claras da evolución.
Un economista: Thomas Malthus. Do que extraeu Darwin a idea da loita
pola supervivencia.
Un xeólogo: Charles Lyell. Do que recolle Darwin a idea do cambio gradual
ao longo do tempo.
5. Evolucionismo: Darwinismo
As ideas desta teoría son:
Nacen máis individuos de calquera especie que os que poden sobrevivir (os
recursos son limitados).
Entre os individuos existen diferenzas herdables.
Prodúcese unha selección natural, de maneira que os organismos que posúen
unha característica vantaxosa sobre os demais sobrevivirán e reproduciranse
máis cós outros. Polo tanto o motor da evolución é a selección natural.
A poboación vai cambiando gradualmente, xa que cada vez haberá máis
individuos coa variación vantaxosa.
Eso si, os máis adaptados nunhas circunstancias poden non selo noutras.
Na poboación inicial todas as xirafas teñen
o colo curto
Na poboación inicial hai xirafas con colo de
diferentes tamaños
A necesidade de chegar ás ramas altas fai que o colo vaia aumentando
de tamaño
A capacidade de chegar ás ramas altas
proporciona unha vantaxe ás xirafas de
colo longo, que sobrevivirán e se
reproducirán máis cás outras.
Co paso do tempo, as xirafas terán colos
longos Co paso do tempo, as
xirafas terán colos longos
Contraposición: Lamarckismo-Darwinismo
Os problemas e apoios do Darwinismo na súa época
Problemas:
Darwin non foi quen de explicar a orixe da variabilidade entre os individuos.
As ideas de Darwin chocaron frontalmente coas ideas predominantes na súa
época. Apoios:
Houbo unha amplia aceptación na comunidade científica.
A coincidencia nas conclusións cos estudos de Wallace no arquipélago malaio.
Actividades
A imaxe amosa unha poboación de escaravellos marróns
que se alimentan de follas verdes.
Nun determinado momento aparece un escaravello que
posúe unha cor verde similar á das follas.
Describe os procesos que acontecen en cada imaxe.
Asocia cada idea de Darwin á imaxe que mellor a
represente.
Cal sería a evolución desta poboación se se alimentara de
follas secas do solo?
Se unha poboación de escaravellos prefire as follas verdes e
outra as secas, como evolucionaría a súa cor?
Cabe a posibilidade de que unha variación resulte vantaxosa
nun ambiente e prexudicial noutro? Xustifica a resposta.
Aínda que Mendel foi contemporáneo de
Darwin, este non coñeceu o seus
descubrimentos sobre as leis da herdanza.
O descoñecemento da xenética foi unha
das principais limitacións da teoría de
Darwin, que non explicaba como se
orixinaba a variabilidade entre os
individuos dunha poboación nin como se
transmitían as variacións vantaxosas.
A Evolución depois de Darwin
Para que haxa evolución precísase variabilidade.
Os mecanismos que permiten que haxa variabilidade son a mutación e a
recombinación xenética (nos organismos con reprodución sexual).
Ambolos dous mecanismos supoñen cambios no ADN, e polo tanto transmisión
aos descendentes.
Estos cambios poden supoñer unha vantaxe adaptativa, unha desvantaxe ou
ser neutros dende o punto de vista adaptativo.
As mutacións e a recombinación xenética xeran as variacións herdables
sobre as que actúa a selección natural.
6. A orixe da variabilidade
Mutación
O caso da avelaíña do bidueiro. Revolución Industrial (Manchester, 1850)
A RESERVA DE VARIABILIDADE XENÉTICA é o que
permite aos individuos irse acomodando e adaptando aos
cambios ambientais…
Unha poboación
suficientemente diversa
ten máis probabilidade
de sobrevivir e de que
algún dos seus
individuos esté
adaptado as novas
condicións
Cor branca e vive sobre troncos de bidueiras, que
soen estar cubertos de liques brancos. Así, pasa
inadvertida ante os depredadores: os paxaros.
As que teñen unha mutación que failles ser
escuras, son presas fáciles. Éstas son
minoritarias.
O caso da avelaíña do bidueiro. Revolución Industrial (Manchester, 1850)
Cara 1850, en plena Revolución Industrial, a contaminación atmosférica matou a moitos liques os troncos de bidueiras xa non
tiñan liques e amosaban cor escura…
As avelaíñas blancas convertéronse na presa
doada dos paxaros…
As mutantes escuras pasaban
inadvertidas no novo ambiente
e se reproducían…
En 50 anos, o 99% da poboación
era escura…
… Un século máis tarde, a calidade ambiental
mellorou e a contaminación desapareceu da
zona…
Os líquenes voltaron a aparecer sobre as
bidueiras… e a situación voltou a cambiar…
… As avelaíñas brancas volven a ser outra vez
maioría!!
7. A presión de selección e a adaptación
O medio inflúe de maneira decisiva nos seres vivos. En ocasións, a supervivencia
é difícil, especialmente cando as condicións cambian.
Aqueles factores que afectan de maneira negativa á supervivencia dos individuos
denomínanse presión de selección, e a súa consecuencia é a selección natural. Os
individuos dunha poboación están continuamente sometidos á presión de
selección do medio.
Aqueles individuos que presenten algunha variedade que supoña unha vantaxe
para superar unha determinada presión de selección sobrevivirán e a súa
probabilidade de reproducirse será maior.
Despois de moitas xeracións, os individuos dunha poboación estarán adaptados
ao seu medio; este proceso que se produce nas poboacións como consecuencia da
presión de selección e a selección natural chámase adaptación.
A variabilidade inflúe de xeito decisivo na capacidade de superación da presión
de selección, e polo tanto, na supervivencia da especie.
A Evolución: Un feito ou unha teoría?
En ocasións dise que a evolución é un feito contrastado, pero tamén se fala de
"teorías" evolutivas. Significa isto que hai discrepancias entre os científicos á hora de
valorar a evolución e a súa consistencia?
En ciencia, un feito é algo que está confirmado. Por exemplo, que a Terra xira arredor do Sol.
Os feitos deben ser explicados por teorías; éstas poden facelo mellor ou peor, pero
non poden negalos. En calquera caso, que unha teoría non consiga explicar ben un feito, non
anula nin permite cuestionar ese feito. Así, os científicos poderán explicar ben ou mal porque
xira a Terra arredor do Sol, pero a Terra non deixará de xirar se a explicación é incorrecta.
Os datos e argumentos que se achegaron a favor da evolución son tantos e tan
concluíntes que a evolución considerase un feito histórico. Ningún científico actual nega a
evolución, non existe debate ningún na comunidade científica. O que se debate é como
se produciu a evolución, é dicir, a explicación teórica deste feito.
8. As probas da evolución
Probas
Paleontolóxicas
Baséanse no estudo
dos fósiles (restos
de seres vivos que
viviron no pasado e
quedaron
preservados).
Os fósiles máis
antigos
correspóndense cos
organismos máis
sinxelos.
Actualidade
Hai 540 millóns de anos
Probas Paleontolóxicas
En certos casos existen multitude de fósiles que fan posible reconstruír
con detalle o proceso evolutivo seguido por certas especies, como por
exemplo os restos fósiles do cabalo.
Noutros casos, os restos fósiles permítennos mostrar os estadíos de
transición dun grupo de seres vivos a outro. Por exemplo, o fósil
Archaeopterix ten características intermedias entre aves e réptiles, o
que pon de manifiesto que as aves actuais derivan dos réptiles
primitivos.
Evolución extremidades nos cabalos
Archaeopteryx, tiña plumas e peteiro
como as aves e cola e dentes como
os réptiles
As similitudes estruturais das extremidades
anteriores de diferentes mamíferos só poden
explicarse se se asume que descenden dun
antecesor común. Son órganos homólogos e
fálase de diverxencia adaptativa. (mesma orixe,
distinta función)
Os órganos análogos demostran
como estruturas de especies non
emparentadas evolucionaron de
maneira semellante porque
desempeñan funcións similares.
Falamos neste caso de
converxencia adaptativa. (distinta
orixe, mesma función)
Os órganos vestixiais non teñen
función na actualidade, pero son
“restos” de órganos funcionais dos
antepasados das especies que os
presentan.
Probas Anatómicas (Anatomía comparada)
Os vertebrados en estadíos
temperáns de desenvolvemento
presentan moitas semellanzas
(branquias e cola), que
evidencian a súa orixe común.
Probas Embriolóxicas (Ontoxenia-Filoxenia)
Todos os seres vivos están
formados polos mesmos elementos
químicos. Todos fabrican as súas
proteínas a partir dos mesmos 20
aminoácidos, seguindo as
instrucións proporcionadas pola
mesma molécula: o ADN.
A comparación entre secuencias
de ADN e proteínas de diferentes
especies permite calcular a súa
relación evolutiva (a máis
semellanza, maior grao de
parentesco evolutivo). Árbore filoxenética dos mamíferos. As árbores filoxenéticas representan as
relacións evolutivas entre diferentes especies.
O parentesco é maior canto máis próximo é o último antepasado común.
Probas Moleculares (Bioquímicas)
Os organismos de dúas rexións son máis semellantes canto máis cercanas están.
Esas especies próximas proveñen dunha única especie que orixinou as demais, ao irse
diferenciando os grupos de individuos por adaptación ás condicións de cada lugar
concreto.
Un exemplo característico son os pinzóns das illas Galápagos estudados por Darwin, con
diferenzas debidas á adaptación a diferentes tipos de alimentos ou as grandes aves non
voadoras distribuídas polo hemisferio sur: ñandú sudamericano, avestruces africanas e
o emú australiano.
Probas Bioxeográficas
Se a gran diversidade de organismos existentes procede dun
antecesor común, a evolución debe explicar, ademais dos cambios que
levan a unha especie a orixinar outra, como a partir dunha especie
poden orixinarse dúas ou máis.
O proceso polo que a partir dunha especie se forman dúas ou máis
chámase especiación.
O proceso de especiación comeza coa separación de dúas poboacións
(conxunto de individuos da mesma especie que viven xuntos nun
determinado momento e lugar) a partir dunha orixinal.
A separación pode ser xeográfica (especiación alopátrida) ou debida
a outros motivos (illamento reprodutivo, illamento comportamental...;
fálase de especiación simpátrida). Cada unha das dúas poboacións
comeza a evolucionar de maneira diferente, acumulando mutacións e
adaptándose ás novas condicións.
O proceso de especiación finaliza cando as os membros das dúas
poboacións orixinais xa non poden cruzarse e ter descendencia fértil.
Nese momento, hai dúas especies diferentes.
Poboación de escaravellos orixinal
A aparición dun río separa á poboación en dúas, que perden o contacto e a
capacidade de cruzarse entre elas
Despois de moitas xeracións, cada unha das poboacións presenta características xenéticas
diferentes
Aínda que o río seque, as dúas poboacións xa pertencen a especies diferentes e non
poden cruzarse
9. A Especiación
A teoría sintética da evolución, formulada a mediados do século XX (Dobzhanski e
outros), reformulou a teoría da evolución por selección natural, aportando os
coñecementos da Xenética e outras disciplinas.
Esta teoría baséase nos seguintes puntos:
Non evolucionan os individuos, senón as poboacións (a selección natural actúa
sobre o conxunto de xenes da poboación).
A orixe da variabilidade está nas mutacións (cambios na secuencia de ADN dos
individuos) e na recombinación xenética.
Estas mutacións, ao ser ao azar, poden resultar neutras, prexudiciais ou beneficiosas.
Neste útimo caso, os individuos que as posúan serán favorecidos pola selección natural.
Ao ser cambios no material xenético, as mutacións son herdables.
O cambio evolutivo é gradual e lento, debido á acción da selección natural sobre unha
poboación ao longo das xeracións. Debido a esta idea, a esta teoría chamóuselle tamén
gradualismo.
10. A Evolución depois de Darwin: A Teoría Sintética da evolución
10. A Evolución depois de Darwin: A Teoría Sintética da evolución
Podemola resumir, polo tanto, nos seguintes puntos:
Rexeita o lamarckismo
A variabilidade xenética débese as mutacións (en todos os roganismos) e a
recombinación xenética (seres vivos con reprodución sexual)
A selección natural actúa sobre a variabilidade xenética
A selección natural conduce a cambios no conxunto de alelos dunha
poboación
Evolucionan as poboacións
A evolución é gradual
11. A Evolución depois de Darwin: Outras perspectivas teóricas
O Equilibrio Puntuado
En 1972, N. Eldredge e S. Jay Gould expuseron a teoría do equilibrio puntuado.
Esta teoría baséase esencialmente en datos obtidos do estudo do rexistro fósil:
No rexistro fósil é pouco frecuente atopar formas intermedias.
Tamén se observan longos períodos sen cambios ou con pequenos cambios (equilibrio).
Noutros puntos atopamos períodos curtos con grandes cambios.
En conclusión, para os defensores desta teoría: o proceso evolutivo non é sempre gradual.
Esta idea de evolución non gradual, xa fora proposta polo xenetista alemán R. Goldschmidt
(1940) na súa teoría dos “Monstruos con esperanza”: determinadas mutacións producen
organismos totalmente diferentes que son o xerme da novidade evolutiva. Polo tanto, a
orixe das novas especies fundaméntase na aparición destas macromutacións e o proceso
sucede a saltos “SALTACIONISMO”.
Os autores desta teoría do equilibrio puntuado, non negan a existencia dunha
evolución gradual, pero indican que ésta so podería xerar a variación dentro
dunha especie ou entre especies moi próximas (microevolución) e que as
diferenzas entre os grandes grupos taxonómicos deberíanse a cambios máis
rápidos e puntuais (macroevolución).
En definitiva, a evolución sucede basicamente de forma irregular, con paradas
bruscas e aceleróns.
O proceso podería ocurrir por mutacións en xenes reguladores doutros xenes
(EVO-DEVO) que provocarían auténticas macromutacións e, en consecuencia, un
cambio rápido das especies (aparición de aves e mamíferos a partir de réptiles,
cormófitas a partir de talófitas...).
O Equilibrio Puntuado
O Equilibrio Puntuado
Cambios graduales
Sen cambios éstase
Cambios bruscos
Cladoxénese
Este modelo supón: O proceso de formación de
especies está entre 5.000 e 50.000 anos .
Os fósiles mostran que unha
especie non cambia substancialmente na súa existencia (estase)
O mecanismo evolutivo é
rápido e por ramificación (cladoxénese)
A Simbioxénese
Coa reprodución o material xenético dos proxenitores pasa á descendencia (transferencia
xénica vertical). Pero tamén un organismo pode transferir fragmentos de ADN a outro de
distinta especie en determinadas condicións (transferencia xénica horizontal).
A simbioxénese é unha teoría evolutiva que foi defendida pola bióloga Lynn Margulis que
propón que a especiación está íntimamente ligada a adquisición de xenomas a través da
transferencia xenética horizontal cando se produce un proceso de endosimbiose estable a
longo prazo.
Cando un individuo adquire ADN doutra especie, éste pode estabilizarse e transmitirse
pola reprodución a descendencia. Este feito, abre a posibilidade de que o receptor adquira
unha característica novidosa.
Polo tanto, a simbioxénese propón que é a asociación entre organismos, e non tanto a
competencia, o motor evolutivo, e que a simbiose é a principal fonte de variación
xenética e de especiación.
Os defensores da simbioxénese cuestionan o gradualismo e negan a existencia de elos
perdidos no rexistro fósil.
Unha vez se extinguiron os dinosaurios, producíuse unha grande diversificación dos mamíferos,
entre os que apareceron os primates. Os primates son mamíferos que se caracterizan por ter os
ollos en posición frontal e as extremidades rematadas en cinco dedos.
Os hominoideos son un grupo de primates que inclúe aos simios antropomorfos (con forma de
home) : orangután, gorila e chimpancés, e aos homínidos, representados por unha soa especie: o
Homo sapiens. Tamén pertencen ao grupo dos homínidos os restos fósiles que, ao evolucionar,
orixinaron aos representantes do xénero Homo.
As linaxes do chimpancé e o home separáronse hai 11 m.a., aínda que houbo cruzamentos
esporádicos entre eles ata hai uns 6,5 m.a.
Ao formular a pregunta de se o home procede do mono, con frecuencia se pensa nos simios actuais. Esa é unha interpretación incorrecta do proceso evolutivo. O home non procede do chimpancé actual, aínda que sexa o seu parente evolutivo máis próximo. É dicir, ten antepasados comúns con el relativamente próximos. Cos gorilas e os orangutáns tamén compartimos antepasados, aínda que máis lonxanos. En realidade, se retrocedéramos no tempo acharíamos antepasados comúns con todas as especies de seres vivos.
12. A orixe e a evolución da especie humana
A Nosa Orixe: “East Side Story”
A formación do Rift-Valley e as
altas montañas asociadas
pemitiu o illamento e evolución
separada dos homínidos (ao
Este) e dos chimpancés e gorilas
(ao Oeste).
A dereita do Rift –Valley (Este):
Clima máis seco. Distintos seres
vivos (homínidos entre eles).
A esquerda do Rift –Valley
(Oeste):
Clima máis húmido (pluvisilvas).
Nesta zona evolucionan os
chimpancés e gorilas actuais.
Durante os últimos 7 millóns de anos, a través do proceso de hominización, os homínidos evolucionaron desde
formas semellantes ao chimpancé ata as características do humano moderno. Os restos máis antigos do H.
sapiens moderno acháronse en África e teñen uns 160.000 anos de antigüidade.
Estes cambios afectaron a diferentes aspectos anatómicos e funcionais: a bipedestación, a adquisición dunha
linguaxe articulada e o incremento do volume cerebral.
A bipedestación é o primeiro criterio empregado para diferenciar
os homínidos dos simios antropomorfos.
Proporcionou unha mellor regulación da temperatura corporal, un
menor gasto enerxético ao percorrer grandes distancias e deixou
as mans libres para o transporte (de obxectos e crías) e
manipulación.
Camiñar erguido require determinadas modificacións corporais:
Posición do foramen magnum, lugar de inserción da columna
vertebral no cranio. Nos homínidos oriéntase cara abaixo e nos
simios cara atrás.
Disposición da cadeira. Os fémures dispóñense verticais nos
simios, e oblicuos nos homínidos (converxendo nos xeonllos).
Cambios no pé. O polgar que posúen os simios acúrtase e disponse
no mesmo plano có resto dos dedos, deixando de ser opoñible.
Cambios que nos fixeron humanos
Aumento do volume cerebral
O volume cerebral humano é máis de tres veces maior có do
chimpancé.
Este aumento do volume cerebral deu lugar a algúns
problemas. O parto dificúltase porque ao aumento do volume
cranial únese o estreitamento da pelve consecuencia do
bipedismo.
O aumento do tamaño cerebral tivo un custe: ter unhas crías
prematuras, máis dependentes da nai durante máis tempo.
Adquisición dunha linguaxe articulada
Para falar é necesario ter capacidade mental e un aparello fonador. Non está claro cando
apareceu esta capacidade nos homínidos. Parece que H. habilis e H. ergaster xa tiñan a
capacidade mental para facelo, aínda que non se sabe se o seu aparello fonador reunía as
características necesarias para falar.
As Vantaxes do Bipedismo
Xeito de locomoción que permite un gran aforro enerxético para
percorrer grandes distancias.
Axuda a manter máis fresco o corpo, xa que permite aumentar a
superficie corporal que pode refrixerarse.
Liberación das mans para poder manipular obxectos e transportar
crías.
Visión por enriba dos pastos para ver achegarse o perigo ou para
localizar presas.
A única especie de homínido actual é o Homo sapiens.
A datación dos fósiles achados demostra que a evolución dos homínidos non foi lineal, senón
que constitúe unha árbore con moitas ramas laterais (que ás veces coinciden no tempo), das
que só algunhas especies son antepasados dos humanos modernos. Na evolución dos
homínidos podemos destacar os seguintes xéneros:
Ardipithecus: vivían nos bosques subidos ás árbores, pero o seu esqueleto fainos pensar
que podían ser bípedos. Son considerados os primeiros homínidos. Entre 5,5 e 4,5 M.a.
Australopithecus: a maioría dos científicos pensan que o xénero Homo provén dalgunha
especie deste xénero. Ocuparon bosques e sabanas e eran todos bípedos. Entre 4,4 e 2
M.a. Tamaño craneal 380 a 500 c.c.
Entre os fósiles máis coñecidos está Lucy, un Australopithecus afarensis.
13. A evolución do xénero Homo
Lucy, reescribindo a nosa historia
A Historia de Lucy
As especies máis relacionadas cos humanos actuais son:
Homo habilis. A esta especie corresponden os primeiros restos achados que poden atribuírse ao
xénero Homo. Vivían en pradarías en África e eran capaces de fabricar ferramentas.
Alimentábanse fundamentalmente de prea utilizando lascas de pedra. Entre 2,4 ata hai 1,6 M.a.
En media 500 c.c. de capacidad craneal.
Homo ergaster. A partir del orixináronse as especies que se desprazaron fóra de África: o
Homo erectus e o Homo antecessor. Utilizaba o lume. Viviu entre hai 1,8 e 1,2 m.a. 800-900 c.c.
Eran omnívoros e cazadores o que pode implicar maior complexidade social cunha linguaxe.
Homo erectus. Saiu de África e ocupou Asia e Europa. Viviu entre hai 1,7 m.a. e 40.000 anos.
Moitos investigadores considerana unha subespecie de H. ergaster, pero máis robustos. 800-
1200 c.c.
Homo antecessor. Considerado o habitante máis antigo de Europa. Os seus restos foron
atopados en Atapuerca (Burgos). Era un bo cazador e fabricaba ferramentas. Actualmente,
pénsase que chegaron a Europa nun proceso de colonización temperá hai máis de 1,2 M.a.
principalmente en Italia e a Península ibérica onde probablemente se extinguiron antes da
chegada de H. heidilbergensis. 1200 c.c. Entre 1,2 M.a. e 780.000 anos.
H. neanderthalensis. Viviron principalmente en Europa. Estaban ben
adaptados ao frío e eran excelente cazadores. Tiñan unha grande fortaleza
física e unha capacidade craneana superior á do H. sapiens (1245-1740 c.c.).
Coñecían o lume, enterraban aos mortos e coidaban aos anciáns. Viviu entre
hai 300.000 e 28.000 anos. Conviviron coa nosa especie é hoxe sabemos que
houbo intercambio cultural e xenético.
H. Heidilbergensis e H. rhodesiensis. Preneandertais e presapiens. Entre
800.000-180.000 anos habitaron Europa o norte de África e Oriente Próximo.
Capacidade craneal 1100 c.c. Atribúenselles os primeiros enterramentos
riruais e a creación de símbolos. As poboacións europeas (heidilbergiensis)
considéranse antecesores dos neandertais e as poboacións africanas
(rhodesiensis) de sapiens.
Neandertales e Sapiens
H. sapiens. Somos a única especie actual do
xénero Homo. Hai probas da nosa existencia en
Etiopía dende hai uns 195.000 anos. Abandonamos
África e colonizamos todos os continentes.
Temos esqueletos máis gráciles e lixeiros que os
neandertales, un volume craneal medio duns 1400
c.c. e unha alta capacidade social e comunicativa.
Temos tamén unha grande capacidade creativa e
artística e evolucionamos biolóxica e
culturalmente, éste último non é un factor nada
desdeñable.
GRAZAS POR ATENDERME
WEBGRAFÍA
http://www.azquotes.com/author/21457-Theodosius_Dobzhansky
https://myprofeciencias.wordpress.com/2011/01/31/teoras-del-origen-de-
la-vida/
http://www.slideshare.net/adaneco/orixe-e-evolucin
http://www.taringa.net/posts/imagenes/9993902/La-evolucion-de-grandes-
personajes-animados.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Bipedestaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Evoluci%C3%B3n_humana#/media/File:Human
_evolution_chart-en.svg
https://es.wikipedia.org/wiki/Simbiog%C3%A9nesis