LA DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS.

La enorme diversidad de los seres vivos ha hecho necesaria su clasificación. La taxonomía es una ciencia que se ocupa de realizar la clasificación de los seres vivos en grupos relacionados entres sí. Los sistemas actuales de clasificación agrupan a los organismos según sus relaciones evolutivas, es decir, con una base filogenética. La Filogenia (rama de la Biología que se ocupa de establecer relaciones de parentesco entre las especies y por tanto de su evolución) se apoya en la anatomía comparada, la fisiología y la genética. Las técnicas moleculares (secuenciación de ADN y proteínas, comparación de rutas metabólicas, etc.) está resultando muy eficaz.
 Atendiendo a criterios progresivamente más selectivos se crean unas categorías taxonómicas o taxones, que son: dominio, reino, división,  clase, orden, familia,  género y especie.

Se entiende por especie a un conjunto de individuos con características comunes que se reproducen entre sí y tienen descendencia fértil.

El concepto de especie fue elaborado por Carl von  Linneo,  naturalista sueco.

Linneo  creó la nomenclatura binomial,  que consiste en designar a cada especie con dos nombres en latín. El primero se refiere al género y el segundo a la especie. Así, el lobo es Canis lupus y pertenece al orden de los Carnívoros, familia Cánidos, clase Mamíferos, división Vertebrados, al Reino de los Metazoos o animales superiores y dominio Eucaria. El perro (Canis familiaris) tiene un antepasado común con el lobo. El lobo aún puede reproducirse con el perro. El zorro (Vulpes vulpes) tiene un antepasado común al lobo y al perro, pero ya no puede reproducirse con el lobo ni con el perro.

Los cinco reinos son los siguientes:

REINO	Organización celular	Tipo de nutrición	Nivel de organización
Moneras (Bacterias y Cianobacterias)	Procariota	Autótrofa o heterótrofa	Unicelular
Protoctista (Algas y Protozoos)	Eucariota	Heterótrofa (Protozoos) o autótrofa (algas unicelulares)	Unicelular
Fungi (Hongos)	Eucariota	Heterótrofa	Unicelular o pluricelular
Metafitas (Plantas superiores)	Eucariota	Autótrofa	Pluricelular
Metazoos (Animales superiores)	Eucariota	Heterótrofa	Pluricelular

 

 

A partir de 1990 y basándose en técnicas moleculares se propone la existencia de tres dominios: Archaea (arqueobacterias), Bacteria (bacterias) y Eucarya (eucariotas). Los dos primeros son procariotas y el último, eucariotas.

Un hito fundamental en el proceso evolutivo fue sin duda el paso de la célula procariota a la eucariota (ver teoría endosimbiótica de Lynn Margullis).

El Reino Protoctista incluye a los Protozoos (como la ameba o el paramecio) y las algas.

Otro paso evolutivo esencial fue la aparición de los seres pluricelulares hace unos 750 millones de años y que se agrupan en tres Reinos (Fungi, Metafitas y Metazoos).

El Reino Fungi ( hongos) pueden ser unicelulares como las levaduras y pluricelulares.

Las Metafitas incluyen a los musgos (Briofitas), helechos (Pteridofitas), Gimnospermas (plantas con semillas pero sin fruto, como los pinos (Coníferas) y  Angiospermas (plantas con semillas y frutos).

 

La representación de las relaciones evolutivas entre los distintos grupos de organismos recibe el nombre de árbol de la vida.

Pincha aquí para ver una animación del árbol de la vida.
En un árbol filogenético la longitud de las ramas indica el tiempo transcurrido desde que surgió una determinada especie o bien el grado de diferencia entre los ADN de dos especies.

¿Cómo han llegado los científicos a elaborar este árbol? ¿Cuál es el grupo de animales más reciente? Completa el siguiente cuadro:

	¿De qué seres proceden?	¿Qué grupos originaron?
Pteridofitas
Anélidos
Moluscos
Anfibios
Reptiles

En relación a este tema puedes leer el artículo "Las primeras formas de vida a debate" de la revista Investigación y Ciencia.

LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES PLURICELULARES

La conquista del medio terrestre supuso superar una serie de dificultades inexistentes en el medio acuático, entre ellas la desecación. Actualmente se cree que todas las plantas superiores (Metafitas) tienen como antepasado común a un grupo de algas que evolucionaron dando lugar a unas plantas muy primitivas que conquistaron el medio terrestre. De estas primeras plantas evolucionaron los musgos (Briofitas) y los helechos (Pteridofitas). A partir de los helechos se formaron las Gimnospermas (plantas con flores poco vistosas y con semillas, pero que carecen de fruto. Presentan polinización anemógama, es decir, por el viento). Las cicas actuales son muy parecidas a las primitivas Gimnospermas.

Más tarde surgieron las Angiospermas (plantas con flores vistosas y semillas protegidas por un fruto. Su polinización suele ser entomógama, es decir, por insectos).

A partir de las algas primitivas también evolucionaron las algas actuales.
Entre las adaptaciones de las plantas podemos destacar:
- la cutícula, capa protectora cérea que recubre la superficie.
- los estomas, poros especializados en el intercambio gaseoso.
- órganos reproductores pluricelulares que protegen a los gametos.
- la semilla, estructura que protege al embrión y facilita su dispersión geográfica.

Los animales superiores (Metazoos) proceden evolutivamente de organismos unicelulares heterótrofos parecidos a los actuales protoctistas. Todos los animales no tienen el mismo antecesor. Los metazoos más primitivos son las esponjas y los cnidarios (pólipos y medusas). Los anélidos (gusanos segmentados), artrópodos y moluscos tienen antepasados comunes. El origen de los equinodermos no es muy conocido. Los vertebrados más antiguos son los peces. A partir de los primitivos peces se formaron los peces óseos y los cartilaginosos. A partir de un grupo de peces que colonizaron el medio terrestre se formaron los primeros anfibios  y a partir de ellos evolucionaron los anfibios actuales (muy dependientes del agua) y los primeros reptiles. Los reptiles se diversificaron mucho en la era Secundaria dando lugar a muchos tipos extinguidos, como los dinosaurios. Los reptiles consiguen conquistar definitivamente el medio terrestre gracias a diferentes adaptaciones como la piel gruesa con estructuras protectoras como las escamas, la fecundación interna y el huevo amniótico. A partir de un grupo de reptiles evolucionaron las aves y los mamíferos. Dentro de los mamíferos placentarios está el orden de los primates, al que pertenece nuestra especie.

Las teorías actuales consideran que los invertebrados más emparentados son los equinodermos. Pincha aquí para saber por qué se cree esto.

Puedes ver una animación que muestra la evolución de los anfibios a partir de los peces (http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/ccnn/flash/tetrapodo.swf)


La Evolución según los Simpson.

Este vídeo muestra a Richard Dawskins comparando el genoma humano y el del chimpancé.

¿Por qué siguen existiendo los chimpancés?

´Lee el artículo "El origen de las aves modernas" de la revista Investigación y Ciencia.

LECTURAS

Lee estos artículos publicado por Evolutionibus

¿Nos cargamos a Darwin?

11 de septiembre de 2006 Escrito por Evolutionibus En Biología, Darwin, Evo-Devo, Evolución, Genética Tags: adaptación, Darwin, El País, Evolución, genes, PLoS, selección natural, Teoría de la Evolución

A vueltas con la “crisis del darwinismo”, el genetista del desarrollo Antonio García Bellido se decanta por una evolución a saltos. Se explica en una entrevista publicada en el suplemento semanal de El País: los grandes cambios en tipos animales, al estilo de los ocurridos durante la explosión cámbrica, no debieron producirse poco a poco, como propuso Darwin en su teoría, sino debido, posiblemente, a reordenaciones o cambios en la regulación en los genes del desarrollo.

En el cámbrico se ven quimeras que pueden ser mezclas de artrópodos y moluscos. Tuvo que suceder muy rápido, de forma súbita, y no muy expuesto a selección.

El periodista le espeta si “con eso nos cargamos a Darwin”, pero, afortunadamente, no es así:

Y Darwin tiene la genialidad de decir que esa competición es capaz de crear, porque si tú estás compitiendo y hay una variedad de fondo, estás creando cosas nuevas. Por tanto, la idea fundamental de Darwin es válida, pero no tanto los mecanismos.

Es en estos mecanismos en donde estaría modificándose la teoría de la evolución. Según el darwinismo, la adaptación al medio es la que provoca cambios, sería el motor de la evolución: con las pequeñas variaciones de fondo, ya presentes, la selección natural trabajaría. Pero según la nueva teoría, lo que importa son los genes: cómo se regulan y por qué el mismo gen del desarrollo está activo en unas especies y activo o trabajando de otro modo en otras.

El cambio mayor de la evolución es en qué organismos se expresan los genes y cuándo. Ahí es donde la evolución ha operado, lo que ha dado la diversidad en los organismos. Darwin no podía preverlo.

¿Se encuentra el darwinismo en crisis por esto? Vendría a completarse, otra vez más, la idea de Darwin con datos que ignoraba por completo, en este caso los genes (del desarrollo) y su funcionamiento. ¿No podría esto incluirse, sin que constituya un anatema, en la síntesis? Ustedes dirán.

Evolución en acción en el ratón ciervo

14 de agosto de 2011 Escrito por Evolutionibus En Biología, Divulgación, Ecología, Evo-Devo, Evolución, Genética, Selección natural, Zoología Tags: adaptación, Desarrollo Embrionario, El País, Evolución, evolución gradual, Evolution, Experimentos, genética, genes, Hopi Hoekstra, investigación, mimetismo, New York Times, ratón ciervo, Science, selección natural

Existe una investigación en marcha, de la que da cuenta el New York Times, en la que se trata de descubrir la influencia del medio ambiente en la evolución del color del pelaje. Los implicados en ella son Hopi Hoekstra y Rowan Barrett, de la Universidad de Harvard. El lugar de trabajo elegido es el inmenso complejo dunar de Nebraska (Nebraska Sandhills), el más grande de los EEUU y la especie objetivo, el ratón ciervo (Peromyscus maniculatus), el más abundante en el país.

Hace unos años, en varios trabajos, descubrieron qué genes estaban implicados en el color del pelaje de estos ratones. Este color puede variar de oscuro a claro, de modo que, como buen caso de manual, en los suelos oscuros los pelajes son también oscuros, mientras en que los suelos arenosos, más claros, los colores van del bronceado al anaranjado-rubio.

Más recientemente, este mismo año, Hoekstra y otros publicaron en Science las conclusiones de un trabajo relacionado con este. Demostraron que uno de los genes implicados en los colores claros, el Agouti, puede sufrir pequeños cambios en su expresión durante el desarrollo embrionario dando lugar a grandes efectos: impedir que los melanocitos lleguen al folículo piloso, provocando la ausencia de pigmentos oscuros.

Lo que ahora pretenden es entender cómo el medio ambiente influye en la expresión de estos genes y de los colores del pelaje.

Como en una historia clásica de este tipo, la explicación sería la siguiente: los individuos cuyo pelaje destaca sobre un determinado fondo son presa fácil para los depredadores, así que la selección natural favorecería el incremento en la frecuencia de los genes que impliquen un mayor mimetismo. Pero Hoekstra y Barrett tienen dudas sobre esto, así que la idea es entender cómo la diversidad genética actúa sobre la expresión de un carácter y cómo esta expresión actúa sobre la supervivencia a través de la selección natural.

Barrett ideó ocho confinamientos, cuatro con arenas claras y cuatro con suelos oscuros; encerró en ellos al mismo número de ratones claros y oscuros y esperó a ver qué ocurría.

Durante más o menos un mes, recogieron ratones de unas trampas ideadas a tal efecto. Además de otros parámetros, medían el color de su pelaje utilizando un espectrofotómetro y recolectaban algo de su ADN a partir de un fragmento de cola. El análisis genético mostraba todas las variantes, cómo estas influían en el color del pelaje y cómo afectaban a la supervivencia. Dice Barrett: “Debemos ser capaces de detectar si un gen es favorecido no por su control del color, sino por si estuviera haciendo algo más en el organismo“.

La duda procede del descubrimiento del propio Barrett en el pez espinoso (Gasterosteus aculeatus). Se trata de un pez que vive tanto en aguas marinas como en lagos de agua dulce. Cuando se le encuentra en el mar, presenta una espinas que le sirven de defensa, pero sin embargo, en los lagos esta característica desaparece. La explicación más al uso sería que, en los mares, estas espinas le servirían de defensa contra grandes depredadores, que no estarían presentes en los lagos. Resultó, sin embargo, que el gen de las espinas se encontraba ligado a otro que provocaba un crecimiento rápido, lo que le posibilitaba una rápida reproducción y una mejor supervivencia en los duros inviernos. Era la tasa de crecimiento y no las espinas las que dirigían la evolución.

Así que de eso trata la investigación actual. Ver si el relato clásico es cierto o si, más bien, como en el caso del pez espinoso, hay una historia oculta detrás, además de desentrañar si estos cambios ocurren rápidamente o si, por el contrario, hay un proceso gradual implicado.

LAS TEORÍAS EVOLUCIONISTAS

Existen dos grandes corrientes de pensamiento para tratar de explicar la diversidad de los seres vivos: el fijismo y el evolucionismo. El fijismo considera que los seres vivos son inmutables. Para el Creacionismo, principal teoría fijista, han sido así desde su aparición en la Tierra y son fruto de la obra de un Creador. El catastrofismo es una teoría creacionista, propuesta por Georges Cuvier en el siglo XIX, sostenía que las extinciones se habían producido por catástrofes. Las nuevas especies que aparecieron después de cada una de estas catástrofes eran el producto de creaciones divinas sucesivas e independientes. Actualmente el creacionismo sigue teniendo muchos seguidores aunque bajo la forma de la teoría del diseño inteligente.

La primera teoría evolucionista fue elaborada por Jean Baptiste Lamarck. Según Lamarck todos los seres vivos tienen un origen común y evolucionan desde formas simples a más complejas. Los dos puntos más importantes de su teoría son:

- La herencia de los caracteres adquiridos.

- Ley del uso y desuso de los órganos: "La función crea al órgano".

Como sabemos, esta teoría resultó ser errónea, siendo su error más evidente la idea de que los caracteres adquiridos a lo largo de la vida se pueden transmitir a la descendencia. Lamarck pensó que esto podría ocurrir en la naturaleza como consecuencia de la necesidad de los organismos de perfeccionarse y mejorar sus posibilidades de supervivencia cuando su entorno cambiaba. Esta exigencia vital era la que obligaba a la naturaleza a conservar esos cambios conseguidos con tanto esfuerzo.

De este modo, la necesidad de alcanzar el alimento que cada vez se encontraba a mayor altura provocó que ciertos animales fueran estirando su cuello a lo largo de su vida, para poder llegar a las hojas de los árboles. Este alargamiento del cuello (una mejora originada por la necesidad de sobrevivir, es decir, un carácter adquirido) se transmitía a sus descendientes, pues de otro modo estos no habrían sobrevivido. Así, al cabo de muchas generaciones, dichos animales acabaron originando las actuales jirafas. Es decir, las condiciones naturales obligaban a los seres vivos a cambiar y a heredar esos cambios.

La teoría evolucionista admitida en la actualidad es la Selección Natural, publicada por Charles Darwin en el libro "El origen de las especies".
Pincha aquí para acceder a su biografía. Darwin se embarcó en la expedición del Beagle como naturalista y le llamó la atención especialmente las diferentes variedades de pinzones de las islas Galápago. Todo el archipiélago se encontraba poblado por diferentes variedades de pájaros pinzones , que aunque se parecían entre sí y a las del continente, presentaban diferencias importantes. Para Darwin, el diferente aislamiento en las distintas islas hizo que la selección natural actuara de formas diferentes en cada una y se originaran diferentes variedades.
Pincha aquí para conocer más ampliamente el viaje del Beagle.
También le influyó la lectura de los trabajos del economista Malthus que consideraba que mientras que la población crece en forma de progresión geométrica, los recursos lo hacen en forma de progresión aritmética, por lo que llegará un momento en que la escasez de los recursos provocará una lucha por la supervivencia.



Los puntos básicos de la teoría de la selección natural son:

- El origen común de los seres vivos.

- La variabilidad natural de los caracteres en una población. Estas variaciones se producen al azar.

- La presión ambiental selectiva: según sea el ambiente, unos individuos se ven favorecidos más que otros, es decir, las variaciones producidas en los seres vivos les aportan ventajas o desventajas en función de cómo sea el medio.

- La selección natural: los individuos mejor adaptados al medio sobreviven y transmiten sus caracteres a su descendencia.

Reinterpretación del ejemplo de las jirafas según la teoría de Darwin:

Si el cuello más largo es una característica heredada, parte de esta progenie también tendrá cuello largo y, si los animales de cuello largo de esta generación tienen una ventaja, en la generación siguiente habrá más individuos de cuello largo. De esta manera, luego de numerosas generaciones, una población de jirafas de cuello corto se habrá transformado en una población de jirafas de cuello largo, aunque seguirá habiendo variaciones en la longitud del cuello.

La teoría de la selección natural es uno de los pilares de la Biología actual. Para comprender mejor qué es la selección natural, lee el artículo "la ley de la chapuza".  ¿Por qué dice el autor que la evolución funciona con chapuzas?

Lee el artículo "La selección no es para mejorar sino para dejar descendientes"https://jlcastilloch.es/la-evolucion-no-es-para-mejorar-sino-para-dejar-descendencia/

Debido a la falta de conocimientos de la época en el campo de la herencia, Darwin dejó sin respuesta  tres interrogantes:

- ¿Cómo se transmiten los caracteres hereditarios de generación en generación?

- ¿Por qué los caracteres hereditarios  se mantienen fijos, desapareciendo en algunas ocasiones en una generación y reapareciendo en otra posterior?

- ¿Cómo surge la variabilidad sobre la que actúa la selección natural?

En los años 60 la teoría sintética de la evolución o gradualismo amplia la teoría de Darwin con los conocimientos de la genética mendeliana. En esta teoría la unidad sobre la que actúa la evolución es la población y no el individuo. Una población es un conjunto de individuos de la misma especie que viven en un mismo territorio y pueden aparearse entre sí. Los individuos de la población son portadores de diferentes alelos. La variabilidad genética surge como consecuencias de las mutaciones y la recombinación genética que tiene lugar en la reproducción sexual.  Ciertos fenotipos determinados por determinados alelos confieren a los individuos que los poseen ciertas ventajas ante un cambio ambiental, lo que les permitirá reproducirse más y así aumentará la frecuencia de estos alelos en la población. Los cambios producidos en las poblaciones son pequeños y graduales.

Pincha aquí para ver un vídeo llamado los cinco dedos de la evolución.
En el vídeo se nos habla de evolución como cambios en el acervo genético de una especie. Son las poblaciones las que evolucionan, no los individuos ya que estos no cambian significativamente su información genética durante toda su vida. El estudio genético de las poblaciones se basa en el conocimiento de las frecuencias genotípicas y alélicas. Los factores que influyen en estos cambios son:
- Mutaciones.
-Migraciones (flujo genético).
- El tamaño de la población.
- El emparejamiento no azaroso.
- La selección natural: es el único proceso que produce adaptación.

Sobre los años 70 surge una corriente neodarwinista llamada puntualismo o equilibrio puntuado propuesta por los científicos estadounidenses Niles Eldredge y Stephen Jay Gould en 1972. Esta teoría se basa en el tiempo que tardan las especies en evolucionar, y es ahí donde se contrapone a la teoría gradualista. Según la teoría del equilibrio puntuado, la evolución de las especies no es continua y gradual, como defendía Darwin, sino que la mayor parte del tiempo las especies no muestran cambios hasta que se produce un cambio repentino y aparece una nueva especie. Según la teoría del puntualismo la evolución se produciría en dos etapas:

• Etapa de estasis: En esta etapa, las especies permanecen estables, es decir, no se producen cambios significantes en ellas.
• Etapa de aparición repentina: En esta etapa, surgen varias especies diferentes a la anterior existente. Se trataría de un período de explosión de biodiversidad.

En este esquema se puede observar las diferencias entre el gradualismo (izquierda) y el puntualismo o equilibrio puntuado (derecha):

Según los gradualistas la evolución es un proceso continuo: de un antecesor común se separan diversas ramas que gradualmente evolucionan hacia una nueva especie. Sin embargo, la mayoría de las especies no muestran un registro fósil continuo. Para los defensores del equilibrio puntuado la evolución se produce a saltos, momentos de estasis se alternan con momentos de acelerados cambios que conducen a nuevos grupos. Además, la especiación no sería lineal, sino ramificada, dando lugar a varias especies diferentes.

No hay que confundir el equilibrio puntuado con el saltacionsimo. Según el saltacionismo, una macromutación puede originar una nueva especie en una sola generación. Este teoría está prácticamente desechada.

Richard Dawkins, en su libro "El gen egoísta" publicado en 1976,  propone que la unidad evolutiva no es el individuo, ni la población, sino los genes. "Somos máquinas de supervivencia, autómatas programados a ciegas con el fin de perpetuar la existencia de los egoístas genes que albergamos en nuestras células."

El neutralismo (Kimura, 1968) considera que la selección natural no es tan importante, ya que la al ser neutras la mayoría de las mutaciones y no proporcionar ventajas ni desventajas, sería el azar el factor determinante de que una variedades fueran eliminadas y otras permanezcan.

LA PRESIÓN SELECTIVA Y LA ADAPTACIÓN

El medio influye decisivamente sobre los seres vivos. Cuando las condiciones del medio cambian, la supervivencia de los individuos se hace difícil. Los factores que afectan negativamente la supervivencia de los individuos constituyen la presión ambiental selectiva. Los individuos que no la pueden superar, mueren antes que otros.

Cuando la presión de selección a la que está sometida una población se mantiene durante largos períodos de tiempo se producirá la selección natural. Aquellos individuos que posean alguna característica ventajosa que les permita superar la presión selectiva sobrevivirán y su probabilidad de reproducción será mucho mayor (selección natural). Después de muchas generaciones, los individuos de la población estarán adaptados al medio. Este proceso que tiene lugar en las poblaciones como consecuencia de la presión ambiental selectiva  y la selección natural se llama adaptación.

El concepto de adaptación en evolución no tiene el mismo significado que en el lenguaje corriente. Los individuos no se adaptan y menos aún "intencionadamente". Esta sería una visión lamarckista. Se adaptan las poblaciones.

 El camuflaje es una forma de adaptación ya que los individuos pasan inadvertidos para los depredadores, lo que aumenta sus posibilidades de supervivencia. Las escamas de los reptiles y las espinas de los cactus son adaptaciones para evitar la desecación; el pelo de los animales y la caída de las hojas en invierno en las plantas de hoja caduca son adaptaciones  a las bajas temperaturas.

Lee también el artículo "la evolución es para los perdedores"





EL ORIGEN DE LA VIDA

Desde la antiguedad el hombre se ha planteado conocer el origen de la vida pero este sigue siendo uno de los mayores interrogantes científicos hoy en día.

TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA

Desde Grecia existía la creencia de que la vida puede surgir del lodo, del agua o de materia orgánica en descomposición sin que existiera ningun ser vivo previamente. Los experimentos llevados a cabo por Francesco Redi en el siglo XVII y Louis Pasteur en el XIX pusieron de relieve la falsedad de esta teoría.

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Pasteur utilizó recipientes con cuellos largos y curvos, en los que colocó un caldo que había hervido durante algunos minutos. Al retirarlo del fuego, el aire entraba por el cuello, pero los microbios quedaban atrapados en él, lo que impedía que contaminaran el líquido y permitía conservarlo estéril indefinidamente. Sólo cuando se rompía el cuello, aparecían organismos en el caldo. Con esto, Pasteur derribó definitivamente la teoría de la generación espontánea, pues demostró que los organismos sólo aparecían cuando había aire contaminado. También demostró que los procesos de fermentación se deben a la presencia de microorganismos que pueden eliminarse con calor (un proceso que hoy llamamos pasteurización). Y dedujo que, así como éstos producían la fermentación de la leche, la cerveza o el vino, los gérmenes eran la causa de numerosas enfermedades, las llamadas infecciosas.



TEORÍA DE LA PANSPERMIA
Arrhenius en 1908 prpuso que la vida se había originado en algun lugar del espacio y habría llegado a la Tierra a través de meteoritos dado que en estos se ha visto restos de materia orgánica. Esta teoría no resuelve el origen de la vida ya que lleva a plantearse cómo se originó la vida en ese lugar del espacio.

TEORÍA DE LA BIOGÉNESIS
Todo ser vivo procede de otro existente con anterioridad.

TEORÍA ACTUAL (ORIGEN FISICO-QUÍMICO DE LA VIDA):
Oparin fue un científico ruso que elaboró una teoría sobre la evolución prebiótica, es decir, los procesos fisico-químicos que llevaron a la formación de la primera célula o protobionte. Para estudiar esta teoría pulsa aquí y después puedes ver una sencilla presentación titulada "De la célula al ser humano", tomada del blog del IES Isabel de España.

Pincha aquí para ver un vídeo de repaso.


EXPERIMENTO DE MILLER




Responde:
a) ¿Por qué el experimento de Miller se puede considerar un experimento de simulación?
b) ¿Qué intentaba demostrar?
c) ¿Qué sustancias hizo reaccionar?
d) ¿Qué compuestos obtuvo?
e) ¿Por qué decimos que las proteínas y los ácidos nucleicos son polímeros biológicos?


Ordena cronológicamente los siguientes acontecimientos de la evolución prebiótica:
se forma el caldo primitivo, aparece la fotosíntesis, la atmósfera era reductora, aparece la capa de ozono, se forman las primeras biomoléculas, la atmósfera se hace oxidante, surge el protobionte, los gases de la atmósfera primtiva reaccionan entre sí por descargas eléctricas o por la energía de las radiaciones, se forman los primeros polímeros biológicos (proteínas y ácidos nucleicos), los primeros seres vivos se alimentan de las moléculas del caldo primitivo, los seres vivos colonizan la tierra firme.

Lee el artículo "El origen mineral de la vida", tomado de la revista Investigación y Ciencia y responde a estas preguntas:
a) ¿Qué función desempeñaron los minerales de arcilla en la evolución prebiótica?
b) ¿Qué es un catalizador?
c) ¿Qué papel cumplen los sulfuros de hierro y níquel de las fumarolas hidrotermales de las profundidades de los mares?

¿CÓMO ACTÚA LA EVOLUCIÓN?

Pincha aquí y participa en el juego de la evolución para conocer su mecanismo de actuación.

El caso de la mariposa Biston Betularia, conocido como melanismo industrial, es un ejemplo muy curioso de cómo actúa la evolución. Para saber más puedes leer el artículo de Francesc Mestres.

Responde a las siguientes preguntas después de haber leído el artículo:

a) ¿Qué tipo de mariposa sobrevive mejor en la zona no contaminada?

b) ¿A qué presión selectiva se encuentran sometidas las mariposas del abedul?

c) Explica cómo actuó la selección natural en las poblaciones de mariposas cuando el ambiente se contaminó.

d) ¿Qué podría haber ocurrido si la población de mariposas del abedul no hubiera contado con dos variedades distintas?

e) ¿Qué población tendrá mayor probabilidad de sobrevivir ante un cambio ambiental, una que tenga una elevada variabilidad respecto a un carácter o una que presente una variabilidad pequeña?

 

 

Lee el artículo del profesor José Luis Castillo titulado "la ley de la chapuza". ¿Por qué dice el autor que la evolución actúa como una capuza?

Interesante artículo de José Luis Castillo, "La evolución es para los perdedores", en el que nos muestra la necesidad del cambio ambiental para que se produzca evolución.

EL TIEMPO GEOLÓGICO

El tiempo geológico es el transcurrido desde la formación de la Tierra hasta la actualidad. La Geocronología es el estudio del tiempo geológico y se apoya en la Estratigrafía, la Radiocronología y la Paleontología. Su objetivo es datar los acontecimientos geológicos.
La Geocronología absoluta permite conocer la edad de un fósil o datar con precisión un suceso geológico. La Geocronología relativa se usa para ordenar cronológicamente una serie de sucesos.
Los métodos de datación absoluta son la Radiocronología (estudio de los isótopos radiactivos), la Dendrocronología (estudio de los anillos de los árboles) y el estudio de las varvas de los glaciares.

La Dendrocronología:

Cada año, los árboles desarrollan dos anillos: uno claro, en primavera, y otro oscuro, en verano. Representan los vasos conductores de las plantas. Contando el número de anillos del tronco de un árbol, podemos conocer su edad.

Las varvas de los glaciares son sedimentos que se depositan en el fondo de los lagos glaciares. En invierno, cuando la superficie del lago está helada, solo se acumula una fina capa de color oscuro (arcillas y materia orgánica); en verano, cuando el hielo se funde, se forma una capa clara y gruesa con los aportes detríticos que llegan al lago. Contando las capas se puede calcular la edad del lago a partir de sus varvas.

El método más preciso y que más información aporta a la datación absoluta es el radiométrico. Los elementos radiactivos se desintegran dando lugar a otro elemento liberando partículas subatómicas. Se llama período de semidesintegración o vida media al tiempo necesario para que la mitad de la masa de un isótopo radiactivo se transforma en otro elemento más estable. Este tiempo varía de unos elementos radiactivos a otros.




El Rb²³⁷se transforma en Sr²³⁷. Su período de semidesintegración es de 47000 m.a. El K⁴⁰se transforma en  Ar⁴⁰ con un período de semidesintegración de 4500 m.a. El  C¹⁴se transforma en N¹⁴con una vida media de 5700 años aproximadamente.


La desintegración de un elemento radiactivo en el tiempo se representa con la siguiente gráfica:

Si pinchas aquí accederás a una interesante página para profundizar en el método radiométrico para calcular la edad de las rocas y sobre cómo se usa el carbono para la datación de fósiles de homínidos.

La Geocronología relativa se basa los principios de la Geología:


- Principio del actualismo (Lyell):
todas las transformaciones de la corteza terrestre han obedecido a causas que todavía, con mayor o menor intensidad, actúan en ella y por tanto, la Tierra está en continua transformación.  - Principio de uniformismo (Hutton): todos los sucesos geológicos han ocurrido siempre como en la actualidad.
- Principio de superposición de estratos (Steno): todo estrato es más antiguo que el que está sobre él. Todo suceso geológico es posterior a los estratos a los que afecta y anterior a los que no son afectados por él. Una excepción son los pliegue-falla. 
- Principio de sucesión faunística (Smith): si un estrato contiene un fósil, la edad del estrato corresponde a la época en que vivió ese organismo.

La Estratigrafía es un método muy usado en la datación relativa.

Para poder aplicar este último se usan los fósiles-guía.

Ya sabemos que un fósil es un resto de un ser vivo extinguido o de su actividad.

La fosilización es un proceso de mineralización en el que se produce precipitación en espacios que ya existían (como el interior de una concha), o en los huecos dejados por la materia orgánica al descomponerse o se rellenan cavidades con sedimento que después queda cementado. También se puede producir fosilización en el ámbar o en el hielo.
Pincha aquí para ver una animación del proceso de fosilización.

Algunos fósiles-guía:
Trilobites, Ammonite, Belemnite y helecho .







Pincha aquí para ver un catálogo de especies.

Durante mucho tiempo la edad de la Tierra fue un motivo de controversia en la comunidad científica. Lee el artículo de la revista Investigación y Ciencia "Kevin, Perry y la edad de la Tierra".

Actualmente se considera que la Tierra tiene unos 4500 millones de años.

En este enlace puedes ver gráficamente las principales divisiones del tiempo geológico (eones) y las subdivisiones (eras) con los acontecimientos geológicos y biológicos más importantes de cada uno. Estas divisiones se hacen según criterios biológicos, geológicos, estratigráficos y climáticos. Pincha en esta animación.

Imagina que la historia de la Tierra fuera un día de 24 horas. El hombre aparecería dos minutos antes de la medianoche.

Aquí puedes ver gráficamente la escala de tiempo desde la formación del universo a la formación de la Tierra y la evolución biológica.

TAREAS

Los alumnos os vais a organizar en cuatro grupos. Cada grupo va a elaborar una presentación Power Point  de un período del tiempo geológico (PreCámbrico, Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico). En cada período deben aparecer los acontecimientos geológicos acontecidos (orogenias, rotura o unión de continentes, etc.), climáticos (glaciaciones, desertizaciones, etc.), cambios en el nivel del mar (transgresiones y regresiones) y acontecimientos biológicos (aparición de grupos taxonómicos, desarrollo de otros, extinciones).

Después haréis una exposición oral del trabajo.

Después de haber estudiado la columna estratigráfica estás listo para responder a las siguientes preguntas:
1. ¿Qué vertebrados ocuparon el nicho ecológico de los ictiosaurios?
2. ¿Por qué la fragmentación de un supercontinente resulta favorable para la vida marina?¿Cómo crees que afectará a la vida marina la formación de un supercontinente? Cita algún momento de la historia de la Tierra en que haya ocurrido esto.
3. ¿En qué eón, era y período se han producido las principales orogenias?
4. ¿Qué tres eones se incluyen en el término "Precámbrico"? ¿Por qué crees que se usa ese término?