EXPLORANDO LA VIDA. PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition. Lectures by Chris Romero. Neil Campbell and Jane Reece

Transcripción

1 EXPLORANDO LA VIDA PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero

2 La Biología es el estudio científico de la vida Los biólogos se acercan al entendimiento de: Cómo se desarrolla una célula en un organismo Cómo las plantas convierten la luz solar en energía química Cómo trabaja la mente humana Cómo los seres vivientes interactúan en comunidades Cómo la diversidad de la vida evolucionó a partir de los primeros microbios.

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4 Una caracteristica básica de la vida es el alto grado de orden Cada nivel de organización biológica tiene propiedades emergentes

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6 Los biólogos exploran la vida desde una escala microscópica hasta una escala global El estudio de la vida se extiende desde moléculas y células hasta todo el planeta viviente La organización biológica está basada en una jerarquía de niveles estructurales

7 1. Jerarquia de organización biologica 1. Biosfera: Todos los ambientes en la tierra 2. Ecosistema: Todas las cosas vivas y no vivas en un área particular 3. Comunidad: Todos los organismos en un ecosistema 4. Población: Todos los individuos de una especie en un área particular 5. Organismo: un ser viviente individual

8 Jerarquia de organización biologica 6. Órgano y Sistemas de órganos: partes del cuerpo especializadas compuestas por tejidos 7. Tejido: un grupo de células similares 8. Célula: unidad de estructura y función fundamental de la vida 9. Organela: un componente estructural de una célula 10. Molécula: estructura química consistente de átomos

9 Biosfera Ecosistemas Células Célula Organelas 1 µm Átomos Comunidades Tejidos 10 µm Moléculas Poblaciones 50 µm Organismos Órganos y sistemas de órganos

10 Una mirada más cercana a los ecosistemas Cada organismo interactúa con su ambiente Ambos, organismos y ambiente, se afectan uno a otro

11 Dinámicas del ecosistema Las dinámicas de un ecosistema incluyen dos procesos principales: Reciclaje de nutrientes, en donde materiales adquiridos por plantas eventualmente regresan al suelo. El flujo de energía desde la luz solar a través de productores hasta consumidores

12 Conversión de energía Las actividades cotidianas requieren trabajo El trabajo depende de fuentes de energía El intercambio de energía entre un organismo y el ambiente a menudo involucre transformación de energía En las transformaciones, alguna energía se pierde como calor La energía fluye a traves del ecosistema, usualmente ingresando como luz y saliendo como calor.

13 LE 1-4 Luz solar Ecosistema Productores (plantas y otros organismos fotosintéticos) Calor Energía química Consumidores (incluyendo animales) Calor

14 Una mirada más cercana a las células La célula es el nivel más bajo de organización que puede realizar todas las actividades de la vida La capacidad de las células para dividirse es la base de la reproducción, el crecimiento y la reparación de los organismos multicelulares

15 LE µm

16 La información heredable de la célula Las células contienen ADN, la información heredable que dirige las actividades de las células El ADN es la esencia de los genes Los genes son las unidades de herencia que transmiten información de padres a hijos

17 LE 1-6 Célula espermática Núcleo que contiene ADN Óvulo Óvulo fertilizado con ADN de ambos padres Células del embrión con copias del ADN heredado Descendientes con rasgos heredados de ambos padres

18 Cada molécula de ADN se compone de dos cadenas largas dispuestas en una doble hélice Cada cadena está construida por uniones de compuestos denominados nucleótidos

19 LE 1-7 Núcleo ADN Nucleotido Célula Doble hélice de ADN Cadena sencilla de ADN

20 Dos tipos de células Características compartidas por todas las células: Delimitada por una membrana Uso de ADN como información genética Dos tipos principales de células: Eucariotas: posee organelas menbranosas; ADN en el núcleo Procariotas: falta de organelas membranosas; ADN no separado en un núcleo

21 LE 1-8 Membrana Citoplasma CÉLULA EUCARIOTICA CÉLULA PROCARIOTICA ADN (sin núcleo) Membrana Organelas Núcleo (contiene ADN) 1 µm

22 2. Los sistemas biológicos son mucho más que la suma de sus partes Un sistema es una combinación de componentes que forman una organización más compleja Células, organismos, y ecosistemas son algunos ejemplos de sistemas biológicos

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24 Biología de sistemas Busca crear modelos del comportamiento dinámico del sistema biológico entero Un ejemplo es un mapa de interacciones entre las proteínas en una célula de mosca de la fruta Estos modelos pueden predecir cómo un cambio en una parte de un sistema afectará al resto

25 LE 1-10 Membrana externa y superficie de la célula CÉLULA Citoplasma Núcleo

26 3. Los biológos exploran la vida a través de su gran diversidad de especies Los biólogos exploran la vida a traves de su gran diversidad de especies Han nombrado cerca de 1.8 millones de especies Las estimaciones del total de especies varían de 10 millones a más de 200 millones

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28 Agrupación de especies: la idea básica La taxonomía es la rama de la biología que nombra y clasifica a las especies en un orden jerárquico Reinos y dominios son las unidades más amplias de clasificación

29 LE 1-14 Especie Género Familia Orden Clase Filo Reino Dominio Ursus americanus (American black bear) Ursus Ursidae Carnivora Mammalia Chordata Animalia Eukarya

30 Los tres dominios de la vida En el nivel más alto, la vida se clasifica en tres dominios: Bacteria (procariotas) Archaea (procariotas) Eukarya (eucariotas) Los Eucariotas incluyen los reinos protistas, Plantae, Fungi, y Animalia

31 LE 1-15 Protistas Bacteria 4 µm 100 µm Reino Plantae Archaea 0.5 µm Reino Fungi Reino Animalia

32 4. La evolución explica la unidad y la diversidad de la vida La historia de la vida es una saga de un cambio de una Tierra de miles de millones de años de antigüedad

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34 La visión evolutiva de la vida tomo forma en 1859 cuando Charles Darwin publicó On the Origin of Species by Natural Selection El Darwinismo se convirtió casi en sinónimo del concepto de evolución

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36 The Origin of Species articuló dos puntos principales: Descendencia con modificación (la visión de que las especies contemporáneas surgieron a partir de una sucesión de antepasados) Selección Natural (un mecanismo propuesto para la descendencia con modificación) Algunos ejemplos de descendencia con modificación son la unidad y la diversidad en la familia de las orquídeas

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38 Selección natural Darwin infirió la selección natural conectando dos observaciones: Observación: Variación individual en rasgos heredables Observación: Sobrepoblación y competencia Inferencia: Exito reproductivo desigual Inferencia: Adaptación evolutiva

39 LE 1-20 Población de organismos Variaciones hereditarias Sobreproducción y competencia Diferencias en éxito reproductivo Evolución de adaptaciones en la población

40 La Selección Natural puede editar las variaciones heredables de la población Un ejemplo es el efecto de aves depredando una población de mariposas

41 LE 1-21 Población con variados rasgos heredados Eliminación de individuos con ciertos rasgos Reproducción de los sobrevivientes Incremento de la frecuencia de los rasgos que mejoran la supervivencia y el éxito reproductivo

42 La selección natural a menudo es evidente en las adaptaciones de los organismos a su forma de vivir y al ambiente Un ejemplo de adaptación son las alas de los murciélagos Video: Soaring Hawk

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44 El árbol de la vida Muchos organismos relacionados tienen similares características adaptadas a formas de vida especificas Tales parentescos conectan la unidad y la diversidad de la vida de la descendencia con modificación La selección natural eventualmente produce nuevas especies a partir de especies ancestrales Los biólogos a menudo muestran relaciones evolutivas en un diagrama de árbol

45 LE 1-23 Large ground finch Large cactus ground finch Small ground finch Large tree finch Geospiza magnirostris Sharp-beaked ground finch Geospiza conirostris Geospiza difficilis Cactus ground finch Medium ground finch Geospiza fortis Geospiza fuliginosa Mangrove finch Woodpecker finch Cactospiza pallida Camarhynchus psittacula Medium tree finch Camarhynchus pauper Small tree finch Green warbler finch Certhidea olivacea Gray warbler finch Certhidea fusca Seed eater Geospiza scandens Cactus flower eaters Seed eaters Cactospiza heliobates Camarhynchus parvulus Vegetarian finch Platyspiza crassirostris Insect eaters Bud eater Ground finches Tree finches Warbler finches Common ancestor from South American mainland