EVOLUCIÓN. No hay nada en biología que tenga sentido si no es a la luz de la evolución Dobzhansky

Transcripción

1 EVOLUCIÓN No hay nada en biología que tenga sentido si no es a la luz de la evolución Dobzhansky

2 Objetivos Discutir la validez de las distintas teorías evolutivas. Inferir las implicancias científicas y sociales de la teoría de la evolución de Darwin.

3 1.Ideas Anteriores sobre el Origen de las Especies Platón propone que todos los objetos de la realidad son solo versiones imperfecta de ellas mismas. Aristóteles propone una escala de la perfección.

4 Ideas Teológicas del Origen de las Especies, basadas en mitos desarrollados por distintas culturas y civilizaciones. En el desarrollo de la civilización occidental adquiere especial importancia el relato del Génesis, proveniente de la Biblia, el libro religioso fundamental del judaismo, y luego del cristianismo. Según este relato todas las especies fueron creadas por Dios, en un solo instante y en forma simultanea, haciéndolas todas ellas fijas e inmutables. Más aún, esto habría ocurrido alrededor del año a.c., de acuerdo a la cronología de eventos que ella señala.

5 Dada la influencia que el cristianismo tuvo en el desarrollo de la civilización occidental, está teoría, convertida en dogma, predominó durante la Edad Media, el Renacimiento y la Edad Moderna. Solo a partir de la Revolución Francesa se empieza a cuestionar el rol de la Iglesia en la sociedad y su relevancia en el conocimiento científico.

6 Las primeras piezas de evidencia que contradecían el relato bíblico fueron los fósiles, restos petrificados de organismos que habían vívido hacia mucho tiempo, y que empezaron a ser reconocidos como tales a mediados del siglo XV. Sin embargo en ese tiempo se consideraba que eran solo piedras con formas particulares, moldeadas por fuerzas naturales igual que las demás. Georges Cuvier ( ) fue uno de los primeros científicos en estudiar los fósiles y reconocer que se trataba de los restos petrificados de organismos antiguos. Además correlaciona ciertos grupos de fósiles con estratos geológicos específicos. Sin embargo rechaza la idea de la evolución, defendiendo las teorías del fijismo y el catastrofismo ; las especies no cambian, y la Tierra ha sido sometida a diversas catástrofes que han determinado la extinción y fosilización de especies. Esto permitía sostener que la Tierra era joven (6.000 años), en oposición a las teoría gradualista de Lyell.

7 Jean Baptiste Lammarck ( ) Primera ley: El uso frecuente y sostenido de un órgano cualquiera lo fortifica poco a poco, mientras que el desuso constante de tal órgano le debilita y hasta lo hace desaparecer. Segunda ley: Todo lo que la Naturaleza hizo adquirir o perder a los individuos por la influencia de las circunstancias, y por la influencia del empleo predominante de tal órgano, o por la de su desuso, la Naturaleza lo conserva por la generación de nuevos individuos.

8 Iglesia Medieval Couvier - Lyell Lammarck el origen de las especies. la evolución de las especies los mecanismos que permiten la evolución de las especies. la existencia de fósiles. la edad de la Tierra. Otros

9 Charles Darwin y la Teoría de la Evolución por Selección Natural. Sintetizar la Vida y Obra de Charles Darwin. Explicar la Teoría de la Evolución por Selección Natural.

10 2. Charles Darwin ( ) Hijo de Robert y Susannah Darwin, nieto del famoso Erasmus Darwin (naturalista).

11 Thomas Malthus ( )

12

13 Charles Lyell ( ) Antes James Hutton había propuesto el uniformitarianismo que propone que la forma de la Tierra se debe a la acción de fuerzas lentas que actúan a lo largo de extensos periodos de tiempo. Entre 1830 y 1833 Lyell publica Principios de Geología donde populariza las ideas de Hutton y donde propone que la Tierra tiene ya no años de antiguedad, sino unos pocos centenares de millones de años.

14 El Viaje de Darwin

15 Observaciones de Darwin

16

17 Pero no solo en la naturaleza

18

19

20 Conclusiones de Darwin: La Evolución por Selección Natural Existe variación entre los organismos de una especie. Algunas de estas variaciones pueden ser transmitidas a la descendencia. Individuos con algunas de estas variaciones tendrán mayores posibilidades de sobrevivir y reproducirse (que los que no las poseen) y así transmitir estas variaciones a su descendencia. Como consecuencia de ello la población evoluciona.

21 Actividad Observar un documental y responder el siguiente cuestionario (control).

22 Cuestionario 1. Cuál de los ejemplos presentados en el documental corresponde a un caso de Selección Artificial? a) Osos polares. b) Perros. c) Ojos. d) Tardígrados. e) Seres humanos.

23 Por qué no hay osos de color oscuro en el ártico? a) Porque el color oscuro no los protege del frío. b) Porque fueron cazados y extinguidos por los primeros nativos americanos (eran fáciles de ver). c) Porque eran vistos por sus presas antes de poder cazarlas. d) Porque necesitan más alimento que los osos blancos. e) Porque los osos blancos eran más fuertes y los mataban.

24 El caso del ojo es una demostración de que: a) La teoría de la evolución es incapaz de explicar algunas características especialmente complejas de los seres vivos. b) Los órganos complejos aparecen gracias a mutaciones puntuales que les dan origen de forma completa y plenamente funcional. c) Las primeras bacterias ya tenían ojos parecidos a los nuestros. d) Nuestros ojos evolucionaron independientemente de los de los organismos acuáticos. e) Los órganos cambian lentamente a través de la generaciones mejorando poco a poco su funcionamiento.

25 Según degrease, por qué hay tanta polémica respecto de la teoría de Darwin? Porque afecta el ego de muchas personas. Porque niega la existencia de Dios. Porque no hay suficiente evidencia. Porque es difícil de explicar. Porque el sistema educativo es deficiente.

26 Entonces, somos capaces de sintetizar la Vida y Obra de Charles Darwin? explicar la Teoría de la Evolución por Selección Natural?

27 3. Evidencias de la Evolución Fósiles. Anatomía Comparada. Embriología Comparada. Biología Molecular. Observaciones y Experimentos

28 Anatomía Comparada

29

30 Embriología Comparada

31 Biología Molecular Se trata de comparar semejanzas y diferencias entre moléculas de distintas especies. Principalmente se refiere a la comparación de proteínas y de ADN, ya que estos dos tipos de moléculas presentan distintas secuencias de monómeros, diferencia de sacáridos o lípidos que poseen una estructura más homogénea.

32 Proteínas

33

34 ADN

35 4. Evidencia Empírica de la Evolución por Selección Natural

36

37

38 4. La Teoría Sintética de la Evolución Esta teoría es el resultado de la síntesis de un grupo de biólogos: Huxley, Dobzhansky, Simpson y Mayr, elaborada a mediados del siglo XX, que se conoce también con el nombre de neodarwinismo, ya que combina las ideas de Darwin y Mendel (el padre de la genética), ampliando sus postulados e integrándolos con la Teoría Cromosómica de la herencia, el concepto biológico de especie, la genética de poblaciones. La evolución se produce a través de la selección natural. A través de este mecanismo, se seleccionan organismos cuyos rasgos responden de mejor manera al medio ambiente y que se reproducen en mayor número y en menor tiempo. La enorme variabilidad genética que existe al interior de las poblaciones naturales, corresponde al sustrato sobre el que actúa el proceso evolutivo. La teoría sintética de la evolución proporciona un contexto diferente a los planteados anteriormente: el poblacional. En este contexto, el concepto de población se entiende como el grupo de organismos que se reproducen entre sí y que comparten un reservorio génico (la suma de los alelos de todos los individuos de una población). La evolución sería el resultado de los sucesivos cambios a través del tiempo en la composición relativa del reservorio génico.

39 G. Hardy y G. Weinberg plantearon en 1908, en forma independiente, un principio que relaciona los organismos de una población con los cambios en la frecuencia de un alelo. Según este principio, en una población de gran tamaño de individuos, que se reproducen sexualmente y al azar (panmixis), no se modificarían las frecuencias genotípicas y génicas de una generación a otra; es decir, no habría evolución. En una población natural, el equilibrio propuesto por Hardy- Weinberg no se mantiene, principalmente, por la acción de la selección natural, además de las mutaciones, migraciones, la deriva génica, los cruzamientos no aleatorios y por diferentes factores bióticos y abióticos. Todos estos factores alteran la composición genética de la población y conducen a la evolución. La teoría sintética de la evolución explica el proceso evolutivo a través de la genética de poblaciones e intenta describirlo con ayuda de modelos matemáticos. Fuente: Biocarampangue.

40 En el caso de las polillas: La selección es direccional: Al principio predominan las polillas oscuras, pero luego de unas generaciones terminan predominando las claras.

41 Tipos de Selección Selección Direccional: La selección direccional tiende a favorecer, a lo largo del tiempo, a fenotipos en un extremo de un rango de variación (es decir escasos). Ejemplo: La resistencia a los insecticidas es un ejemplo. El DDT fue un insecticida ampliamente usado. Luego de unos años de uso intensivo, el DDT perdió su efectividad sobre los insectos. La resistencia al DDT es un carácter genético (raro en un comienzo) que se convierte en un carácter favorable por la presencia de DDT en el medio ambiente. Solo aquellos insectos resistentes al DDT sobreviven dando origen a mayores poblaciones resistentes al DDT.

42 Selección Estabilizadora: La selección estabilizadora favorece los fenotipos intermedios dentro de un rango. Los extremos de las variaciones son seleccionados en contra. Ejemplo: Los niños que pesan significativamente menos o más de 3,4 Kg. tienen porcentajes mas altos de mortalidad infantil. La selección trabaja contra ambos extremos.

43 Selección Disruptiva: La selección disruptiva favorece a individuos en ambos extremos de la variación: la selección es en contra del medio de la curva. Esto causa una discontinuidad en la variación, produciendo dos o más fenotipos distintos. Ejemplo: El salmón Oncorhynchus kisutch. Cuando la hembra desova, los machos se acercan al nido y vierten su esperma fecundando los huevos, los que logran hacerlo son, por un lado los machos mas grandes que luchan entre sí por acercarse ganando generalmente el de mayor tamaño y por el otro, los mas pequeños, que logran llegar ocultándose entre las rocas, evitando así ser vistos. De esta manera se observa, dentro de la población, una gran proporción de los dos tamaños extremos de machos

44

45 Un tipo especial de selección: La selección sexual. Se da el caso que determinadas características en el marco de una especie son sexualmente atractivas aunque carezcan de otro significado, por ejemplo en algunas especies de aves, los machos pueden hinchar sus cuellos en una medida extraordinaria lo cual resulta atractivo para las hembras, por lo tanto se seleccionan machos que pueden hinchar enormemente sus cuellos. Darwin concluyó que si bien la selección natural razonable guía el curso de la evolución, la selección sexual influye su curso aunque no parezca existir ninguna razón evidente.

46 Se considera que la selección sexual es la principal causa de dimorfismo sexual (diferencias morfológicas entre machos y hembras de una misma especie). Este dimorfismo es más marcado en especies poligínica, donde pocos machos engendran a la mayoría de la progenie.

47

48 El Origen de las Especies: El Proceso de Especiación Un población diverge, forman poblaciones similares y relacionadas. Cuando dos poblaciones se convierten en dos nuevas especies?, cuando dos poblaciones no se interreproducen más se considera que son nuevas especies. Como la selección natural adapta poblaciones que ocupan diferentes entornos, ellas divergen en razas, subespecies y finalmente especies separadas. Una especie puede ser definida como una o más poblaciones de individuos que se inter-reproducen y se encuentran reproductivamente aislados en la naturaleza de todos los otros organismos. La divergencia genética resulta cuando la adaptación, corrimientos y mutaciones actúan sobre las poblaciones. Las barreras al flujo genético aíslan a esas poblaciones, llevando a la formación de nuevas y separadas especies.

49 Especiación Alopátrica El mecanismo de especiación alopatrida, ocurre cuando una población de similar constitución genética que habita en un área extensa se separa por accidentes geográficos (ríos, mares, montañas o desiertos). Esta separación podría conducir a la formación de razas geográficas, de las cuales podrían surgir nuevas especies.

50 Especiación Simpátrica Este tipo de especiación se produce por cambios genéticos en poblaciones que habitan la misma región geográfica, que pese a vivir juntas, divergen hacia especies nuevas. Esto se debe a que surgen mecanismos de aislamiento reproductivo dentro de la población que hacen posible la especiación

51

52 Algunos Conceptos Coevolución: proceso por el cual, organismos de diferentes especies actúan como agentes selectivos unos sobre otros. Ejemplo: Mecanismos ecológicos, competencia, depredación. Radiación adaptativa: es la formación rápida de muchas especies nuevas a partir de un único ancestro, las cuales son capaces de invadir nuevas zonas por poseer una nueva característica clave. Extinción: es la desaparición completa de una especie. Infertilidad de los híbridos: Ocurre si los híbridos son incapaces de producir gametos normales. Un ejemplo de híbrido infértil es la mula.

53 Interpretaciones de la Evolución La Teoría del Gen Egoista (Richard Dawkins): Se basa en evidencia genética y considera a la evolución como un proceso lento pero intensidad constante, donde la influencia de la selección natural es total. La Teoría del Equilibrio Puntuado (Stephen Jay Gould): Se basa en evidencia palentológica y considera la evolución como un proceso de velocidad e intensidad variable donde el azar es muy influyente.