ME III Medio. Origen y evolución de las especies. Manuel Mallol Simmonds

Transcripción

1 Origen y evolución de las especies ME III Medio El que un organismo pueda cambiar, variar y adaptarse a su medio, aumentando las probabilidades de generar descendencia aún más adaptada para asegurar el éxito biológico de su especie es el prisma de toda la biología, y la característica que otorga una razón de ser el estudiar toda la dinámica celular y fisiológica para poder comprender y dimensionar el grandioso trabajo de la naturaleza, para generar sistemas aparentemente perfectos. Módulo electivo

2 Origen de la vida y evolución de las especies 2 2 Si bien el origen de la vida es un ámbito sumamente discutido, en el cual no es raro encontrar discrepancias socioreligiosas y científicas, intentaremos abarcar las teorías científicas más aceptadas que servirán para introducir las características actuales de la evolución de las especies, que te serán útiles no solo para preparar la PSU, sino para comprender mejor nuestra razón de ser, por qué estamos donde estamos y cuál es el futuro que nos espera. El planeta Tierra, su origen y evolución Cuando estudiamos la dinámica de la vida, es inevitable hacerse la pregunta De dónde venimos?. Esa pregunta puede generar un gran número de hipótesis con respecto a una respuesta poco probable de encontrar, al menos en la época actual. Es fundamental comprender a la perfección cómo ocurrió la formación del planeta Tierra, hogar que ha permitido la generación de la vida, y la evolución de las especies de la componen. El planeta Tierra, su formación y evolución abiótica El planeta Tierra es un planeta rocoso con atmosfera definida perteneciente al Sistema Solar. Es el quinto en tamaño (después de los gigantes gaseosos), ubicado en la tercera órbita. Un punto importante a considerar, es que es el único planeta que posee vida objetivada hasta la fecha. Al igual que otros planetas rocosos que poseen atmósfera (Venus y Marte), la tierra posee un núcleo interno de Hierro y Níquel en estado sólido, rodeado de un núcleo externo de estos metales fundidos, un manto de rocas silíceas, una corteza donde se desarrolla la vida y una atmosfera, compuesta principalmente por nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y otros gases.

3 Cómo ocurrió la formación de La Tierra? Hace millones de años aprox, un disco de gas y polvo comenzó a adquirir momentum angular debido a la radiación gamma generada por el Big Bang. 3 Al comenzar a girar, la materia central comenzó a condensarse por efecto de su propia gravedad, formando nuestra estrella: El Sol. El gas y polvo más lejano comenzó a condensarse, formando diferentes tipos de planetas (rocosos y gaseosos). En un comienzo, La Tierra era un planeta de una corteza sumamente inestable y violenta (100% magma a C), principalmente por fuertes variaciones electromagnéticas, un núcleo inestable y la fuerte radiación solar recibida en forma de viento solar. Uno de los fenómenos más importantes de la formación de La Tierra corresponde a la solidificación del núcleo interno de Hierro y Níquel, con la ulterior rotación del mismo. Esta rotación nuclear llevó al desarrollo de un campo magnético capaz de proteger a La Tierra del viento solar, pudiendo establecerse la primera atmósfera terrestre. Evolución de la atmósfera terrestre Temporalmente, la casi nula atmósfera terrestre en formación sufrió muchos cambios para lograr ser lo que es hoy en día (incluyendo la vida que permitió generar). Estas etapas corresponden a: Origen de la atmósfera Atmósfera primitiva abiótica Atmósfera microbiológica Oxigenación atmosférica - Origen de la atmósfera Luego de que la corteza terrestre comenzó a enfriarse, el hidrógeno y helio remanentes de la nebulosa planetaria primitiva comenzó a perderse, comenzando el proceso de la atmósfera terrestre primitiva.

4 Lo cierto es que dicha atmósfera promovía un ambiente muy diferente al que nosotros 4 estamos acostumbrados a observar. 4 Debido a que la actividad volcánica del planeta era sumamente intensa, esta atmósfera contenía altos niveles de N 2, CO 2, HCl y SO 2, entre otros gases. Cabe señalar la ausencia de O 2 y la mínima cantidad de H 2 O presente. - Atmósfera primitiva prebiótica Esta etapa se destaca por la formación y condensación de agua generadas por reacciones eléctricas a causa de la inestabilidad atmosférica. Comenzando las precipitaciones de lluvia (todo en escala de millones de años) se forman los océanos, teniendo ellos altos niveles de CO 2, HCl y SO 2 disueltos). En esta época, la composición atmosférica era cercana al 98% de N 2, en ausencia de oxígeno. Es muy importante destacar que el oxígeno es una molécula altamente reactiva. Teniendo en consideración que todavía no se formaban moléculas orgánicas, la ausencia de oxígeno en este período es crucial puesto que este gas impide la formación de biomoléculas. Debido a que la siguiente etapa de la evolución atmosférica involucra la generación de las primeras formas de vida, haremos un paréntesis muy importante para establecer el significado y la trascendencia de la vida. El origen de los organismos vivos y sus etapas adaptativas La vida y su significado Hablar del significado de la vida es algo complejo y delicado, puesto que existen diferentes disciplinas que la analizan desde diferentes perspectivas, todas igualmente válidas. En esta guía estudiaremos la vida bajo la perspectiva netamente científica. Como seres humanos, debemos pensar ciertas cosas sobre la razón de nuestra existencia, Por qué somos así? Naturalmente obtuvimos las capacidades que tenemos? Cuál es nuestro rol, o nuestro destino final como especie? Lo bello y maravilloso de estudiar las ciencias biológicas (y otras ciencias naturales, como física y química) es poder extrapolar la vida no solo al planeta Tierra, sino al comportamiento astrofísico que tiene nuestro universo, en su aspecto termodinámico y cuántico. Nunca dejes de cuestionar qué hay más allá de las estrellas, y cómo serían las otras formas de vida, puesto que nunca se sabe cuándo podría llegar la respuesta. Desde un punto de vista netamente biológico, físico y químico la vida puede ser definida de las siguientes maneras (definiciones creadas a nivel personal): La vida es la característica que diferencia los tres dominios biológicos del resto de las realidades naturales: nacer, crecer, reproducirse y morir, y, a lo largo de sucesivas generaciones, evolucionar.

5 Además, es la capacidad que tiene un sistema físico, aparente perfecto, de equilibrar y administrar las energías y recursos de su medio, modificar todas sus propiedades fisicomoleculares y responder a ellas de manera autónoma y homeostática, rompiendo la tendencia de la geonaturaleza, manteniendo los niveles entrópicos dentro de lo óptimo, lo cual brinda a este sistema una característica única: El sentido de la existencia, el rol dentro de un sistema físico que puede ser modificado sin romper el equilibrio termodinámico. 5 Por otra parte, es la organización biomolecular que permite la organización de un estado físico que cumple con el principio de continuidad, siendo variable e impredecible en base a las oscilaciones de su medio (y en el caso de los seres humanos, de la conciencia) Todos los seres vivos, de cualquiera de los tres dominios biológicos, tienen cosas en común, las cuales son: Capacidad de nacer, crecer, reproducirse y morir de manera autónoma Presencia de material genético (DNA) Cumplen con el dogma central de la biología molecular (RNA y proteínas) Sus componentes celulares poseen membrana plasmática de carácter bifosfolipídico. Poseen una composición de un 60-70% de agua. Pueden mantener eficientes mecanismos homeostáticos Poseen una serie de rutas metabólicas para llevar a cabo lo anterior nombrado. Origen de la vida Este es un tópico sumamente complejo de enseñar con 100% de seguridad, puesto que solo existen teorías que explican diferentes eventos que pudiesen haber generado la vida en el planeta Tierra, sin existir suficiente evidencia para decir que una de ellas es 100% verdadera. Aun así, en términos generales existen cuatro teorías que explican el posible origen de la vida en el planeta Tierra: a. Teoría de la panspermia: La vida se originó en algún lugar del universo y llegó a la Tierra en un meteorito u otro cuerpo astronómico similar. b. Teoría creacionista joven: Dios generó la vida hace años, rechazando todas las teorías astrobiofísicas. c. Teoría creacionista evolucionista: Afirma las teorías astrobiofísicas, pero atribuye un orden divino a su razón de ser. d. Abiogénesis: Diferentes ramas de la biología que intentan explicar el origen de la vida centrados en el modelo sopa primitiva. Actualmente la teoría más aceptada es la abiogénesis, por lo que profundizaremos un poco en su evolución a lo largo de los años. - Abiogénesis clásica Esta teoría se remonta a los tiempos aristotélicos, en los cuales Aristóteles propone que la vida se origina a partir de elementos inorgánicos, como material putrefacta, sudor, etc., los cuales daban los fundamentos para la teoría de la generación espontánea.

6 6 Lo curioso es que esta teoría fue ampliamente aceptada hasta los años 1600, en los cuales un científico llamado Francesco Redi (1668) realizó el conocido experimento de las larvas de 6 moscas: Como se pensaba que la vida provenía de materia en descomposición, Redi dispuso dos trozos de carne en dos frascos, uno tapado (versión hermética y versión malla) y otro sin tapar. Al no poder entrar las moscas a los frascos tapados, no aparecieron larvas en ellos (en los otros sí), de manera que la generación espontánea quedó puesta en duda, puesto que la espontaneidad en los cuerpos putrefactos era por larvas de mosca. Con ello Redi abrió el camino para que Louis Pasteur desterrara para siempre dicha teoría y afirmara uno de los dogmas biológicos: Un ser vivo se origina a partir de otro ser vivo El experimento que realizó Louis Pasteur desterró para siempre la teoría de la generación espontánea, y consistía en lo siguiente:

7 7 Depositó un caldo de carne hervido y lo depositó en un matraz cuello de cisne. Luego curvó el cuello sin taparlo. Sin inclinar el frasco, a lo largo de los días el caldo no se descomponía. Sin embargo, al inclinar el frasco, mezclando el caldo hervido con el cuello del matraz, a los pocos días el caldo comenzó a descomponerse. El punto planteado es que en el cuello del frasco quedaron restos de caldo, los cuales se contaminaron con microorganismos y polvo. Al hacer que el caldo estéril tocara esta área, se contaminó y generó la descomposición. Con ello Pasteur postuló que la descomposición proviene de microorganismos y que la vida nace a partir de otra forma de vida similar en caldos de cultivo, y no por generación espontánea. - Abiogénesis moderna Dado que la generación espontánea había quedado desterrada para siempre, diversos científicos comenzaron a establecer diferentes teorías acerca de la generación de la vida, paralelamente al auge biológico que estaba teniendo la biología enfocada en la célula. La abiogénesis moderna fija el origen de la vida hace y millones de años atrás, bajo la hipótesis de la sopa primitiva. Todos estos experimentos tenían como pregunta lo siguiente: Cómo se generó la primera célula del planeta Tierra? La sopa primitiva es una forma simplificada de referirse a la hipótesis de la generación de elementos orgánicos que pudiesen haber formado biomoléculas y posteriormente células.

8 En este período se destacan los experimentos de Oparin, donde se estudian unos 8 complejos moleculares llamados coacervados. 8 Los coacervados son estructuras teóricas ideadas por Oparin. Esta teoría se fundamenta en que los lípidos (y otras moléculas) en soluciones acuosas tienden a formar compartimientos (micelas) y en su interior almacenar agua y biomoléculas. Al romperse un coacervado puede formar coacervados más pequeños, siendo un poderoso avance hacia la teoría de la sopa primitiva. Con todos los antecedentes recopilados a la fecha (1953), Miller llevo a cabo el famoso experimento de la sopa primitiva: El fundamento de este experimento, es que en la atmósfera primitiva (véase al comienzo de esta guía) a causa de los gases existentes y las intentas tormentas eléctricas, era posible obtener elementos orgánicos desde elementos inorgánicos. De esa manera, en un compartimento con metano, hidrógeno y amoniaco (gases abundantes en la atmósfera primitiva) aplicó descargas eléctricas de la intensidad de una tormenta, y a través de arrastre con vapor de agua condensó los productos que pudiesen formarse. La sorpresa fue impactante. En la muestra obtenida encontraron nucleótidos, ATP, aminoácidos, glicerol, glucosa, lípidos anfipáticos, entre otras moléculas, es decir, los componentes de los seres vivos podían obtenerse desde elementos inorgánicos. Lo único que no pudo obtenerse fueron proteínas. Hemos llegado a un punto complejo del origen de la vida. Se pudo objetivar la génesis de biomoléculas, sin embargo, todavía queda una gran pregunta por responder: Cómo se logró la autoreplicación y la autoorganización de estas moléculas en complejos celulares?

9 - Qué fue primero, el DNA o el RNA? Es complejo pensar cuál de estas moléculas llevo a cabo la función de almacenar la información genética de la primera célula. 9 Si nos posicionamos en un punto carente de orden biológico, en donde no conocemos nada sobre la maquinaria de la célula y pensamos que una molécula lineal posee un orden calculado y preciso, que puede generar moléculas pertenecientes a otra familia, cuyo orden monomérico determina su forma y función, pudiendo estas mismas moléculas reparar y replicar la molécula molde inicial, es algo sumamente complejo de relacionar con el azar. Lo cierto es que para formar una molécula de DNA por azar es sumamente complicado e improbable. Para la vida, siguiendo el paradigma de la organización simple para evolucionar hacia lo complejo, fue mucho más simple generar moléculas de RNA para suplir todas estas funciones, para posteriormente formar la molécula de DNA y establecerla como la molécula encargada de almacenar la información genética, que determina toda la existencia de un ser vivo. Por qué el RNA? A continuación se plantean algunas de las razones del mundo de RNA : El RNA en una célula moderna puede tanto portar información genética (RNAm) como catalizar reacciones químicas (ribozimas) Puede sintetizar proteínas (RNAr) Puede regular su expresión (RNApi, sn y son, entre otros) Puede ordenar aminoácidos (RNAt) Puede autoclivarse y replicarse (autosplicing) Es monocatenario y simple (posee una ribosa) Pese a esas razones, la extrema complejidad que posee el DNA, tanto en sus orígenes como en su organización, deja muchas preguntas abiertas acerca del origen y función de esta preciada molécula. El origen de los seres vivos Un ser vivo se define como un conjunto de átomos y moléculas que forman un sistema organizado y complejo, en el que intervienen una serie de comunicaciones moleculares que relacionan al ambiente y el intercambio de energía de forma ordenada y equilibrada, que permite desarrollar las funciones básicas de la vida (crecer, reproducirse, nutrirse, relacionarse y morir) Desde el origen del ancestro común, los seres vivos provienen de tres diferentes dominios taxonómicos, en base a su organización genómica y celular Lo cierto es que existió una primera forma de vida celular, la cual dio origen a todas las especies que pueblan el planeta Tierra. Esta forma de vida celular ancestral recibe el nombre de antepasado común o LUCA (último antepasado común universal).

10 10 Sobre LUCA, se puede afirmar que fue el primer ser vivo generado en el planeta Tierra, del cual derivan todos los otros seres vivos que lo pueblan en estos días. Además, probablemente se 10 trataba de una célula procariota del tipo arquea. La prueba más fuerte de la existencia de LUCA y su relación son los seres vivos contemporáneos es la bioquímica celular común y el código genético. A partir de LUCA la Tierra comenzó a ser poblada por organismos unicelulares, mayoritariamente arqueas, de las cuales divergieron las células procariotas del dominio bacteria y finalmente nacieron los primeros organismos unicelulares eucariontes, portadores de células eucariotas. Tierra: Hay cosas que LUCA debía poder realizar, en el contexto atmosférico primitivo del planeta Debía ser capaz de realizar todos sus procesos en ausencia de oxígeno El aceptor final de electrones generalmente era azufre - Transformación atmosférica: Aparición del oxígeno y explosión de vida Las arqueas y bacterias que poblaban la Tierra eran heterótrofos, por lo que luego de bastante tiempo después de la aparición de LUCA comenzó un periodo de escases de alimento. Por causas aún no dilucidadas del todo, aparecieron organismos que tenían una maquinaria metabólica diferente. Ellos podían utilizar la energía química proveniente del sol para obtener nutrientes. Era el nacimiento de un nuevo tipo de organismos: Los autótrofos. Estos organismos eran encabezados por unas bacterias del género cianobacterias, las cuales se caracterizaban por poder realizar un proceso biológico novedoso: La fotosíntesis.

11 11 Como ya se mencionó en el módulo común, la fotosíntesis consume CO 2 y libera oxígeno, por lo tanto el aumento de población de organismos autótrofos llevo consigo una disminución radical del CO 2 atmosférico y un aumento de oxígeno. - Adaptación al oxígeno Para nosotros, el oxígeno es un gas fundamental para la vida aeróbica. Lo cierto es que en aquellos tiempos el oxígeno era un gas letal para la mayoría de las especies que no lo utilizaban, puesto que es una molécula altamente reactiva para las moléculas orgánicas. A causa de lo anterior, los seres vivos debieron desarrollar y/o cambiar sus rutas metabólicas para poder sobrevivir ante la presencia de oxígeno y poder sacarle provecho a este gas. Como el azufre atmosférico disminuyó con la consecuente disminución de la violenta actividad volcánica, los organismos que dependían de él comenzaron a morir. En ese instante aparecieron nuevos organismos que eran capaces de utilizar el oxígeno en lugar de azufre. Habían aparecido los primeros organismos aeróbicos.

12 12 Evolución celular: Nacimiento de los eucariontes 12 Se desconoce la razón por la cual surgieron las primeras células eucariotas, existiendo diversas hipótesis al respecto, las cuales no mencionaremos en esta guía. Lo cierto, es que una célula eucariota es una célula mucho más compleja que una célula procariota, pudiendo realizar procesos sinérgicos sin requerir población especializada en ello. La teoría más aceptada acerca del origen de la primera célula eucariota es la teoría de la endosimbiosis serial. Esta teoría establece en términos generales que una bacteria fagocitó a otra bacteria, pero sin degradarla en su interior, generando una simbiosis. Lo cierto es que dicha bacteria fagocitaba poseía características que la bacteria mayor no tenía, por lo que dicha fagocitosis dotó de una nueva característica al organismo inicial. Estas simbiosis están categorizadas en tres etapas diferentes, a saber: Primera etapa: Una bacteria espiroqueta fagocitó una bacteria anaeróbica, dotando a la espiroqueta un compartimento adicional a su economía. Segunda etapa: Esta espiroqueta, cuya forma comenzaba a cambiar, fagocitó una bacteria aeróbica, dotando a la primera bacteria la capacidad de realizar la respiración celular. En este punto surgieron las mitocondrias.

13 Tercera etapa: La célula eucariota inicial, que ya poseía núcleo, fagocitó una bacteria fotosintética, dando origen a los cloroplastos. 13 Todas estas fagocitosis/simbiosis se complementaban con modificaciones a nivel genético y estructural, generando toda una gama de organismos que tenían sistemas de endomembranas con funciones asignadas. Las células eucariotas ya se hacían presente en el planeta Tierra. Eras geológicas Finalmente, habiendo introducido todos los conceptos para comprender la generación de la vida, avanzaremos un poco en el tiempo para llegar al desarrollo de organismos pluricelulares y su evolución. Para comprender una serie de procesos de la historia natural de La Tierra es necesario introducir el concepto de Era Geológica. Los millones de años que posee nuestro planeta están divididos en las siguientes eras y sus subdivisiones:

14 14 14 En cuanto a fenómenos poblacionales destacables cabe señalar la gran extinción del Pérmico-Triásico, considerada la mayor extinción en la existencia de La Tierra. Como puede apreciarse en la imagen superior, los primeros seres vivos pluricelulares fueron animales invertebrados (generados en la llamada explosión cámbrica) que dan la apariencia de organismos acuáticos. Eso sirve de introducción para realizar la siguiente pregunta: Dónde se originaron las primeras formas de vida? O bien, Qué se necesitaba para poder poblar el suelo seco? La vida, desde LUCA, se originó en el agua. Es por eso que el desarrollo de todos los organismos que poseen gestación (en cualquiera de sus modalidades) replican un medio acuático (la ontogenia replica la filogenia).

15 Cronológicamente, en el agua aparecieron las primeras arqueas, luego bacterias, cianobacterias, eucariotas primitivos, plantas acuáticas, animales invertebrados acuáticos y animales vertebrados acuáticos, paralelamente al desarrollo de plantas terrestres. 15 Con respecto a la otra pregunta, para poder vivir en suelo seco se requieren una serie de características: Respiración: El organismo debe ser capaz de obtener oxígeno desde el aire Movilización: En el caso de los vertebrados con extremidades, deben existir adaptaciones especiales, por ejemplo, la articulación coxofemoral (cadera) Protección: Piel y anexos cutáneos para evitar la deshidratación. Cuando los organismos acuáticos comenzaron a adquirir dichas características de manera parcial surgieron los anfibios, y finalmente divergieron los organismos que están adaptados al ambiente extra-acuáticos. Con esto damos por concluida la sección de los orígenes de la vida y las características particulares que posee. A continuación finalizaremos esta guía con el análisis de uno de los temas más importantes en la biología actual: La evolución de las especies. Evolución de las especies Sin lugar a dudas, hoy en día el concepto de evolución es el prisma de todos los fenómenos biológicos conocidos. La evolución se define como una serie de transformaciones o cambios a través del tiempo que originan la diversidad de formas vivientes que existen en la Tierra a partir de un antepasado común, siendo este un proceso continuo y dinámico. En esta sección analizaremos los aspectos más importantes de este tema, orientados no solo a la rendición de la PSU, sino a una mejor comprensión de la biología en la actualidad y de sus etapas para ser como tal. Pruebas que apoyan la evolución Para poder afirmar que un proceso como la evolución ocurrió, deben existir una serie de pruebas que permitan comprobar, estudiar y profundizar en los diferentes puntos que componen dicha teoría. - Órganos homólogos y análogos Si se comparan diferentes especies, pertenecientes a un mismo dominio, es posible darse cuenta que existen estructuras que cumplen las mismas funciones, aunque son estructuralmente diferentes, y otras que tienen la misma estructura pero cumplen funciones diferentes. La definición anterior hace alusión a los órganos homólogos y análogos, respectivamente: Un órgano homólogo es aquel que posee la misma estructura y origen embrionario, pero diferente función. Un órgano análogo es aquel que posee diferente estructura y origen embrionario, pero la misma función.

16 Ejemplos de órganos homólogos: El brazo humano tiene como función principal fabricar y tomar cosas. La pata de un gato tiene una función principal de apoyo. La aleta de una ballena tiene como función principal nadar y el ala de un murciélago volar. Todas son funciones diferentes, pero tienen la misma estructura (adaptada a la función) Un buen ejemplo de un órgano análogo son las alas de una mariposa y las alas de un ave. Todas tienen como función volar, pero tienen diferentes estructuras. - Embriología comparada En esta prueba se analiza la morfología que tienen los embriones de especies diferentes (mamíferos, reptiles, peces, etc). Al ser sumamente parecidas, apoya la teoría de que todos los organismos provienen de un ancestro común.

17 17 - El código genético Una de las pruebas más fidedignas que todos los organismos provienen de un antecesor único es el uso de un mismo código genético por todas las especies que pueblan la Tierra, con muy pequeñas variaciones.

18 18 - Registro fósil La palabra fósil viene de la palabra en latín <Fossile>, que significa elemento escavado. Se 18 definen actualmente como restos o señales de actividad de organismos pretéritos. Generalmente estas pruebas poseen intensas transformaciones en su composición (diagénesis) o deformaciones (metamorfismo dinámico) Hay que tener en consideración que la mayoría pertenecen del cámbrico en adelante. Para qué son útiles los fósiles en la evolución? Permiten conocer la morfología de organismos antiguos Permiten saber la edad geológica a la que pertenecieron A través de mediciones de isótopos (como el carbono) es posible determinar su edad. Existen diferentes tipos de fósiles, a saber: 1. Icnofósiles: Impresión de la morfología 2. Microfósiles: Fósiles de microorganismos 3. Resina fósil: Generalmente un organismo pequeño atrapado en ámbar. 4. Pseudofósil: Asemejan seres vivos, pero son formas cristaloides de elementos inorgánicos. - Suelos Resina fósil de ámbar con un insecto dentro de ella. Es importante comprender los diferentes estratos del suelo terrestre (estudiado en química) y su relación con la evolución.

19 19 Por sedimentación, los estratos más bajos del suelo (es decir, B y C) albergarán restos de organismos más antiguos que los encontrados en los estratos más superficiales (0, A y E). Teorías evolutivas (Darwinismo, neodarwinismo, TSM, ampliación de la TSM) Si bien es cierto, para nosotros la evolución es un proceso ampliamente aceptado y poco cuestionado, en los tiempos donde esta teoría comenzó a formarse no lo fue tanto. Es por ello que las teorías evolutivas sufrieron cambios con el pasar de los años, en conjunto con el avance de diferentes ciencias, como la biología molecular, genética y celular. - Lamarckismo Se le denomina Lamarckismo a una teoría evolucionista propuesta por Lamarck en Esta teoría fue la primera teoría evolucionista, donde proponía que los organismos no eran estáticos, sino que la vida evolucionaba por tanteos. De esto se deduce que los hábitos del animal determinarán la adaptación que en él se dará lugar.

20 20 20 En la clásica demostración de la evolución Lamarckista se muestran dos jirafas de cuello corto (1). A medida que estas jirafas requerían alcanzar hojas más altas, estiraban más sus cuellos, lo cual determinaba que su descendencia tuviera cuellos más largos (2 y 3). - Charles Darwin y la selección natural clásica Charles Darwin es considerado el padre de la evolución. Durante su viaje a bordo del Beagle realizó un exhaustivo estudio de las diferencias morfológicas de las especies y de su teoría de la adaptación y selección natural, publicadas en su obra The origin of species. En esta obra haba de la teoría de la selección natural, planteada paralelamente por Alfred Wallace. Esta teoría clásica establece que las variaciones en el ambiente generarán cambios en la descendencia de los organismos vivientes, apareciendo adaptaciones que pueden ser positivas o negativas. Los que posean adaptaciones positivas serán seleccionados por la naturaleza, logrando el éxito reproductivo. Teoría Sintética de la evolución En los tiempos actuales se utiliza la Teoría Sintética moderna de la evolución, la cual considera aspectos tanto Darwinianos como genéticos y migratorios de las poblaciones biológicas. Esta teoría (abreviada como TSE) está compuesta por tres ejes: Variabilidad evolutiva, Mecanismos evolutivos y Consecuencias evolutivas.

21 1. Variabilidad evolutiva 21 Existen muchos procesos que pueden generar variabilidad dentro de una especie, entre las que se destacan: Mutaciones: Alteración y modificación del proteoma, con lo cual se modifica el fenotipo de una especie. Recombinación: Intraespecie (Meiosis u otros mecanismos) o interespecie. Genética de poblaciones: Transferencia horizontal de genes (por ejemplo, bacterias) Flujo genético: Migraciones de individuos 2. Mecanismos evolutivos Este punto considera la forma a través de la cual los organismos evolucionan. Actualmente se proponen dos: a. Selección natural: Actualmente la selección natural se define como la reproducción diferencial de los genotipos en el seno de una población biológica. Existen tres tipos principales: Selección Natural Estabilizadora: La descendencia (progenie) tendrá un predominio de alelos que se encuentran con más frecuencia, y los menos frecuentes tienden a desaparecer Selección Natural Disruptiva: La descendencia tendrá un predominio de alelos que se encuentran con menos frecuencia (colas de la curva), y los con mayor frecuencia tenderán a desaparecer

22 22 22 Selección Natural Direccional: La descendencia (progenie) tendrá la misma distribución (forma de curva) pero desplazada hacia otro tipo de alelos. b. Deriva génica: Este mecanismo se define como la pérdida al azar de la expresión de ciertos genes (generalmente los menos frecuentes), disminuyendo la diversidad genética de una población. 3. Consecuencias evolutivas Este punto incluye muchos fenómenos que son parte de las consecuencias de la evolución de una determinada especie: Adaptación: Proceso en el cual una población de adecúa morfofisiológicamente mejor a su ambiente. Coevolución: Si existe una relación interespecífica entre dos organismos, ambos pueden adquirir adaptaciones dirigidas a dicha relación. Extinción: Desaparición total de una especie. Especialización (cladogénesis): Una especie puede divergir en dos especies diferentes, especializadas en roles ecológicos diferentes. Con respecto a la adaptación, es importante señalar dos puntos importantes: a. Dos especies no podrán ocupar un mismo nicho ecológico por mucho tiempo, por lo que ambas se adaptarán a diferentes nichos para reducir al máximo la competencia entre ellas (Principio de exclusión competitiva) b. Durante la adaptación pueden aparecer nuevas características (p ej. Cuello de jirafas) o desaparecer antiguas (p ej. Molares terciarios en Homo sapiens) Finalmente, recuerda que el propósito de evolucionar es lograr el éxito reproductivo, en el cual la ontogenia (desarrollo del individuo) replicará la filogenia (desarrollo de su especie).

23 DATO PUNTAJE Sabías que el esqueleto más antiguo de un Australopithecus (género que dio origen al Homo) fue llamado Lucy, en honor a la canción Lucy in the sky with diamonds? 23 Ejemplo de ejercicio PSU: Extraído de facsímil oficial PSU Ciencias - Biología DEMRE 2012 La respuesta correcta en este caso es la alternativa A).

24 24 En la imagen es posible apreciar tres estratos de suelo oceánico. Como se mencionó en la guía, los estratos más profundos (Capa Q en la imagen) albergarán organismos más antiguos y 24 menos complejos que los estratos más superficiales (Capa P), en los cuales se encontrarán organismos más contemporáneos y complejos. En base a eso la alternativa correcta es la A). Tip PSU Este tema es muy importante de comprender y asimilar para la PSU, puesto que muchas preguntas tratarán de este tema. Es en base a eso que te recomiendo estudiar y aprender estos temas, puesto que te facilitarán la comprensión del por qué somos lo que somos, y la aplicación de conocimientos al momento de ser preguntados en la prueba.