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Evolución

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Evolución

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1. Evolución

Mural Octavio Ocampo, mexicano, situada en el Instituto Tecnológico de Celaya de México.

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1. Evolución

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1. Evolución

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1. Evolución

1.1 Concepto

¿Qué es?

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1. Evolución

1.1 Concepto

La evolución es un proceso continuo de cambios de los organismos, que puede ser comprendido en el tiempo originando las formas de vida actuales a partir de un antepasado común. El ambiente puede generar factores favorables o desfavorables para los organismos de una población, cuyas características se perpetúan en el tiempo de acuerdo a la presión que ejerce la selección natural, las mutaciones, el flujo génico y la deriva génica.

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1. Evolución

1.2 Pre-evolución

La generación espontánea antiguamente era una creencia profundamente arraigada descrita por Aristóteles. La observación superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, organismos de los lugares húmedos, etc. Hoy en día la comunidad científica considera que esta teoría está plenamente refutada.

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1. Evolución

1.2 Pre-evolución

GENERACIÓN ESPONTÁNEA

Es una teoría biológica que defiende que podía surgir vida compleja (animal y vegetal) de manera espontánea a partir de materia orgánica, inorgánica o una combinación de ambas. Para referirse a la "generación espontánea", también se utiliza el término abiogénesis, acuñado por Thomas Huxley en 1870, para ser usado originalmente para referirse a esta teoría en oposición al origen de la generación por otros organismos vivos (biogénesis).

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1. Evolución

1.2 Pre-evolución

FIJISMO

Es una creencia que sostiene que las especies que existen actualmente, han permanecido sin variar desde la creación. Las especies serían, por tanto, inmutables, tal y como fueron creadas. Los fósiles serían restos de los animales que perecieron en los diluvios bíblicos o bien caprichos de la naturaleza . El fijismo describe la naturaleza en su totalidad como una realidad definitiva, inmutable y acabada.

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1. Evolución

1.2 Pre-evolución

CARLOS LINNEO (1707 – 1778) Clasificador de las especies vivientes, especialmente los vegetales. Linneo es llamado el padre de la taxonomía (ciencia de la clasificación) GEORGES CUVIER (1769 – 1832) Considerado el padre de la paleontología. También decía que cada especie es una realidad fija a partir de su creación guiándose por una idea catastrofista en la cual planteó que cuando las especies morían dejaban una semilla y de ahí las mismas especies se reproducían.

Algunos fijistas que se pueden destacar son los siguientes:

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LAMARCKISMO DARWINISMO

MECANISMO POR EL CUAL SE EXPLICA LA EVOLUCIÓN

PRINICIPIOS

EJEMPLO

CRITICAS

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LAMARCKISMO DARWINISMO

MECANISMO POR EL CUAL SE EXPLICA LA EVOLUCIÓN

Herencia de los caracteres adquiridos

Selección natural

PRINICIPIOS 1. Existe en los organismos una necesidad de cambiar, de lo simple a lo complejo, para PERFECCIONAR

2. La necesidad crea el órgano. Uso y desuso.

3. Los caracteres adquiridos son transmitidos a los descendientes

1. Variabilidad en las poblaciones 2. Lucha por la supervivencia

(competencia) 3. Supervivencia de los más aptos

EJEMPLO 1. Jirafas primitivas tenían el cuello y patas cortas

2. Necesitaban llegar a las copas de los arboles para alimentarse

3. Descendientes habrían heredado cuellos y patas largas

1. Hay jirafas con cuello y patas largas y otras con cuello y patas cortas.

2. Jirafas con cuello y patas largas tienen ventaja sobre las con cuello y patas cortas.

3. Las jirafas con cuello y patas largas sobreviven y transmiten a sus descendientes.

CRITICAS 1. No hay pruebas de que exista una necesidad de perfeccionamiento

2. Los caracteres adquiridos no se transmiten de generación en generación, si es que no están en los genes.

1. Darwin desconocía la genética propuesta por Mendel

2. Desconocía la herencia de “caracteres mezclados” propuesta por Mendel

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1.3 Teorías evolutivas

LAMARCK PRIMERA TEORIA DE LA EVOLUCIÓN

1. Organismos vivos han evolucionado desde formas simples.

2. Impulso interno para la diferenciación.

3. Capacidad de los organismos para adaptarse a los cambios ambientales.

4. Principio de uso y desuso de los órganos.

5. Herencia de los caracteres adquiridos.

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1.3 Teorías evolutivas

TEORÍA DE EVOLUCIÓN DARWIN

Una de sus observaciones las hizo en las islas Galápagos, archipiélago de trece islas con hábitats muy variados. En ellas encontró que los pinzones eran diferentes en todas las islas y tenían un parecido a los que se encuentran en Sudamérica. Las diferencias estaban en el tamaño y forma del pico y en el nicho ecológico que se encontraban. Los mas grandes se alimentaban de semillas y vivían en el suelo, mientras que los pequeños se alimentaban de insectos y vivían sobre los arboles. De estas observaciones surgieron dos problemas:

¿Por qué en este grupo de islas los pinzones difieren en su morfología? ¿Cuáles son las diferencias con los encontrados en Sudamérica?

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1.3 Teorías evolutivas

EL VIAJE DEL BEAGLE (27 DIC 1831 – 2 OCT 1836)

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1. Evolución

1.3 Teorías evolutivas

DARWIN- WALLACE

1. Variabilidad dentro de los organismos de una población.

2. En cada generación de una población, algunos individuos sobreviven y se reproducen exitosamente y otros no.

3. La probabilidad de supervivencia depende de sus características

4. El mecanismo funcional de la evolución es la selección natural.

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1. Evolución

1.3 Teorías evolutivas

SINTÉTICA O NEODARWINIANA 1. Es una mezcla de las teorías evolutivas por selección natural (mecanismo) con la genética de

Mendel (mutaciones genéticas). 2. La variación en las poblaciones es al azar debido a mutaciones y a la recombinación genética

(meiosis). 3. La evolución se basa en los cambios en la frecuencia de los alelos entre las generaciones. 4. La especiación ocurre en forma gradual cuando hay aislamiento reproductivo.

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1. Evolución

1.4 Postulados evolutivos Centrales

1. Las formas de vida no son estáticas, evolucionan o se extinguen.

2. El proceso es gradual, continuo y variable, la velocidad está dada por la presión de cambio sobre las poblaciones.

3. La evolución lleva a la formación de especias nuevas con antepasados comunes, esto se puede remontar hasta el inicio de la vida.

4. Existen dos motores que empujan la evolución: la variación de los individuos (por mutación o meiosis) y la “selección natural” que ejerce el ambiente sobre las poblaciones.

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1. Evolución

1.5 Mecanismos básicos del proceso evolutivo

Evolución

Selección natural

Mutaciones y Variabilidad

Flujo génico por

migraciones

Deriva génica

Cambio en el material genético

Presión sobre los organismos, debido al ambiente

Efecto por migraciones en las poblaciones

Cambios aleatorios en la frecuencia de los genes alelos, especialmente en pequeñas poblaciones

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1.5 Mecanismos de la evolución

La especie de protozoos Aurelia litia aumento drásticamente su número al comenzar a vaciarse cloro en un estanque, debido a el cloro generó que la especie Aurelia zota, su competidora resultara menos resistente a agentes patógenos

Producto de un cambio azaroso en un segmento de ADN, la Filiesteus aureus, planta andina genera un espina rugosa que resulta adaptativa, pues retiene el agua de la neblina de la mañana aumentando la disposición de agua para la planta.

Producto de un temporal, una gran cantidad de insectos logra atravesar el río Nilo, lo que hace combinarse la poblaciones de pulgones del maíz de ambos lados.

Producto de una inundación, los escarabajos rojos de la Isla Arcángel que se encontraban en el suelo, raros ejemplares que sobreviven sólo allí, murieron ahogados, mientras que lo que estaban en los árboles sobrevivieron.

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2. Evolución

2.1 Evidencias evolutivas

Corresponden a registros que permiten entender el proceso evolutivo. Hay evidencias directas, que se manifiestan en una descendencia o en condiciones ambientales determinadas, e indirectas, que son episodios de evolución.

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2. Evolución

2.2 Evidencias evolutivas: MORFOLOGÍA

ÓRGANOS ANÁLOGOS: misma función pero diferente origen embriológico. Se genera por Convergencia Evolutiva

PLACENTADOS

MARSUPIALES

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2. Evolución

2.2Evidencias evolutivas: MORFOLOGÍA

ÓRGANOS HOMÓLOGOS: pueden tener distinta función pero son de un origen embriológico similar. El ambiente empujó cambios en la función

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2.2 Evidencias evolutivas: MORFOLOGÍA

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2. Evolución

2.3 Evidencias evolutivas: REGISTRO FÓSIL

Evidencia empírica de la existencia de organismos diversos asociadas a diferentes períodos de la vida en la tierra: Primera evidencia que llevó a pensar en la evolución.

La vida es antigua y los seres vivos han cambiado en el tiempo .

La evidencia se presenta de manera discontinua, lo que habla de

períodos de mayor intensidad evolutiva que otros.

Se reconocen “formas de transición” que explican pasos entre especies.

Hay fósiles de piedra, atrapados en rocas, en resinas o de impronta.

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2.3 Evidencias evolutivas: REGISTRO FÓSIL

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2. Evolución

2.3 Evidencias evolutivas: REGISTRO FÓSIL

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2.3 Evidencias evolutivas: REGISTRO FÓSIL

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2.3 Evidencias evolutivas: REGISTRO FÓSIL

FOSILES DE PIEDRA FOSILES DE RESINA

FOSILES DE IMPRONTA

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2.4 Evidencias evolutivas: EVIDENCIAS BIOGEOGRÁFICAS

Hay casos en que poblaciones distribuidas en un área van diversificando para adaptarse (variación de nichos)

Para ello es fundamental los fenómenos ecológicos de competencia: por alimento, hábitat, espacio, tiempos de actividad, etc..

Esto lleva a una separación reproductiva que en luego de varias generaciones puede generar especies diferentes (especiación).

Este fenómeno es conocido como radiación adaptativa y genera una evolución divergente.

Ejemplo: Pinzones de Darwin

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2. Evolución

2.4 Evidencias evolutivas: EVIDENCIAS BIOGEOGRÁFICAS

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2. Evolución

2.5 Evidencias evolutivas: EVIDENCIAS EMBRIOLÓGICAS

Los embriologos descubrieron muchos similitudes en la anatomía del desarrollo prenatal de los organismos (desarrollo ontogenético).

Esto se constituyó en evidencia que apoyaban ancestros comunes.

Además, individuos más emparentados tienen embriones tempranos más parecidos que los menos emparentados: «la ontogenia resume la filogenia».

*Ontogenia: desarrollo de un organismo desde el ovulo fecundado hasta la senescencia Filogenia: relación de parentesco entre especies

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2. Evolución

2.5 Evidencias evolutivas: EVIDENCIAS EMBRIOLÓGICAS

PEZ

SALAMANDRA

AVE

TERNERA

HOMBRE

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2. Evolución

2.6 Evidencias evolutivas: BIOLOGÍA MOLECULAR

En los últimos años, el estudio molecular de los organismos ha entregado nueva evidencia de comparación para trabajar cercanías evolutivas entre los organismos Con proteínas, secuencias de ADN, entre otras, se trazan relaciones o árboles genealógicos de los organismos de una especie y entre especies. Ej: Estudio de enfermedades epidémicas Estudios de paternidad Estudios filogenia

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2. Evolución

2.6 Evidencias evolutivas: BIOLOGÍA MOLECULAR

Tanto el ADN como las proteínas determinadas por el aportan información sobre la historia evolutiva de los organismos. El lenguaje utilizado por el ADN es el mismo para todos los seres vivos. Esto indica

un ORIGEN COMUN Podemos comparar secuencias de nucleótidos de especies diferentes para obtener

información sobre su parentesco evolutivo.

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2. Evolución

2.6 Evidencias evolutivas: BIOLOGÍA MOLECULAR

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2. Evolución

2.7 Evidencias evolutivas: TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA

Disciplina desarrollada por Carlos Linneo. Se ocupa de clasificación de los seres vivos. Esto hace que cada organismo sea agrupo en categorías (taxón) cada vez más específicas: desde Reino hasta Especie usando características comunes y diferentes entre grupos. A partir de características de parentesco morfológico, fisiológico, embriológico y principalmente genético, se construyen relaciones evolutivas entre organismo (árboles filogenéticos) Es decir, la taxonomía clasifica a los organismos y la filogenia muestra las relaciones evolutivas.

Con esta información, se puede trazar la historia evolutiva de los organismos desde su origen hasta la actualidad

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2. Evolución

2.7 Evidencias evolutivas: TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA

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2. Evolución

2.7 Evidencias evolutivas: TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA

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2. Evolución

2.7 Evidencias evolutivas: TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA

MACAÓN GORILA

HOMBRE

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2. Evolución

2.7 Evidencias evolutivas: TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA

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2. Evolución

2.7 Evidencias evolutivas: TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA

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2. Evolución

2.7 Evidencias evolutivas: TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA

CARNIVORA: Mamífero adaptados a la ingestión de carne FELIFORMIA: incluye felinos, hienas, mangostas, civetas. POLIFILETICO: No incluye antepasado común mas reciente de todos sus miembros. CARNIFORMIA: Poseen hocico largo. Incluye osos, cánidos, mustélidos. PARAFILETICO: Incluye antepasado común de todos sus miembros, pero no a todos los descendientes de este.

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3. Selección natural

3.1 Concepto de selección

Presión sobre los organismos con ciertas características. La selección puede ser: Selección natural: actúa sobre el fenotipo más adecuado, que son los que se

reproducen. Selección sexual: características de un individuo que lo ayudan a aparearse. Selección artificial : características elegidas por el hombre, que se fijan por cruces

dirigidos.

SELECCIÓN NATURAL

SELECCIÓN SEXUAL

SELECCIÓN ARTIFICIAL

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3. Selección natural

3.1 Concepto de selección

SELECCIÓN NATURAL Desarrollado por Darwin a partir de los trabajo sobre crecimiento de Malthus: Las poblaciones crecen todo lo que pueden.

Al haber más individuos que los que los recursos disponibles: lucha por la existencia.

Preferentemente los aptos sobreviven (dentro de la variabilidad de la población).

Preferentemente los sobrevivientes aptos tienen descendencia (tasa de reproducción

diferencial de los diferentes genotipos de la población).

Las características que dan la adaptabilidad (y los genes que las definen) se hacen más frecuentes en la población.

Reconoceremos tres tipos principales de selección natural: Estabilizadora Direccional Disruptiva

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3. Selección natural

3.4 Selección estabilizadora

Variables en juego Número de individuos v/ s color en el tiempo

Presión del ambiente A los organismo que se encuentran en los extremos

Resultado, en las curvas, por las presiones del ambiente

Angostamiento de la curva en la zona central de ésta.

Características de la curva, posterior a la presión de selección.

Aumenta el número de individuos con la característica promedio.

Características genéticas de los organismos que sobrevivieron a la presión del ambiente

Tonos calipsos (tonalidades intermedias)

Ejemplos, con otras poblaciones de organismos.

Peso de recién nacidos y tasa de sobrevivencia

¿qué provoca?

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3. Selección natural

3.3 Selección direccional

Variables en juego Número de individuos v/ s color en el tiempo

Presión del ambiente A los organismos de los extremos (en este caso los colores más claros)

Resultado en las curvas, por las presiones del ambiente

Desplazamiento hacia el extremo derecho (colores oscuros)

Características de la curva, posterior a la presión de selección

Aumenta el número de individuos del extremo derecho de la curva

Características genéticas de los organismos que sobrevivieron a la presión del ambiente

Organismos con colores oscuros (tonos azules y violetas).

Ejemplos, con otras poblaciones de organismos

Población con individuos de gran tamaño: equino, resistencia al DDT, polillas Biston betularia

¿qué provoca?

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3. Selección natural

3.4 Selección disruptiva

Variables en juego Número de individuos v/ s color en el tiempo

Presión del ambiente, a qué tipo de organismos

Al promedio

Resultado en las curvas, por las presiones del ambiente

Desplazamiento de la curva hacia los extremos

Características de la curva, posterior a la presión de selección

Aumenta el número de individuos de los extremos

Características genéticas de los organismos que sobrevivieron a la presión del ambiente

Colores claros (extremo izquierdo) y colores oscuros (extremo derecho)

Ejemplos, con otras poblaciones de organismos

En sequía, sobreviven pinzones que comen madera e insectos, salmones por desove

¿qué provoca?

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TEORÍAS EVOLUTIVAS

Darwin Sintética

1. Adaptación a los cambios

ambientales.

2. Principio de uso y desuso.

3. Herencia de los caracteres

adquiridos.

1. Transmutación o

evolución de las especies.

1. Variabilidad en la población.

/mutación

2. Selección natural.

3. Adaptación.

2. Aportes de genética mendeliana

y de poblaciones.

3. Segregación independiente de

las características.

EVOLUCIÓN

Evidencias evolutivas

Directas: Cambios genéticos. Resistencia a los antibióticos.

Indirectas: Fósiles. Anatomía comparada. Embriología comparada.

Selección

Natural: 1. Actúa sobre la variabilidad fenotípica de la población. 2. Características favorables y desfavorables. 3. Principal fuerza de la evolución. 4. tipos: disruptiva, estabilizadora, direccional

Artificial: Manipulación del factor de selección

Síntesis de la clase

Lamarck