EVOLUCION BIOLOGICA

Biosfera y Biodiversidad Actual y Pasada

Evidencias Geológicas y Paleontológicas

“ Cada ser vivo tiene una historia; cada especie viviente tiene una historia. La vida en su conjunto tiene una historia ”.

FUTURO PASADOHIPOTESIS

• PROBLEMA <

•ANALOGOS ACTUALES ------------------------

• PATRONES (Morfológicos, biogeográficos, etc)

•ANOMALIAS < --------------------------

PREDICCIONES / RETRODICCIONES

TIEMPO

“ Los procesos actuales tambien ocurrieron en el pasado”

Biosfera y Biodiversidad

Biodiversidad: componente biótico que incluye toda la variedad morfológica, genética y de adaptaciones que presentan los organismos a los distintos ecosistemas y sus interacciones

Biosfera: Se define como la parte de la Tierra donde hay vida: incluye la litósfera, hidrósfera y atmósfera.

Comunidad de dunas, III Región.

La diversidad faunistica y floristica presenta adaptaciones a este tipo de habitat

Ecosistema: desierto del norte de Chile

Nº especies identificadas

Nº especies estimadas

Plantas no vasculares 150,000 200,000Plantas vasculares 250,000 280,000

Invertebrados 1,300,000 4,400,000

Peces 21,000 23,000

Anfibios 3,125 3,500

Reptiles 5,115 6,000

Aves 8,715 9,000

Mamíferos 4,170 4,300

TOTAL 1,742,000 4,926,000

Biodiversidad Actual

Tabla no incluye virus, bacterias, protistas y hongos

PARTÍCULAS ELEMENTALES

ATOMOS

MOLÉCULASINANIMADO ORGANULOS

ELECTRONES

PROTONES

NEUTRONES

QUASARS

POBLACIONES

COMUNIDADES

ECOSISTEMA

UNIDADES DE CLASIFICACIÓN

ECOLÓGICA

BIOMA

REGIONES BIOGEOGRÁFICAS

BIOSFERA

UNIDADES DE CLASIFICACIÓN

BIOGEOGRÁFICA

VIVIENTE CELULAS TEJIDOS ORGANOS

ORGANISMOSISTEMA DE

ORGANOS

ESPECIE

GÉNEROS

FAMILIAS

ORDENES

CLASES

PHYLUM

REINOS

UNIDADES DE CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA

NIVELES DE ORGANIZACION

La Tierra hasta hoy es el único planeta del sistema solar que tiene vida sobre su superficie. Esta vida puede ser agrupada en cinco Reinos que comprenden alrededor de 20 millones de especies vivientes: Monera. Protista, Plantae, Animalia y Fungi

Es la Biodiversidad Actual

¿ Cuan antigua es la vida en el planeta?

¿Cuál es su historia evolutiva?

¿Qué evidencias existen?

¿Que procesos macroevolutivos han afectado a la biota actual y pasada?

EVIDENCIAS DE EVOLUCION

APORTES DE LA GEOLOGIA Y PALEONTOLOGIA

“ De una tierra estatica a un planeta dinamico” Wegener, 1915.

ERA PERIODO EDADMillonesde años

ACONTECIMIENTOS

CENOZOICO65 a hoy día

CUATERNARIOHoloceno

PleistocenoEVOLUCION DEL HOMBRE

TERCIARIO 65 a 1,8RADIACIÓN MAMÍFEROS

RADIACIÓN INSECTOSRADIACIÓN AVES

MESOZOICO245 a 65 m. a.

CRETACICO 146 a 65EXTINCIÓN DINOSAURIOS

PRIMERAS PLANTAS CON FLORES

JURASICO 208 a 146RADIACIÓN DINOSAURIOS

PRIMERAS AVES

TRIASICO 245 a 208PRIMEROS MAMÍFEROS

REPTILES MAMIFEROIDESPALEOZOICO544 a 245 m. a.

PERMICO 286 a 245 EXTINCIONES MARINAS MASIVAS

CARBONIFERO 360 a 286PRIMEROS REPTILES

RADIACIÓN MUSGOS Y HELECHOS

DEVONICO 410 a 360PRIMEROS ANFIBIOS

DIVERSIFICACIÓN PECES CONMANDÍBULAS

SILURICO 440 a 410 PRIMERAS PLANTAS TERRESTRESORDOVICIO 505 a 440 DIVERSIFICACIÓN METAZOOS

CAMBRICO 544 a 505DIVERSIFICACIÓN DE

INVERTEBRADOS“EXPLOSIÓN DEL CAMBRICO”

CRYPTOZOICOo Precámbrico

EDIACARENSE 700PRIMEROS METAZOOS CON

ESTRUCTURAS ESQUELETICASPRIMEROS METAZOOS DE CUERPO

BLANDO

3800 a2500

PRIMEROS ORGANISMOSPROCARIONTES (CIANOFICEAS Y

BACTERIAS)

Cuadro cronológico de la historia de la vida en la tierra

TIEMPO EVOLUTIVO

La Evolución biológica tiene una historia de más de cuatro mil millones de años: TIEMPO EVOLUTIVO

Involucra un aumento gradual de la complejidad orgánica desde el nivel molecular hasta el nivel organismo.

600 m.a400 m.a

65 m.a. actual

La corteza terrestre es dinámica y los cambios que ha experimentado han afectado a la diversidad biológica

EXTINCION

DIVERSIFICACION

Como determinar la edad de las rocas y de subfósiles?

1) Método K-Ar: desintegracion lenta del isótopo 40K, en 40Ar, gas inerte. En rocas volcánicas la proporción de 40Ar aumenta progresivamente en función del tiempo y la cantidad que tenga la roca, dependerá de la concentración inicial de potasio y del tiempo transcurrido desde su formación.

El K permite medir edades entre 100.000 años (0.1 Ma) y 4.500 millones de años: edad aceptada para la formación de nuestro planeta

1. -Relojes Radioisotópicos: Principio de la desintegración radiactiva:

Carbono 14/ C12: ( Willard, 1940). Datación de subfósiles

Después de la muerte, el C14 se desintegra espontáneamente. Vida media 5730 anos. > 50.000 anos no hay C14 en los tejidos

Usos: huesos, madera, polen, hojas, turbas

Otros métodos:

Series de uranio en océanos: desintegración de U 238 a U 234 ,Thorio 230, Radio 226, Plomo 206.

2. Dendrocronologia Araucarias y Alerces

Cuando las rocas se forman, (ígneas o sedimentarias) la dirección del campo magnético queda registrada en la orientación de las partículas que contienen hierro: magnetita

3. Paleomagnetismo: Orientaciones cambiantes del campo magnético de la tierra

El último cambio de polaridad magnética se produjo hace 780.000 años.......Cuaternario

4.- Métodos químicos:

a) Datación por Racemizacion o Reversión de aminoácidos:

En los organismos vivos la mayoría de los aa son Levógiros; al morir la reversión es a Dextrogiro y esto es en función del tiempo.

Aplicaciones en paleontología, bioarqueologia, antropologia, medicina forense, etc

Posibilidad de encontrar ADN no degradado en tejidos muy antiguos: 40.000 a 50.000 anos

CAMBIOS GEOLOGICOS: TECTONICA DE PLACAS

La corteza terrestre esta estructurada en placas tectónicas que están en continuo desplazamiento: Deriva Continental

Dorsales submarinas y creación de corteza oceánica

Cordilleras o Dorsales oceánicas

Resultado: Deriva Continental

PALEOZOICO

MESOZOICO

CENOZOICO

OTROS CAMBIOS FISICOS: FLUCTUACIONES CLIMATICAS

TEORIA GLACIAL ( Milankovitch, 1930). Las glaciaciones se deben a cambios en la rotación de la tierra o de la irradiación solar.

• Consecuencias en la Biota: discontinuidades distribucionales (Especiación)

•Refugios glaciales de biota (Ej: Cordillera de Nahuelbuta)

En el Pleistoceno (1 m.a.) ocurrieron grandes glaciaciones que afectaron a casi todo el planeta, incluyendo Chile.

ERAS Y PERIODOS EN LA HISTORIA DE LA TIERRA

APORTES DE LA PALEONTOLOGIA

ERA PALEOZOICA: Se inicia hace 600 millones de años con la aparición de abundantes fósiles marinos principalmente moluscos preservados en rocas sedimentarias.

Este es un mundo silencioso y la vida está presente exclusivamente en ambientes acuáticos marinos, aguas continentales, pantanosas o semipantanosas.

En la Era Paleozoica, las placas continentales formaban un supercontinente llamado Pangea, localizado en el hemisferio sur. Empiezan a formarse lentamente montañas como producto de movimientos laterales de la corteza terrestre: movimientos orogenéticos.

El Cámbrico corresponde al primer período del Paleozoico y marca el inicio de la aparición en el registro fósil de animales metazoos capaces de fosilizarse.

El mapa muestra el paisaje terrestre en el Cámbrico:

verde: tierras emergidas; rojo: montañas; celeste: plataforma continental; azul: mar profundo.

En el Cámbrico, la aparición simultánea en el registro fósil de diferentes fila o ramas es un suceso conocido como la “Explosión del Cámbrico”.

¿ Porqué es importante el Cámbrico del punto de vista

evolutivo?

Los tipos de organización corporal que se desarrollaron hace más o menos 600 m.a, son esbozos de las formas actuales y pocos planes estructurales nuevos han aparecido después.

Los esquistos de Burgess Shale descubiertos en 1909 en Columbia Britannica (Canadá) encierran la colección más espectacular de fósiles del Cámbrico.

Algunos representantes del Cámbrico:

Corresponden a organismos con cubiertas esqueléticas externas: Trilobites, poríferos, moluscos, crustáceos, equinodermos, priapúlidos, etc.

La fauna de Burgess Shale presenta una gran diversidad: organismos herbívoros, carnívoros, consumidores de partículas o de organismos microscópicos, caminadores, nadadores, sedentarios, etc.

“La más espectacular y la más importante para el devenir del mundo viviente”

Explosión del Cambrico = Radiación Evolutiva

¿Porqué es importante el Paleozoico?

- Evolución de los peces Agnathos, Chondricththyes y Osteichthyes.

- Conquista del ambiente terrestre por las plantas: Bryophytas

- Evolución de anfibios a partir de los peces Crossopterigios.

ERA MESOZOICA:

Conquista definitiva del ambiente terrestre por las plantas: estas se independizan del agua para la fecundación.

Era de las Coníferas: estas son las primeras plantas con semillas o Espermatofitas

Era de los Reptiles: aparecen las primeras Aves y los primeros mamíferos placentados.

Pangea comienza a dividirse en dos supercontinentes: Laurasia y Gondwana

Ejemplos de Coníferas actuales

Alerce: 12000 anos

Araucaria

Pino

Sequoia

ERA CENOZOICA

Comienza hace 65 m.a con la fragmentación del continente Gondwana; los continentes alcanzan la disposición que tienen actualmente.

Es la Era de los Mamíferos, Aves e Insectos sobre todo los polinizadores asociados a la diversificación de las plantas Fanerógamas.

Preguntas:

- ¿Porqué existen actualmente alrededor de dos millones de especies? .............................. Biodiversidad

- ¿ Porqué las especies animales y vegetales están donde están?. ............................................ Biogeografía

- ¿ Como se explica la existencia de organismos emparentados, en lugares distantes geográficamente?

............................................................ Deriva continental

- ¿ Cómo se explica la diversidad de especies que existe en un lugar determinado? …...Macro y microevolución

Un apoyo importante para resolver estas preguntas es la Biogeografía histórica.

• Por ejemplo la evolución y diversificación de las aves Ratites se explica por deriva continental : Ellas muestran una distribución gondwanica.