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Evolución: selección en Biston betularia,
Biston betularia tiene dos formas distintas controladas genéticamene; una es blanca con punteado negro, la otra negra, dominante.
Biston betularia es nocturna y descansa sobre los troncos de los árboles durante el día.
La facilidad con la que las aves encuentran a B. betularia sobre los troncos depende del grado de camuflaje de las polillas.
La forma blanca está mejor camuflada que la negra sobre los troncos cubiertos de líquenes en regiones no contaminadas, mientras que carbonaria está mejor camuflada en regiones industriales en las que los troncos han perdido los líquenes y han sido ennegrecidos por la contaminación atmosférica.
La frecuencia de las formas blanca y negra en un área particular es resultado de los niveles relativos de depredación por aves sobre cada forma en dicho área, así como de la migración hacia ese área de polillas desde regiones con distinta frecuencia de cada forma
Evolución: concepto de especie.
Una especie, desde un punto de vista biológico, es un grupo de poblaciones naturales cuyos miembros pueden cruzarse entre sí, pero no pueden hacerlo -o al menos no lo hacen habitualmente- con los miembros de poblaciones pertenecientes a otras especies.
En este concepto, el aislamiento en la reproducción respecto de otras especies es central.
En términos de la genética de poblaciones, los miembros de una especie comparten un reservorio génico común que está separado efectivamente de los de otras especies. La clave para mantener la integridad del reservorio génico es el establecimiento de una o varias barreras biológicas que aseguren el aislamiento genético.
Evolución: la especiación.
Diferentes mecanismos de especiación por divergencia adaptativa según el escenario donde se desarrolla ésta:
a) Alopátrica: en territorios separados.
b) Parapátrica: en territorios adyacentes.
c) Simpátríca: en diferentes nichos de un mismo territorio.
Evolución: la especiación.
Diferentes mecanismos de especiación por especiación instantánea o cuántica (establecimiento brusco del aislamiento reproductivo):
a) Cuello de botella que provoca una reducción drástica del tamaño de la población.
b) Fundación de una nueva población por migración.
c) Retracción del área de distribución original y formación de varias subpoblaciones.
Evolución: la especiación.
En general se admite un modelo de especiación que aparece representado al lado para la especiación alopátrica, pero que puede ser similar para otros mecanismos de aislamiento.
Evolución: ley de Hardy-Weinberg.
La ley o principio de Hardy-Weinberg dice que en una población de tamaño suficientemente grande, en condiciones de panmixia y exenta de mutación, selección o migración, la frecuencia de los diferentes alelos de un gen permanece constante; Se dice que la población está en equilibrio.
En el caso más sencillo de un gen dialélico, si llamamos p y q a las frecuencias de A y a, tras solamente una generación en equilibrio, las frecuencias de los diferentes genotipos son
AA = p2
Aa = 2pq
aa = q2
Y esas frecuencias permanecen constantes.
Godfrey H. Hardy (1877-1947)
Wilhelm Weinberg (1862-1937)
Evolución: la especiación.
Los pinzones de las Galápagos.
Evolución: la especiación.
La alopoliploidía.
Normalmente, los híbridos entre dos especies diferentes son estériles, pero una no disyunción cromosómica en el zigoto híbrido (inducida por colchicina, por ejemplo), puede duplicar el número de cromosomas y formar una nueva especie alopoliploide.
Evolución: el origen de la vida.
El origen de las moléculas orgánicas.
En 1953, Urey y Miller creyeron demostrar mediante un famoso experimento la síntesis espontánea de moléculas orgánicas, en especial de aminoácidos.
Colocaron una mezcla de gases (H2, NH3, CH4) en un matraz y la sometieron a descargas eléctricas y a rayos uv. Al cabo del tiempo, observaron la formación de monómeros orgánicos.
Hoy se sabe que la atmósfera primitiva de la Tierra era mucho más oxidante, con, en particular, cantidades apreciables de CO2.
Stanley L. Miller (1930-2007)
Harold C. Urey (1893-1981)
La hipótesis actual más aceptada sobre el lugar de la evolución prebiótica son los humeros de las dorsales submarinas.
En ellos se dan las condiciones de aporte de energía y moléculas que podrían dar lugar a una síntesis espontánea de monómeros, así como de su posterior polimerización.
Evolución: el origen de la vida.
No hay teorías demostradas.
La hipótesis más en boga (la de los humeros) permitiría la secuencia: química prebiótica, síntesis de monómeros y oligómeros, síntesis de péptidos y proteínas, mundo de ARN (o viceversa), ensamblaje de ribonucleoproteínas y mundo de ADN.
La posterior necesidad de síntesis de lípidos para formar las membranas celulares que independizaran las células de las microcavernas de los humeros podría explicar la diversidad de lípidos de membrana que existen en distintos tipos de procariotas.
Persiste el problema de la homoquiralidad.
No obstante, hay muchas otras hipótesis entre las que se pueden citar:
• La hipótesis de la arcilla, que postula que la catálisis necesaria para el comienzo de la química orgánica fue proporcionada por lechos de arcilla.
•El modelo de Gold, que sitúa el origen de la vida a varios kilómetros bajo la superficie de la Tierra (descubrimiento de los nanobes, estructuras más pequeñas que bacterias que viven en rocas profundas).
• La teoría de la panspermia de Hoyle, que la vida llegó a la Tierra en forma de “semillas” procedentes del espacio.
En cualquier caso, existen evidencias de restos de microfósiles de hace 3.500 millones de años de antigüedad.
Evolución: la teoría de la endosimbiosis.
Lynn Margulis (1938-)
Formulada por Lynn Margulis en 1967, explicaría el origen de las células eucariotas.
Hace unos 2000 millones de años existían más de 20 tipos metabólicos de bacterias (que siguen existiendo en la actualidad).
Primera incorporación: una bacteria que metabolizaba azufre y usaba calor como fuente de energía se fusionó con una espiroqueta. El resultado fue una célula, todavía anaeróbica, resistente al intercambio horizontal de genes (formación del núcleo) y con cilios o flagelos.
Segunda incorporación: fusión con una bacteria respiradora de oxígeno que daría origen a las mitocondrias. Esta célula daría origen a animales y hongos.
Tercera incorporación: fusión con una cianobacteria (fotosintética) que daría origen a los cloroplastos. Sería el precursor de los vegetales.
Evolución: la teoría de la endosimbiosis.
Pruebas a favor:
• El tamaño de las mitocondrias es similar al tamaño de algunas bacterias. • Las mitocondrias y los cloroplastos contienen ADN bicatenario circular cerrado, al igual que los procariotas, mientras que el núcleo eucariota posee varios cromosomas bicatenarios lineales. • Están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de la fagocitosis: la membrana interna sería la membrana plasmática originaria de la bacteria, mientras que la membrana externa correspondería a aquella porción que la habría englobado en una vesícula. • Las mitocondrias y los cloroplastos se dividen por fisión binaria al igual que los procariotas (los eucariotas lo hacen por mitosis). • En mitocondrias y cloroplastos los centros de obtención de energía se sitúan en las membranas, al igual que ocurre en las bacterias.• En general, la síntesis proteica en mitocondrias y cloroplastos es autónoma. • En mitocondrias y cloroplastos encontramos ribosomas 70s, característicos de procariotas, mientras que en el resto de la célula eucariota los ribosomas son 80s. • El análisis del ARNr 16s de la subunidad pequeña del ribosoma de mitocondrias y plastos revela escasas diferencias evolutivas con algunos procariotas.
Evidencias en contra:
• El ADN de las mitocondrias y los cloroplastos contiene intrones, una característica exclusiva del ADN eucariótico.• Ni las mitocondrias ni los cloroplastos pueden sobrevivir fuera de la célula. • La célula tampoco puede sobrevivir sin sus orgánulos.
Evolución humana.
Evolución humana: los Primates.
Los Primates son un Orden dentro de la Clase de los Mamíferos.
Su árbol evolutivo se presenta a continuación.
Los homínidos (Hominidae) son una familia de primates hominoideos, que incluye al hombre y sus parientes cercanos, orangutanes, gorilas y chimpancés.
En la clasificación tradicional, Hominidae estaba compuesta exclusivamente por primates bípedos (géneros Homo, Australopithecus, Paranthropus, etc.). Actualmente, según la
taxonomía cladística cuyo uso se está imponiendo en primatología, los Hominidae incluyen además a los grandes simios (gorilas, chimpancés, orangutanes) anteriormente
clasificados en la familia de los póngidos.
LOS HOMÍNIDOS
El anterior esquema quedaría así:
Evolución humana: los rasgos primates.
El hombre comparte con los demás Primates una serie de rasgos:
• Adaptación del brazo y la mano a la vida arborícola (mano prensil), radio con capacidad de rotación, dedos con movimiento independiente, pulgar oponible, uñas planas y almohadillas digitales.
• Agudeza visual: visión estereoscópica, captación de colores y buena coordinación vista-mano.
• Capacidad de adaptar una posición erguida.
• Cuidado de las crías: bajo número de crías y prolongado periodo de desarrollo postnatal (posibilidad de aprendizaje).
Además comparte con los demás Hominoideos algunos rasgos especiales: Adaptación a la braquiación: brazo con capacidad de giro completo, tórax deprimido dorsoventralmente (omóplato dorsal). Pérdida de la cola (hace 25 MA).
Evolución humana: la historia de los Hominoideos.
El más antiguo hominoideo conocido (Proconsul) apareció en África oriental en el Mioceno inferior hace entre 27 y 17 MA.
Posteriormente (17 MA), África se unió al resto de Eurasia, lo que permitió la expansión de los hominoideos por todo el Viejo Mundo. Dryopithecus (9,5 MA, Mioceno) puede ser un fósil típico de ese periodo.
Desde hace unos 8 MA, una serie de factores climáticos (descenso en la concentración de CO2), provocó una regresión del bosque tropical africano (especialmente en el Este), y la progresiva ampliación de los ecosistemas de sabana a los que debieron adaptarse muchos hominoideos, aunque no sin competencia.
Evolución humana: la hominización.
Se denomina hominización al proceso que ha dado lugar al hombre moderno a partir de sus antepasados hominoideos.
Anatómicamente, tiene lugar siguiendo cuatro grandes líneas:
• Adaptación a la marcha bípeda.
• Aumento de la capacidad y modificación de la forma craneal.
• Desarrollo postembrionario mucho más lento.
• Aparición y desarrollo de los órganos responsables del lenguaje.
Evolución humana: la hominización.Adaptación a la marcha bípeda.
• Modificación del pie.
• Alargamiento de las piernas respecto a los brazos.
• Acortamiento y ensanchamiento de la cadera.
• Modificación de la inserción del glúteo medio.
• Modificación del ángulo fémur-tibia.
• “Doble ese” en la columna vertebral
• Adelantamiento del foramen magnum.
• Reducción de la cara.