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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

ESCUELA NACIONAL COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL

SUR

GUÍA DE ESTUDIO PARA EL EXAMEN EXTRAORDINARIO DE BIOLOGÍA II

(PLAN ACTUALIZADO)

Badillo Hernández Rosa María de los Ángeles

Escobedo Ávila Itzel

Estrada Ávila Claudia Aimée

García Gómez Arturo

Gutiérrez Ramírez Laura Jimena

Moreno Navarrete Rosa Griselda

Ramírez Lomelí Elisa

Rebetez Romero Renata Lucrecia

Rosales Romero Eréndira

Ruíz Boites Marina Shizuru Ledesma Jorge

Coordinador: Vázquez Vázquez Alfredo Pastor

Noviembre 2018

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Índice

Instrucciones 5

Temario 6

Unidad 1.- ¿Cómo se explica el origen, evolución y diversidad de los sistemas biológicos?

1:- Origen de los sistemas biológicos.

Explicaciones acerca del origen de la vida. 8

Teoría quimiosintética. 12

Modelos precelulares. 16

Teoría de endosimbiosis. 18

2.- Evolución biológica.

Evolución. 23

Aportación de las teorías al pensamiento evolutivo. 25

Escala de tiempo geológico. 36

Evidencias de la evolución. 44

Especie biológica. 60

3.- Diversidad de los sistemas biológicos.

Características generales de los cinco reinos y los tres dominios. 67

Unidad 2.- ¿Cómo interactúan los sistemas vivos con su ambiente y su relación con la conservación de la biodiversidad?

1.- Estructura y procesos en el ecosistema.

Niveles de organización ecológica. 77

Componentes bióticos y abióticos. 80

Relaciones intre – interespecíficas. 84

Niveles tróficos y flujo de energía. 94

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2.- Biodiversidad y conservación ecológica.

Concepto de biodiversidad. 105

Impacto de la actividad humana en el ambiente. 107

Desarrollo sustentable. 112

Simulacro de examen 123

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Al estudiante:

La guía de estudio que a continuación presentamos las y los profesores que la elaboramos tiene como objetivo coadyuvar a que presentes con éxito tu examen extraordinario de Biología II correspondiente al plan de estudios correspondiente a 2017.

En esta guía vienen indicados los aprendizajes que debes adquirir a través del desarrollo de los temas indicados en el ya mencionado plan de estudios y para su reforzamiento, todos los temas incluyen ejercicios de aprendizaje.

Las y los profesores que elaboramos esta guía estamos convencidos de que el examen extraordinario es un ejercicio puramente memorístico por lo que te recomendamos no quedarte únicamente con lo que esta guía te ofrece si no que elabores glosarios de términos, lista de autores y sus ideas, resúmenes de los temas que aquí te presentamos. Además de resolver los ejercicios de autoevaluación de cada tema queremos recordarte que siempre puedes asistir al Programa Institucional de Asesorías a aclarar tus dudas y ampliar el conocimiento que ya tengas así como desarrollar y adquirir nuevas estrategias de estudio.

Finalmente cada capítulo incluye una lista de fuentes bibliográficas que puedes consultar en caso de cualquier duda, nuestra recomendación es que te apoyes en esas fuentes para un mejor rendimiento durante tu examne.

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El curso de biología II se divide de la siguiente forma:

Unidad Nombre de la unidad Horas

1 ¿Cómo se explica el origen, evolución y

diversidad de los sistemas biológicos?

40

2 ¿Cómo interactúan los sistemas vivos con su ambiente y su relación

con la conservación de la biodiversidad?

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Unidad 1.- ¿Cómo se explica el origen, evolución y diversidad de los sistemas biológicos?

Conceptos claves

Tierra primitiva, atmósfera reductora, procarionte, eucarionte, extinción, paleontología, especie biológica, biodiversidad, protobionte, sulfobio, coacervados, Stanley Miller, Alxandr Oparin, generación espontánea, Louis Pasteur, matraz cuello de cisne, Lynn Margullis, mitocondrias, cloroplastos, Charles Darwin, Alfred Rusell Wallace, selección natural, teoría sintética, fósiles, biogeografía, embriología, Simpson, Myer, archeobacteria, eubacteria, eukarya, plantae, animalia, monera, protista, fungi, Carl Woese.

Contenidos temáticos.

1:- Origen de los sistemas biológicos.

Explicaciones acerca del origen de la vida.

Teoría quimiosintética.

Modelos precelulares.

Teoría de endosimbiosis.

2.- Evolución biológica.

Evolución.

Aportación de las teorías al pensamiento evolutivo.

Escala de tiempo geológico.

Evidencias de la evolución.

Especie biológica.

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3.- Diversidad de los sistemas biológicos.

Características generales de los cinco reinos y los tres dominios.

Unidad 2.- ¿Cómo interactúan los sistemas vivos con su ambiente y su relación con la conservación de la biodiversidad?

Conceptos claves.

Población, comunidad, epibionte, comensalismo, amensalismo, parasitismo, depredación, organismos productores, consumidores primarios, consumidores secundarios, energía, ecosistema, bioma, ciclo del azufre, ciclo del nitrógeno, ciclo del carbono, ciclo del fósforo, ciclo del agua, biodiversidad, actividad antropogénica, contaminación, desarrollo sostenible, cambio climático, cambio de uso de suelo, extinción, gases de efecto invernadero.

Contenidos temáticos.

1.- Estructura y procesos en el ecosistema.

Niveles de organización ecológica.

Componentes bióticos y abióticos.

Relaciones intre – interespecíficas.

Niveles tróficos y flujo de energía.

2.- Biodiversidad y conservación ecológica.

Concepto de biodiversidad.

Impacto de la actividad humana en el ambiente.

Desarrrollo sustentable.

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1. Origen de los sistemas biológicos

1.1.1 Explicaciones acerca del origen de la vida

Aprendizaje: El alumno reconoce distintas teorías sobre el origen de los sistemas biológicos, considerando el contexto social y la etapa histórica en que se formularon.

Una de las preguntas filosóficas más recurrentes es ¿De dónde venimos? ¿De dónde surge la vida? Por lo que a lo largo de su historia, el ser humano ha buscado responder a esta interrogante a través de la observación de la naturaleza, la creación de mitologías y el desarrollo de teorías que pudieran arrojar un poco de luz sobre el origen de los seres vivos.

Las visiones, posiciones filosóficas y teorías que han marcado nuestro entendimiento del origen de los seres vivos son las siguientes:

● Creacionismo

En la cultura occidental, durante mucho tiempo, se aceptó como válido lo escrito en la Biblia, más concretamente en el Génesis, sobre el origen de la vida. Según lo escrito, la creación de todas las cosas se llevó a cabo durante solo seis días. Anterior a este proceso creador no había nada, y el resultado de la creación somos los seres humanos, los animales, las plantas, los lagos, las montañas, etcétera, todo fue creado perfecto e inamovible.

Esta percepción del origen divino de lo viviente fue dominante en el mundo Occidental durante siglos, y es todavía considerada por muchos sectores sociales como una explicación aceptable.

● Teoría de la Generación Espontánea o Abiogénesis.

Anterior al advenimiento del Cristianismo y su visión creacionista, los antiguos griegos se preocuparon por entender el origen de la vida, y propusieron la teoría de la generación espontánea. Esta teoría fue propuesta por Tales de Mileto, Anaximandro, Jenófanes y Demócrito (en el siglo V antes de Cristo). Para ellos la vida podía surgir del lodo, de la materia en putrefacción, del agua de mar, del rocío y de la basura, de todos los lugares en los que podían observar como surgían insectos, gusanos, pequeños invertebrados y pequeños cangrejos. Basándose en estas observaciones, dedujeron que la vida surgía gracias a la interacción de la materia no viva con fuerzas naturales como el calor del sol.

Posteriormente, Aristóteles (384-322 a. C.) propone que la generación espontánea de la vida es el resultado de la interacción de la materia inerte con una fuerza vital o soplo divino al que llamó entelequia. El pensamiento de Aristóteles prevaleció por muchos años.

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Uno de los proponentes más famosos de la teoría de la generación espontánea fue J.B. Van Helmont (1577-1644), quien llevó a cabo varios experimentos, el más conocido consistió en mezclar ropa interior sucia con trigo en un recipiente de boca ancha, sosteniendo que al cabo de veintiún días, el fermento de la ropa sucia cambiaba los granos de trigo en ratones de ambos sexos, adultos perfectos y capaces de cruzarse con ratones nacidos de forma normal.

Fig. 1: Experimento de van Helmont Tomado de: https://www.emaze.com/@ALOTQWRL/Biologia

Varios científicos de la época, estuvieron en desacuerdo con los resultados obtenidos por Van Helmont, y propusieron una serie de experimentos para demostrar la falsedad de la teoría de la generación espontánea. Uno de estos científicos fue Francesco Redi (1626-1698), quién en el siglo XVII realizó un experimento para el cual colocó varios trozos de carne en varios frascos de boca ancha; a unos los cubrió con gasa y otros los dejó abiertos; las moscas atraídas por el olor de la carne, depositaron huevecillos en el lienzo de los frascos cerrados y en la carne de los frascos abiertos resultando en que en los frascos cubiertos la carne no estaba contaminada por larvas de moscas, mientras que, en los frascos abiertos, la carne estaba llena de ellas.

Fig. 2: Experimento de Francesco Redi. Tomado de: http://www.morbidofest.com/archivos/10321

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A pesar de los resultados obtenidos en los experimentos de Redi, aparecieron defensores de la teoría de la generación espontánea. Uno de estos fue J. Needham (1713-1781) quien llevo a cabo un experimento en el que puso caldo de carne en un recipiente, lo selló con un corcho (por lo que quedó herméticamente cerrado) y lo dejó en reposo sobre ceniza por algunos días, al cabo de los cuales observó la aparición de larvas, deduciendo que se habían originado de la carne.

● Biogénesis

L. Spallanzani (1729-1799) diseñó un experimento semejante al de Needham, pero a diferencia de éste, Spallanzani hirvió el caldo de carne durante una hora, a continuación, cerró herméticamente las vasijas, en éstas, no aparecieron microbios.

Fig. 3. Experimento de Lazaro Spallanzani Tomado de: https://ztfnews.wordpress.com/2014/01/10/lazzaro-spallanzani-biologo-de-biologos/

Needham rechazó los resultados obtenidos por Spallanzani y aseguró que para la producción espontánea de larvas, era esencial el aire.

En este contexto histórico y social, en el que unos científicos defendían la teoría de la generación espontánea mientras otros la desechaban, Louis Pasteur llevó a cabo un experimento, el cual consistió en preparar matraces, con bocas que se prolongaban en un tubo abierto, largo y estrecho, encorvado en forma de cuello de cisne, preparó soluciones nutritivas y las colocó en estos matraces, después, hirvió las soluciones nutritivas dentro de los matraces, de los que el aire podía entrar y salir libremente. Los organismos que había en el aire se pegaban a las paredes del cuello de los matraces gracias a la humedad y a su forma de cuello de cisne, sin llegar a las soluciones nutritivas.

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Fig. 4. Experimento de Louis Pasteur Tomado de: https://www.emaze.com/@AZFTOITQ/LA-TEOR%C3%8DA-DE-PASTEUR

Con este experimento Pasteur demostró de forma inequívoca que no existe la generación espontánea, dando lugar al principio de que: “La vida proviene únicamente de la vida”, conocido como el Principio de la biogénesis.

Ejercicios de aprendizaje

RELACIONA LAS COLUMNAS

COLUMNA A COLUMNA B ( ) Francesco Redi A. La vida surge debido a la interacción entre la materia no viva y una fuente de

energía como la luz del sol. ( ) Entelequia B. Diseña un experimento semejante al de Needham, pero a diferencia de éste,

Spallanzani hirvió el caldo de carne durante una hora, a continuación, cerró herméticamente las vasijas, en éstas, no aparecieron microbios.

( ) Abiogénesis C. Principal proponente de la teoría de la abiogénesis. ( ) Creacionismo D. Lleva a cabo un experimento con ropa interior sucia para demostrar la

generación espontánea. ( ) Louis Pasteur E. Lleva a cabo un experimento con carne y larvas de mosca para demostrar que la

teoría de la generación espontánea es errónea. ( ) Tales de Mileto F. Basado en concepciones religiosas que son el fundamento de las tres grandes

religiones monoteístas contemporáneas. ( ) J.B. Van Helmont G. Fuerza vital que se une a la materia inerte según Aristóteles. ( ) L. Spallanzani H. Lleva a cabo su experimento, el cual consistió en preparar matraces, con bocas

que se prolongaban en un tubo abierto, largo y estrecho, encorvado en forma de cuello de cisne. Preparó soluciones nutritivas y las colocó en los matraces, después, hirvió las soluciones nutritivas dentro de los matraces, de los que el aire podía entrar y salir libremente. Los organismos que había en el aire se pegaban a las paredes del cuello de los matraces gracias a la humedad y a su forma de cuello de cisne, sin llegar a las soluciones nutritivas.

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1.1.2 Teoría Quimiosintética.

Aprendizaje: El alumno identifica que la Teoría Quimiosintética permite explicar la formación de los precursores de los sistemas biológicos en las fases tempranas de la Tierra.

La Teoría Quimiosintética del origen de la vida fue postulada de manera independiente y casi simultánea por el ruso A.I. Oparin, en 1924 y el británico J.B. Haldane en 1929. Ambos propusieron que la radiación ultravioleta y las descargas eléctricas producidas por las tormentas en la atmósfera primitiva de la Tierra, hicieron posible que se formaran los componentes básicos de los seres vivos. Para que estos componentes pudieran formarse, era indispensable que la atmósfera fuera pobre en oxígeno (anóxica), correspondiente con la atmósfera terrestre primitiva. Estas sustancias primitivas se acumularon en las aguas de mares y lagos, formando lo que se llamó el “caldo nutritivo”. Con el paso del tiempo, estas moléculas se asociaron entre sí, produciendo moléculas más complejas, y eventualmente adquiriendo la capacidad de auto-replicarse, es decir, la capacidad de dar lugar a nuevas moléculas orgánicas.

De acuerdo a la Teoría Quimiosintética del origen de la vida, este proceso se dio en varias etapas:

1) Atmósfera primitiva, hace 3800 m.a.

La atmósfera primitiva era reductora y anaeróbica y contenía los principales elementos para la vida: carbono (C2), nitrógeno (N2), hidrógeno (H2) y oxígeno (O2), los cuales combinados producían: metano (CH4), amoniaco (NH3) y vapor de agua (H2O) entre otros.

2) Formación de biomoléculas

La radiación del sol aunada a las descargas eléctricas de las tormentas en la atmósfera primitiva aportó la energía necesaria para que se pudieran llevar a cabo las reacciónes químicas entre los componentes atmosféricos, formándose así las biomoléculas, compuestos orgánicos sencillos presentes en todos los seres vivos. Estos compuestos son los azúcares, las grasas simples, los aminoácidos y otras moléculas sencillas, las cuales reaccionan entre sí para dar lugar a moléculas más complejas como proteínas, grasas complejas, polisacáridos y ácidos nucleicos.

3) El “Caldo primitivo”

De acuerdo a la hipótesis de Oparin, los compuestos orgánicos que se formaron en la atmósfera llegaron a los mares debido a la acción de las lluvias. En los mares, a lo largo de millones de años, se fueron concentrando, formando una disolución espesa de agua y moléculas orgánicas e inorgánicas, parecidas a un caldo.

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4) Formación de protobiontes y origen de los procariotas

En este “caldo primitivo”, algunas moléculas formaron membranas, delimitando un espacio interno y uno externo. A estos proto organismos primitivos se les llamó protobiontes. Algunos protobiontes concentraron en su interior enzimas con las que fabricar sus propias moléculas y obtener energía. Algunos desarrollaron la capacidad de replicar su propio material genético. Esto dio lugar al nacimiento de los primeros organismos procariotas.

Planteamientos que fundamentan el origen evolutivo de los sistemas biológicos como resultado de la química prebiótica

La demostración de Miller

En 1952, S.L. Miller y H.C. Urey diseñaron una serie de experimentos encaminados a demostrar si ¿era posible que las fuentes de energía de la tierra primitiva hubiesen podido generar compuestos orgánicos a partir de los componentes presentes en la atmósfera primitiva? Su experimento consistió en montar un matraz esférico de vidrio de 5 litros, conectado con otro más pequeño de 0.5l. En el primero introdujeron una mezcla de H2, NH3, CH4 y H2O, colocaron unos electrodos y aplicaron corriente eléctrica en forma de descargas. En el segundo matraz pusieron agua y la llevaron a punto de ebullición con ayuda de unos mecheros. Los compuestos químicos presentes en el matraz grande pasaban al matraz pequeño con ayuda de un condensador, disolviéndose en el agua hirviendo, y los gases que aún no habían reaccionado químicamente regresaban al matraz grande por medio de un circuito cerrado.

Fig. 5. Demostración de Miller

Tomado de: http://bio-est.blogspot.mx/2011/11/origen-de-la-vida.html

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Este procedimiento se llevó a cabo durante varios días, al cabo de los cuales Miller analizó los contenidos del agua del matraz pequeño, encontrando una gran variedad de compuestos orgánicos, entre ellos los 20 aminoácidos necesarios para la formación de proteínas.

El experimento de Miller nos permite concluir que la evolución química de los primeros organismos se dio a partir de materia inanimada siguiendo los siguientes pasos:

1. Síntesis y concentración de los monómeros biológicos: aminoácidos, azúcares y bases nitrogenadas.

2. Polimerización de los monómeros y formación de los primeros polímeros: proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos.

3. Segregación a partir del “Caldo primitivo” de pequeñas gotitas y formación de protobiontes claramente diferenciables del medio que les rodea.

4. Desarrollo de mecanismos de replicación y reproducción

Alfonso L. Herrera y la plasmogenia

A.L. Herrera (1868-1942), fue un científico mexicano, quien en la década de los cuarenta desarrolló una serie de investigaciones acerca del origen de la vida. Sus experimentos consistieron en mezclar aceites, gasolina y resinas a fin de obtener microestructuras a las que llamó sulfobios, las cuales tenían una organización interna, pero eran incapaces de reproducirse, logrando así demostrar la síntesis abiótica de compuestos orgánicos.

A partir de sus investigaciones propuso la Teoría de la Plasmogenia, la cual destaca la formación del protoplasma como fundamento para que se lograra la vida, ya que consideraba a las funciones protoplasmáticas como la base de la vida.

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Ejercicios de aprendizaje

Completa los espacios en blanco.

Coacervados Caldo primitivo Biomoléculas Atmósfera primitiva Quimiosintética

1. De acuerdo a Oparin, para la formación del___________________________ fue necesario que las lluvias llevaran al mar los compuestos orgánicos formados en la atmósfera

2. Los _______________________________ son organismos primitivos, que se forman en el caldo primitivo, y que desarrollan una membrana delimitando un espacio interno y uno externo.

3. La ______________________________________estaba formada por: metano (CH4), amoníaco (NH3), hidrógeno (H2) y vapor de agua (H2O).

4. La radiación del sol aunada a las descargas eléctricas de las tormentas en la atmósfera primitiva aportó la energía necesaria para que se pudiera llevar a cabo la reacción química de los componentes atmosféricos, formándose así las __________________________ .

5. La Teoría _________________________________del origen de la vida, postula que para que pudieran formarse los componentes básicos de los seres vivos pudieran formarse, era indispensable que la atmósfera fuera pobre en oxígeno, correspondiente a la atmósfera terrestre primitiva.

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1.1.3 Modelos precelulares

Aprendizaje: Describe los planteamientos que fundamentan el origen evolutivo de los sistemas biológicos como resultado de la química prebiótica y el papel de los ácidos nucleicos.

Desde el momento en que los científicos identificaron a la célula más simple del planeta, comenzaron a cuestionarse ¿Cómo fue el proceso para que llegara a ser así? ¿De qué forma se constituyó para poder llegar a ser una célula?

A partir de la Teoría de Oparin - Haldane se planteó un proceso que pudo ser el que siguió la vida para poder organizar las moléculas orgánicas e inorgánicas y constituirlas en un ser viviente. Conjuntos de moléculas o sistemas polimoleculares reaccionaron en una serie de pasos ordenados permitiéndoles comenzar a tener ciertas estructuras que funcionaron de manera similar a como lo hacen las células en la actualidad.

El debate continúa abierto no hay una explicación que satisfaga a toda la comunidad científica de ¿cómo aparecieron las primeras células? por lo que es un tema que se continúa investigando y debatiendo.

Al día de hoy hay varios modelos de cómo pudieron ser esas primeras células, pero al no haber una sola evidencia quedan como experimentos que muestran un proceso, que da como resultado un modelo precelular (protobionte). Después de la formación de los primeros polímeros, ¿pudieron ensamblarse de manera espontánea en estructuras más complejas con una frontera membranosa exterior? Los científicos han sintetizado varios coacervados diferentes, que son ensambles parecidos a vesículas de polímeros orgánicos producidos abióticamente; es decir, no producidos por organismos. Estos coacervados se asemejan a células vivientes en muchas formas y en consecuencia ofrecen pistas acerca de ¿cómo el agregado de moléculas no vivientes complejas dieron ese paso y se convirtieron en células? Los coacervados presentan algunos atributos funcionales y estructurales de las células actuales.

● Coacervados

Modelo propuesto por Oparin - Haldane, un coacervado es un sistema simple primitivo, no viviente, un conjunto de moléculas, limitadas por una membrana de características lipoproteicas, conteniendo en el interior a otro tipo de moléculas de diversa complejidad molecular, cuando el coacervado se constituye se separa del agua de su entorno formando una estructura independiente que tiene la capacidad de interactuar con su entorno.

Los coacervados son moléculas coloidales en donde las moléculas de agua están orientadas a ellas y rodeadas por una película, que los delimitan del líquido en el cual flotan y del cual se formaron al combinarse 2 o más coloides y, suspendidos en el medio acuoso, pueden intercambiar materiales con su ambiente a través de esta capa limitante, en la misma forma que lo hace una célula.

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Las moléculas que los integran son sintetizadas abióticamente, al unirse se mantienen unidas por fuerzas electrostáticas. Teniendo la forma de gotas microscópicas. Su origen es espontáneo y abiótico.

● Sulfobios y Colpoides

En la década de 1930, un científico mexicano, Alfonso L. Herrera, propuso también una teoría sobre cómo pudieron formarse los primeros seres vivos, realizando experimentos con una serie de sustancias que se formaban a partir de la mezcla de aceite, gasolina y diversas resinas en diferentes proporciones, obteniendo estructuras minúsculas, con apariencia de gotas. De esta forma, logró obtener una gran variedad de estructuras a las que llamó sulfobios, algunas de las cuales, fueron enviadas a diferentes científicos para ser analizadas.

Estos sulfobios eran microestructuras organizadas con apariencia de células, formadas a partir de tiocianato de amonio y formalina. Informaba, al mismo tiempo, de la síntesis de dos aminoácidos y de otros productos, pero estos parecían realizar funciones metabólicas, pero no podían reproducirse.

Los colpoides son seres artificiales imperfectos parecidos a microestructuras con forma de gotas las cuales estaban compuestas de aceite de oliva, gasolina, hidróxido de sodio y hematoxilina.

● Microesferas proteicas

Sidney W. Fox, en 1972 junto con otros científicos sugieren que las primeras células fueron directamente precedidas por lo que llamaron microesférulas proteicas, que son pequeñas gotitas que se forman en soluciones concentradas de proteinoides, y cuyas dimensiones son de dos micras de diámetro. Estas pequeñas esferas, se forman de manera espontánea, que suelen ser muy resistentes, se forman fácilmente y en grandes cantidades a partir de aminoácidos que se polimerizan por acción del calor; estos proteinoides, disueltos en agua hirviendo, dan lugar a las microesférulas al enfriarse la solución, y en condiciones, adecuadas de pH y de concentraciones salinas.

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1.1.4 Teoría de endosimbiosis

Aprendizaje: Reconoce la endosimbiosis como explicación del origen de las células eucariotas.

La teoría de la endosimbiosis propuesta por la científica Lynn Margullis en 1967 sugiere que las mitocondrias y cloroplastos evolucionaron pudieron originarse a partir de relaciones simbióticas mutuamente ventajosas entre dos organismos procariotas cuando una célula bacteriana se estableció dentro de otra hace cerca de 2.000 millones de años.

Su nombre deriva de las raíces griegas endo, sym y bio (literalmente «dentro-juntos-vida»). La simbiosis ocurre cuando individuos de dos especies distintas viven en contacto físico; endosimbiosis se produce cuando un organismo de una especie vive dentro de un organismo de otra especie.

En su forma actual, los eucariotas surgieron a partir de los procariotas, la teoría de la endosimbiosis en serie sugiere que las mitocondrias evolucionaron, el proceso comenzó cuando las células comenzaron a utilizar sus elementos citoesqueléticos para envolver presas más pequeñas. La teoría propone que, originalmente, la célula huésped pudo ingerirlas, mas no digerirlas. Una vez incorporadas, pudieron sobrevivir y reproducirse junto con la célula huésped de modo que la generación futura del huésped sobrevivió absorbiendo moléculas de carbono con energía de alto potencial de su huésped y oxidándolas, utilizando el oxígeno a modo de receptor final de electrones. Por el contrario, se sugiere que la célula huésped es un depredador capaz solo de realizar la fermentación anaeróbica (lo que significa que no podría usar oxígeno como receptor de electrones en la respiración celular). Entre estos dos organismos evolucionó una relación mutualista, en la que cada uno aportó algo al otro.

Con el tiempo, el endosimbionte perdió la capacidad de existir afuera de su huésped y la célula huésped perdió la capacidad para sobrevivir sin su endosimbionte. Se presuponía que la relación entre el huésped y la célula deglutida era estable debido a la ventaja mutua existente para los dos: el huésped le proporcionaba a la bacteria protección y compuestos de carbono de su otra presa, mientras que la bacteria producía mucho más ATP del que la célula huésped podría sintetizar por sí misma, ya que las células que utilizan oxígeno durante la respiración celular son capaces de producir mucho más ATP.

Posterior a esta primer endosimbiosis se propone que algún descendiente heterótrofo de esta célula aerobia seguiría engullendo organismos para su digestión, sin embargo se ha propuesto que al ingerir una bacteria fotosíntetica (algún tipo de cianobacteria) no la pudo digerir como anteriormente había sucedido.

Las cianobacterias utilizan la energía del sol, moléculas de agua y de dióxido de carbono para producir moléculas de glucosa que son utilizadas posteriormente para llevar a cabo la respiración celular, la cual produce moléculas de CO2 y H2O como residuos de la producción de ATP cerrando de esta manera un circuito que se autosustenta.

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Con la adquisición de cloroplasto surge un tipo celular que es autótrofo pero con una enorme producción energética (recordemos que la producción de ATP vía aerobia produce 18 veces más que la anaerobia) dando como resultado las bases en las cuales se pueden sostener redes tróficas más robustas como las que podemos ver hoy en día gracias a la evolución del reino plantae.

Cuando Margullis propuso esta teoría, recibió numerosas críticas (principalmente porque parece un tanto ridícula). Sin embargo, los biólogos fueron examinándola después con más rigor. Por ejemplo, hoy existen relaciones endosimbióticas entre protistas y bacterias. Solo entre las α protobacterias existen tres grupos principales dentro de las células eucarióticas.

Fig. 6. Modelo de endosimbiosis propuesto por Lynn Margullis Tomado de de Biologia de Solomon 9a edición

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Asimismo, varias observaciones sobre la estructura de las mitocondrias y los cloroplastos concuerdan con la teoría de la endosimbiosis:

● Las mitocondrias tienen más o menos el tamaño de una bacteria media y se duplican por fisión, como las células bacterianas. La duplicación de las mitocondrias se produce independientemente de la división por parte de la célula huésped.

● Cuando las células eucarióticas se dividen, cada célula hija recibe alguna de las muchas mitocondrias presentes.

● Las mitocondrias tienen sus propios ribosomas y fabrican sus propias proteínas. Los ribosomas de las mitocondrias guardan un gran parecido con los ribosomas bacterianos en cuanto a su tamaño y composición, y resultan intoxicados por los antibióticos como la estreptomicina, que impide los ribosomas bacterianos, pero no los eucarióticos.

● Las mitocondrias tienen sus propios genomas, organizados como moléculas circulares (parecidos a los cromosomas bacterianos). Los genes de las mitocondrias codifican las enzimas necesarias para la duplicación y la trascripción del genoma de la mitocondria.

Aunque estos datos resultan impresionantes, solo encajan con la teoría de la endosimbiosis. Dicho de otro modo, no excluyen otras explicaciones. Este es un principio general de la ciencia: una prueba se considera de peso cuando no se puede explicar mediante hipótesis alternativas razonables.

En este caso, la clave consistiría en encontrar datos que probaran las predicciones realizadas por la idea de Margullis frente a las predicciones de una teoría alternativa: la de que las mitocondrias evolucionaron dentro de las células eucarióticas de forma diferente a las bacterias.

Se produjo un hito cuando los investigadores se dieron cuenta de que según la teoría «dentro de los eucariotas», los genes encontrados en las mitocondrias tendrían que haberse derivado a partir de algunos de los genes nucleares de los eucariotas ancestrales. Por el contrario, la teoría de Margulis proponía que la principal evidencia en favor de la endosimbiosis en serie es que mitocondrias y cloroplastos poseen parte de (aunque no todo) su propio material genético y componentes de traducción. Ellos tienen su propio ADN (como una molécula circular similar a la de las arqueas y bacterias.

Mitocondrias y cloroplastos también poseen parte de la maquinaria para la síntesis de proteínas, incluidas moléculas de ARNt, y sintetizan proteínas limitadamente e independiente del núcleo. Sin embargo, es posible intoxicar mitocondrias y cloroplastos con un antibiótico que afecta a las bacterias y no a las células eucariotas.

Aunque mucha evidencia apoya la endosimbiosis en serie, no explica por completo la evolución de las células eucariotas a partir de las procariotas. Por ejemplo, la endosimbiosis en serie no explica actualmente cómo se produjo una

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envoltura de doble membrana para rodear al material genético en el núcleo. Bibliografía

Audersirk, Teresa (2003). Biología I unidad en la diversidad. México: Pearson Educación.

Curtis, Helena, Sue Barnes, Adriana Shenk y Graciela Flores (2007). Invitación a la biología. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana

Freeman, Scot (2009). Biología. Madrid: Pearson pag.604

Garcia, María de los Angeles (2004). Biología Biogenesis y microorganismos Pearson pag.57,58

Jiménez, Luis Felipe et al. (2007). Conocimientos fundamentales de biología. vol II. México: Pearson Educación

Lazcano, Antonio (2002). La chispa de la vida. Alexander I. Oparin. 2ª. México: Pangea

Solomon, Eldra, Linda, Berg y Diana Martin (2008). Biología. México: Mc Graw Hill / Interamericana.pag 453,454

Sadava, David et. Al. (2009). Vida. La ciencia de la biología México: Editorial Médica Panamericana.

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Ejercicios de aprendizaje

Haldane

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1.2. Evolución biológica.

1.2.1 Evolución.

Aprendizaje: Identifica el concepto de evolución biológica.

Desde que el hombre existe, se ha preguntado cómo aparecieron las diversas formas de vida, obteniendo respuestas basadas en diferentes creencias, en la filosofía o el arte, por ejemplo, aquellas ideas basadas en la biblia, la cual menciona que todo lo existente en la Tierra se generó en siete días por un ser divino, sin embargo, a finales del siglo VXIII y principios del XIX numerosos naturalistas comenzaron a cuestionarse y plantearon diferentes visiones acerca del mundo, introduciendo la idea de cambio a través del tiempo.

Con la publicación de El origen de las especies, de Charles Darwin en 1859, la idea de cambio contribuyó a la compresión de la evolución, dando como resultado la teoría que explica cómo se han modificado los organismos vivos a través del tiempo.

Por lo tanto, la evolución biológica, es la transformación gradual de formas de vida primitivas en otras más diferenciadas y complejas, ocurridas durante largos periodos de tiempo y que ha sido el factor para que de origen a la gran diversidad de vida sobre la Tierra.

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Ejercicios de aprendizaje

I.- Elige la respuesta correcta

1. La transformación gradual de formas de vida primitivas a otras más diferenciadas se refiere a

un proceso de:

a) extinción

b) evolución

c) adaptación

d) selección Natural

2. Los cambios graduales que ocurren en los organismos a través del tiempo corresponden a un

proceso de:

a) adaptación

b) sistemática

c) extinción

d) evolución

3. La ______ son cambios graduales a través del tiempo y que ha dado origen a la gran

biodiversidad que existe en la Tierra:

a) adaptación

b) extinción

c) selección

d) evolución

4. La diversidad biológica que existe en el planeta se ha originado al proceso de ____, por el cual

se dan cambios graduales en los organismos vivos a través del tiempo.

a) adaptación

b) extinción

c) evolución

d) colonización

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1.2.2 Aportaciones de las teorías al pensamiento evolutivo

Aprendizaje: Reconoce las aportaciones de las teorías de Lamarck, Darwin-Wallace y Sintética, al desarrollo del pensamiento evolutivo.

Actualmente, comprendemos que los organismos vivos han ido evolucionando a través del tiempo, idea que fue aceptada desde la publicación de El origen de las especies en 1859, sin embargo, anteriormente ya existían trabajos relacionados con el tema.

Dentro de las principales explicaciones sobre los procesos evolutivos se encuentran:

1. Teoría de Lamarck 2. Teoría de Darwin-Wallace 3. La teoría Sintética

● Teoría de Lamarck

Las primeras explicaciones acerca de cómo cambian las especies a través del tiempo, fue propuesta por el naturalista Jean-Baptiste de Monet, caballero de Lamarck (1744-1829) a principios del siglo XIX, el cual poseía conocimientos de botánica, zoología y era un reconocido taxónomo de la época.

En 1809 publica su obra La filosofía zoológica, en la cual explica las causas de los cambios evolutivos en los organismos, anotando a una serie de ideas o postulados.

Según Lamarck, los cambios que lentamente se producen en el ambiente crean en los seres vivos nuevas necesidades fisiológicas, por las cuales las especies, guiadas por algo así como un “impulso vital o interno” para alcanzar la perfección, modificarían sus costumbres o conductas. En las nuevas condiciones del ambiente, se produciría el desarrollo de aquellos órganos que más se usan. En cambio, si no existiera la necesidad, los órganos que no se usan desaparecerían o se atrofiarían (la función crea al órgano). Además, sostenía que las modificaciones inducidas por el ambiente se transmitirían de padres a hijos (herencia de caracteres adquiridos) y así, con la acumulación de cambios a lo largo del tiempo, resultaría una nueva especie.

Para sustentar estas ideas acerca de la evolución, Lamarck utilizó como ejemplo a las jirafas (Fig. 1), pensando que los antepasados de estas eran antílopes que vivían en un medio con pastos abundantes, y que debido a los cambios en el ambiente las jirafas tuvieron que alimentarse de las hojas de los árboles, explicando que de manera espontánea estas estiraron sus cuellos para lograr alcanzar su alimento, y se transmitirían esta característica a sus descendientes.

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Fig. 1. Famoso ejemplo de las jirafas utilizada por Lamarck para explicar el proceso evolutivo. Tomado de:

https://psicologiaymente.com/neurociencias/teoria-lamarck-evolucion-especies

A pesar de que esta teoría fue rechazada totalmente en el siglo XX, su importancia radica en que fue una de las primeras ideas acerca de la evolución, siendo el primero en proponer un mecanismo para explicar los cambios en los organismos vivos.

● Teoría de la evolución de Darwin-Wallace

Charles Darwin (1809-1882) nació en Inglaterra, dentro de una familia privilegiada, su abuelo era Erasmus Darwin y su papá un médico reconocido de la época, desde temprana edad mostró interés por la historia natural (Fig. 2).

Fig. 2. Charles Darwin a través del tiempo, a la edad de 7 años, 31 años y a los 63 años de edad. Tomados de:

https://www.timetoast.com/timelines/darwin-por-fernando-pumar,

https://www.biografiasyvidas.com/monografia/darwin/fotos2.htm, https://magonia.com/2009/01/15/bilbao-celebra-lo-grande-

200-aniversario-charles-darwin/ respectivamente

Fue enviado a estudiar medicina en la Universidad de Edimburgo, en Escocia, sin embargo, no se caracterizaba por ser un estudiante brillante, y como resultado abandonó los estudios y su padre lo obligo a entrar al servicio de la Iglesia Anglicana en la Universidad de Cambridge, en la cual conoció a científicos importantes de la época como John D. Henslow, responsable de que Darwin

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realizará su famoso viaje en el Beagle alrededor del mundo junto al famoso capitán Fitzroy, dicho viaje estaba planeado para tres años y finalmente duró cinco.

Durante el viaje, algo que impresiono a Darwin fue la diversidad de especies de pinzones en las islas Galápagos, ya que cada uno tenía adaptaciones específicas, explicando que las especies adaptadas se reproducían y sobrevivían en mayor número que las menos adaptadas, a este fenómeno lo llamo selección natural, es decir, existen características en el ambiente que ejercen una fuerza sobre las poblaciones, y como consecuencia sobrevivirán aquellas especies que tengan las características adecuadas, heredándolas a la descendencia.

Darwin también observó a los granjeros y quedo impresionado al descubrir que ellos podían desarrollar diversas variedades de animales domésticos como es el caso de los perros, lo cual lograban en el transcurso de pocas generaciones, determinando los rasgos que se deseaba, a lo que llamo selección artificial.

Por otro lado, también observó que existían ciertos organismos que poseían rasgos llamativos, como colores brillantes, plumas o incluso actitudes que sobresalían en la población, las cuales jugaban un papel importante durante el apareamiento y por lo tanto en la reproducción, aunque en algunas ocasiones estas características representan una desventaja hacia los depredadores, de esta manera, Darwin acuña el término selección sexual, para describir los rasgos que ayudan a las especies a conseguir pareja.

Al poco tiempo de su regresa a Inglaterra en 1836, lee un artículo del economista Thomas Malthus, quien afirmó que la población humana estaba creciendo mucho más rápido que el alimento en el planeta, lo cual podría provocar una lucha por la sobrevivencia, esta idea es retomada por Darwin para explicar que el mismo mecanismo ocurre en todas las especies.

Analizando los datos de su viaje y el ensayo de Malthus, decide realizar un escrito formulando una hipótesis sobre el proceso de la evolución, el cual no publicó, hasta que en 1858 recibe una carta del naturalista inglés Alfred Russel Wallace (1823-1913) en la cual también explicaba la evolución por los mismos mecanismos que Darwin (Fig. 3), es por ello que Henry Huxley lo anima para presentar el trabajo en conjunto con Wallace ante la Sociedad Científica de Londres.

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Fig. 3. Alfred Russel Wallace Tomada de: https://www.bbvaopenmind.com/wallace-y-darwin-un-pacto-por-la-evolucion/

En 1859, por insistencia de Lyell y Hooker, Darwin publica El origen de las especies, donde se explicaba el proceso de evolución por Selección Natural, provocando negativas por algunos científicos como Adam Sedgwick (1785-1873) y Richard Owen (1804-1892).

Fig. 4. Manuscrito original de El origen de las especies, publicado en 1859 y el esquema que utilizó para representar las

relaciones evolutivas. Tomadas de: http://www.elorigendelhombre.com/teoria%20de%20darwin.html,

http://blogs.elpais.com/apuntes-cientificos-mit/2009/02/sorry-darwin-tu-%C3%A1rbol-de-la-vida-no-existe.html

respectivamente

En esta obra se pueden leer las ideas o postulados acerca de la teoría de la evolución por Selección Natural entre las que destacan:

● La evolución es la descendencia con modificación. ● Las especies derivan de otras que existieron en el pasado. ● La evolución ocurre de manera gradual en las poblaciones.

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● Las nuevas formas de vida surgen de la partición de un linaje evolutivo en dos por un proceso llamada especiación, en palabras de Darwin se produce un “árbol de la vida” cuyas ramas terminales son las especies actuales y la “raíz” son las que se extinguieron.

● La selección natural produce la adaptación azarosa de las especies a su entorno.

A Charles Darwin, se le da mayor crédito en esta teoría debido a que presentó argumentos sólidos para defenderla y al cuidado que tuvo para presentar las evidencias que le daban soporte.

● Teoría Sintética

La teoría de la evolución de Charles Darwin (1809-1882) junto con los principios de la genética mendeliana se conoce como la teoría sintética o neodarwiniana de la evolución.

Por su parte, la teoría de la genética de poblaciones de Ronald A. Fisher (1890-1962) y John B. S. Haldane (1892-1964) y Sewall Wright (1889-1988) demuestra cómo evolucionan las poblaciones desde el punto de vista genético, y cómo estas también están relacionadas con el proceso de adaptación, unificando de esta manera la genética y la teoría de Darwin.

Theodosius Dobzhansky (1900-1975) publicó en 1937 un libro titulado Genética y el origen de las especies, donde apoyó los aspectos teóricos de la genética de poblaciones, siendo la obra más importante para la formulación de la teoría sintética de la evolución.

Algunos otros autores también pueden ser considerados constructores de esta teoría como Ernst Mayr (1904-2005), George G. Simpson (1902-1984), Hulian Huxley (1887-1975) y G. Ledyard Stebbins (1906-2000), argumentando que la mutación, la recombinación y la selección natural también son responsables del origen de nuevas especies.

Hacia la década de 1950 la teoría sintética es aceptada, incorporando conocimientos de ecología, etología, paleontología, sistemática, y biología del desarrollo, unificando la teoría de Darwin y la genética de poblaciones, postulando lo siguiente:

1. La evolución es gradual y continua. 2. El proceso evolutivo es azaroso (la producción de variación) y

determinístico (selección natural). 3. Las fuentes de variación son la mutación y la recombinación genética. 4. La evolución es tanto la adaptación al interior de la especie como la

diversificación en todos los niveles taxonómicos a partir del proceso de especiación.

Esta teoría de la evolución es una muestra de las bondades del trabajo interdisciplinario y multidisciplinario, en donde se cohesionan la Selección Natural y la Genética mendeliana, comprendiendo que las variaciones pequeñas y

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grandes se deben a modificaciones del material genético y que varios genes pueden participar en la construcción de un carácter (poligenia) y que un gen puede participar en la construcción de varios caracteres (pleiotropía).

Bibliografía

Audesirk, T., Audesirk, G y Byers, B. (2008). Biología. Ciencia y Naturaleza. México. Edit. PEARSON.

Campbell, N., Mitchell, L y Reece, J. (2001). Biología. Conceptos y relaciones. México. Edit. PEARSON.

Granillo, P., Valdivia, B y Villareal, M. (2011). Biología general. Los sistemas vivientes. México. Edit. Patria.

Jiménez, L. et al. (2007). Conocimientos fundamentales de Biología. Vol. II. México. Edit. PEARSON.

Solomon, E., Berg, L y Martin, D. (2008). Biología. México: McGraw Hill / Interamericana.

MESOGRAFÍA

http://portalacademico.cch.unam.mx/

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Ejercicios de aprendizaje

I.- Subraya la respuesta correcta

1. Autor de las primeras explicaciones acerca de los cambios que sufren las especies:

a) J. B. Lamarck

b) C. Darwin

c) A. Wallace

d) J. Henslow

2. Autor de la obra Filosofía zoológica:

a) T. Malthus

b) H. Huxley

c) A. Wallace

d) J. B. Lamarck

3. La idea acerca de que la necesidad estimula el cambio en los organismos vivos se debe a:

a) H. Huxley

b) A. Wallace

c) C. Darwin

d) J. B. Lamarck

4. Naturalista ingles que realizó un viaje a través de un barco llamado el Beagle, el cual le

ayudo a plasmar tu teoría de la evolución:

a) J. B. Lamarck

b) C. Darwin

c) A. Wallace

d) J. Henslow

5. La teoría de la evolución por Selección Natural fue descrita en el libro El origen de las

especies realizo por:

a) T. Malthus

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b) H. Huxley

c) C. Darwin

d) J. B. Lamarck

6. Propone a la Selección Natural como principal fuerza evolutiva:

a) C. Darwin

b) J. B. Lamarck

c) H. Huxley

d) A. Wallace

7. La ________ es a lo que llamo Darwin la fuerza que el ambiente ejerce en una población

provocando procesos evolutivos.

a) Selección Natural

b) Selección puntual

c) Adaptación

d) Extinción

8. Charles Darwin junto a _________ son autores de la Teoría de la evolución por Selección

Natural.

a) J. Henslow

b) T. Malthus

c) A. Wallace

d) J. B. Lamarck

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II. Relaciona correctamente las ideas con los autores:

(1)

(2)

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III. Explica por medio de las ideas de Lamarck y de Darwin por qué las jirafas poseen cuellos

largos.

LAMARCK DARWIN

IV.- Subraya la respuesta correcta

1. Las ideas de la evolución de Darwin-Wallace en conjunto a la genética mendeliana se le

conoce como teoría:

a) poblacional

b) sintética

c) neutralista

d) puntuada

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2. La teoría neutralista reconoce a la mutación, la ___________ y la Selección Natural,

también son responsables del origen de nuevas especies.

a) adaptación

b) extinción

c) deriva génica

d) recombinación genética

3. Marca con una x las ideas que propone la Teoría Sintética de la evolución.

( ) La evolución ocurre en periodos de tiempo cortos.

( ) El proceso evolutivo es azaroso.

( ) Las fuentes de variación son las mutaciones y la recombinación genética.

( ) La única fuerza evolutiva es la Selección Natural.

( ) La evolución es gradual y continua.

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1.2.3 Escala de Tiempo Geológico. Aprendizaje: Relaciona los eventos más significativos en la historia de la vida de la Tierra con la escala del tiempo geológico.

Fig. 5. Escala de tiempo geológico. Tomado de: http://jlgdinosauriomania.blogspot.mx/2013/11/tiempo-geologico.html

Para entender el proceso de evolución como un proceso dinámico y continuo que sucede a través del tiempo, es necesario dimensionar la escala de Tiempo geológico ya que involucra una vastísima extensión de tiempo, desde hace 4.600 millones de años hasta nuestros días.

Nadie conocía la edad real de la Tierra en cifras absolutas hasta que se produjo el descubrimiento de “relojes geológicos” en algunas rocas. Estos se basan en la

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desintegración de los elementos radiactivos atrapados en minerales comunes cristalizados, presentes en muchas rocas. Puesto que se conoce el ritmo exacto de desintegración de los elementos radiactivos, es posible determinar la edad de los minerales que los rodean midiendo la proporción entre el elemento original y los elementos de desecho. Cuanta más antigüedad posee la roca, mayor es el volumen de elementos de desecho que contiene. La evolución física y biológica en nuestro planeta ha sido un proceso muy complejo, para facilitar su comprensión, los geólogos y paleontólogos dividieron la historia de la vida en etapas, cada una caracterizada por eventos particulares, estas etapas se conocen como escala de tiempo geológico.

Fig 6. Eras geológicas de la Tierra. Tomado de: https://oldcivilizations.wordpress.com/2010/08/21/eras-geologicas-de-la-

tierra/

La escala de tiempo geológico es una representación gráfica de los eventos ocurridos a lo largo de la historia de la Tierra, ordenados de forma cronológica. En esta clasificación se establecen divisiones y subdivisiones tomando en consideración la edad de las rocas presentes en el estrato terrestre y el tiempo absoluto transcurrido desde la formación de la Tierra hasta la actualidad. La escala temporal divide al tiempo geológico en eones, subdivididos a su vez en eras y periodos basados en la aparición y desaparición de formas de vida importantes preservados en forma de fósiles.

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Fig. 3. Eras geológicas. Tomado de: https://sites.google.com/site/origendelarevida/

Los fósiles pueden estar representados por huellas, marcas, madrigueras, coprolitos, moldes, las formas completas o fragmentadas. Existe una gran cantidad de fósiles, los cuales conforman el registro fósil. Este registro fósil es incompleto, pero suficiente para entender lo que sucedió en el planeta Tierra.

Fig. 4. Fósil de ammonite, Fig. 5. Félido dientes de Sable Tomados de: http://www.wikiwand.com/es/Fósil

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● Precámbrico Está clasificado como un EÓN (Eón, es una palabra griega que significa edades) es el grupo más antiguo de las eras geológicas. Equivale AL 88% del total de la historia de la Tierra. Es aquí que se desarrollaron las primeras células hace aproximadamente 3,500 millones de años. Los continentes estaban unidos, integrando un solo continente llamado Pangea, el cual posteriormente tuvo un proceso de fragmentación, dando Origen a Distintas placas continentales y oceánicas. El final del precámbrico estuvo representado por una gran cantidad de animales de cuerpo blando, como esponjas, medusas y ctenóforos.

● Fanerozoico (Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico)

Paleozoico.

El cámbrico es el periodo más largo del Fanerozoico, en este periodo ocurrió el esplendor de la vida, se dio una explosión de formas fósiles, los animales desarrollaron conchas duras. En este periodo había un vasto océano azul y algunas nubes blancas, pero los continentes tendrían una forma completamente distinta, no había vegetación; sólo rocas desnudas. La vida era completamente acuática.

En el periodo ordovícico aún no había vida en tierra firme, pero en los mares se desarrollaron seres de todo tipo. Son notables los trilobites, estrellas de mar y los nautiloides, prosperaron los peces llamados Agnatha (Sin mandíbulas). Las rocas más famosas del Ordovícico se encuentran en Gales. Este periodo termina con una extinción masiva asociada a una disminución de la temperatura y del nivel del mar.

Durante el silúrico América del norte y Europa se estaban acercando. El fondo del océano se arrugó y se plegó. A principios de periodo el nivel del mar subió y las tierras más cercanas se inundaron, dando lugar a la formación mares poco profundos, que estuvieron poblados por arrecifes de esponjas llamadas estromatoporoides. Se inicia nuevamente la diversificación de organismos. Los trilobites acorazados, los ammonites y nautilos dominan los mares. La vida conquistó el medio terrestre. Aparecen las primeras plantas terrestres. Los primeros animales en cubrir el nuevo medio fueron escorpiones y artrópodos semejantes a milpies.

El devónico es conocido como “la edad de los peces” predominan los peces, ammonites y aparecen los tiburones. Durante el devónico tardío los peces de aletas lobuladas dieron origen a los laberintodontos. Las aletas pectorales y pélvicas de peces como el Eussthenopteron se transformaron en patas, que les permitieron salir del agua temporalmente. Las plantas dominantes eran briofitas, helechos, colas de caballo y, al final del periodo aparecen las primeras gimnospermas. Sólo había dos masas de tierra importantes, los cuales se

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acercaron hasta formar el supercontinente llamado Pangea. Había lirios de mar y arrecifes de coral. En el periodo carbonífero el clima era cálido y húmedo esto favoreció la formación de pantanos y selvas, las cuales eran condiciones ideales para los reptiles, antepasados de los dinosaurios y de los mamíferos. Los árboles no se parecían a los actuales. En realidad eran versiones gigantescas de algunas plantas que hoy llamamos equisetos y licopodios. También había una gran cantidad de Helechos.

En el periodo Pérmico los mares retrocedieron y dejaron más tierra firme al descubierto, surgieron grandes desiertos. La blanda y exuberante vegetación que crecía en las tierras pantanosas del carbonífero, fueron sustituidas por plantas más correosas, costaba más trabajo de digerir. Había extensos bosques de Abetos y Pinos. Los continentes empezaron a derivar hacia el Norte y los glaciares helados se desplazaron hacia el sur. Desaparecieron lagos y estanques poco profundos, y algunos animales se instalaron definitivamente en tierra. Los reptiles ya no tenían que poner lo huevos en agua, pudieron abandonar los pantanos y vivir en tierra firme. Se diversificaron enormemente, pero uno de los grupos más exitoso fue el de los reptiles mamiferoides, algunos eran tan pequeños con ratones y otros grandes y pesados como hipopótamos.

El final del periodo pérmico y del paleozoico está marcado por la tercera gran extinción masiva. Se estima que desaparecieron más del 90% de las especies de animales marinos y cerca del 75% de las especies terrestres.

● Mesozoico (Triásico, Jurásico y Cretácico)

La era mesozoica se divide en los periodos Triásico, Jurásico, y Cretácico. La principal característica de esta era, es el origen, diferenciación y extinción de una gran variedad de reptiles. La mayor parte de lo órdenes de insectos aparecieron durante el mesozoico, caracoles, bivalvos y erizos de mar, aumentaron en número y en diversidad. Respecto a las plantas, las que dominaban las gimnospermas hasta la mitad cuando inicia la diversificación de las plantas con flores.

Durante el periodo Triásico, los reptiles experimentaron una radiación adaptativa que dio origen a muchos grupos. Fue en el primer periodo en el que aparecieron los dinosaurios. En tierra los grupos dominantes eran los terápsidos, parecidos a mamíferos que iban de insectívoros a herbívoros había un grupo diverso de tecodontos, primitivos que eran carnívoros, estos dieron lugar a cocodrilos, reptiles voladores, dinosaurios y aves. En el océano aparecieron los Plesiosaurios y los Ictiosaurios. También aparecieron los primeros reptiles voladores y los primeros mamíferos, los cuales eran pequeños insectívoros que se diversificaron. Durante este periodo comenzó la fragmentación de Pangea.

El Jurásico se caracteriza por que fue el último periodo en el que predominan las plantas vasculares primitivas como helechos y gimnospermas. Las cycadas

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tuvieron una presencia muy significativa, los vertebrados dominantes fueron los reptiles y aparecieron las aves como el Archaeopteryx. En el mar abundaban los amonoideos. De acuerdo a la sistemática tradicional ciertos reptiles perdieron poco a poco sus características reptilianas y adquirieron algunas de mamífero. Durante este periodo se América del Sur continuó separándose de áfrica, abriendo la parte baja de un océano Atlántico meridional muy estrecho, dejando todavía conectadas las porciones septentrionales de estos continentes.

El Cretácico se dividió en inferior y superior. Durante el cretácico inferior los herbívoros llegaron a ser los dinosaurios más importantes. Vivieron más especies de dinosaurio que en ninguna otra época. El cretácico superior fue una época de grandes cambios. Los continentes que hoy conocemos adquirían su forma actual a final se pueden reconocer los dos grandes grupos de mamíferos: marsupiales (como tlacuaches o zarigüeyas) y eutèridos (mamíferos placentarios). El Cretácico también fue testigo de uno de los eventos de coevolución más interesantes: a partir de un ancestro tipo gimnosperma evolucionan las angiospermas o plantas con flores y, junto con ellas, se inicia la coevolución de sus polinizadores, generalmente insectos. Desde entonces planta y polinizadores se han adaptado mutuamente optimizando su función.

La extinción masiva más conocida involucra a los dinosaurios. Esta es la base para establecer el límite entre el mesozoico y el cenozoico. Además de los dinosaurios, se extinguieron los plesiosaurios, los ammonites y los moluscos bivalvos rudistas. Se han propuesto una gran cantidad de hipótesis sobre las causas de esta extinción en masa; la más reconocida es la del impacto de un asteroide en lo que hoy es Yucatán, que originó el cráter de Chicxulub.

● Cenozoico (Terciario y Cuaternario)

Este periodo inicia cuando los dinosaurios se extinguieron. El cenozoico terciario se divide en Paleoceno, Eocenos, Oligoceno, Mioceno y plioceno. El cenozoico se caracteriza por el éxito de los mamíferos y las aves, insectos y plantas con flores cuya expansión fue propiciada por la desaparición de los grandes reptiles de la era anterior. Durante el Terciario los continentes empezaron a desplazarse hasta las posiciones que ocupan hoy. En el mar, la fauna sobreviviente inició su recuperación. La proliferación de diversos corales, moluscos y equinodermos, así como de peces óseos y cartilaginosos y mamíferos marinos formaron una comunidad muy similar a la actual. El paisaje fue asemejándose más al que nos rodea, y así aparecieron las plantas con flores, los mamíferos y las aves actuales. En el Paleoceno hubo una propagación espectacular de mamíferos. Los continentes prosiguieron su desplazamiento, lo que produjo cambios climáticos. Los primeros 20 millones de años fueron cálidos, al punto que había selvas

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tropicales cerca de los polos Norte y Sur. Los océanos se enfriaron alrededor de los polos y se formaron los casquetes polares, el clima se hizo más extremo. En el Mioceno. Había praderas elefantes, berrendos y animales parecidos al ciervo, cerdos gigantes, enormes caballos con garras, camellos, antepasados de los felinos, rinocerontes y hienas. Las gigantescas aves corredoras carnívoras emigraron al norte junto con capibaras, armadillos y perezosos terrestres gigantes.

Durante el Oligoceno, la India colisionó con Asia y se formó la cordillera del Himalaya. África se unió a Europa y a Asia. La expansión de las praderas aumentó y los conejos, los felinos, los rinocerontes y muchos carnívoros, insectívoros, cerdos y ciervos penetraron en los nuevos territorios. En el oligoceno, Australia se convirtió en una isla lo cual permitió que prosperaran los marsupiales.

El Cuaternario, se divide en los periodos Pleistoceno y Holoceno. Casi todos los grupos importantes de animales y plantas son como los actuales, sin embargo, hubo un cambio importante. Algunos grupos de África comenzaron a caminar erguidos y a usar herramientas. Todos los ancestros de los humanos actuales se encuentran en ahí. La escasez de restos fósiles hace que la reconstrucción de la filogenia humana resulte extremadamente difícil. Sin embargo, ciertas evidencias señalan el camino evolutivo seguido por nuestra especie. El surgimiento de los homínidos marcó un hito en la evolución: había emergido la evolución cultural y con ella la capacidad de modificar conscientemente el entorno.

Bibliografía: Coenraads, R., Koivula, J.,(2013). Geológica. Las Fuerzas Dinámicas de la Tierra. Alemania: U.F. Ullmann.

Hernández, D. (Diciembre 2013). La vida a través del Tiempo. Paleontología Mexicana, 3 (Versión electrónica), 13-19. [Consultado en http://www.geologia.unam.mx/igl/deptos/paleo/rpm/PM64_03_interactivo.pdf el 10 de Junio de 2017]

Jiménez, F. (Coord.). (2007). Conocimientos Fundamentales de Biología Volumen II. México: Pearson Educación.

Nava, A. (1995). La inquieta superficie Terrestre. Fondo de Cultura Económica. Solomon, E.,Berg, L.Martin, D.. (2008). Biología. México: Mc Grawn Hill.

MESOGRAFÍA: https://i2.wp.com/www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2017-02.jpg

https://www.ecured.cu/Escala_geológica_de_la_Tierra

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Ejercicios de aprendizaje

Completa la siguiente tabla colocando la edad, las condiciones de la tierra y el principal evento

biológico, para ello puedes consultar el texto e investigar las fuentes sugeridas

Escala temporal

(eón, era o periodo)

Millones de años Característica(s) de la Tierra Evento biológico

Precámbrico 3500. Atmósfera reductora

Actividad volcánica intensa

Caída constante de meteoritos

Origen de la vida

Célula eucarionta

Fauna de Ediacara

Primera extinción masiva

Plantas y animales terrestres

Dinosaurios dominan la

Tierra

Aparecen mamíferos

Primeras flores

Desaparecen los dinosaurios

Aparecen los Primates

Aparecen los homínidos

Aparece el humano

moderno

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2.4 Evidencias de la evolución

Aprendizaje: Aprecia las evidencias paleontológicas, anatómicas, moleculares y

biogeográficas que apoyan las ideas evolucionistas.

La Teoría de la Evolución se basa en una serie de pruebas aportadas por diferentes disciplinas que infieren en todos los seres vivos, por lo que somos resultado de un proceso de diversificación y cambio dentro de los organismos en el tiempo; los cuales afectan su morfología, fisiología, comportamiento y ecología que, se tiene que reflejar en la herencia, y que le confiere ventajas en su interacción con el medio ambiente. Al publicarse en 1859, El origen de las especies por medio de la selección natural, el conocimiento que ya se tenía sobre las características del registro fósil provocó que Darwin dedicara dos capítulos de su libro para explicar el por qué dicho registro es incompleto y sesgado. Darwin, declara incompleto al registro fósil, justifica el hecho de no poder observar con claridad los procesos graduales y constantes de la evolución. Esto lo explica señalando que gran parte de estos registros se han perdido por efectos de la erosión o el intemperismo; que muchos tipos de organismos antiguos no presentan estructuras fosilizables o los mismos no vivieron en un ambiente adecuado a la preservación fósil. Se tomó el trabajo de explicar el efecto de estos fenómenos o procesos teniendo en mente que el registro fósil es el único medio de conocer con certeza la historia de la vida sobre la Tierra y el único tipo de información fidedigna que se tiene para analizar los rasgos más importantes de la evolución (Sour, 2010). Paleontología La historia de la vida sobre la Tierra es uno de los temas más apasionantes del saber humano. Conocer esa historia representa para el hombre indagar sobre el origen de la vida, la diversidad de los organismos que se conocen en el presente y los que existieron en el pasado y comprender con ello el origen de nuestra propia especie. La paleontología como ciencia que se dedica al estudio de los seres vivos que existieron en el pasado, constituye una de las fuentes de información acerca de la historia de la vida; sus estudios aportan información sobre otros aspectos de la historia de la Tierra como son eventos geológicos, cambios geográficos que se han dado a través del tiempo, climas que han existido, edad de los estratos de la corteza y ambientes sedimentarios. Etimológicamente, la palabra Paleontología significa “estudio de los seres antiguos” o “ciencia que trata de los seres orgánicos desaparecidos a partir de sus restos fósiles” (RAE, 2017), está formada por tres raíces griegas: palios = antiguo, ontos = ser, logos = estudio. El vocablo fue acuñado por geólogo inglés Charles Lyell (1838). La Paleontología como ciencia se ocupa del descubrimiento y

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estudio del registro fósil y con ellos permite a reconstrucción de la historia de la vida sobre la Tierra. El registro fósil está constituido por una gran variedad por una gran variedad de evidencia pretérita: restos esqueléticos u óseos, impresiones de estructuras orgánicas en rocas o sedimentos, o bien evidencias de actividad orgánica (huellas, galerías,coprolitos) que en general son llamadas fósiles. Esta palabra deriva del vocablo latino fossilis, se define como “cualquier evidencia de vida en el pasado”, algunos autores agregan a la definición un límite temporal, marcando una antigüedad mínima de 10.000 años a tales evidencias para que sean consideradas como fósiles. Pensando en la aparición del hombre como especie desde el periodo del Holoceno, también ha sido utilizado para marcar una separación entre los estudios que realizan en la Paleontología y Arqueología. Existen diferentes tipos de fósiles:

Tipos Descripción Ejemplo

Fósil índice Los fósiles guía idóneos son los

abundantes, fáciles de

identificar, de vida corta y

distribución amplia que se

presentan en muchos tipos de

rocas. Idealmente deberían ser

identificables tal como se

encuentran, sin necesidad de

preparaciones especiales de

laboratorio.

Fig. 1. Trilobite, vivieron en

los mares desde el Cámbrico

hasta el Pérmico. Tomado de

http://2.bp.blogspot.com/-

c0VziTE3qVs/USKQYR0A-

mI/AAAAAAAACiM/ZH0xlf4s_wo/s1

600/paleontologia.jpg

Fósil viviente Es la denominación que suele

aplicarseles a los diversos

organismos (plantas, animales,

bacterias, insectos, arácnidos,

etcétera.) que se creían extintos

en tiempos remotos, pero que se

han descubierto que aún existen.

Fig. 2. Celacanto, se creía extinguido desde la época de los dinosaurios hace 65 millones de años pero en 1938 se descubrió un nuevo

46

ejemplar en África. Tomado de http://www.nationalgeographic.es/sites/spain/files/styles/image_1190/public/2285.600x450.jpg

Microfósiles Agrupan todos aquellos fósiles

para cuyo estudio es necesaria la

utilización de instrumentos que

aumentan nuestra visión, como

lupas potentes o microscopios.

Estos microfósiles no

representan un grupo animal o

vegetal determinado, sino un

agrupamiento artificial instituido

por su pequeño tamaño (Daners

y Verde, 2008).

Fig. 3. Diferentes tipos de microfósiles del Mar de Bering. Tomado de https://c1.staticflickr.com/5/4034/4484384068_4eed09b2ce_b.jpg

Resina Fósil El ámbar es una resina vegetal

fósil que tiene la cualidad de

preservar organismos. (Riquelme

y Acuña, 2016).

Fig. 4. 16 segmentos de

plumas conservados en

ámbar. Tomado de

https://ep01.epimg.net/sociedad/ima

genes/2011/09/15/actualidad/13160

37624_850215_0000000001_sumar

io_normal.jpg

Pseudofósil Se pueden encontrar en los

planos de estratificación o en las

grietas de las rocas

sedimentarias, eventualmente

también en rocas metamórficas

o en el interior de nódulos,

ciertas estructuras diagenéticas

que, por su aspecto, podrían

47

Procesos de fosilización El término tafonomía significa literalmente las leyes del enterramiento. Fue propuesto por Efremov (1940) para la disciplina científica que se ocupa del estudio de la transición de los restos orgánicos desde la biosfera a la litosfera. Efremov y otros autores llamaron fosilización a la etapa del proceso de formación de los yacimientos de fósiles en la que tiene lugar la mineralización de los restos orgánicos. Sin embargo, en la actualidad, la mayoría de los especialistas consideran la tafonomía como el estudio de los procesos postmortales y dan un significado más amplio al término fosilización (Fernández - López, 1999). La fosilización consiste en la transición desde el estado vivo al estado fósil, debido a la propia naturaleza de los organismos o a la intervención de algunos agentes que han actuado a modo de filtros sucesivos y han eliminado los restos orgánicos

confundirse con fósiles.

(Meléndez, 1998).

Fig. 5. Dendritas de

pirolusita. Tomado de

http://2.bp.blogspot.com/-

eMcWtSAlPKo/UzvBiH4_RMI/AAAA

AAAAABc/XdOj01pCS-

8/s1600/649px-

Pyrolusite_dendritic.jpg

Icnofósiles También llamados fósiles

indirectos, son producto de la

actividad vital de los organismos.

En la práctica se consideran a las

actividades como la locomoción

(que produce huellas), la

reproducción (que produce

cáscaras, huevos y nidos) o la

alimentación (que produce

gastrolitos o coprolitos)

(Moratalla, 2008).

Fig. 6. Huevos de dinosaurio. Tomado de

https://jblamarck.files.wordpress.co

m/2014/03/dinosaur-eggs-e446-

327-lw.jpg

48

menos resistentes o preservables. La formación de los yacimientos de fósiles, suele ser interpretada como el resultado final de la transformación de biocenosis o comunidades pretéritas.

Tipo de fosilización Descripción Ejemplos

Permineralización

Precipitación de minerales en la

estructura porosa de los huesos y

conchas; el mineral que se infiltra

en los restos puede ser de

composición química muy distinta a

la que presentan las partes duras

del organismo. Para que esto se

lleve a cabo es necesario que los

minerales se encuentran disueltos

en el medio y lleguen a una

concentración tal que culmine con

la precipitación y formación de

cristales dentro de los espacios

mencionados (Contreras, 1997).

Fig. 7. Ejemplar perteneciente al

Eoceno, del sitio fosilífero Messel.

Inclusiones

● Hielo ● Resinas ● Asfaltos

Fósiles conservados en hielo El

principio de los fósiles conservados

en hielo es que el frío detiene la

descomposición. Este proceso

conserva prácticamente todo el

organismo, incluso las partes más

frágiles como las vísceras. Una

condición importante es que la

congelación sea continua, porque si

se descongelan los restos, el

proceso se reanuda y se pierde el

ejemplar.

Fósiles en ámbar

Muchos animales quedaron

atrapados en los bosques de

coníferas por las resinas pegajosas

que secretaban los árboles. Con el

Fig. 8. Khroma, el bebé mamut

congelado.

49

paso del tiempo, las resinas se

solidificaron, produciendo el ámbar,

y los organismos atrapados fueron

delicadamente conservados. Así se

mantienen en ámbar esqueletos de

algunos insectos.

Fósiles conservados en asfalto

También conocido como brea o

alquitrán, es la porción del petróleo

que no se evapora al tener contacto

con el aire. En su interior, impide la

putrefacción por lo que los

organismos que queden atrapados

en su interior se conservan muy

bien. Los fósiles en asfalto son

importantes porque conservan

algunas partes blandas y todas las

duras (Gil, 2006).

Fig. 9. Arácnido conservado en

ámbar.

Fig. 10. Hydrophilus sp. de Rancho

La Brea. Tomado de

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm

ons/thumb/c/c0/Hydrophilus_-

_La_Brea_Tar_Pits.jpg/220px-Hydrophilus_-

_La_Brea_Tar_Pits.jpg

Moldes Se forman cuando alrededor de los

restos orgánicos se acumula

material cementante y el organismo

termina por disolverse, dejando un

hueco con la forma original de la

parte externa del organismo (Gil y

Mora, 2006).

Fig. 11. Molde fósil exterior de un

trilobite. Tomado de:

http://www.comofuncionatodo.net/wp-

content/uploads/2015/06/Molde-exterior.jpg

50

Vaciados

● Internos ● Externos

Se forman cuando los moldes

naturales se rellenan de

cementante y de esta manera se

hace una réplica endurecida de la

forma del organismo del cual se hizo

el molde. Algunas ocasiones se

logran conservar detalles

importantes de la superficie de los

restos. Otros vaciados replican

únicamente el interior de alguna

víscera o cámara, y las paredes

sirven como molde (Gil, 2006)

Fig. 12. Vaciado de un ammonite.

Tomado de http://3.bp.blogspot.com/-

uXzZm1K7s2c/VL68RM198mI/AAAAAAAAA

RI/41-

ykOHHAiQ/s1600/104%2BF%C3%B3siles.j

pg

Carbonificación La carbonificación implica cambios

en su composición química, entre

otros pérdida de hidrógeno y

oxígeno, que están acompañados

de cambios texturales y

estructurales, relacionados con el

incremento en los valores de

presión y temperatura al que han

estado sometidos (Fernández -

López, 1999).

Fig. 13. Impronta. Los restos

vegetales constituidos por celulosa

y lignina, así como los restos

esqueléticos quitinosos de muchos

animales como los artrópodos, que

en la actualidad están conservados

como restos carbonosos.

51

Momificación Este fenómeno se produce cuando

las condiciones son adversas a la

descomposición de las partes

blandas, por lo cual dichas partes se

conservan. Se puede dar cuando el

cadáver es cubierto rápidamente

por el sedimento, y las partes

blandas se reemplazan por

sustancias orgánicas o inorgánicas

(Contreras, 1997).

Fig. 14. Dakota, un dinosaurio

Edmontosaurus momificado. Fue

descubierto en el 2004. Tomado de:

http://img.informador.com.mx/biblioteca/ima

gen/370x277/9/8024.jpg

Impresión Se forman por la precipitación de las

sustancias orgánicas no volátiles

dejadas por un ser al

descomponerse sobre una

superficie de sedimentación. Por

ejemplo, al descomponerse una

hoja, la mayor parte del carbono se

separa del resto de componentes y

al final, en la superficie sobre la que

estaba la hoja, queda una imagen a

manera de negativo fotográfico que

conserva los detalles de su

estructura, como la forma y la

disposición de las nervaduras. Otros

ejemplos de este tipo de

conversación son plumas, alas de

insecto, etcétera. (Gil, 2006).

Fig. 15. Hoja fósil de Langeria

magnifica. Tomada de :

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm

ons/thumb/b/b2/Langeria_magnifica_02.jpg/

220px-Langeria_magnifica_02.jpg

52

Biogeografía La biogeografía es el estudio de la distribución geográfica de los seres vivos y fue uno de los importantes recursos de los que se valió Darwin para entender la historia de la vida en nuestro planeta. Los datos provenientes de la biogeografía evidencian qué tipos particulares de organismos se encuentran en áreas geográficas específicas, pero no en otras áreas de clima y topografía similares. Las observaciones de Darwin acerca de la distribución geográfica y una multitud de otros ejemplos biográficos constituyen una fuerte evidencia de que los seres vivos son lo que son y están donde están a causa de los acontecimientos ocurridos en el curso de su historia previa (Curtis, Barnes, Schnek y Massarini, 2000). La evolución ha ayudado a explicar el misterio de la distribución de algunos animales y plantas, por ejemplo, el por qué la fauna de Norteamérica y Europa es muy parecida a los dos lados del Atlántico Norte y, sin embargo, la fauna de Sudamérica y África es distinta a los dos lados del Atlántico Sur. También explica por qué la fauna de Australia es tan diferente a toda la fauna de los demás continentes. Darwin escribió que todo aquel que tome en cuenta los datos biogeográficos debe sorprenderse por el misterioso patrón de agrupamiento entre las que denominó “íntimamente afines”, es decir, criaturas similares que comparten más o menos el mismo diseño corporal. Dichas especies tienden a encontrarse en el mismo continente. Observó que zonas adyacentes de Sudamérica están ocupadas por dos especies parecidas de grandes aves no voladoras (los ñandúes grande y chico) y no por avestruces como en África o emúes como en Australia. “Observamos en estos hechos la existencia de un profundo lazo a través del tiempo y el espacio”, redactó, “este lazo, según mi teoría, es simplemente la herencia”, en otras palabras, las especies parecidas se desarrollan en lugares cercanos porque descienden de ancestros comunes. Las observaciones de Darwin lo llevaron a advertir que la adaptación no era un simple acomodamiento, un fruto de la creación en el lugar.

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Fig. 16. La distribución de las especies explicada mediante la evolución. Tomado de : http://1.bp.blogspot.com/-

HSJE9izkLgs/VH2o7DzRyOI/AAAAAAAAAI8/pyB1B0PPZ7M/s1600/pruebas-evolucin-1-728.jpg

Otras de las enseñanzas sudamericanas fueron la relación geográfica y morfológica del armadillo actual y los restos de fósiles de los gliptodontes de la pampa argentina; el carácter netamente sudamericano continental de los organismos del archipiélago de las Galápagos; la diversidad de especies o variedades registradas en las Galápagos, donde cada isla tiene propias, a pesar de sus semejanzas con los organismos del continente, y a pesar de la semejanza de las condiciones físicas de las islas y su proximidad entre ellas. Ejemplo de esto son las distintas especies de pinzones, con su variación de forma y tamaño de pico en los distintos ambientes de las islas (Katinas y Crisci, 2009). Para Darwin, el lugar de proveniencia del ancestro común de un grupo de especies es su centro de origen, desde donde en ocasiones los organismos migran a otras regiones atravesando barreras. En otras palabras, el ancestro proviene del centro de origen, migra atravesando una barrera y generalmente evoluciona en una o más formas en los lugares que coloniza. Así, la dispersión constituye una de las fuerzas principales que modifica la distribución espacial de los seres vivos (Katinas, 2009). La otra fuerza es la desaparición de especies o la extinción. En dos capítulos del Origen de las especies dedicados a la biogeografía pueden encontrarse varias referencias a este aspecto: Si no son insuperables las dificultades para admitir que en el largo curso del tiempo todos los individuos de la misma especie, e igualmente varios de especies pertenecientes al mismo género, han procedido de una fuente, entonces todos los grandes hechos principales de la distribución geográfica son explicables con la Teoría de la Migración, junto con la posterior modificación de las nuevas formas. Podemos entender así la alta importancia de las barreras, ya sean de agua o de tierra, no solo para separar sino aparentemente para formar también las diversas provincias zoológicas y botánicas. Por ello me parece (...) que la opinión de que cada especie se haya producido en una sola región y después haya migrado a esa zona hasta donde alcanzasen sus

54

poderes de migrar y subsistir en las condiciones actuales y pretéritas, es la más verosímil. Darwin también consideró que los factores históricos, que ocurren a lo largo de prolongados períodos moldean la distribución de los organismos en mayor medida que los ecológicos, que ocurren en tiempos más reducidos (Katinas, 2009). Para esto, se basó en la comparación de las grandes extensiones de Australia, Sudáfrica y el oeste de Sudamérica entre las latitudes de 25° y 35°, encontrándose con partes en condiciones semejantes, sin embargo, las faunas y floras fueron diferentes entre ellas, suponer que por más que dos regiones presenten condiciones tan semejantes que hagan creer que tendrán las mismas especies es un error, especialmente si han estado completamente aisladas una de la otra por mucho tiempo. Los periodos glaciales también juegan un papel importante en la distribución mundial de las especies. Biología comparada: anatomía y embriología Si bien los fósiles brindan fotografías instantáneas del pasado, que permiten a los biólogos seguir el rastro de los cambios evolutivos, el examen meticuloso de los organismos actuales también ayuda a describir evidencia de la evolución. La comparación de los cuerpos ayuda a descubrir la evidencia de la evolución. (Audesirk, Audesirk y Byers, 2013) Al observar la anatomía de distintos animales, es posible contemplar similitudes en todos los aspectos. Se pueden distinguir entre dos tipos de semejanzas, la analogía y la homología. El ala de un ave y el de una mosca forman una extensión plana y tienen un movimiento de aleteo similar; los peces, los delfines, o los pingüinos tienen una sección transversal que les permite desplazarse por el agua. Estas semejanzas, llamadas analogías, son más bien superficiales y se deben a que estos organismos están sometidos a las mismas restricciones funcionales o adaptativas, y no son debidas a que posean un antepasado común reciente. Esto es producto de la evolución convergente, donde la selección natural hace que estructuras no homólogas que tienen funciones similares se parezcan entre ellas. Por lo general, las estructuras análogas son muy diferentes en su anatomía interna, porque sus partes no provienen de estructuras ancestrales comunes (Audesirk, 2013). Por otro lado, la homología es la similitud que hay entre caracteres de distintas especies debido a que tienen un origen común, y no a la acción directa de una presión funcional. Por ejemplo, todos los tetrápodos tienen la extremidad de cinco dedos, y ésta se encuentra tanto en las alas de las aves y de murciélago como en la mano del ser humano, a pesar de que estas extremidades representan unos papeles fundamentales muy distintos. La razón de esta estructura común es que todo los tetrápodos conservamos la misma estructura básica de la especie ancestral original (Barbadilla, 2010).

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La homología es la base de la clasificación, se usa en la comparación de los caracteres de las especies y lo caracteres homólogos son los elementos claves para establecer una clasificación evolutiva. Si las especies proceden de otras especies por evolución, y además no varían tan rápidamente como para perder toda su herencia histórica, se esperaría que los distintos seres vivos compartieran una serie de caracteres homólogos. El análisis de los diferentes caracteres fenotípicos, como la morfología, la conducta, los cromosomas, la anatomía externa e interna, el desarrollo embrionario, el metabolismo, la variación genética y proteica muestra que las especies presentan semejanzas homólogas en todos los niveles del fenotipo. Cuanto más próximas sean las especies, mayor será el grado de semejanza, y lo contrario, cuando más alejada estén menos semejanzas encontraremos (Barbadilla, 2010).

Fig. 17. Estructuras homólogas. Estos seres vivos contienen el mismo conjunto de huesos, heredados por la evolución.

Tomado de: http://userscontent2.emaze.com/images/3683219c-72b5-4dd4-bcca-6f2331297587/54252910-e2eb-485d-a69b-cdf7609f371c.jpg

Un caso particular de la homología es la de los órganos vestigiales. La evolución por selección natural también ayuda a explicar la curiosa circunstancia de estas estructuras que, al parecer carecen de un propósito definido. Los ejemplos incluyen estructuras como los molares de los vampiros y los huesos pélvicos de las ballenas y ciertas serpientes. Es claro que estas dos estructuras vestigiales son homólogas a estructuras que tienen y usan otros vertebrados. El hecho de que sigan existiendo en animales que no las usan se explica mejor con una especie de “equipaje evolutivo” (Audesirk, 2013). Por ejemplo, algunos mamíferos antiguos a partir de los cuales evolucionaron las ballenas tenían cuatro patas un conjunto de huesos pélvicos. Las ballenas no tienen patas en la actualidad pero sí un conjunto de huesos pélvicos.

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Por otro lado, las similitudes embriológicas también sugieren ancestros comunes. A principios del siglo XIX, el embriológo alemán Karl von Baer observó que todos los embriones de vertebrados muestran un gran parecido entre ellos en las primeras etapas de su desarrollo. En estas etapas embrionarias iniciales, peces, tortugas, pollos, ratones y seres humanos tienen cola y hendiduras branquiales (Audesirk, 2013), sin embargo, sólo los peces conservan las branquias como adultos y sólo peces, tortugas y ratones conservan colas apreciables. La explicación para el hecho de que vertebrados que son tan diferentes presenten un desarrollo embrionario similar, es que los vertebrados ancestrales poseían genes que dirigían el desarrollo de branquias y colas y todos los descendientes todavía conservan esos genes. En los peces, dichos genes permanecen activos durante todo el desarrollo, pero en humanos y peces solamente están activos durante las primeras etapas del desarrollo, y las estructuras se pierden o son poco notorias en adultos. También formuló la teoría de las hojas germinales, que se considera como punto de partida de la epigénesis moderna.

Fig. 18. Comparación de cuatro embriones vertebrados que presentan similitudes durante su estado embrionario. Tomado

de: http://www.sindioses.org/cienciaorigenes/charlesdarwin21.jpg

Los análisis bioquímicos y genéticos Por mucho tiempo, una debilidad de la tesis darwinianas, fue la falta de conocimientos precisos acerca del origen de la variación heredable sobre la cual trabaja la selección natural. Resultó ser la genética, rama que fue desarrollada por la obra de Gregor Mendel (1822-1884), August Weismann (1884-1914) y Hugo Marie de Vries (1848-1935), entre otros que fueron generando las respuestas que le faltaron a Darwin. La evolución es ante todo un proceso de cambio genético en el tiempo, y la genética de poblaciones es la disciplina biológica que proporciona los principios teóricos de la evolución, la variación es la materia prima de la evolución. La fuente última de toda la variación genética es la mutación. En cada generación se produce un sorteo de genes durante la transmisión de gametos de

57

los padres a los hijos que se conoce como deriva genética. Además está la migración, el intercambio de genes entre las poblaciones debido a la migración de los individuos. En cuanto al surgimiento de la tecnología y el descubrimiento de las similitudes moleculares, se puede comentar que las semejanzas bioquímicas entre los organismos proporcionan la evidencia más sorprendente del parentesco evolutivo. Una de las primeras técnicas moleculares utilizadas para calcular la distancia entre las especies fue la hibridación de ADN, que consiste en inducir la unión de dos secuencias de ADN de fuentes distintas, de las especies que se quieren analizar, para obtener una doble cadena híbrida. Las bases se aparean y el porcentaje de los pares de nucleótidos que difieren en esta unión indicará que tan estrecha es la relación entre ambas especies. Entre más se parezcan las moléculas de ADN mayor es el parentesco. Un ejemplo de las pruebas bioquímicas, es el gen que codifica la proteína citocromo c, que es similar en especies diversas. La presencia generalizada de la misma proteína compleja, codificada por el mismo gen y que realiza la misma función, es evidencia de que el ancestro común de plantas y animales, tenía citocromo c en sus células. No obstante, la secuencia del gen citocromo C difiere un poco en diferentes especies, hecho que muestra que las variaciones que surgieron durante la evolución independiente de la multitud de especies vegetales y animales de la Tierra. Por otro lado, la aplicación de la llama técnica del reloj molecular, cuya hipótesis de base es que la tasa del cambio evolutivo es más o menos constante en el tiempo ha sido de gran ayuda. En el momento de divergencias de proteínas, genes o linajes puede datarse mediante la calibración con los fósiles, midiendo el número de cambios en las secuencias o en las proteínas de diferentes organismos. Los cambios moleculares han de acumularse en las poblaciones como el tictac de un reloj, es decir, como una función lineal del tiempo. Para finalizar, una última línea de evidencia proviene de los estudios sobre la adaptación, también llamada la “imperfección” de la adaptación. En el curso de su carrera como naturalista, Darwin acumuló una enorme cantidad de información sobre los organismos vivos. Sobre la base de este vasto conocimiento, Darwin sabía que no todas las adaptaciones (“dispositivo”) son perfectas. Las adaptaciones simplemente son tan buenas como pueden serlo. Lejos de ser una dificultad para los evolucionistas, según lo muestra un análisis cuidadoso, la imperfección de muchas adaptaciones constituye una línea de fuerte evidencia en apoyo de la evolución (Curtis, 2000).

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Ejercicios de aprendizaje

1.- Identifica los diferentes procesos de fosilización de las siguientes imágenes:

1) 2)

3)

4)

a) 1.momificación, 2.impresión, 3.resina fósil, 4.vaciado

b) 1.momificación, 2.impresion, 3.resina fósil, 4.molde

c) 1.resina fósil, 2.molde, 3.momificación, 4, molde

d) 1.resina fósil, 2.impresión, 3.momificación, 4.vaciado

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Bibliografía

Audesirk, T., Audesirk, G. & Byers, B. (2013). Biología: La vida en la Tierra con fisiología. 9na ed. México: Pearson. Barbadilla, A. (2010). La evolución biológica. Recuperado, 2017 junio 13. (http://bioinformatica.uab.es/divulgacio/evol.html) Contreras, A. (1997). Paleontología. México: UNAM. Curtis, H., Barnes, S., Schnek, A. & Massarini, A. (2000). Biología. 7ma ed. México: Editorial Médica Panamericana. Daners, G. & Verde, M. (2008). Fósiles Microscópicos. Uruguay: DIRAC, Facultad de Ciencias. Gil, D. & Mora, M. (2006). Procesos y métodos para la obtención de información en excavaciones de carácter paleontológico. Madrid, Departamento de Paleontología, Facultad de Ciencias Geológicas. Katinas, L. & Crisci, J.. (2009, octubre-noviembre.). Darwin y la biogeografía. Universidad Nacional de La Plata, vol. 19, 30-35. 2017, junio 13. (http://www.cienciahoy.org.ar/ch/ln/hoy113/Biogeografia.pdf) Meléndez, B. (1998). Tratado de paleontología. España, Madrid: Editorial CSIC. Moratalla, J. (2008). Dinosaurios: Un paseo entre gigantes. México: EDAF. Riquelme, F. & Acuña, M. (2016). El descubrimiento de un fósil de araña saltícido en el ámbar de Chiapas. CONABIO. Biodiversitas, 126:6-11 Herbario de la UACJ.(2017). Herbario del Programa de Biología. Universidad Autónoma de la Cuidad Juarez. Disponible en: http://www.uacj.mx/ICB/UEB/Documents/Hojas%20tecnicas/fosiles%20sin%20logo.pdf. Última consulta 28/05/2018.

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2.5 Especie biológica

Aprendizaje: Identifica el concepto de especie biológica y su importancia en la

comprensión de la diversidad biológica.

A lo largo del tiempo, la especie ha sido considerada como la categoría sistemática más importante y fundamental de la Taxonomía. Es la única categoría tangible, mientras que las demás son artificiales. La determinación de los límites de especie es subjetiva. No es de extrañar que, por tanto, este expuesta a la interpretación de cada uno y que hayan surgido diversos conceptos que se van enriqueciendo con el paso del tiempo. La palabra “especie” posee una connotación dual. El primer significado se refiere a una categoría de jerarquía linneana gobernada por varias reglas de nomenclatura y el segundo, a un grupo natural de organismos que comprende la unidad básica de la evolución.

Al principio, se siguió la concepción de Linneo, en el sentido de que cada organismo pertenecía a una especie determinada (Patarroyo, 2005) sin ningún cambio desde su origen, sin embargo, esta concepción resultó ser limitada o imposible de aplicar en diversas disciplinas de la biología.

La definición que hoy en día es usada con mayor frecuencia, fue la desarrollada en 1935 por Dobzhansky y posteriormente ampliada, en 1942, por el biólogo Ernst Mayr.

De acuerdo con E. Mayr, “una especie es un conjunto de poblaciones real o potencialmente fecundadas entre sí y que están aisladas reproductivamente de otros conjuntos parecidos en condiciones naturales”. Esta definición biológica, en donde las barreras para la reproducción poseen factores morfológicos, fisiológicos y ecológicos, es utilizada con frecuencia por los zoólogos. No obstante, este concepto deja de ser válido cuando se estudian organismos asexuales, planteando un problema para los sistemáticos.

Se han propuesto otras definiciones de especie a lo largo del tiempo de la historia evolutiva, tales como la morfológica, que se relaciona con las características externas de los individuos y su variación, analizada con métodos estadísticos. La definición morfológica de la especie se establece a través de la tipología y la estadística. La definición considera el espacio y el tiempo de los cambios morfológicos (Patarroyo, 2005). Los paleontólogos explotan con frecuencia este concepto, centrándose en el punto de vista morfológico en especies discretas conocidas sólo a través del registro fósil (Campbell y Reece, 2007). Su ventaja es que no toma en cuenta las propiedades etológicas y ecológicas. Su desventaja es que existen numerosas especies que son morfológicamente similares pero pertenecen a distintas categorías biológicas.

Otra definición alternativa que ha ganado adeptos en los últimos años, en especial cladistas, es el concepto de especie filogenética (de Cracraft, 1989), que define la especie como “el grupo diagnosticable más pequeño que contiene todos los descendientes de un ancestro común”. Es decir, que si se traza un árbol evolutivo

61

que describa la distribución de ancestros entre un conjunto de organismos, cada rama definida del árbol constituye una especie diferente, independiente de que los individuos puedan cruzarse o no con individuos de otras ramas (Audesirk, Audesirk y Byers, 2003). El problema que supone la aplicación de este concepto, es que haría aumentar el número de especies reconocidas en la actualidad.

Asimismo, se encuentra el concepto ecológico de especie, explicado en 1976 por Van Valen, que analiza la especie en función de su nicho ecológico, es decir, su papel en una comunidad biológica (Campbell y Reece, 2007). La concepción de nicho y exclusión competitiva toman un papel preponderante para explicar cómo las poblaciones son dirigidas a determinados ambientes y acarrear como resultado divergencias genéticas y geográficas, todo fundamentado en factores ecológicos. Esta definición tiene el mérito de poder aplicarse tanto a especies asexuales como sexuales.

La especie evolutiva, según la definición de Simpson (1961), “una especie evolutiva es un linaje (una línea de descendencia de poblaciones) que evoluciona por separado de otros y que tiene su propio papel evolutivo unitario y sus propiedades tendencias evolutivas” (Mayr, 2016). El inconveniente de la definición es que se aplica a casi cualquier población aislada y un linaje no es una población. Tampoco hay criterios que permitan contemplar las tendencias evolutivas en el registro fósil y presenta un lastre cuando se trata de usarla en la demarcación de las cronoespecies. Para finalizar, no delimita el taxón especie en una dimensión temporal puesto que el concepto evolutivo de especie no puede determinar el momento en que empieza una nueva especie y cuándo termina. A pesar de sus inconvenientes, es posible ocupar el concepto en la evolución filética.

Otro concepto es el nominalista, que dicta que en la naturaleza sólo existen individuos y la especie es un artefacto humano (Mayr, 2016). Son entonces, las personas quienes crean “especies”, quienes los agrupan para darles un nombre y estudiarlos. Según esta definición, en la naturaleza no hay especies, todo es una abstracción sin realidad objetiva.

La razón por la que han surgido tantas definiciones, no sólo tiene que ver con los límites relativos ya mencionados con anterioridad, sino también con el hecho de que las especies no son inmutables, de serlo, sería sencillo decir que fueron son o serán.

Mayr (1970) reduce el problema, con justa razón, a tres conceptos básicos: el tipológico, el nominalista y el biológico. Los dos primeros son aplicados a los objetos inanimados y tienen un significado histórico, el tercero todavía prevalece dado que se insiste en que las especies consisten en poblaciones, y que las especies tienen una realidad y cohesión genética interna debida al programa genético históricamente evolucionado que es compartido por todos los miembros de la especie, de manera que constituyen una comunidad reproductiva, una unidad ecológica y una unidad genética (Abel y Lacadena, 1993). Estas tres propiedades son las que izan al concepto de especie respecto a la tipología y nominalismo.

62

Para concluir, aun cuando existen diversos conceptos, el biológico resuelve en gran medida el problema entre la fijeza y la fluidez en la naturaleza, también va de la mano con las teorías evolucionistas que son consideradas un paradigma en la biología, es por ello que sigue apareciendo en los libros de texto como referente.

Este hecho no quita que las otras definiciones sean funcionales pues los organismos son tan diversos que no es de extrañar que la búsqueda por el concepto ideal siga hasta nuestros días.

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Autor y fecha

Criterio Concepto

Aristóteles (siglo III a. C)

Esencialista La especie (eidos) la definió de dos maneras: lógicamente, como una definición por género y diferencia, y, biológicamente, como la continuidad de la forma a través de la reproducción. Las especies ínfimas son el resultado de la división y subdivisión de géneros opuestos. Había tres cosas que se podrían conocer de la entidad, la esencia, la definición y el nombre. La esencia es el rasgo exclusivo, la definición describe completa y exclusivamente la esencia (esencialismo), y el nombre denomina la esencia.

Linneo (1758) Morfológico La categoría taxonómica mínima dentro de la jerarquía

linneana. El grupo más pequeño por encima del individuo y

definido por parecido morfológico

Darwin (1859) Semejanza Conjunto de individuos que se parecen mucho entre sí. Se

aplica con arbitrariedad y por conveniencias.

Du Rietz (1939) Ecológico Las poblaciones naturales más pequeñas

permanentemente separadas de otras por una continuidad

distinta en las series de biotipos.

Dobzhansky

(1953)

Aislamiento

reproductivo

La población mendeliana más grande e inclusiva

(comunidad reproductiva de individuos sexuales con

fertilización cruzada que comparten la misma poza

genética).

Simpson (1961) Paleontológico

(cronológico)

Serie cronológica de un solo linaje cuyos límites, por definición, son arbitrarios. Las especies fósiles se les deben considerar como especies biológicas.

Los fósiles son sólo herramientas crono y

bioestratigráficas.

Simpson (1961) Evolutivo Linaje (secuencia de poblaciones ancestro - descendiente)

que evolucionan separadamente de otros linajes y que

tiene su propio papel evolutivo y tendencias.

64

Mayr (1970) Aislamiento

reproductivo

Grupo de poblaciones naturales, genéticamente similares y

con intercambio genético, infértiles y aislados

reproductivamente de otros grupos.

Tabla 1. Conceptos de especie más utilizados en la historia de la taxonomía. Tomado de Llorente y Michán (2000).

65

Ejercicios de aprendizaje

1.- ¿Quién propuso el concepto biológico de especie?

A) C. Linneo B) E. Mayr C) J. Simpson D) T. Dobzhansky

2.- “El grupo más pequeño por encima del individuo y definido por parecido morfológico” corresponde al concepto de especie:

A) Evolutivo B) Biológico C) Morfológico D) Taxonómico

3.- Concepto que analiza a la especie en función de su nicho ecológico...

A) Evolutivo B) Ecológico C) Morfológico D) Taxonómico

4.- Cuando se estudian fósiles se utiliza el concepto _______ de especie

A) evolutivo B) paleontológico C) morfológico D) taxonómico

66

Bibliografía:

Abel, F. & Lacadena, J. (1993). La mediación de la filosofía en la construcción de la bioética. España, Madrid: Federación Internacional de Universidades Católicas, Universidad Pontificia Comillas. Audesirk, T., Audesirk, G. & Byers, B. (2003). Biología: la vida en la Tierra. México: Pearson Educación. Campbell, N. & Reece, J. (2007). Biología. México: Ed. Médica Panamericana. Mayr, E. (2016). Así es la biología. España: Penguin Random House Grupo Editorial España. Llorente J. y L. Michán. (2000). El concepto de especie e implicaciones para el desarrollo de inventarios y estimaciones en la biodiversidad, pp 87 - 96. En: Martín - Piera, F., J. J.Morrone & A. Melic (eds.), Hacia un proyecto CYTED para inventario y estimación de la diversidad entomológica en Iberoamérica: Pribes - 2000, Monografías tercer Milenio, vol. 1, Zaragoza. Patarroyo, P. (2005). Principios de paleontología. Colombia, Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Geociencias.

67

1.3. Diversidad de los sistemas vivos

1.3.1 Características generales de los dominios y los reinos.

Aprendizaje: Conoce los criterios utilizados para clasificar a los sistemas

biológicos en cinco reinos y tres dominios.

Estudiar la gran diversidad de sistemas vivos que habitan nuestro planeta, sus

particularidades, su comportamiento e incluso su evolución es uno de los objetivos

más desafiantes que tiene la biología.

La diversidad biológica o biodiversidad es la variedad de los seres vivos, que se

expresa a nivel de genes, especies y ecosistemas, y también integra paisajes,

procesos ecológicos y evolutivos, así como la gran abundancia de especies

domesticadas (fruto de la relación del hombre con la naturaleza). La biodiversidad

es el resultado de una serie de procesos evolutivos, en los cuales se involucran

las mutaciones y las recombinaciones, que son las responsables de la variabilidad

en una población, sobre esta actúá la selección natural, aumentando o

disminuyendo las frecuencias con que aparecen algunos genes (genotipos).

De acuerdo a la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza

(UICN) hasta la fecha se han descrito más de 1 millón 729 mil especies, pero se

calcula que en el planeta pueden existir más de 10 millones de especies. Los

biólogos en la actualidad siguen describiendo especies de algas, moluscos,

mariposas y otros organismos. ¿Te imaginas estudiar todas esas especies sin

antes haberlas puesto en orden?

Por supuesto que no es una empresa fácil y si tuviéramos que empezar de cero

cada quien tendría sus propias ideas y propondría una clasificación bajo sus

propios criterios. Hoy en día, las clasificaciones biológicas intentan ofrecer una

estimación de la diversidad, las relaciones y la organización de la vida, de manera

que sea consecuente con la historia evolutiva de los seres vivos. El hombre, ha

reconocido su universo biológico y descrito sus similitudes y discontinuidades; de

manera que se han formulado arreglos en las clasificaciones que han permitido

entender a los seres vivos.

Los criterios que han servido a los taxónomos o naturalistas para proponer

clasificaciones biológicas han variado a lo largo de la historia de la ciencia.

Actualmente ya no se clasifica a las especies de acuerdo con qué tanto se

parecen o difieren en un conjunto de características, sino en función de las

especies que les dieron origen, cuyo resultado es que haya especies hermanas

derivadas de una especie ancestral común.

68

● Clasificación de los seres vivos

La sistemática es definida como el estudio de la diversidad biológica y de las

relaciones entre organismos, y la taxonomía es la parte de la sistemática biológica,

que proporciona los principios, reglas y procedimientos para la clasificación de los

sistemas vivos. Los criterios aplicados a dichas clasificaciones biológicas han

variado notablemente a lo largo de la historia, en función de las creencias, religión

o cosmovisión en el caso de los naturalistas, o de acuerdo con las concepciones

de la especie y sus atributos, a las teorías acerca de la historia evolutiva de los

organismos, al reconocimiento de patrones bióticos y a las características de los

seres; esto ya en tiempos más "modernos". En todos los casos, las filosofías

prevalecientes han sido importantes, como marcos de referencia de la

clasificación.

Actualmente, hay un conocimiento mayor de la sistemática y taxonomía de las

especies, lo que significa que hay un mejor entendimiento de los atributos

biológicos de los organismos o grupos de ellos y de su historia evolutiva

(filogenia).

Lo anterior se ha acompañado de avances tecnológicos que aplicados a la

Taxonomía, permiten reconocer variados caracteres de los organismos, más allá

de los estudios tradicionales, por ejemplo: las técnicas de biología molecular, el

uso de microscopia electrónica, los estudios finos de embriología, ecología y

etología. Por otro lado el uso herramientas como las computadoras que permiten

un mejor manejo de la información recabada.

Fue Aristóteles quien propuso algunas de las primeras clasificaciones agrupando

a los seres vivos en dos grandes grupos: las plantas y los animales. Es lógico, ¿no

crees? Unos comen, los otros no. Pero, ¿y luego? ¿Bajo qué criterios dividir a

todas las plantas? ¿Forma de la hoja? ¿Color de la flor? ¿En árboles y hierbas? Y,

¿A los animales? ¿Los que comen carne y los que comen plantas? ¿Los que

viven en tierra y los que viven en el mar? Sea el criterio que sea surge una

pregunta más importante ¿Qué características son más válidas que otras? Es

decir ¿qué es más importante? ¿El lugar donde habitan o lo que comen?

Aristóteles creía que para poder registrar y ordenar el conocimiento de los

organismos vivos era necesario agruparlos por similitudes y diferencias en

morfología y estructuras visibles. Su obra fue continuada por sus discípulos,

destacándose en la botánica Teofrasto de Ereso (372 a 288 a.C.) quién dirigió el

Liceo y es considerado el “Padre de la Botánica”.

Estas obras tuvieron influencia durante muchos siglos, aún en la Edad Media,

etapa en la que no hubo aportaciones relevantes. Hasta el Renacimiento, en el

69

que Gaspar Bauhin (1550-1624), introdujo las bases de la nomenclatura binaria o

binomial para nombrar a las especies.

Con el nacimiento y posterior desarrollo del microscopio las estructuras imposibles

de observar a simple vista transformaron de manera revolucionara la clasificación

de los organismos vivos desde la presencia/ausencia de núcleo hasta diferenciar

entre simples agregados celulares sin comunicación entre las células que los

conforman hasta asociaciones de células especializadas con comunicación entre

ellas. A finales del siglo XVIII, el botánico sueco Carl von Linné (1707-1778),

propuso una clasificación jerárquica de los seres vivos en categorías: reino, filum,

clase, orden, familia, género, y especie. Linneo clasificó una enorme cantidad de

especies de plantas y animales y adoptó el sistema de nomenclatura binomial

basado en el género y especie.

Ya en la actualidad contamos con herramientas que nos permiten conocer

secuencias genéticas no solo de ADN nuclear sino también de ADN procedente de

organelos. Conocer el orden de los nucleótidos de genes pertenecientes a

organismos evolutivamente emparentados nos permite identificar semejanzas y

diferencias a niveles tan sutiles que nos permiten establecer relaciones de

ancestría-descendencia, es decir, podemos saber qué organismos aparecieron

primero y cuales después en las largas ramas del árbol de la vida.

Estos son, grosso modo, los dos paradigmas sobre los que están construidas las

dos propuestas más importantes de clasificación de los organismos y las cuales

no están contrapuestas sino son complementarias.

● Tres Dominios

En 1977, Carl Woese y sus colaboradores encontraron que dentro de los

procariotas se habían incluido organismos que, a nivel genético, eran muy

diferentes. Por lo que construyó un árbol filogenético en función de las similitudes

entre los ARN procedentes de estas especies que diferían, tanto de los procariotas

como de los eucariotas. Esto aunado a la comparación de la estructura de los

lípidos de la membrana y la sensibilidad a los antibióticos planteó la necesidad de

definir un nuevo taxón, el de Dominio, que estaría por encima del Reino y

reagruparía en tres grandes dominios a todos los seres vivos.

A la vez propone la existencia de una célula que fuera un antepasado común de

todos los seres vivos denominado progenote y que originó a tres tipos diferentes

de células Archaea (Arqueobacterias), Bacteria (Eubacteria) y Eucarya

(Eucariotas).

70

Archaea

Son células procariotas que entre sus características más llamativas se encuentra

la de poseer una pared celular que carece de peptidoglicano y cuyas membranas

difieren de las restantes bacterias por estar compuestas de cadenas de carbono

ramificadas unidas por enlaces éter. Son insensibles a algunos antibióticos que

afectan a las bacterias pero sí son sensibles a otros que afectan a las células

eucariotas. Se caracterizan por vivir restringidas a hábitats marginales con

condiciones de vida extrema, como manantiales calientes, lagos de alta salinidad

o áreas de baja concentración de oxígeno.

Se clasifican en tres grupos:

Halófilas: viven en ambientes extremadamente salinos.

Metanógenas: es el grupo más amplio, son anaerobias obligadas, su metabolismo

produce metano a partir de bióxido de carbono e hidrógeno, se encuentran en

lugares donde existen altas concentraciones de material orgánico en

descomposición.

Termoacidófilas: descubiertas en las chimeneas submarinas, ambientes ricos en

óxido y dióxido de carbono, hidrógeno, nitrógeno y azufre. Sobreviven en sitos

donde brota el agua a temperaturas que pueden rebasar los 90º C y con una gran

acidez de un pH 1 a 2.

Bacteria

Células procariotas que carecen de membrana nuclear y organelos celulares,

tienen pared celular que contiene peptidoglicano y la membrana celular está

compuesta por cadenas de carbono rectas unidas por enlaces éster. Son

sensibles a los antibióticos tradicionales y se distribuyen en todo el mundo.

Este dominio incluye a los micoplasmas, cianobacterias (algas verde-azules),

bacterias y rickettsias.

Eukaria

Incluye células individuales u organismos que están compuestos por células

eucariotas, es decir que presentan núcleo verdadero rodeado de una membrana y

organelos celulares, los que tienen pared celular no contienen en ella ningún

peptidoglicano y sus membranas están compuestas por cadenas de carbono

rectas unidas por enlaces éster. No son sensibles a los antibióticos antibacterianos

y su hábitat es cosmopolita, se les encuentra en cualquier medio ambiente.

71

Fig.1 Clasificación 3 dominios (Tomado de: http://microvidami.blogspot.com/2016/07/clasificacion-de-los-seres-vivos-los-

3.html)

● Cinco reinos

En 1969, Robert Whittaker propone el sistema de los cinco reinos, basándose

principalmente en las diferencias entre procariotas y eucariotas.

Reino Monera

Todos sus miembros son seres procariotas, es decir, microscópicos, unicelulares y

que carecen de un núcleo rodeado de membranas y de organelos celulares. El

material genético se encuentra disperso en el interior de la célula constituyendo un

único cromosoma con disposición de hebra circular. Su nutrición es por absorción

fotosíntesis y quimiosíntesis, pero no por ingestión. Pueden ser Aerobios o

anaerobios, de vida libre o parásitos, cuando se desplazan lo hacen mediante un

flagelo simple.

Su reproducción es asexual por división directa, aunque algunas bacterias

presentan una especie de reproducción sexual (recombinación genética) que se

conoce como conjugación. Este reino incluye a las bacterias verdaderas

(eubacterias), a las algas verde-azules (cianobacterias), a los micoplasmas y a las

rickettsias.

72

Reino Protista

Agrupa los organismos eucariotas más antiguos que se conocen y que

evolutivamente dieron origen a los otros tres reinos restantes; pueden definirse

como aquellos organismos eucariotas que no son plantas ni animales ni hongos,

pero que tienen características de todos ellos. No existen factores morfológicos y

fisiológicos que los unifiquen como un grupo natural, por lo que sus límites no

están definitivamente establecidos.

Su nutrición es de lo más variada, pueden ser autótrofos o heterótrofos y dentro de

estos últimos, parásitos o saprófitos; son capaces de realizar fotosíntesis como las

plantas, ingerir su alimento como los animales o absorber nutrientes como los

hongos. Todos ellos son aerobios. Su reproducción es por fisión binaria, aunque

en algunos casos se presenta la meiosis y la fecundación pero no hay formación

de embrión.

La mayoría son unicelulares aunque algunos forman colonias simples y otros

micelios. Este reino incluye a los protozoarios, euglenas, mixomicetos y algas

unicelulares y pluricelulares (diatomeas, verdes, pardas y rojas).

Reino Fungi

Son organismos eucariotas, unicelulares o pluricelulares, poseen pared celular de

quitina.

Normalmente los ejemplares pluricelulares tienen células multinucleadas que

forman filamentos llamados hifas que al agruparse constituyen el micelio que da la

forma característica al hongo. Carecen de clorofila por lo que son heterótrofos,

siendo su nutrición por absorción de los materiales orgánicos e inorgánicos

disueltos, provenientes de los animales y plantas en descomposición. Son

aerobios, a excepción de las levaduras que obtienen su energía por fermentación.

La reproducción es asexual por esporas aunque existe un tipo de reproducción

sexual mediante la conjugación de hifas. Pertenecen a este reino las levaduras,

los mohos y los hongos.

Reino Plantae

Son organismos eucariotas, pluricelulares, que presentan pared celular de

celulosa. Tienen una organización celular avanzada ya que forman tejidos,

órganos, aparatos y sistemas. Son aerobias y la principal característica del reino

es la presencia de clorofila, por lo que su nutrición es autótrofa a través del

proceso denominado fotosíntesis. Son consideradas junto con los organismos

fotosintetizadores de los reinos Monera y Protista como productores y se

encuentran en la base de toda cadena alimenticia.

73

La reproducción es principalmente sexual por alternancia de generaciones. Son

ejemplos de este reino: hepáticas, musgos, helechos, coníferas y plantas con

flores.

Reino Animalia

Son organismos eucariotas y pluricelulares con organización celular compleja ya

que forman tejidos, órganos, aparatos y sistemas. Sus células carecen de pared

celular. Son el reino de mayor complejidad morfológica y fisiológica. Son aerobios

y su nutrición es heterótrofa por ingestión.

Su reproducción es principalmente sexual. Son ejemplos de este reino: esponjas,

corales, gusanos, moluscos, artrópodos y vertebrados.

CARACTERÍSTICAS DE LOS CINCO REINOS

MONERA PROTOCTIST

AS

FUNGI PLANTAE ANIMALIA

Tipo de

células

Procariota

s

Eucariotas Eucariotas Eucariotas Eucariotas

ADN Circular Lineal Lineal Lineal Lineal

Nº de

células

Unicelular

es

Unicelulares/

Pluricelulares

Unicelulare

s/

Pluricelular

es

Pluricelular

es

Pluricelular

es

Nutrición Autótrofa/

Heterótrof

a

Autótrofa/

Heterótrofa

Heterótrofa Autótrofa Heterótrofa

Energía

que utilizan

Química/

Lumínica

Química/

Lumínica

Química Lumínica Química

Reproducci

ón

Asexual Asexual/

Sexual

Asexual/

Sexual

Asexual/

Sexual

Sexual

Tejidos No No No Si Si

74

diferenciad

os

Existencia

de pared

celular

Si Si/No Si Si No

Movilidad Si/No Si/No No No Si

Tabla 1. Características generales de los cinco reinos

Fig 2. Los cinco reinos y sus características. Tomado de https://biogeocora.wordpress.com/2016/02/27/los-cinco-reinos/

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Ejercicios de aprendizaje:

Completa la siguiente tabla sobre las características de los reinos, y bajo los siguientes criterios:

Reino Mónera Protoctista Fungi Plantae Animalia

Tipo celular

Organelos

membranosos

Pared celular

Movilidad

Reproducción

Respiración celular

Ejemplos

76

II Instrucciones:

Observa cuidadosamente las siguientes imágenes. Escribe a qué reino pertenece

A

B

C

D

E

F

77

Unidad 2. ¿Cómo interactúan los sistemas biológicos con su ambiente y su relación con la conservación de la biodiversidad?

Propósito de la Unidad:

● Al finalizar, el alumno describirá la estructura y funcionamiento del ecosistema, a partir de las interacciones que se presentan entre sus componentes, para que reflexione sobre el efecto que el desarrollo humano ha causado en la biodiversidad y las alternativas del manejo sustentable en la conservación biológica.

2.1 Estructura y procesos en el ecosistema

Aprendizaje: Identifica los niveles de población, comunidad, ecosistema, bioma y biosfera en la organización ecológica.

2.1.1 Niveles de organización ecológica

La ecología es una rama de la biología que se encarga del estudio de las interacciones que establecen los organismos entre sí y con su ambiente, las cuales se ven afectadas por numerosos factores tanto bióticos como abióticos. Resulta de gran importancia conocer el funcionamiento y organización de los ecosistemas, ya que así podemos conservarlos y aprovecharlos de manera racional.

Ya sea que se estudie un organismo o todos los sistemas vivos en conjunto, la vida implica un alto grado de organización y complejidad, por lo que su estudio se facilita si se organiza en distintos niveles. Cada nivel de organización de los seres vivos implica un mayor grado de complejidad estructural y funcional que el anterior, estando cada uno compuesto por unidades básicas del nivel anterior. Asimismo, cada nivel tiene propiedades emergentes, que son las características y funciones encontradas en un determinado nivel jerárquico.

Figura 1. Ecosistemas terrestres y acuáticos. Tomado de: http://korajr-elplanetaazul.blogspot.mx/2012/07/tipos-de-ecosistemas.html

78

Por lo tanto, cuando hablamos de niveles de organización ecológica, nos referimos exclusivamente a los niveles donde encontramos interacciones entre los sistemas vivos y éstos son: población, comunidad, ecosistema, bioma y biosfera.

El primer nivel de organización ecológica es el de población que se refiere al conjunto de individuos de la misma especie, es decir, organismos que se pueden reproducir entre sí y que habitan en la misma zona geográfica en un tiempo determinado. Entre los individuos de una población se establecen relaciones intraespecíficas para facilitar la reproducción, protección, búsqueda de alimento, división de trabajo y emigración. Las propiedades que caracterizan a las poblaciones son: las tasas de natalidad, mortalidad y migración, la densidad, la estructura de edades y la disposición espacial. Las poblaciones cambian con el paso del tiempo y su dinámica está condicionada por factores que conducen a su formación, supervivencia o desaparición.

El siguiente nivel de organización ecológica es el de comunidad, que se define como una agrupación conformada por poblaciones de individuos de diferentes especies que habitan en un mismo espacio e interactúan entre sí. Entre éstas poblaciones se establecen relaciones interespecíficas y su estructura, función y estabilidad se define por el número de individuos (abundancia), el número de especies (diversidad) y por las que ejercen mayor control sobre las demás (dominancia). Para comprender las relaciones que existen entre los organismos de una comunidad se han establecido los conceptos de hábitat y nicho ecológico. El hábitat se refiere al lugar físico que reúne las condiciones naturales a las que está adaptado un organismo para poder sobrevivir. Por otro lado, el nicho ecológico se refiere a la función que tiene un individuo dentro de la comunidad, es decir, el nivel trófico al que pertenece.

Un ecosistema es una unidad natural formada por todos los seres vivos que habitan un área determinada y su entorno, con interacciones mutuas para producir un sistema estable en el que hay un flujo de energía y un reciclado de materiales. Un ecosistema está forma en conjunto por la biocenosis y el biotopo. La biocenosis se refiere al conjunto de poblaciones de seres vivos que viven interrelacionadas mientras que el biotopo se refiere al lugar, considerando las condiciones físico-químicas, en donde se encuentran.

Los biomas son extensas regiones geográficas formadas por factores bióticos y abióticos dominantes, ya que tienen características climáticas definidas. Es decir, son un conjunto de ecosistemas que comparten características como el clima, la vegetación y la fauna. Los biomas se clasifican en terrestres y acuáticos. Estos últimos se dividen a su vez en dulceacuícolas y marinos. Los biomas marinos contienen muchas más sales disueltas que los biomas de agua dulce; los biomas terrestres son los más variados. En un bioma terrestre, la temperatura y la precipitación son los factores abióticos más importantes, ya que éstos determinan el tipo de organismos característicos de cada región. Mientras que en un ecosistema acuático, los factores abióticos más importantes son la cantidad de energía y de nutrimentos que éste recibe.

79

Y finalmente, la biosfera es considerado como el nivel más complejo de organización de los seres vivos y abarca el conjunto de ecosistemas de toda la Tierra. Es el espacio de la superficie del planeta que comprende la hidrósfera (agua), litósfera (suelo) y atmósfera (aire) que está habitado por seres vivos.

Ejercicios de aprendizaje

I. Lee y competa el siguiente texto:

En la estructura de un ecosistema se reconocen dos tipos de componentes, que son los _______________ que comprenden a todos los seres vivos y los _______________ que son todos los elementos inertes o que no tienen vida. Por ejemplo, entre los componentes abióticos podemos encontrar el _______________ y el _______________. Las _______________ en un ecosistema se producen entre los seres vivos y los factores físico-químicos que lo componen. Los individuos de una misma especie raramente viven aislados, sino que constituyen una _______________ que a su vez se interrelaciona con otros grupos de especies para formar una _______________.

II. Relaciona las columnas:

______ Es el nivel más complejo de organización de los seres vivos y abarca el conjunto de ecosistemas de toda la Tierra. ____ Rama de la biología que se encarga del estudio de las interacciones que establecen los organismos entre sí y con su ambiente. _____ Conjunto de individuos de la misma especie, es decir, organismos que se pueden reproducir entre sí y que habitan en la misma zona geográfica en un tiempo determinado _____ Agrupación conformada por poblaciones de individuos de diferentes especies que habitan en un mismo espacio e interactúan entre sí. _____ Unidad natural formada por todos los seres vivos que habitan un área determinada y su entorno, con interacciones mutuas para producir un sistema estable en el que hay un flujo de energía y un reciclado de materiales. _____ Extensa región geográfica formada por factores bióticos y abióticos dominantes, ya que tienen características climáticas definidas.

a. Población b. Bioma c. Biósfera d. Ecología e. Ecosistema f. Comunidad

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2.1.2 Componentes bióticos y abióticos

Aprendizaje: Reconoce los componentes bióticos y abióticos, así como su interrelación para la identificación de distintos ecosistemas

En 1935 el ecólogo inglés Arthur George Tansley (1871-1955) propone el uso del término ecosistema para designar a la unidad de estudio de la ecología, que se define como la unidad natural formada por los factores bióticos (seres vivos) y abióticos (ambiente no vivo), con interacciones mutuas para producir un sistema estable.

Los componentes bióticos de un ecosistema son los seres vivos que lo integran. Los miembros de cada comunidad desempeñan cada uno su papel dentro del ecosistema. Todos necesitan nutrirse de una forma u otra y así se organizan en niveles tróficos: productores (realizan la fotosíntesis como plantas, algas, algunos protozoarios y bacterias), consumidores primarios (comen a los productores), consumidores secundarios (comen a los primarios), consumidores terciarios (comen a los carnívoros), descomponedores o desintegradores (se alimentan de restos de seres vivos) y transformadores (transforman la materia orgánica en sales minerales).

Para que los ecosistemas puedan existir, se requiere de la acción conjunta de los componentes abióticos, los cuales determinan las condiciones ambientales de cada región, lo que origina la distribución y abundancia de los organismos, ya que éstos dependen del ambiente abiótico para obtener energía y sustancias esenciales. Los factores abióticos que conforman un ambiente se clasifican en: geográficos o topográficos (latitud, altitud); climáticos (temperatura, humedad, viento, presión atmosférica); edáficos (composición y estructura del suelo) y químicos (componentes del aire, del agua y del suelo).

Latitud y altitud

La latitud es la distancia desde un punto de la superficie terrestre al ecuador mientras que la altitud es la altura de un punto sobre el nivel medio del mar, y ambos factores determinan la forma y cantidad de energía que recibe un ecosistema a lo largo del año. La latitud del ecuador es cero grados (0°); mientras te alejas hacia el norte o sur del ecuador, la latitud se incrementa y la temperatura decrece. La latitud determina el ángulo con el que llega la energía solar a la Tierra. En el ecuador, la luz solar le llega a la superficie terrestre casi en ángulo recto, haciendo que el clima sea constantemente tibio. Más hacia el norte o hacia el sur, los rayos del sol inciden con un ángulo mayor, que hace que la misma cantidad de luz solar se extienda sobre una superficie mayor y produzca temperaturas en general más bajas. Por otro lado, recordemos que la altitud es la altura sobre el nivel del mar; mientras la altitud se incrementa, la temperatura tiende a decrecer. Así, las variaciones en el clima ocurren con los cambios en la altitud, justo como lo hacen con la latitud. Un cambio en altitud afecta la temperatura, en promedio, una caída de 2ºC por cada 300 metros de incremento.

81

Temperatura: es la sensación de calor o frío en el ambiente, y de ella depende la distribución de los organismos. Dependiendo de la cantidad de energía luminosa que cada región recibe, es la temperatura que tiene. El Sol es importante para todos los organismos ya que calienta la Tierra y provee las temperaturas a las cuales cada organismo puede vivir. No todas las regiones de la tierra reciben la misma cantidad de luz solar a causa de la curvatura de la Tierra, siendo el ecuador la zona que recibe más energía luminosa que las regiones al norte y al sur. Esas diferentes temperaturas son el factor fundamental que determina la distribución de organismos en la Tierra. La temperatura de un área está determinada principalmente por la latitud y la altitud; y la cercanía al agua también puede afectar la temperatura de un área.

Suelo: es la capa superior de la superficie de la Tierra en donde se desarrolla la vida. De la textura y porosidad del suelo depende la capacidad de retención de agua y nutrimentos. La naturaleza del suelo (su composición química, textura, y profundidad) está determinada grandemente por el clima y los organismos que viven en él. El suelo está formado por fragmentos de roca, minerales y materia orgánica llamada “humus”. El humus es la capa superficial del suelo constituida por los restos degradados de plantas y animales. El humus es una parte esencial del suelo porque contiene el material orgánico que lo enriquece y determina su fertilidad. Los minerales en el suelo están determinados por la roca de la cual está formado el suelo. El suelo es importante en muchas formas para los organismos terrestres; la mayoría de las plantas dependen del suelo para mantenerse en un lugar. El suelo es también la fuente de agua y minerales que las plantas requieren. Además, el proporciona un espacio de vida para muchos organismos como bacterias, protozoarios, hongos, algas y animales.

Agua: es uno de los factores abióticos más importantes, no sólo para determinar la distribución de los organismos, sino para la supervivencia. Se puede encontrar en forma líquida en ríos, mares y lagos; sólida como hielo, granizo o nieve y gaseosa como humedad y nubosidad. Todos los organismos necesitan agua; el agua es importante como un medio en el cual muchos organismos viven. El agua también es crucial para los organismos en otras formas. Es el componente principal del citoplasma y de los fluidos que bañan a las células, es también la sustancia en la cual numerosas reacciones metabólicas se llevan a cabo. La cantidad de agua en la tierra es controlada por la lluvia. La precipitación es la cantidad de agua que puede caer desde la atmósfera a la Tierra en forma de lluvia, nieve, granizo o aguanieve.

Energía solar: llega a la Tierra procedente del Sol después de viajar alrededor de 150 millones de km, sólo penetra el 1% en forma de luz y calor, el resto es reflejada por la atmósfera al espacio. La luz es aprovechada por los organismos fotosintetizadores y el calor proporciona las condiciones meteorológicas del planeta. La luz solar es la fuente de energía para casi todos los ecosistemas. Las plantas necesitan luz solar para llevar a cabo la fotosíntesis. Las áreas de la tierra más cercanas al ecuador reciben más luz solar y lluvia que las áreas cercanas a los polos.

82

Figura 2. Factores bióticos y abióticos. Tomado de: https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia2/unidad2/abioticosbioticos/importancia

83

Bibliografía:

Curtis, H. y Barnes, N.S. 2011. Biología. 7ª edición, Editorial Médica Panamericana, Madrid

España.

Solomon, E. P., et al. 2001. Biología. 5ª edición, McGraw-Hill Interamericana, México

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Alonso, M. y Saitz, S. (2015). Relaciones en comunidad. Portal Académico del CCH/UNAM. Recuperado de http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia2/unidad2/relacionesComunidad. (junio, 2017).

84

2.1.3 Relaciones inter e intraespecíficas

Aprendizaje: Identifica las relaciones intra e interespecíficas que se pueden dar en

los ecosistemas.

Cuando los organismos viven juntos en comunidades ecológicas, interactúan

continuamente. Estas interacciones ayudan a formar el ecosistema en que

habitan. Estas interacciones comunitarias pueden tener grandes consecuencias

para el ecosistema (Miller y Levine, 2004)

Para que los organismos puedan sobrevivir y reproducirse establecen diversas

relaciones que por su naturaleza se han clasificado en dos: relaciones entre los

organismos de la misma especie (intraespecíficas) y las que establecen con

individuos de otras especies (interespecíficas). (CCH, 2017)

● Relaciones intraespecíficas

La relación intraespecífica es aquella interacción biológica en la que los

organismos que intervienen pertenecen a la misma especie, es decir, se da en la

misma población

Competencia: La competencia ocurre cuando los organismos de una misma

especie (o de especies distintas) tratan de utilizar, al mismo tiempo un recurso

ecológico de un mismo lugar. El término recurso se refiere a cualquier cosa

necesaria para la vida, como agua, luz, alimento o espacio (Miller y Levine, 2004).

En la naturaleza, la competencia directa a menudo termina con un ganador y un

perdedor, y el organismo perdedor a menudo no puede sobrevivir.

Competencia reproductiva: Esta relación permite perpetuar a la especie en el

tiempo y es instintiva. Para lograrla los individuos luchan con distintas estrategias.

La competencia por espacio: Ocurre cuando varios individuos de la misma especie

pelean por tener un lugar físico en el hábitat al que pertenecen.

● Relaciones interespecíficas

La relación interespecífica es aquella interacción biológica en la que los organismos que intervienen pertenecen a diferentes especies. Las interacciones interespecíficas se pueden clasificar teniendo en cuenta el efecto que produce una sobre la otra. Dos poblaciones pueden afectarse o no entre ellas. Si lo hacen, esta relación puede ser beneficiosa, adversa o neutra. Así, se pueden clasificar según si el efecto de una población es beneficioso sobre la otra (+), nulo (0), o perjudicial (-).

85

Entre ellas los biólogos señalan las siguientes:

Competencia: Es la interacción entre dos especies que comparten un mismo

recurso, de manera que cada una actúa como un factor limitante para la otra ya

que existe una limitación de la cantidad de por lo menos un recurso usado por

ambos organismos o especies, tal recurso puede ser alimento, agua o territorio.

En la competencia; Una regla fundamental de la ecología llamada “principio de

exclusión competitiva” establece que dos especies no pueden ocupar el mismo

nicho en el mismo hábitat al mismo tiempo.

Ejemplo “competencia”

Arrecife de coral

En un arrecife de coral existen más de dos especies compitiendo por alimento, agua, territorio, etcétera.

Tomado de: http://e-veracruz.com/nota/2014-03-22/ecologia/en-peligro-de-extincion-58-de-arrecifes-mexicanos

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Depredación: Es la interacción en la cual un organismo captura y se alimenta de

otro. El organismo que captura se denomina depredador, y el organismo que sirve

de comida es la presa.

Ejemplo “depredación”:

Leones / cebras

Los leones y las cebras tienen una interacción ecológica denominada depredación. En esta interacción un individuo es perjudicado (la presa), y otro es beneficiado (el depredador), pasando la energía en el sentido presa a depredador.

Tomado de: http://cienciasdivertidas.weebly.com/depredacion.html

Simbiosis: Cualquier relación en la que dos especies viven estrechamente

unidas. La palabra simbiosis significa “vivir juntos”. Los biólogos reconocen tres

tipos de relaciones simbióticas en la naturaleza: mutualismo, comensalismo y

parasitismo.

Ejemplo “simbiosis”:

Líquenes:

Tomado de: http://biogenmol.blogspot.mx/2016/07/el-nuevo-paradigma-del-liquen.html

Los líquenes son una asociación estable entre un micobionte (hongo) y un fotobionte (algas verdes o cianobacterias).

El hongo, es heterótrofo por lo que necesita tomar compuestos orgánicos elaborados para nutrirse y generar humedad. El alga es capaz de hacer fotosíntesis y produce hidratos de carbono a partir de CO2 y agua.

https://www.aulados.net/GEMM/Documentos/San_Quintin_Innova/Liquenes_que_son_uso.pdf

87

Mutualismo: En esta relación las dos especies se benefician de la relación. Por

ejemplo, muchas flores utilizan ciertas especies de insectos para la polinización.

Las flores proporcionan a los insectos alimentos como néctar, polen u otras

sustancias y los insectos las ayudan a reproducirse.

Ejemplo “mutualismo”:

Murciélagos polinizadores

No solo los insectos polinizan flores, también lo hacen los murciélagos. Las flores proporcionan alimento a estos mamíferos y estas se ven beneficiadas al transportar polen a otras flores.

Tomado de: http://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/grandes-reportajes/la-llamada-de-la-flor-2_8154/2

88

Comensalismo: cuando un miembro de una especie se beneficia mientras que

otra no, aunque tampoco sufre daños. Por ejemplo, unos pequeños animales

marinos llamados percebes suelen adherirse a la piel de las ballenas. Los

percebes no dan servicio alguno a la ballena, pero tampoco la dañan. No obstante,

los percebes se benefician del constante movimiento de agua mientras nada la

ballena, pues el agua arrastra partículas que los alimentan. Dentro del

comensalismo puede haber subdivisiones:

Ejemplo “comensalismo”:

Ballenas y percebes

Los percebes (crustáceos filtradores) en la piel de la ballena no le causan ningún daño y estos se alimentan filtrando el agua por la que avanza la ballena.

Tomado de: http://www.geocities.ws/josegab_mx/page15.html

89

Epibionte: Es un organismo sésil que vive encima de otro ser vivo. Un epibionte

es inofensivo para su anfitrión, por lo que la relación entre los dos organismos

puede ser considerada entonces como comensalismo.

Ejemplo “epibionte”:

Orquídea (planta de la vainilla)

Las plantas llamadas epífitas viven sobre otras plantas. Las orquídeas son un ejemplo de plantas epífitas, entre ellas la más conocida es la vainilla, originaria de México.

Tomado de: http://www.bioenciclopedia.com/vainilla/

Tanatocresia: Es un tipo de comensalismo donde un individuo se aprovecha de

los restos, excrementos, esqueletos y cadáveres del segundo individuo. Por

ejemplo, el cangrejo ermitaño que protege su abdomen dentro de la concha de un

caracol.

Ejemplo “tanatocresia”:

Cangrejo ermitaño.

El cangrejo ermitaño adopta las conchas de caracoles muertos para proteger su blando abdomen. Cada vez que crece el cangrejo va cambiando de concha.

Tomado de: https://elsopazax.wordpress.com/2011/08/30/tanatocresis/

90

Parasitismo: cuando un organismo vive sobre o dentro de otro y le causa daño. El

parásito satisface todas o casi todas sus necesidades de alimentación con el otro

organismo, llamado huésped. En general, los parásitos debilitan pero no matan al

huésped, que suele ser más grande que el parásito. Las tenias, por ejemplo, son

parásitos que viven en el intestino de los mamíferos. Pulgas, garrapatas y piojos

viven sobre el cuerpo de los mamíferos, alimentándose de la sangre y la piel del

huésped. Los parásitos que viven dentro del huésped u organismo hospedador se

llaman endoparásitos y aquellos que viven fuera, reciben el nombre de

ectoparásitos.

Ejemplo “parasitismo”:

Aves que parasitan nidos ajenos (cucú)

En algunas especies de aves se da el parasitismo, por ejemplo en la foto se ve una cría de un pájaro cucú siendo alimentado por un ave más pequeña y de otra especie. Los cucús dejan sus huevos en nidos de otras aves para que sean criados por estas últimas.

Tomado de: http://ciudadsilvestre.blogspot.mx/2014/07/el-chingolo-y-el-tordo.html

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Foresia: Es la relación que existe entre dos especies cuando una es transportada

pasivamente por otra.

Ejemplo “foresia”:

Escarabajo

Un ejemplo de foresia se observa en determinados ácaros que se fijan al abdomen de algunos escarabajos, sin causarles daño, para que éstos los transporten. En la fotografía se observa un escarabajo (Familia Silphidae) con ácaros en foresis en torax y abdomen.

Tomado de: https://sp.depositphotos.com/120171050/stock-photo-nicrophorus-vespillo-burying-beetle-with.html Foto de Ian Redding

Amensalismo o antibiosis: En esta relación, una especie crea condiciones que

son adversas al desarrollo de otra especie diferente: la primera resulta sin

afectación, mientras que la segunda se inhibe. Un ejemplo de esta interacción es

el árbol de eucalipto que segrega una sustancia que baja el pH del suelo, lo cual

no permita que otras plantas sobrevivan a su alrededor.

Ejemplo “amensalismo”:

Hongo (Penicillium sp.)

Un ejemplo de amensalismo o antibiosis es el hongo Penicillium el cual al crecer produce una sustancia que impide que otros organismos (como bacteria) se desarrollen a su alrededor.

Tomado de: http://cienciaviva-xiomy.blogspot.mx/p/los-seres-vivos-se-relacionan.html

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Ejercicios de aprendizaje

1.- Llena el cuadro siguiente especificando si la interacción es positiva, negativa o nula; explica la naturaleza de la interacción y da un ejemplo de cada una.

Interacción Especie

A

Especie

B

Naturaleza de la

interacción

Ejemplo de cada una de

las interacciones

Depredación

+

-

La población A, el

depredador, consume

total o parcialmente a

miembros de la

población B, la presa

León - Cebra

Neutralismo

Mutualismo

Protocooperación

Mimetismo

mülleriano

Mimetismo

batesiano

Competencia

Parasitismo

Herbivoría

Comensalismo

Amensalismo

Foresia

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Bibliografía: Miller R.K y Levine J. (2004). Biología. México: Prentice Hall Pearson. Biggs, Alton et al. (2000) Biología. México: McGraw-Hill Interamericana. Campbell N.A. (2001). Biología, conceptos y relaciones. México: Prentice Hall Pearson.

Ciberografía CCH 2017. Portal académico del CCH. UNAM. http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia2/unidad2/relacionesComunidad/interespecificas

94

2.4 Niveles tróficos y flujos de energía

Aprendizaje: Describe el flujo de energía y ciclos de la materia (carbono, nitrógeno, fósforo, azufre y agua) como procesos básicos en el funcionamiento del ecosistema.

En la naturaleza la adquisición de energía y nutrimentos para su asimilación es importante dentro de las diferentes interacciones implicadas en la adquisición de recursos alimenticios (Smith & Smith, 2007), de tal forma los ecólogos estudian las relaciones tróficas de las diferentes especies que las componen, formando parte de la estructura de los ecosistemas.

Uno de dichos elementos es el nivel trófico (tropos, que se alimenta de...), el cual se denomina como un conjunto de especies, o de organismos que coinciden por la posición o turno que ocupan en el flujo de energía y nutrientes (Allaby, 1994), es decir indican el nivel o fuente de alimentación que tiene un organismo en un ecosistema; siendo categorías que clasifican a los seres vivos, de acuerdo a la forma de obtener el alimento que consumen (Curtis & Barnes, 1997; Campbell, Mitchell, & Reece, 2001).

Un ejemplo son las cadenas tróficas, siendo su representación abstracta un diagrama que involucran flechas señalando una especie representando el flujo de energía desde una presa, hacia el depredador (Smith & Smith, 2007), como se muestra en el siguiente ejemplo:

Aunque dos especies puedan ser conectadas por una flecha, en una relación trófica (depredador-presa), la estructura de comunidad no puede entenderse únicamente en conexiones directas, sino que forman verdaderas redes por estudiar.

Por ejemplo, en la figura 1, se observa una complejidad de elementos, y sean intrínsecos o extrínsecos, es decir entre diferentes especies o una misma, demás al detenidamente el comportamiento espacial y de preferencia de alimentación podemos observar los diferentes niveles tróficos, ya mencionados anteriormente.

En la parte basal de la figura 1, encontramos a los productores primarios, seguidos por los herbívoros y los carnívoros, en el ejemplo sólo hace falta la representación de los descomponedores, los cuales son de muy importantes en la naturaleza.

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Figura 1. Representación gráfica de una red trófica, modificado de Smith & Smith, 2007.

Es importante reconocer que el flujo de energía en los ecosistemas es unidireccional, la energía no se recicla en el mismo nivel, de tal forma que la energía debe iniciar mediante la oxidación de material inorgánico (Pérez-Porto & Gardey, 2014) como en el caso de las bacterias quimiotróficas o por medio de la fotosíntesis, siendo la más común en el planeta.

De la energía solar que llega al estrato a diferentes organismos como: plantas, algas, cianobacterias, bacterias verdes sulfurosas (Leegood, Sharkey, & Caemmerer, 2004; Beverly & Franklin, 2015), se calcula que del 1 al 5% sólo se transforma en materia orgánica por fotosíntesis, que sirven de alimento a los heterótrofos.

De manera general, la energía fotónica es transformada en energía química que fluye a través de los diferentes niveles tróficos (Vázquez-Conde, 2014).

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De manera general, los diferentes niveles tróficos, se dividen en: productores, consumidores primarios (herbívoros), consumidores secundarios y terciarios, y los descomponedores (Fig. 2), los cuales vamos a describir a continuación (Smallwood & Green, 1993).

Figura 2. Niveles tróficos y flujo de energía en ecosistemas terrestres y acuáticos.

Productores.

Son organismos capaces de utilizar la energía fotónica, la cual capturan con los cloroplastos de las células, transformando sustancias inorgánicas (agua, bióxido de carbono y minerales del suelo) en compuestos orgánicos (glucosa) mediante la fotosíntesis (Osuna-Aguilar, Marroquín-Jiménez, & García-Saldívar, 2008), además, la energía generada se utiliza para sus procesos metabólicos como son: nutrición, respiración, excreción y reproducción.

Consumidores primarios.

Algunos consumidores se alimentan directa y exclusivamente de los productores, la fuente de energía más abundante en el planeta (Avendaño-Palazuelos, Galindo-Uriarte, & Angulo-Rodríguez, 2012), estos se les conoce como herbívoros y se encuentran situados en el segundo nivel trófico (Vázquez-Conde, 2014); dichos organismos tienen la capacidad de transformar la energía vegetal (glucosa y otros

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elementos) en tejido animal, por consiguiente su función en el ecosistema es indispensable ya que son los únicos que pueden alimentarse de celulosa y sin ellos no existirían los demás niveles tróficos (Smith & Smith, 2007).

Los consumidores primarios, protistas y animales que comen algas y plantas, gastan parte de la energía almacenada en sus reacciones químicas, para correr, ver, oír, sentir, respirar, reproducirse, entre otras actividades (Osuna-Aguilar, Marroquín-Jiménez, & García-Saldívar, 2008).

Consumidores secundarios.

Son organismos que se denominan carnívoros (plantas o animales), se alimentan devorando a los consumidores primarios, en general se alimentan de los herbívoros (Osuna-Aguilar, Marroquín-Jiménez, & García-Saldívar, 2008).

Consumidores terciarios.

Organismos que se alimentan de cualquier de los consumidores secundarios.

Descomponedores.

Los heterótrofos microbianos, conocidos como hongos y bacterias, son llamados descomponedores o desintegradores, estos se encargan de degradar los desechos o materia orgánica en inorgánica, en especial los que contienen celulosa y desechos de productos simples inorgánicos, dicho proceso se conoce como descomposición, donde se regresa el nitrógeno, los fosfatos y otras sustancias al suelo y agua, para que sean asimilados por productores nuevamente.

Los descomponedores, digieren el alimento fuera de su cuerpo, absorben los nutrientes que necesitan y liberan los restantes; mientras estos se alimentan, degradan los tejidos y los desechos de los organismos que se alimentan a sustancias más simples, comenzando un nuevo ciclo de nutrientes.

Sin los desintegradores el potasio, nitrógeno, y fósforo, nunca se recuperarán de los organismos muertos y no podrían ser reutilizados por nuevas generaciones de seres vivos (Begon, Townsend, & Harper, 2006; Osuna-Aguilar, Marroquín-Jiménez, & García-Saldívar, 2008; Avendaño-Palazuelos, Galindo-Uriarte, & Angulo-Rodríguez, 2012).

Existen otros niveles dentro de los consumidores como son: los detritívoros o carroñeros, estos se alimentan de desechos o detritus, como hojas caída (hojarasca, mantillo (litter), etcétera), ramas o troncos de árboles muertos, heces y cutícula (exuvias) de artrópodos, cadáveres, etcétera (Avendaño-Palazuelos, Galindo-Uriarte, & Angulo-Rodríguez, 2012).

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Nivel Subnivel Ejemplos

Productores

Fotótrofos Algas verde-azules

Algas eucariotas unicelulares y pluricelulares

Plantas

Quimiolitotrofos Bacterias nitrificantes

Cromatiales (sulfobacterias) Ferrobacterias

Primarios Herbívoros: insectos, rumiantes, lagomorfos.

Secundarios Carnívoros o parásitos: plantas carnívoras, lobos, coyotes, plagas de plantas, chapulines.

Consumidores

Terciarios Carnívoros y parásitos: águilas, leones, avispas, nutrias, orcas, entre otras especies.

Saprófagos Necrófagos o carroñeros: Insectos. Coprófagos: Insectos.

Detritívoros: Insectos, lombrices de tierra, moluscos

Omnívoros Hombre, perro.

Descomponedores Saprófitos Hongos y bacterias

Mineralizadores Autótrofos quimiolitótrofos

Cuadro 1.- Niveles tróficos de energía.

La energía en los ecosistemas

El flujo de energía en una cadena trófica presenta diferentes fases, destacando; La entrada de energía, la cual consiste en la transformación de energía luminosa (solar) en química contenida en sustancias orgánicas, mediante la fotosíntesis.

El paso de la energía química fluye de acuerdo a las diferentes relaciones ecológicas, como son depredación, parasitismo simbiosis, etcétera. Las transformaciones energéticas se llevan a cabo en la mitocondria para obtener adenosín trifósfato (ATP) la cual es esencial para la síntesis de sustancias específicas (azúcares, lípidos, proteínas).

En general la degradación de la energía, se lleva a cabo mediante procesos celulares, por ejemplo: respirar, moverse, reproducirse o buscar alimento; mediante estos procesos se genera trabajo y calor, el cual se disipa en el ecosistema y no se llega a recuperar, por ello se habla de un flujo energético (Irnitano, 2013).

En conclusión, toda energía química almacenada por los productores acaba transformada en energía calorífica (Figura 3).

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Figura 3.- Flujo de energía fotónica a química en lo seres vivos, así como su pérdida a través del

calor. El flujo de energía es unidireccional, acíclico y abierto; flujo de materia es cíclico y cerrado.

De la energía que llega a la superficie terrestre del sol (47%), sólo el 0.2% es absorbida por las plantas verdes y algunas bacterias.

Pirámides tróficas.

Es una representación esquemática de las relaciones alimentarias que se establecen en un ecosistema. Cada uno de los escalones de la pirámide corresponde con un nivel trófico, en la base se encuentran los productores, en el escalón más alto los depredadores que no forman parte de la dieta de ningún otro.

Todos los escalones tienen la misma altura y su anchura es proporcional al valor de la variable que se quiere representar. Se pueden elaborar distintos tipos dependiendo de las variables que se utilicen: energía, biomasa, número de individuos, etcétera (Figura 4).

Las pirámides energéticas; muestran el flujo de energía de un nivel a otro, en cada escalón se muestra la producción neta de cada nivel trófico expresada en unidades de producción.

Las pirámides de biomasa; muestran la cantidad de biomasa en un momento determinado en una parte del ecosistema, se puede indicar los valores numéricos de cada nivel, así como representar grupos tróficos o una cadena trófica en concreto; pero en ellas no está representado el tiempo, tampoco indican la producción ni la productividad.

Las pirámides de números; representan el número de individuos que existe en cada nivel trófico. Se utilizan poco ya que la información de la estructura trófica es fragmentada (Asencio, Capel, Cuadrado, García, & Oña, 2017).

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Figura 4.- Comparación entre los tres tipos de pirámides en una cadena trófica teórica.

Eficiencia ecológica.

Es la cantidad de biomasa o energía que se transfieren un nivel trófico al siguiente, la transferencia se produce cuando un ser vivo cede su materia orgánica a un depredador o un parásito.

En el caso del aprovechamiento energético, es más eficiente una alimentación a partir del primer nivel ya que se consigue más energía y se podrá alimentar mayor número de individuos, esto en consideración la regla del 10%.

La regla del 10%, hace referencia a la energía que pasa de un eslabón a otro, es decir, del total de la energía disponible, sólo el 10% es utilizada en la síntesis de nueva materia orgánica en el nivel siguiente. El resto (90%) se consume en respiración, reproducción, excreción o no se utiliza, por consiguiente, a mayor número de niveles en una red trófica, mayor es la pérdida de energía (Figura 5).

Debido a ello un herbívoro debe ingerir alrededor de 10kcal de energía fotosintética para formar 1Kcal de energía disponible para los carnívoros. De ahí la diferencia de alimentarse entre productores o de consumidores, dichas pérdidas que se producen en cada intercambio son el motivo por el que las cadenas tróficas tienen como máximo cuatro o cinco niveles tróficos (Asencio, Capel, Cuadrado, García, & Oña, 2017).

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Figura 5.- Eficiencia ecológica en los niveles tróficos.

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Ejercicios de aprendizaje

Fig 1. Tomado de http://soils.usda.gov/sqi/soil_quality/soil_biology/soil_food_web.html

De la figura 1 (red alimenticia), menciona todos los organismos que son: Consumidores primarios: _________________________________ Productores:_____________________________ Consumidores secundarios: ____________________________________________ Descomponedores:_____________________________________________________ Consumidores terciarios: ___________________________________________

De la figura anterior, a partir de una enumeración, señala: tres cadenas alimenticias, sin pasar del nivel máximo de flujo de energía.

1.- _______________________________________________________________________________

2.- ______________________________________________________________________________

3.- _______________________________________________________________________________

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Relaciona las siguientes columnas.

1.- Organismos que transforman materia orgánica a inorgánica.

( ) Cuatro o cinco. ( ) Pirámide energética. ( ) Pirámide trófica. ( ) Carnívoros. ( ) Hongos y bacterias. ( ) Rumiantes, herbívoros. ( ) Eficiencia ecológica. ( ) Diez.

2.- Regla de porcentaje donde se hace referencia a la energía que pasa de un un eslabón a otro.

3.-Organismos, en general se alimentan de herbívoros.

4.- Representación esquemática de las relaciones alimentarias que se establecen en un ecosistema.

5.- Organismos, se alimentan de celulosa, sin ellos no existirían otros niveles tróficos.

6.- Número máximo de eslabones que puede presentar una cadena alimenticia.

7.- Cantidad de biomasa o energía que se transfiere de un nivel trófico a otro.

8.- Muestran el flujo de energía de un nivel a otro, cada nivel muestra la producción neta.

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Bibliografía Asencio, A., Capel, J., Cuadrado, J., García, J., & Oña, J. (2017). El flujo de la energía en los ecosistemas. http:// biologiasur.org/Ciencias/index.php/biosfera/el-flujo-de-la-energia-en-los-ecosistemas. Allaby, M. (1994). The Concise Oxford Dictionary of Ecology. Oxford University Press. Avendaño-Palazuelos, R. C., Galindo-Uriarte, A. R., & Angulo-Rodríguez, A. A. (2012). Ecología y educación ambiental. Sinaloa: Dirección General de Escuelas Preparatorias. Begon, M., Townsend, C. R., & Harper, J. L. (2006). Ecology from individuals to ecosystems. Oxfod: Blackwell. Beverly, D., & Franklin, S. (2015). Heterotrophic and autotrophic soil respiration under simulated dormancy conditions. Open Journal of Forestry, 274-286. Campbell, N. A., Mitchell, L. G., & Reece, J. B. (2001). Biología : conceptos y relaciones. México: Pearson Educación. Curtis, H., & Barnes, N. (1997). Invitación a la biología. Editorial Médica Panamericana. Irnitano, F. (2013). Invitación a la biología. Ciencias de la tierra y medio ambientales. El Saucejo. Leegood, R. C., Sharkey, T. D., & Caemmerer, S. (2004). Photosynthesis: Physiology and metabolism. USA: Kluwer academic publishers. Osuna-Aguilar, J. M., Marroquín-Jiménez, J. A., & García-Saldívar, E. J. (2008). Ecología y medio ambiente. Sonora: Colegio de Bachilleres. Pérez-Porto, J., & Gardey, A. (2014). Definicion.de: Definición de organismo autótrofo. http://definicion.de/organismo-autotrofo/. Smallwood, W. L., & Green, E. R. (1993). Biología. México: Publicaciones Cultural. Smith, T. M., & Smith, R. L. (2007). Ecología. Madrid: Pearson educación. Vázquez-Conde, R. (2014). Ecología y medio ambiente. México: Patria.

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2.2 Biodiversidad y conservación biológica.

2.2.1 Concepto de biodiversidad

Aprendizaje: Identifica el concepto de biodiversidad y su importancia para la conservación biológica.

La diversidad biológica o biodiversidad es un tema del cual se habla desde los años 80´s dentro de dos eventos realizados en Estados Unidos como la Conferencia Estratégica sobre Diversidad Biológica (1986) y el Foro Nacional sobre Biodiversidad (1986); este último evento es impulsado por Walter G. Rosen a quien se le atribuye la definición de biodiversidad. En la década de los 90´s la biodiversidad ya es un tema obligado en las agendas ambientales tales como en la Cumbre de la Tierra celebrada en Río (1992), en la que se define a la biodiversidad como:

“… la variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros sistemas acuáticos, y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas”

La biodiversidad abarca todas las formas de vida en la Tierra e incluye a todos y cada uno de los sistemas vivos con los que cohabitamos (desde bacterias, protistas, hongos hasta plantas y animales). Se distinguen tres niveles estrechamente relacionados (véase Imagen 1):

Ecosistemas: conjuntos dinámicos entre los sistemas vivos y el medio físico que los rodea, interactuando como una unidad funcional.

Especies: seres vivos con características en común, abarcando subespecies y poblaciones.

Genes: componentes del código genético de cada organismo y la variedad de éstos entre individuos dentro de una población y entre poblaciones de una misma especie.

En cada uno de los niveles se reconocen tres atributos:

Composición: identidad, variedad y número de elementos presentes (especies).

Estructura: organización física o patrón del sistema (abundancia relativa de especies y ecosistemas, grado de conectividad, etcétera).

Función: procesos ecológicos y evolutivos (relaciones intraespecíficas e interespecíficas, ciclos biogeoquímicos, etcétera).

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Imagen 1. Niveles de la biodiversidad. Tomado y modificado de: http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia2/unidad1/biodiversidad/niveles

¿Por qué conservar la biodiversidad? Podemos encontrar respuesta a esta interrogante desde diferentes perspectivas:

Biológica y ecológica: cada especie que habita la Tierra es única y está en interacción constante con otras especies dentro de un ecosistema, creando así toda una red de interacciones comunitarias. Además los ecosistemas aportan para el hombre toda una serie de servicios llamados ecosistémicos los cuales son vitales para la humanidad como el aporte de oxígeno y agua, regulación del clima, formación de suelo, obtención de alimento, etcétera.

Económica: muchos aspectos de nuestra vida dependen de la biodiversidad ya que nos proporciona fuentes de alimentación, diversas materias primas las cuales son empleadas en la fabricación de ropa, muebles, vivienda, medicamentos, etcétera., tomado así un lugar importante en la economía mundial.

Estética: una gran cantidad de especies enriquecen la vida con sus formas, texturas, olores, etcétera. Diversos paisajes y especies proporcionan satisfacción a nuestra necesidad de belleza.

Ética: todas las especies tienen derecho a permanecer en el planeta, de hecho, nosotros somos los únicos que tenemos la capacidad de darnos cuenta del estado del planeta, de los ecosistemas y de las especies.

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2.2.2 Impacto de la actividad humana en el ambiente

Aprendizaje: Identifica el impacto de la actividad humana en el ambiente, en aspectos como: contaminación, erosión, cambio climático y pérdida de especies.

Una proporción significativa de los ecosistemas del planeta ha sido transformada o muestra señales de deterioro evidentes debido a las actividades humanas, principalmente en los últimos 50 años, ya que la intensidad de estas actividades ha incrementado llevando a las especies a situaciones críticas. El impacto ejercido en el ambiente nunca había sido de la calidad y la magnitud que actualmente observamos, muchas de las alteraciones provocadas son irreversibles y los efectos aunque sean locales trascienden a otros niveles afectando así el funcionamiento global del planeta. Los principales problemas ambientales a los que nos enfrentamos actualmente son la contaminación, la erosión del suelo, el cambio climático y la pérdida de especies.

La contaminación derivada de las actividades humanas afecta diferentes componentes del ecosistema y puede provocar efectos “en cadena”, que afectan no solo al hombre sino también a otras especies; así podemos estudiar diferentes sitios donde la contaminación es totalmente evidente y que se describen en el siguiente cuadro:

CONTAMINACIÓN derivada de diferentes actividades humanas

Atmosférica De aguas continentales y de los océanos

Del suelo

Se refiere a la modificación de la atmósfera terrestre provocada por el aumento en la proporción de gases, partículas sólidas o líquidas en suspensión. Los procesos industriales, la combustión de industrias y automóviles son los principales generadores de monóxido y dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno y azufre. La contaminación del aire sobre todo en las grandes ciudades ha sido un detonante de diversas enfermedades respiratorias.

La contaminación del agua tiene diferente origen y afecta tanto aguas continentales (cuerpos de agua alejados de zonas costeras) como aguas oceánicas. Los pesticidas se consideran de los principales contaminantes en ríos y mares, así como los desechos industriales (cobre, zinc, plomo y mercurio) y los generados en de zonas urbanas (pozos negros, drenajes y fosas sépticas).

Existen dos tipos de contaminación del suelo de tal forma que se afecta su composición natural, provocando la pérdida de fertilidad y productividad. Naturales: fenómenos

naturales como volcanes activos pueden ser contaminantes del suelo, también los son la presencia de elementos metálicos presentes en algunas rocas.

Por acción humana: al acumularse suficientes concentraciones de sustancias tóxicas derivadas de pesticidas, abonos, residuos (industriales, sanitarios, aceites, etcétera.) se afecta su composición y pérdida de fertilidad y productividad.

Cuadro 1. La contaminación derivada de diferentes actividades humanas.

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Muchos de los cambios producidos por la contaminación podrían ser susceptibles de controlarse en el corto y mediano plazo, sin embargo la problemática es tan grande que las consecuencias ya pueden observarse en todo el planeta, algunos de éstos se mencionan a continuación:

La erosión del suelo es un fenómeno natural que es el causante de la pérdida gradual de terreno. La erosión es el proceso por el cual las partículas del suelo se mueven de un sitio a otro por medio de la acción del agua, viento u otro efecto. Es un proceso natural hasta que el hombre interviene conociéndose como erosión acelerada, la cual recurre a equipo mecánico para la modificación de terreno para usos agrícolas, desarrollo urbano y para cualquier otro tipo de construcción (véase imagen 2).

La falta de control de la erosión producen un daño ambiental que no se puede reparar ya que los suelos se vuelven improductivos, se altera la calidad del agua y se modifican las propiedades bioquímicas de dicho suelo, provocando reacciones en cadena dentro del ecosistema, que pueden derivar en la pérdida de especies.

Imagen 2. Erosión del suelo por actividades humanas. Tomada de:

http://archivo.lavoz.com.ar/suplementos/temas/09/11/15/nota.asp?nota_id=567789

El problema más grave en el aspecto ambiental y la mayor amenaza que consideran actualmente muchos científicos es el cambio climático. Desde su origen, la Tierra ha estado en cambio constante, pero el rápido proceso de cambio climático que vemos actualmente no tiene causa natural, es atribuido a la actividad humana así lo afirma el Intergovernmental Panel Climate Change (IPCC).

La principal causa es el consumo y quema de combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural), generando un aumento de la concentración atmosférica de dióxido de carbono (CO2), lo que se conoce como efecto invernadero. El aumento en la temperatura de la superficie de la Tierra se

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debe a que los gases de efecto invernadero (GEI) como el CO2, metano, óxido nitroso y los fluorocarbonados impiden el escape de calor de la atmósfera (véase imagen 3).

Imagen 3. Efecto invernadero. Tomada de: https://celtaiamadrid.wordpress.com/2014/05/13/efecto-

invernadero-cambio-climatico-y-calentamiento-global/

Aunque la extinción de especies puede considerarse como un proceso natural, lo que preocupa es el ritmo al cual está ocurriendo, considerándose cuatro veces mayor al existente antes del desarrollo de la sociedad industrial. La pérdida de especies es consecuencia de diferentes acciones tales como la alteración, transformación y destrucción de los diferentes ecosistemas del planeta, la introducción de especies exóticas y el tráfico ilegal.

La extinción de especies, así como la pérdida de poblaciones pude alterar procesos y servicios ecosistémicos importantes, la pérdida de depredadores (en las redes tróficas) acarrea efectos en cadena para otras especies, un ejemplo: la desaparición local de poblaciones de nutria marina de la espceie Enhydra lutris, llevó a la sobrepoblación de erizos de la especie Strongylocentrotus polyacanthus, propiciando la pérdida de los “bosques” de macroalgas pardas, esto provocó la reducción de la productividad primaria de las redes tróficas y eliminando un hábitat importante proliferación de otros crustáceos y peces (véase imagen 4).

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Imagen 4. Interacción entre la nutria Enhydra lutris y el erizo Strongylocentrotus polyacanthus.

Tomado de: http://www.facts-about.info/sea-otter/

El problema de introducción de especies exóticas es también ampliamente estudiado como una de las causa de extinción de especies. En la Reserva Ecológica del Pedregal de San ngel (REPSA), en la UNAM en un artículo presentado por Segura-Burciana (2009:535) se decribe el efecto de una de las especies vegetales introducidas con presencia más notoria en Ciudad Universitaria, el árbol Eucalyptus resinifera, que fue plantado prácticamente en los bordes de la vialidad de CU alredor de 1951. Estos árboles por la velocidad de crecimiento y la altura que alcanzan, forman un estrato (dosel) que no existía ni corresponde a la etapa sucesional en la que se encuentra la comunidad vegetal del pedregal, en la que aún predominan las plantas xerófilas de porte bajo. Por esta razón, los eucaliptos compiten exitosamente por el recurso luz y en las zonas donde están distribuidos en mayor densidad, disminuyen la calidad y cantidad que llega a los estratos arbustivo y herbáceo, lo cual afecta a las plantas xerófilas que se encuentren debajo de sus copas.

El tráfico ilegal de especies es una actividad clandestina que comprende la extracción, movilización, compra, venta y tenencia no autorizada de especies silvestres o productos derivados. El comercio ilícito se puede encontrar en mercados, tiendas de mascotas, particulares, puestos en carreteras, internet y anuncios en medios impresos. Globalmente, al año se ofertan alrededor de cinco millones de aves vivas, 10 millones de unidades de piel de reptil, 15 millones de mamíferos y 350 millones de peces tropicales, según la World Wildlife Fundation (WWF). Los animales víctimas de este delito suelen padecer condiciones infrahumanas en ranchos

111

cinegéticos, actividades de cetrería, espectáculos, exhibición, ornato, colección e incluso son masacrados para obtener sus pieles y plumajes o producir alimentos exóticos por supuestas propiedades afrodisiacas, medicinales, o curativas.

Imagen 5. Nota periodística sobre la venta ilegal de aves.

Tomado de: http://www.sinembargo.mx/19-11-2015/1555326

En el caso de flora las cactáceas son un ejemplo de especies de gran atractivo para la venta ilegal, siendo saqueadas de su hábitat natural (véase imagen 6).

Imagen 6. Cargamento de cactáceas confiscada a dos alemanes en 2011 Tomado de: https://medium.com/preservemos-las-cactaceas/a-pesar-de-las-espinas-fb3a3752fc00

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3. Desarrollo sustentable

Aprendizaje: Reconoce las dimensiones del desarrollo sustentable y su importancia, para el uso, manejo y conservación de la biodiversidad.

Desde los orígenes de la humanidad hemos alternado la naturaleza, pero es evidente que este efecto ha sido cada vez más intenso y profundo, sobre todo a partir de la segunda mitad del siglo XX. Algunas de estas transformaciones son irreversibles, como la extinción de especies. Es por ello, que la relación de los seres humanos con la naturaleza requiere transformaciones profundas.

En la década de los 70´s muchos gobiernos y miembros de la sociedad empezaron a sentir una seria preocupación por el deterioro de la naturaleza. La Organización de las Naciones Unidas (ONU) convocó en 1972 a la primera conferencia sobre el medio ambiente conocida como Conferencia de Estocolmo, con el principal objetivo de analizar los efectos de las actividades industriales sobre la salud humana, uno de sus resultados significativos fue la promoción de la creación de instituciones y la formulación de leyes que enfrentarán el tema ambiental en todos los países. Y de esta manera surgió el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), organización encargada en los temas ambientales en el mundo entero.

Más tarde en los ochentas, se desencadenó una crisis económica mundial que llevó a revisar y cuestionar las nociones de desarrollo que prevalecían en el momento. En ese momento, el desarrollo de las naciones se veía principalmente bajo el prisma económico, es decir, por sus cifras generada por el producto bruto (PIB) y el bienestar social (acceso a vivienda, salud, alimentación y educación), sin embargo, estas dos vertientes eran insuficientes para evaluar el desarrollo.

Actualmente se reconoce que el estado de los recursos naturales constituye una variable fundamental que se debe tomar en cuenta para evaluar el desarrollo de un país, debido que el desarrollo no se mantiene si la base de los recursos ambientales se deteriora. Bajo este contexto, la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo de la ONU hicieron una consulta mundial sobre el papel de los recursos naturales en el desarrollo dando en como resultado una publicación en 1987 titulada Nuestro Futuro Común (también conocido como Informe de Brundtland) en la que se acuñó el término de desarrollo sostenible o sustentable.

Se definió el desarrollo sustentable como un modelo de crecimiento donde satisface las necesidades del presente sin comprometer las capacidades que tienen las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades. Este término implica pasar de un desarrollo pensado en términos cuantitativos (basado en el crecimiento económico) a uno de tipo cualitativo, donde se establecen estrechas vinculaciones entre aspectos económicos, sociales y ambientales, en un renovado marco institucional democrático y participativo, capaz de aprovechar las

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oportunidades que supone avanzar simultáneamente en estos tres ámbitos, sin que el avance de uno signifique ir en ventaja de otro.

Esquema de los tres pilares del desarrollo sustentable. Tomado de: http://academic.uprm.edu/gonzalezc/index.htm

Las necesidades de cada pilar deben equilibradas, pero ¿cuáles son las necesidades sociales, económicas o ambientales para alcanzar la sustentabilidad?

En el contexto ecológico o ambiental se debe cuidar la biodiversidad de los ecosistemas, mantener una integridad de los servicios ambientales, mantener el aire y agua limpios; lo que implica, entre otras cosas, evitar el uso excesivo de fertilizantes y pesticidas químicos, conservar el agua, disminuir o detener la destrucción de los bosques tropicales, los ecosistemas de arrecife de coral, manglares, entre otros, para conservar la diversidad biológica.

En las cuestiones sociales, se busca equidad, participación, aumentar la calidad de vida y la preservación de la cultura de todos los seres humanos, y de esta manera disminuir la migración hacia las ciudades fomentando el desarrollo rural sustentable, adoptar medidas políticas y tecnológicas que minimicen las consecuencias de la urbanización, cambiar los patrones de consumo y los estilos de vida.

En términos de desarrollo económico, lo que busca es incrementar el crecimiento de la productividad (agrícola, industrial y pesquera); reducir los niveles de desperdicio en el consumo de energía; utilizar recursos financieros, técnicos y humanos para desarrollar tecnologías más limpias; generar políticas para que todas las personas tengan acceso más igualitario a los recursos y combatir la pobreza absoluta y extrema.

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Es una ardua tarea el de conjugar los tres pilares, sin embargo, se han creado muchas instituciones en México como: Comisión Nacional para Conservación de la biodiversidad (CONABIO), Secretaría de Medioambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT); Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC); Secretaria de Desarrollo Social (SEDESOL); Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (ANP) y la Comisión Nacional Forestal; instituciones que bajo un marco legal buscan asegurar un desarrollo sustentable. Algunas de las acciones han sido:

Actividades agropecuarias: El garantizar la alimentación de la población, tener cultivos acordes a las regiones, sin extender el cambio de uso de suelo implementar sistemas complejos donde se saque provecho a la vegetación existente con las plantaciones forestales comerciales como por ejemplo café orgánico.

Un manejo forestal cuidadoso donde se aprovechen los recursos maderables y no maderables, donde las comunidades se hagan cargo de su cuidado y se vean beneficiados, y al cuidar el bosque se puedan llevar a cabo proyectos de ecoturismo.

Aprovechamiento de fauna silvestre, mediante la creación de Sistemas de Unidades de Manejo para la Conservación de la Vida Silvestre (UMAS) cuyo objetivo es la implantación de programas donde la comunidad recibe talleres sobre el manejo y aprovechamiento de una especie o varias especies, en particular, y bajos sus cuidados la comunidad la pueden explotar dejando intacta las poblaciones silvestres.

Ofrecer viajes ecológicos, donde los viajeros disfrutan de la naturaleza presente en una región y la comunidad ofrece recorridos de diferentes tópicos (observación de aves, ballenas, tortugas, mariposas, tiburones, jardines botánicos in situ, etcétera.), hospedaje, recuerdos, comida típica y de esta manera se benefician económicamente y cuidan el ambiente.

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Ejercicios de aprendizaje

Concepto de biodiversidad y su importancia en la conservación.

1. Completa el párrafo sobre los niveles de biodiversidad con los conceptos que se presentan a continuación:

Genes Ecosistemas Especies

La biodiversidad o diversidad biológica abarca todas las formas de vida en la Tierra e incluye a todos y cada uno de los sistemas vivos con los que cohabitamos. Se distinguen tres niveles estrechamente relacionados entre sí, el primero son __________________ que hace referencia a los conjuntos dinámicos entre los sistemas vivos y el medio físico que los rodean, interactuando como una unidad funcional; en segundo lugar están ____________________ que son grupos de organismos que comparten características en común, abarcando a las subespecies y las poblaciones; y en tercer lugar ____________________ que conforman el código genético de cada organismo y la variedad de éstos entre individuos dentro de una población y entre poblaciones de la misma especie.

2. En el siguiente cuadro anota los argumentos que respalden por qué debe conservarse la biodiversidad desde diferentes perspectivas (recuerda anotar la bibliografía que respalde tu argumento):

¿Por qué conservar la biodiversidad?

Perspectiva Argumentos Bibliografía consultada

Biológica y ecológica

116

Económica

Estética

Ética

117

Impacto de la actividad humana en el ambiente.

1. Anota en el siguiente cuadro cómo afecta la contaminación ambiental derivada de diversas actividades humanas, descríbelo a nivel de la atmósfera, el agua (continentales y oceánicas) y el suelo e incluye dos ejemplos de cada nivel.

CONTAMINACIÓN

derivada de diferentes actividades humanas

Atmosférica De aguas continentales y de los océanos Del suelo

Consiste en …

Ejemplos

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2. Elabora un esquema o dibujo en el cual expliques en qué consiste el efecto invernadero.

Efecto invernadero

3. Describe con un ejemplo el por qué la introducción de especies exóticas es una problemática que puede derivar en la pérdida o extinción de otras especies.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Bibliografía Carabias, Julia y Zenón Cano-Santana (2009). Ecología y medio ambiente en el siglo xxi. México: Pearson Prentice Hall. Enciclopedia de Conocimientos Fundamentales : UNAM-Siglo XXI. 2010. Coord. Jaime Labastida y Rosaura Ruíz vol 4. 78 pp. Jiménez-Sierra, et al. (2010). Biodiversidad una alerta. Difusión Casa del tiempo. Num 36, Octubre. 9-16 pp. En http://www.uam.mx/difusion/casadeltiempo/36_iv_oct_2010/casa_del_tiempo_eIV_num36_09_16.pdf Consultado el 29 de mayo del 2017. Caballero, M., et al. (2007). Efecto invernadero, calentamiento global y cambio climático: una perspectiva desde las ciencias de la tierra. Revista Digital Universitaria. Vol. 8. Num 10, Octubre. 1=12 pp. En http://www.revista.unam.mx/vol.8/num10/art78/oct_art78.pdf Rodríguez , M. y Mance, H. (2009). Cambio climático: lo que está en juego. Foro Nacional Ambiental. Bogotá-Colombia. 73 págs. En http://library.fes.de/pdf-files/bueros/kolumbien/07216.pdf CONABIO. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. http://www.biodiversidad.gob.mx/biodiversidad/que_es.html consultado el 29 de mayo del 2017. SEMARNAT (2008). ¿Y el medio ambiente? Problemas en México y el Mundo, México: SEMARNAT. SEMARNAT (2011). ¿Y el medio ambiente? Biodiversidad, conocer para conservar México: SEMARNAT. Salva cactus, México Blog de conservación de cactáceas mexicanas. Disponible el día 20 de mayo del 2018: https://medium.com/preservemos-las-cactaceas/a-pesar-de-las-espinas-fb3a3752fc00 Segura-Burciaga, S. 2009. Introducción de especies: la invasión y el control de Eucalyptus resinifera. p.p. 533-539. En: Lot, A. y Z. Cano-Santana (eds.). 2009. Biodiversidad del ecosistema del Pedregal de San Ángel. Libro Conmemorativo del 25 aniversario de la Reserva Ecológica de Ciudad Universitaria (1983-2008). Reserva Ecológica del Pedregal de San Ángel. Coordinación de la Investigación Científica, UNAM., México, D.F. 538 pp. Periodismo Digital Sin Embargo. Disponible el día 20 de Mayo 2018 http://www.sinembargo.mx/19-11-2015/1555326. WWF (2016). Informe Planeta 2016. Riesgo y resiliencia en el Antropoceno. WWW International, Gland, Suiza. Disponible en http://d2ouvy59p0dg6k.cloudfront.net/downloads/informe_planeta_vivo_2016_2.pdf https://www.uv.mx/personal/marisperez/files/2013/08/6-Desarrollo-Sustentable.pdf consultado el 20 de mayo del 2017 http://academic.uprm.edu/gonzalezc/index.htm consultado el 20 de mayo del 2017 http://apps1.semarnat.gob.mx/dgeia/informe_12/pdf/Cap4_biodiversidad.pdf consultado el 29 de mayo del 2017. http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia2/unidad1/biodiversidad/niveles consultado el 10 de junio 2017. http://academic.uprm.edu/gonzalezc/HTMLobj-245/capitulo4-erosion.pdf consultado el 8 de junio 2017. Baena, M. y Halffter, G. 2008. E tin i n d p i , en vol. I: Conocimiento actual de la biodiversidad. Conabio, México, pp. 263-282. Disponible en http://www.biodiversidad.gob.mx/pais/pdf/CapNatMex/Vol%20I/I10_Extincionesp.pdf http://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2016_054.html Consultado el 9 de junio del 2017 http://www.ciudadcapital.com.mx/?p=70184 Consultado el 9 de junio del 2017 http://www.foroambiental.com.mx/trafico-ilegal-de-flora-en-mexico/ Consultado el 11 de junio del 2017

120

Desarrollo sustentable

El desarrollo sustentable es____________________, donde se satisfacen las necesidades de las

generaciones _______________ y no se comprometen las_________________ de las

generaciones _______________. Se consideran tres dimensiones que son ________________,

________________ y_____________________, las cuales deben trabajarse de forma __________,

para ___________,____________ y conservar la______________.

Explica con tus propias palabras en que consisten cada una de las dimensiones del desarrollo

sustentable.

Ecológica o ambiental Social Económica

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Bibliografía

Carabias, Julia y Zenón Cano-Santana (2009). Ecología y medio ambiente en el siglo xxi. México: Pearson Prentice Hall. Enciclopedia de Conocimientos Fundamentales : UNAM-Siglo XXI. 2010. Coord. Jaime Labastida y Rosaura Ruíz vol4. 78 pp. Jiménez-Sierra, et al. (2010). Biodiversidad una alerta. Difusión Casa del tiempo. Num 36, Octubre. 9-16 pp. En http://www.uam.mx/difusion/casadeltiempo/36_iv_oct_2010/casa_del_tiempo_eIV_num36_09_16.pdf Consultado el 29 de mayo del 2017. Caballero, M., et al. (2007). Efecto invernadero, calentamiento global y cambio climático: una perspectiva desde las ciencias de la tierra. Revista Digital Universitaria. Vol. 8. Num 10, Octubre. 1=12 pp. En http://www.revista.unam.mx/vol.8/num10/art78/oct_art78.pdf Rodríguez , M. y Mance, H. (2009). Cambio climático: lo que está en juego. Foro Nacional Ambiental. Bogotá-Colombia. 73 págs. En http://library.fes.de/pdf-files/bueros/kolumbien/07216.pdf CONABIO. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. http://www.biodiversidad.gob.mx/biodiversidad/que_es.html consultado el 29 de mayo del 2017. SEMARNAT (2008). ¿Y el medio ambiente? Problemas en México y el Mundo, México: SEMARNAT. SEMARNAT (2011). ¿Y el medio ambiente? Biodiversidad, conocer para conservar México: SEMARNAT. WWF (2016). Informe Planeta 2016. Riesgo y resiliencia en el Antropoceno. WWW International, Gland, Suiza. Disponible en http://d2ouvy59p0dg6k.cloudfront.net/downloads/informe_planeta_vivo_2016_2.pdf https://www.uv.mx/personal/marisperez/files/2013/08/6-Desarrollo-Sustentable.pdf consultado el 20 de mayo del 2017 http://academic.uprm.edu/gonzalezc/index.htm consultado el 20 de mayo del 2017 http://apps1.semarnat.gob.mx/dgeia/informe_12/pdf/Cap4_biodiversidad.pdf consultado el 29 de mayo del 2017. http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia2/unidad1/biodiversidad/niveles consultado el 10 de junio 2017. http://academic.uprm.edu/gonzalezc/HTMLobj-245/capitulo4-erosion.pdf consultado el 8 de junio 2017.

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http://www.foroambiental.com.mx/trafico-ilegal-de-flora-en-mexico/ Consultado

el 11 de junio del 2017

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Simulacro de examen

Subraya la respuesta correcta

1.- Propusieron la teoría de la generación espontánea

a) Charles Darwin y Alfred R. Wallace

b) Ernst Mayr y Gerorge Simpson

c) Tales de Mileto, Anaximandro, Jenófanes y Demócrito

d) Socrates

2.- Científico frances que refutó la generación espontánea

a) Lazzaro Spallanzani

b) J. Tuberville Needham

c) Antonio Redi

d) Louis Pasteur

3.- Teoría del origen de la vida propuesta en 1924

a) Teoría de evolución por selección natural

b) Teoría quimiosintética

c) Teoría endosimniótica

d) Teoría del big bang

4.- Modelo precelular propuesto por Oparin - Haldane

a) Sulfobio

b) Protobionte

c) Colpoide

d) Coacervado

5.- Propuso la teoría de la endosimbiosis

a) Charles Darwin

b) Ernst Mayr

c) Lynn Margullis

d) Aristóteles

124

6.- Prueba en contra de la teoría endosimbiótica

a) Presencia de intrones y exones en el ADN mitocondrial y de cloroplasto

b) El tamaño de mitocondrias y cloroplastos es el mismo de bacterias

c) Mitocondrias y cloroplastos son sensibles a antibióticos dirigidos a bacterias

d) Mitocondrias y cloroplastos se dividen por fisión binaria

7.- Transformación gradual de formas de vida primitivas en otras más

diferenciadas y complejas

a) Endosimbiosis

b) Evolución

c) Extinción

d) Mutación

8.- Autor de libro "La filosofía zoológica"

a) J.B. Lamarck

b) C. Darwin

c) A.R. Wallace

d) Tales de Mileto

9.- Causante del cambio en los organismo según Lamarck

a) Mutación

b) Deriva génica

c) Impulso vital o interno

d) Selección Natural

10.- La diversidad de pinzones en las islas Galapagos fue el detonante para

que C. Darwin propusiera:

a) La teoría quimiosintética

b) La teoría de la Selección Natural

c) La teoría sintpetica de la evolución

d) La teoría de la endosimbiosis

125

11.- Economista que influyó en C. Darwin para escribir "El origen de las

especies"

a) J. B. Lamarck

b) Gregor Mendel

c) Thomas Maltus

d) Henry Huxley

12.-Todas son disciplinas que coadyuvan al desarrollo de la teoría sintética

excepto:

a) ecología

b) etología

c) paleontología

d) geometría

13.- Varios genes pueden participar en la construcción de un carácter:

a) poligenia

b) dominancia

c) recesividad

d) homocigoto

14.- Un gen puede participar en la construcción de varios caracteres:

a) dominancia

b) recesividad

c) homocigoto

d) pleiotropía

15.- Representación gráfica de los eventos ocurridos a lo largo de la historia de

la Tierra, ordenados de forma cronológica:

a) Historia

b) Geografía

c) Escala de tiempo geológico

d) Paleontología

126

16.- Las evidencias de la evolución son:

a) biblicas, moleculares y económicas

b) paleontológicas, anatómicas, moleculares y biogeográficas

c) biogeográficas, económicas y anatómicas

d) biblicas, económicas y bpaleontológicas

17.-El termino paleontología fue acuñado por:

a) Charles Darwin

b) Ernst Mayr

c) Charles Lyell

d) Alfred R. Wallace

18.- A cualquier evidencia de vida en el pasado se le llama:

a) fósil

b) hueso

c) huella

d) coprolito

19.- Tipo de fósil que se forma por la precipitación de las sustancias orgánicas

no volátiles dejadas por un ser al descomponerse sobre una superficie de

sedimentación:

a) permineralización

b) impresión

c) vaciado

d) momificación

20.- Al estudio de la distribución geográfica de los seres vivos se le llama:

a) paleobiología

b) sistemática

c) biogeografía

d) citología

127

21.- Similitud que hay entre caracteres de distintas especies debido a que

tienen un origen común:

a) homología

b) analogía

c) heterología

d) geografía

22.- Conjunto de poblaciones real o potencialmente fecundadas entre sí y que

están aisladas reproductivamente de otros conjuntos parecidos en condiciones

naturales

a) Especie biológica

b) Especie filogenética

c) Especie ecológica

d) Especie morfológica

23.- Estudio de la diversidad biológica y de las relaciones entre organismos:

a) Ecología

b) Taxonomía

c) Paleontología

d) Taxonomía

24.- Propone la clasificación de tres dominios:

a) Charles Lyell

b) Erns Myar

c) T. Dobzhansky

d) Carl Woese

25.- Los cinco reinos son:

a) Eukarya, Monera, Plantae, Animalia y Eubacteria

b) Animalia, Achaeobacteria, Protista, Fungi y Eukarya

c) Monera, Protista, Fungi, Animalia y Plantae

d) Eubacteria, Achaeobacteria, Eukarya, Protista y Fungi

128

26.- Es la rama de la biología que se encarga del estudio de las interacciones

que establecen los organismos entre sí y con su ambiente:

a) Taxonomía

b) Sistemática

c) Ecología

d) Paleobiología

27.- Es la agrupación conformada por poblaciones de individuos de diferentes

especies que habitan en un mismo espacio e interactúan entre sí:

a) Población

b) Ecosistema

c) Comunidad

d) Bioma

28.- Todos los seres vivos que se encuentran en un ecosistema se les conoce

como:

a) Componentes bióticos

b) Componentes abióticos

c) Componentes eólicos

d) Componentes ecosistémicos

29.- La energía solar es un ejemplo de:

a) Componente biótico

b) Componente abiótico

c) Componente eólico

d) Componente ecosistémico

30.- Interacción entre dos especies que comparten un mismo recurso:

a) Depredación

b) Competencia

c) Simbiosis

d) Mutualismo

129

31.- Cuando los cucús dejan sus huevos en nidos de otras aves para que sean

criados por estas últimas es un ejemplo de:

a) Depredación

b) Competencia

c) Simbiosis

d) Parasitismo

32.- Es un conjunto de especies, o de organismos, que coinciden por la

posición o turno que ocupan en el flujo de energía y nutrientes:

a) Nivel trófico

b) Interacción biótica

c) Amensalismo

d) Ecología

33.- A los organismos que se alimentan directa y exclusivamente de los

productores se les llama:

a) Consumidores secundarios

b) Depredadores

c) Descomponedores

d) Consumidores primarios

34.- La biodiversidad abarca:

a) Animales

b) Plantas

c) Animales y plantas

d) Todas las formas de vida

35.- Las diferentes perspectivas por las cuales la biodiversidad es importante

son:

a) Moral, legislativa y ecológica

b) Biológica, ecológica, económica, estética y ética

c) Ética, ecológica y legislativa

d) Filosófica, ecológica y moral

130

36.- El CO2, metano, óxido nitroso y los fluorocarbonados son ejemplos de:

a) Gases de efecto invernadero

b) Gases sin importancia

c) Gases de producción ecosistémica

d) Gases producidos por las plantas

37.- Al modelo de crecimiento donde satisface las necesidades del presente sin

comprometer las capacidades que tienen las futuras generaciones para

satisfacer sus propias necesidades se le conoce como:

a) Desarrollo imparable

b) Desarrollo social

c) Desarrollo sustentable

d) Desarrollo ecológico

38.- Los tres pilares del desarrollo sustentable son:

a) Ecológico, social y económico

b) Social, legislativo y biológico

c) Económico, legislativo y biológico

d) Ecólogico, social y legislativo

39.- No es un ejemplo de contaminación derivada por las actividades humanas:

a) Erosión del suelo

b) Introducción de fauna y flora exótica

c) Tráfico de especies

d) Conservación de áreas naturales

40.- Ejemplo de las consecuencias del impacto de las actividades humanas en

la naturaleza:

a) Migraciones anuales

b) Reproducción

c) Calentamiento global

d) Florecimiento

131

Respuestas

1.- c

2.- d

3.- b

4.- d

5.- c

6.- a

7.- b

8.- a

9.- c

10.- b

11.- c

12.- d

13.- a

14.- d

15.- c

16.- b

17.- c

18.- a

19.- b

20.- c

21.- a

22.- a

23.- a

24.- d

25.- c

26.- c

27.- c

28.- a

29.- b

30.- b

31.- d

32.- a

33.- d

34.- d

35.- b

36.- a

37.- c

38.- a

39.- d

40.- c