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ORIGEN DE LA VIDA Y EVOLUCION
David Pérez Villena
Created on October 29, 2023
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Transcript
EVOLUCIÓN
EL ORIGEN DE LA VIDA
1º bachillerato
Editado por
Índice
1. EL ORIGEN
9. DARWIN
5. T. PREBIÓTICA
2. TEORÍAS
10. T. SINTÉTICA
6. T. SIMBIONTE
3. PASTEUR
11. GEN EGOISTA
7. LAS PRUEBAS
4. PANSPERMIA
12. BIOGRAFÍAS
8. LAMARK
El origen de la vida
Las distintas explicaciones que se han dado a lo largo de la historia sobre el origen de la vida se pueden enmarcar en estas tres grandes hipótesis
El origen de la vida: teorías
Origen sobrenatural para los seres superiores (la Creación) y la generación espontánea para los seres considerados inferiores. Esta última explica el origen continuado de seres vivos a partir de materiales diversos (barro, estiércol, restos de alimentos, etc). Esta teoría estuvo vigente hasta la segunda mitad del siglo XIX en que fue refutado de forma definitiva por Francesco Redi y Louis Pasteur.
El procedimiento que siguió Francesco fue el de poner carne cruda en dos frascos, uno abierto y otro cerrado. Según la creencia general, en ambos frascos aparecerían orugas de forma espontánea. Pero en el experimento de Francesco solo aparecerían en el frasco abierto. Y demostró que si se cerraba este frasco en ese momento, las orugas se convertían en moscas. Luego esas moscas ponían huevos y de esos huevos era de donde salían las larvas. Éstas se convertían en moscas, que a su vez podían poner huevos, que... Y se reproducía el mismo ciclo.
El origen de la vida: teorías
El experimento de Pasteur
En la segunda mitad del siglo XIX, Louis Pasteur realizó una serie de experimentos que probaron definitivamente que los microbios se originaban a partir de otros microorganismos. Demostró que todo proceso de fermentación y descomposición orgánica se debe a la acción de organismos vivos y que el crecimiento de los microorganismos en caldos nutritivos no era debido a la generación espontánea.
“Un poco de ciencia aleja de Dios, pero mucha ciencia devuelve a Él”.
Para demostrarlo, expuso caldos hervidos en matraces provistos de un filtro que evitaba el paso de partículas de polvo hasta el caldo de cultivo, simultáneamente expuso otros matraces que carecían de ese filtro, pero que poseían un cuello muy alargado y curvado que dificultaba el paso del aire, y por ello de las partículas de polvo, hasta el caldo de cultivo. Utilizó dos frascos de cuello de cisne (similares a un Balón de destilación con boca larga y encorvada).
El origen de la vida: teorías
El experimento de Pasteur
La forma de "S" era para que el aire pudiera entrar y que los microorganismos se quedasen en la parte más baja del tubo. Al cabo de un tiempo observó que nada crecía en los caldos demostrando así que los organismos vivos que aparecían en los matraces sin filtro o sin cuellos largos provenían del exterior, probablemente del polvo o en forma de esporas. Finalmente cortó el tubo en forma de “S” de uno de los matraces. El matraz abierto tardó poco en descomponerse, mientras que el cerrado permaneció en su estado inicial.
Estos matraces tienen los cuellos muy alargados que se van haciendo cada vez más finos, terminando en una apertura pequeña, y tienen forma de "S". En cada uno de ellos metió cantidades iguales de caldo de carne (o caldo nutritivo) y los hizo hervir para poder eliminar los posibles microorganismos presentes en el caldo.
El origen de la vida: teorías
CONCLUSIONES
El experimento de Pasteur
1. En el aire se encuentran abundantes esporas de microorganismos. 2. Estas esporas son las responsables de la contaminación en la mayoría de las experiencias realizadas hasta entonces. 3. Aunque se comunique el cultivo con la atmósfera, si se impide la entrada de gérmenes, el cultivo no se contamina. 4. La propagación de los microorganismos del aire es muy variable en función de la época del año y del lugar. 5. El aire no es la única fuente de contaminación. También lo son los frascos y los instrumentos. 6. La putrefacción no es la causa de la presencia de microorganismos sino al contrario: son los microbios los que producen la putrefacción o descomposición de la materia orgánica.
El origen de la vida: teorías
La panspermia : «semillas por todas partes»
El origen extraterrestre (la panspermia) postula que las primeras formas de vida proceden del espacio y llegaron a la Tierra como esporas u otras formas de resistencia en el interior de meteoritos. A partir de estos microorganismos se desarrollarían el resto de seres vivos.
Existen otras variedades de esta teoría que indican que sólo llegaron moléculas orgánicas a través de los meteoritos (luego se ensamblarían para dar los polímeros orgánicos y los seres vivos) o incluso que fueron seres extraterrestres los que diseminaron las esporas y microorganismos (panspermia dirigida)
Pruebas de la panspermia: - Existencia de biomoléculas en las nebulosas. - Los meteoritos pueden llegar a la superficie terrestre y en algunos se han encontrado restos orgánicos.
Origen inorgánico: las biomoléculas que componen los seres vivos se sintetizaron en la hidrosfera terrestre a partir de componentes inorgánicos de la atmósfera primitiva. La teoría prebiótica sobre el origen de la vida desarrollada por Oparin y Haldane en el año 1923.
La teoría de Oparin- Haldane se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida. De acuerdo con esta teoría, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, así como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Dichas sustancias se combinaron dé tal manera que dieron origen a los seres vivos.
El origen de la vida: teorías
La teoría prebiótica (Oparin y Haldane, 1923)
EXPERIMENTO DE MILLER
Postula que hace 4.000 millones de años, la Tierra primitiva presentaba un aspecto bastante diferente al actual e imperaban las siguientes condiciones:
En la Litosfera, el intenso enfriamiento de un planeta todavía muy joven genera un vulcanismo intenso
Una Hidrosfera a temperaturas aún elevadas (40 a 60 oC)
Presencia de una atmósfera de carácter reductor, con metano, amoniaco, hidrógeno y vapor de agua. No existe ni el oxígeno ni el ozono
En este contexto ambiental, los compuestos inorgánicos de la atmósfera reductora primitiva reaccionan entre sí para formar compuestos orgánicos sencillos (monómeros)En charcas cercanas a las orillas de los océanos, los monómeros sintetizados inorgánicamente aumentan su concentración (lo que Oparin denominó “sopa o caldo primitivo”), por lo que se polimerizan para originar macromoléculas orgánicas (proteínas, lípidos, etc).
El origen de la vida: teorías
La teoría endosimbiótica: la aparición de las células eucariotas
Postula que algunos orgánulos propios de las células eucariotas, especialmente plastos y mitocondrias, habrían tenido su origen en organismos procariotas que después de ser englobados por otro microorganismo habrían establecido una relación endosimbiótica con éste.
La teoría endosimbiótica fue popularizada por Lynn Margulis en 1967
La teoría endosimbiótica se apoya en múltiples hechos: La endosimbiosis es relativamente común en biología. Mitocondrias y cloroplastos muestran intrigantes similitudes con ciertos procariotas en la estructura, reproducción, bioquímica y composición genética. Las mitocondrias y los cloroplastos tienen alguna información genética propia, lo que avalaría su independencia primigenia.
LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA Y SUS PRUEBAS
La comunidad científica considera la evolución biológica o proceso de transformación de los seres vivos a lo largo del tiempo, como un hecho comprobado, del cual hay que investigar y conocer sus mecanismos para poder explicar una serie de evidencias como las siguientes:
- Actualmente existe una elevada biodiversidad. - Existen especies con semejanzas morfológicas y fisiológicas. - Los seres vivos han ido apareciendo a lo largo de la historia geológica. - Gracias al registro fósil, se conocen especies que no existen ahora y que tienen semejanzas con algunas especies actuales, entonces inexistentes.
Editado por
LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA Y SUS PRUEBAS
Pruebas anatómicas : consistentes en el estudio comparado de las estructuras corporales de los organismos para así establecer posibles relaciones de parentesco.
Los órganos análogos
Los órganos vestigiales
Los órganos homólogos
Tienen la misma función, pero distinto origen y distinta estructura interna
Aquellos que tuvieron una importancia relevante en las especies predecesoras desaparecidas, pero que se encuentran bastante reducidas en las especies actuales al encontrase en desuso
Presentan la misma estructura interna (y por tanto el mismo origen) pero desempeñan distinta función.
convergencia evolutiva
divergencia evolutiva
LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA Y SUS PRUEBAS
Pruebas paleontológicas basadas en el estudio de los fósiles
- Las formas intermedias o de transición del registro fósil con características intermedias entre dos grupos. - Las series filogenéticas son conjuntos de fósiles parecidos entre sí que permiten conocer la historia evolutiva de un grupo de organismos.
Pruebas embriológicas, consistentes en el estudio comparado del desarrollo embrionario
Cuanto más tarde aparezcan las diferencias en el desarrollo embrionario, mayor es el parentesco evolutivo entre las especies que se consideran.
LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA Y SUS PRUEBAS
Series filogenéticas
LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA Y SUS PRUEBAS
Pruebas embriológicas: El estudio de los embriones de los distintos vertebrados aportan información sobre el desarrollo evolutivo de estas especies, ya que son iguales en las primeras fases de desarrollo. Conforme avanza el desarrollo embrionario, el embrión de cada especie se va diferenciando, siendo más parecidos cuanto mayor sea el grado de parentesco de las especies. Haeckel resumió esta teoría con la famosa frase "La ontogenia recapitula la filogenia".
Esta frase da a entender que el desarrollo de un organismo le llevará a través de cada una de las etapas adultas de su historia evolutiva, o filogenia.
LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA Y SUS PRUEBAS
Pruebas biogeográficas, basadas en el estudio de la distribución geográfica de las especies (biogeografía). Los organismos que viven en la misma región evolucionan de forma similar pero, si alguna población queda aislada, evoluciona de forma independiente y genera organismos distintos, aunque similares.
Pruebas bioquímicas: se comparan secuencias de bases de ADN o secuencias de aminoácidos de proteínas correspondientes a dos especies diferentes. Cuanto menores sean las diferencias, mayor es el parentesco evolutivo
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
El evolucionismo postula el cambio de unas especies en otras a lo largo del tiempo, mientras que el fijismo, imperante hasta el siglo XIX, defendía la inmutabilidad de las especies.
El creacionismo, en que las distintas especies fueron originadas por un Creador y no han cambiado desde entonces.
El catastrofismo : A lo largo de la historia de la Tierra se iban sucediendo creaciones y extinciones
EL LAMARCKISMO : primer científico que propuso la transformación de las especies a lo largo del tiempo
La función crea el órgano y su desuso produce degeneración. Por tanto los caracteres adquiridos de un organismo dependen del uso.
Los caracteres adquiridos se heredan y se transmiten a la descendencia.
Los organismos cambian a lo largo del tiempo y tienden a la complejidad.
Jean-Baptiste Lamarck
Con el desarrollo posterior de la genética, la idea de la herencia de los caracteres adquiridos no se puede sostener en la actualidad.
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
La idea básica de la teoría de Lamarck era la siguiente: el entorno cambia, las formas de vida luchan por adaptarse continuamente a las nuevas exigencias de su hábitat, estos esfuerzos modifican sus cuerpos físicamente, y estos cambios físicos son heredados por la descendencia.
EL LAMARCKISMO :
La evolución que proponía la teoría de Lamarck era un proceso que se sostiene en un concepto llamado herencia de las características adquiridas: los padres transmiten a los hijos los rasgos que adquieren a partir de cómo se relacionan con el entorno.
¿En qué falla la teoría de Lamarck?
Hoy se sabe que los individuos tienen un margen de posibilidades limitado a la hora de modificar su cuerpo con su uso. Por ejemplo, los cuellos no se alargan por el simple hecho de estirarlo, y lo mismo pasa con las piernas, los brazos, etc.
El segundo motivo por el que el lamarckismo falla es por sus asunciones acerca de la herencia de las capacidades adquiridas. Aquellas modificaciones físicas que sí dependen del uso de ciertos órganos, como por ejemplo el grado de musculación de los brazos, no se transmiten a la descendencia, de manera automática, ya que lo que hacemos no modifica el ADN de las células germinales cuyos genes se transmiten durante la reproducción.
Hoy en día Lamarck es muy reconocido y admirado ya que el modo en que concebía la evolución puede ser interpretado como un paso intermedio entre el creacionismo clásico y la teoría de Darwin
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
24 de noviembre de 1859
EL DARWINISMO
El mecanismo que se propone en el darwinismo fue el siguiente:
Los individuos de una población presentan variabilidad, es decir, no son exactamente iguales.
Entre los organismos se establece una lucha por la supervivencia
El medio selecciona a los individuos más adaptados (la selección natural)
Los individuos seleccionados se reproducen más y así un mayor número de descendientes tendrá esas variaciones ventajosas.
10 cosas que no sabias de Darwin
dibujos satíricos
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
EL DARWINISMO
Darwin basó esta teoría en varias observaciones:
- Los rasgos observables —como la morfología, la fisiología y el comportamiento— varían entre los individuos. En otras palabras, existe una variación fenotípica dentro de las poblaciones.
- Estos rasgos variables confieren una aptitud diferencial, lo que significa que conducen a diferentes niveles de éxito en términos de supervivencia y reproducción.
- Los rasgos son heredables, es decir, se transmiten de padres a hijos.
DEBATE POR GRUPOS
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
VS
¿Las especies evolucionaban?
¿Las especies se extinguen?
¿Cuál era el motor de la evolución?
¿Los cambios son graduales y continuos?
¿Existe variabilidad dentro de las poblaciones?
¿Existe herencia de los caracteres adquiridos?
La evolución depende del individuo
¿Creen en el uso y desuso de los órganos como posible fuente de variabilidad?
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
Durante la primera mitad del siglo XX, los nuevos conocimientos adquiridos en campos como la genética, la bioquímica, la paleontología y la ecología, forzaron a científicos como T. Dobzhansky y E. Mayr a reinterpretar el darwinismo con estos nuevos aportes.
LA TEORÍA SINTÉTICA
la variabilidad genética de la población está en la mutación y en la recombinación genética asociada a la reproducción sexual
La selección natural actúa sobre alelos resultantes de mutaciones positivas
La unidad evolutiva es la población Una población evoluciona cuando cambian las frecuencias de los distintos alelos de cada uno de los genes de la especie.
El proceso evolutivo es gradual al cambiar la estructura genética de las poblaciones.
Editado por
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
LA TEORÍA SINTÉTICA
La variabilidad genética de una población se puede considerar la materia prima de la evolución, en el sentido de que para escoger los mejores organismos hace falta una variedad inicial.
SIMULADOR
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
La teoría del gen egoísta: una revolución en la evolución
Richard Dawkins publica en 1976 su libro «El gen egoísta»
Dawkins propone que la evolución no va de individuos, sino de genes. Y más concretamente, de alelos.
"Somos máquinas de supervivencia, autómatas programados a ciegas con el fin de perpetuar la existencia de los egoístas genes que albergamos en nuestras células."
EL NEUTRALISMO. El científico japonés M. Kimura es el autor principal de la teoría neutralista de la evolución, que limita la importancia de la selección natural:
La mayoría de las mutaciones son neutras
Es el azar (la deriva genética) la que selecciona los alelos, especialmente en poblaciones reducidas.
LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS
EL EQUILIBRIO PUNTUADO : Los paleontólogos N. Eldredge y S.J. Gould plantearon en 1972 un mecanismo saltacionista en vez de gradualista. Consiste en lo siguiente:
El registro fósil presenta pocas formas intermedias
A lo largo de la historia geológica se alternan largos periodos de estabilidad (estasis), en que las especies apenas cambian, con periodos relativamente cortos (apenas miles de años) de grandes cambios con aparición de numerosas nuevas especies (especiación) y extinción de las anteriores de las que derivan.
Pero.... ¿cuándo aparece una nueva especie?
Aislamiento reproductivo, lo que provoca la interrupción del intercambio de genes entre poblaciones de la misma especie por mecanismos precigóticos
Mediante la ESPECIACIÓN que es el proceso evolutivo de formación de una nueva especie a partir de otra preexistente. Comprende dos fases:
Evolución separada de las poblaciones aisladas (aparición de la variabilidad genética por mutación y recombinación, y posterior selección natural). Las nuevas especies, al ponerse en contacto, ya no podrán reproducirse entre sí debido a la aparición de mecanismos postcigóticos de aislamiento
BIOGRAFÍAS
FRANCESCO REDI
LOUIS PASTEUR
CHARLES DARWIN
''
“La no violencia lleva a la más alta ética, lo cual es la meta de la evolución. Hasta que no cesemos de dañar a otros seres vivos, somos aún salvajes.”
THOMAS ALVA EDISON
Editado por
El Origen de las Especies
La obra Ensayo sobre el principio de población de Thomas Robert Malthus fue clave para el desarrollo de su famosa Teoría de la Evolución de Especies. En un primer momento, y una vez Darwin finalizó su teoría, tuvo miedo de hacerla pública por las posibles repercusiones que tendría por parte de los más conservadores. Pasados 20 años y una carta del naturalista Alfred Russel Wallace hizo que Darwin se decidiera por publicar sus hallazgos. La primera edición de su obra tenía un nombre mucho más largo que el que conocemos: El origen de las especies mediante la selección natural o la conservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida. No fue hasta su sexta edición cuando se renombró al actual: El origen de las especies.
Charles Darwin realizó un estudio de las especies que habitaban en las Islas Galápagos y las comparó con aquellas que vivían en islas cercanas. Las diferencias que surgían entre estas se debían a una adaptación al medio tras el paso del tiempo que, incluso, podría originar la creación de una nueva especie.
El ejemplo de las jirafas y Lamarck
En un primer momento, un animal similar a un antílope ve cómo su entorno se vuelve cada vez más seco, de modo que la hierba y los arbustos empiezan a escasear cada vez más y necesita recurrir a alimentarse de las hojas de los árboles con mayor frecuencia. Esto hace que estirar el cuello se transforme en uno de los hábitos definitorios del día a día de la vida de algunos de los miembros de su especie. Así, según la teoría de Lamarck, los pseudo-antílopes que no luchan por acceder a las hojas de los árboles estirando el cuello tienden a morirse dejando poca o ninguna descendencia, mientras que los que estiran el cuello no solo sobreviven ya que al tener el cuello estirado este se prolonga, sino que esta característica física (el cuello más largo) es transmitida a su herencia. De este modo, con el paso del tiempo y de las generaciones, aparece una forma de vida que antes no existía: la jirafa.
Charles Darwin (1809 –1882) revolucionó la biología y sus estudios e investigaciones han supuesto grandes avances para la ciencia. Fue el padre de la Teoría de la Evolución en la que explica gran parte de lo que actualmente sabemos sobre la vida en la Tierra.
El Experimento de Miller (1953) es la prueba más concluyente de la teoría inorgánica o prebiótico de Oparin. Colocando en un recipiente cerrado sustancias inorgánicas como metano, amoniaco y agua y aplicando descargas eléctricas sobre ellas, se obtienen aminoácidos (moléculas que forman proteínas) y otros componentes orgánicos.