Fundamentos Psicobiológicos de la Conducta PDF

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Fundamentos-temas-1-4.pdf Savatic2 Fundamentos Biológicos de la Conducta 1º Grado en Psicología Facultad de Psicología Universidad de Santiago de Compostela Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  FUNDAMENTOS PSICOBIOLÓGICOS DE LA CONDUCTA Primer parcial. Temas del 1 al 4. 1º de Psicología. Primer cuatrimestre. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ÍNDICE TEMA 1: PSICOBIOLOGÍA………………………………………………………………… 2-5 TEMA 2: BASES GENÉTICAS DE LA CONDUCTA…………….……………………… 5-13 TEMA 3: BASES EVOLUTIVAS DE LA CONDUCTA ………………………………….. 14-22 TEMA 4: Células nerviosas y gliales, señales nerviosas y comunicación interneural. …………………………………………………………………………………………………23-39 1 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  TEMA 1: Concepto, objeto, método y técnicas de psicobiología PSICOBIOLOGÍA La Psicobiología surge como disciplina científica a lo largo de la segunda mitad del siglo XX, como resultado de la integración de los conocimientos aportados desde: - la Psicología, en el estudio del comportamiento y - los procedentes de la Biología en el campo de la Evolución, la Genética, la Etología y la Neurociencia. La publicación del libro de Donald O. Hebb (1904-1985), The Organization of Behavior (La organización de la conducta) en 1949 marcó una inflexión en la demarcación de la Psicobiología como disciplina científica. En esta obra, Hebb propuso que los constructos mentales tenían una base neurofisiológica y destacó la relevancia de explicar cómo la actividad neural podría contribuir a la génesis de procesos cognitivos como el aprendizaje y la memoria, la atención, etc…. Su obra supuso el auge de la Psicología Fisiológica. Hay que tener en cuenta cuando se explica la conducta que hay que tener en cuenta diferentes factores y aspectos influyentes en la misma. La psicobiología (biología= seres vivos) (psicología= conducta) se centra en la base biológica, estudiando las bases biológicas de la conducta, ya que es una manera de entenderse como el objeto de estudio de la psicología. OBJETOS DE ESTUDIO DE LA PSICOBIOLOGÍA Conducta: Conjunto de manifestaciones públicamente observables reguladas por el sistema nervioso, mediante las cuales el organismo, como un todo, en respuesta a un estímulo interno o externo, se relaciona activamente con el medio ambiente (Abril et al., 2016). Los procesos mentales son abordados como procesos neurales que regulan el comportamiento. Se considera que la mente está ligada al organismo, es un producto de su actividad neural. Por lo tanto, son objetos de la psicobiología; identificar los sistemas neurales implicados en la actividad mental y explicar la actividad mental. ESTRATEGIAS DE ESTUDIO EN PSICOBIOLOGÍA VI: variable independiente, VD: variable dependiente (de la respuesta)(medible). Intervención somática: manipulación de alguna estructura o función del sistema nervioso y observación de los cambios en la conducta. Intervención conductual: manipulación de la conducta y evaluación de los cambios en alguna estructura o función corporal. Contrastación observacional (aproximación correlacional): observación de covariaciones entre medidas biológicas y conductuales. TÉCNICAS DE LA PSICOBIOLOGÍA 2 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Las estrategias empleadas para el estudio de las bases biológicas de la conducta y los procesos mentales llevan aparejada la utilización de técnicas. Las técnicas abarcan diferentes niveles de análisis, desde lo microscópico a lo macroscópico, desde lo anatómico a lo funcional. Además, se utilizan modelos animales para responder a las preguntas que requieren aproximaciones invasivas que no son aplicables en seres humanos. En Psicobiología se trabaja con humanos y con animales. ALGUNAS TÉCNICAS: - Lesión.* - Registro de la actividad de neuronas individuales o pequeños grupos (microelectrodos). - Registro de la actividad eléctrica cerebral y los campos magnéticos: electroencefalografía (EEG), magnetoencefalografía (MEG). - Registro de la actividad metabólica y hemodinámica. Neuroimagen funcional: resonancia magnética funcional (RMf), tomografía por emisión de positrones (TEP). - Aportan información sobre el estado funcional de las estructuras encefálicas. - Neuroimagen estructural: tomografía axial computerizada (TAC), resonancia magnética (RM). (Aportan información sobre la morfología y la localización de las estructuras encefálicas) - Estimulación magnética transcraneal y estimulación transcraneal por corriente directa. LESIÓN: * -Estudios con animales. -Lesión de un área cerebral y evaluación de los cambios en la conducta. -Inferir la función de un área determinada. -Evaluación a posteriori del tejido dañado, visualizándolo en el microscopio. El cerebro genera campos electromagnéticos que pueden detectarse desde el exterior del cuero cabelludo. La actividad neural lleva siempre aparejada una actividad vascular que facilita el soporte metabólico que requieren las células nerviosas. Lo cambios vasculares del cerebro suponen un índice indirecto de la actividad neural. 3 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  La actividad eléctrica asociada al funcionamiento cerebral se registra mediante electroencefalografía (EEG) y los campos magnéticos mediante magnetoencefalografía (MEG). Ambas tienen muy buena resolución temporal* Resolución espacial: Nivel de precisión con el que podemos determinar dónde tienen lugar los cambios en la función cerebral asociados a un evento particular. Resolución temporal*: Nivel de precisión con el que podemos determinar cuándo se produce un cambio en la función cerebral asociado a un evento particular. DISCIPLINAS DE LA PSICOBIOLOGÍA La Psicobiología es una ciencia multidisciplinar, en tanto que abarca diferentes disciplinas que comparten conceptos, aproximaciones metodológicas y técnicas, y que contribuyen, desde su enfoque particular, con un importante cuerpo de conocimiento para el análisis de las bases biológicas de la conducta. Entre las disciplinas de la Psicobiología se encuentran: -Psicología -Neuropsicología: Estudia la relación que existe entre el funcionamiento cerebral y los procesos psicológicos. Trabaja, de manera frecuente, en el ámbito de los pacientes con daños neurológicos, los cuales presentan algún tipo de lesión o disfunción cerebral susceptible de producir cambios cognitivos o conductuales. -Psicofisiología: Estudio, sin manipular el SN, de los cambios fisiológicos producidos en humanos ante determinadas situaciones o ante la presentación de estímulos. -Fisiológica/neurociencia conductual: Estudio de las bases biológicas de la conducta mediante la intervención sobre el sistema nervioso (SN). Trata de explicar la conducta a través del análisis de los procesos fisiológicos subyacentes. -Neurociencia cognitiva: Disciplina que busca entender como la función cerebral da lugar a las actividades mentales. Emplea con frecuencia las técnicas de neuroimagen y la estimulación cerebral no invasiva, para producir cambios cognitivos o conductuales. -Psicofarmacología: Estudio de las acciones de los fármacos sobre el SN y el efecto que tienen sobre la conducta y los procesos mentales. EXPLICACIÓN DE LA CONDUCTA Pretende evaluar qué sistemas y procesos biológicos le permiten al organismo relacionarse activamente con el medio. Se evalúa mediante determinados factores: 1. Factor filogenético: : Está representado por el acervo genético de la especie a la que pertenece el individuo, en el cual se recogen los logros adaptativos de sus predecesores que han resultado ventajosos para la supervivencia de la especie. 4 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  2. Factor ontogénico: está representado por el conjunto de interacciones que se producen entre el genotipo y el ambiente a lo largo de la vida de cualquier individuo. A los factores ambientales que actúan modulando la expresión génica se les denomina factores epigenéticos. 3.. Factores que intervienen en la causación inmediata de la conducta: Entre ellos se encuentran los mecanismos por los que los estímulos se integran en el Sistema Nervioso Central, cómo la representación del entorno produce cambios en el estado interno del organismo y cómo estos cambios fisiológicos influyen en la conducta. Las causas lejanas del comportamiento son el conjunto de adaptaciones que recoge el acervo genético de la especie y que capacitan a cualquier miembro de la misma para recibir un determinado estímulo, procesar la información de determinada manera y emitir una respuesta. La interacción entre genes y ambiente constituyen las causas próximas del comportamiento y son las responsables de que las características generales de la especie se expresen de modo particular en cada individuo, incrementando con ello la diversidad dentro de ella. EXPLICACIÓN DE LA CONDUCTA La psicobiología se encuadra en el paradigma E-O-R*, que es el marco de referencia de cualquier estudio científico del comportamiento. La conducta deriva de la actividad integrada del sistema nervioso y del sistema endocrino, mientras que los genes y todos los factores epigenéticos regulan la forma en la que se organizan t responden dichos sistemas.(Redolar, 2019). Robert S. Woodworth (1869-1962, psicólogo estadounidense), propuso el paradigma Estímulo-Organismo-Respuesta (EO-R) como marco de referencia para el estudio de la conducta, ya que ésta no sólo está en función del estímulo sino que también depende del organismo. - 5 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Tema 2: Bases genéticas de la conducta La genética es la disciplina que estudia la transmisión, expresión y evolución de los genes, los cuales controlan el funcionamiento, desarrollo, aspecto y la conducta de los organismos. (Revisar gen, alelo, genotipo, fenotipo, homocigoto, heterocigoto, cromosomas homólogos, mitosis, meiosis…). Patrones de transmisión en la herencia monogénica Herencia monogénica: Un rasgo está determinado por un gen. Son conocidos como rasgos o caracteres mendelianos. Encontramos 3 tipos de transmisión; dominante, recesiva y ligada al sexo. AUTOSÓMICA DOMINANTE: Los homocigóticos (AA) y heterocigóticos (Aa) manifiestan el carácter. TRANSMISIÓN AUTOSÓMICA RECESIVA: Los homocigóticos (aa) manifiestan el carácter y los heterocigóticos (Aa) no lo manifiestan pero son portadores del alelo causante del mismo. TRANSMISIÓN LIGADA AL SEXO: Los rasgos dependen de genes localizados en los cromosomas sexuales. Se diferencia entre herencia ligada al cromosoma X y herencia ligada al cromosoma Y, según si el gen está situado en el cromosa X o Y. -Herencia ligada al cromosoma X dominante: como ejemplo está el raquitismo hipofosfatémico. -Herencia ligada al cromosoma X recesiva: como ejemplos están la hemofilia y el daltonismo. -Herencia ligada al cromosoma Y: como ejemplo está la hipertricosis (exceso de pelo) en las orejas. -En la herencia ligada al sexo, las mujeres pueden ser homocigóticas o heterocigóticas, los hombres son homocigóticos. EJ1: La acondroplasia es la forma más frecuente del enanismo y está determinada por un gen autosómico que impide el desarrrollo normal ext. 2 personas con acondroplasia tienen dos hijos, uno con acondroplasia y otro no. 1) Caracter dominante o recesivo? Dominante, ya que si fuera un gen recesivo ambos padres serían homocigóticos (aa) y no habría probabilidad de tener hijos sin acondroplasia. 2) Genotipos de los padres? 3) Prob. descendencia? A= acondroplasia AAxAa o AAxAA= 100% probabilidades acondroplasia Si AaxAa = 75% afectados y 25% sanos Si fuese recesivo, ambos serían aa y todos los hijos estarían afectados. AaxAa 6 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  EJ2: La fenilcetonuria es un desorden metabólico. Si es un carácter autosómico recesivo (aa) y ambos padres son sanos, teniendo un hijo con fenilcetonuria, fenotipos y descendencia? AaxAa, 25% aa Aa, 50%. A= tiene a= no tiene ❖ La genealogía o Pedigrí es el estudio del patrón de transmisión de un carácter. Dicho patrón se establece a través de la información recogida de la familia, en la que se detecta el carácter a estudiar; esta información es resumida y representada de esta forma. VARIACIÓN DE LA DOMINANCIA E INTERACCIONES GÉNICAS. Dominación incompleta: (o parcial) se define como cuando el fenotipo del heterocigoto es intermedio entre los fenotipos de ambos homocigotos. Codominancia: Expresión fenotípica simultánea de dos alelos diferentes de un mismo gen en el mismo individuo. (Ej; los grupos sanguíneos en los humanos. Sistema ABO). Pleiotropismo: Capacidad de un gen para afectar a varias características fenotípicas diferentes. Ej, test de campo abierto: Consiste en que, con alta luminosidad, los animales muestran menos actividad y más defecaciones; son más emocionales y más reactivos que los pigmentados. En ratones y ratas, el gen que afecta al albinismo (un alelo recesivo) también lo hace al grado de emocionalidad, lo que parece consecuencia de la afectación del sistema visual de los animales albinos. 7 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Epistasia: Interacción entre genes, en la que un gen interfiere o modifica la expresión del otro gen; el mismo rasgo está determinado por dos genes a la vez. Es decir, un alelo dominante (epistático) en un gen suprime la acción de otro gen (hipostático) en todas sus combinaciones alélicas. Un ejemplo es el color del pelo en el perro. El alelo dominante A produce albinismo y por lo tanto ausencia de melanina que es la proteína encargada del pigmento del color del pelo. INTERACCIÓN ENTRE GENES Aparición de nuevos fenotipos: A veces la interacción entre los alelos de dos genes supone la aparición de 4 fenotipos diferentes. Por ejemplo, la cresta de la gallina depende de la interacción de dos genes. *Ver ejercicio a mano* Acción acumulativa de los efectos de varios genes. La herencia poligénica. Muchos de los rasgos humanos, como la altura, el peso o el color de la piel no se ajustan a un patrón simple de herencia mendeliana. En su base genética se encuentra la contribución de múltiples genes: estos rasgos son características o rasgos poligénicos. Rasgos cuantitativos: muestran una gradación de pequeñas diferencias que se conoce como variación continua. EJ: 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Los caracteres poligénicos cuantitativos cuyos fenotipos son el resultado tanto de la acción génica como de las influencias ambientales se denominan, a menudo, multifactoriales o caracteres completos; el comportamiento es un carácter multifactorial controlado por genes, factores ambientales y la interacción entre esos genes y el ambiente. GENÉTICA DE LA CONDUCTA DEF: Disciplina científica que tiene como objetivo explicar cómo y cuánto influyen los genes, el genotipo, sobre la conducta, el fenotipo. Francis Galton (1822-1911) consideraba que los rasgos conductuales humanos debían tener base genética, resultado de la selección natural. Planteó la hipótesis de que la inteligencia humana tiene base genética. Evaluó la inteligencia en base al parentesco de las personas. La base genética de la conducta puede ser: 1.Mendeliana o monogénica: determinada por un único gen. (Genética mendeliana de la conducta) EJEMPLO ASOCIADO: Fenilcetonuria, determinada por un alelo autosómico recesivo. No es fácil establecer la relación entre un gen y un rasgo conductual definido, ya que: A) La conducta está definida por el ambiente B) Un gen puede influir en la expresión de otros genes. Las enfermedades o trastornos debidos a alteraciones de un único gen son mucho menos frecuentes que las numerosas enfermedades, trastornos y fenotipos conductuales que son el resultado de la acción conjunta entre varios genes y el ambiente. 2.Poligénica: influida por varios genes. (Genética cuantitativa de la conducta) ❖ El rango de variaciones de la conducta está orquestado por una red de genes. La conducta es el resultado de la influencia conjunta de los genes y el ambiente. ¿Se puede averiguar en qué medida un rasgo psicológico o conductual, (inteligencia, extroversión, ansiedad..) está determinado por los genes y en qué medida por el ambiente?. La respuesta es, si se mantiene constante el ambiente, las diferencias que encontremos en la población se podrían atribuir a diferencias genéticas. Si sabemos que el genotipo es el mismo en los individuos, las diferencias que encontremos se podrían atribuir al ambiente. ❖ Conceptos de heredabilidad y ambientalidad: -Heredabilidad: Proporción de la variación fenotípica, observada entre los individuos de una población, que puede ser explicada por las diferencias genéticas entre esos individuos. 9 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ➔ Es un parámetro poblacional, ligado a unas condiciones ambientales concretas en un momento determinado. ➔ Es un valor numérico entre 0 y 1. Ambientabilidad: Es la proporción de la variabilidad de un rasgo fenotípico atribuible a factores ambientales. ❖ Métodos empleados: Se recurre a situaciones naturales para estimar la influencia del ambiente y los genes en el comportamiento humano. ❖ Estudios con familias, gemelos (decicigóticos y monocigóticos) y adopciones. *Gemelos: Si ambos gemelos presentan el caracter o rasgo se dice que son concordantes para ese carácter, pero si sólo lo expresa uno se dice que son discordantes. Si ambos gemelos presentan el carácter o rasgo se dice que son concordantes para ese carácter, pero si sólo se expresa uno se dice que son discordantes. Klug et Al (2013): Los genes desempeñan funciones importantes en el desarrollo de las células cerebrales, la sinapsis y la interconexión de las neuronas. Los patrones de expresión de los gemelos monocigóticos cambian con la edad, llevando a diferencias fenotípicas. Por ejemplo, se puede producir modificación química de su ADN (epigenética). Las diferencias entre miembros de las parejas de gemelos monocigóticos proporcionan una prueba directa de la influencia del ambiente no compartido. Se distingue entre los factores ambientales compartidos (son aquellas influencias compartidas por todos lo miembros de la familia y que hace que tiendan a parecerse más entre sí; por ejemplo, vivir en un entorno urbano) y los factores ambientales no compartidos (son aquellas influencias no compartidas por todos los miembros de la familia y que hacen que tiendan a diferenciarse entre sí; por ejemplo, tener diferente pandilla de amigos,….). Pero, algunos autores señalan que no se debe confundir ambiente compartido con ambiente familiar ya que, por ejemplo, no es lo mismo ser el segundo de tres hermanos que el primero de cuatro, es decir, el orden entre hermanos es una influencia ambiental que se recibe y que no es compartida con los otros miembros de la familia. (Redolar, 2019). ❖ Fenotipos humanos estudiados: -Inteligencia -Capacidades cognitivas específicas; inteligencia verbal y espacial, memoria.. -Rasgos de personalidad: extraversión, neuroticismo, búsqueda de novedades.. -Psicopatologías: esquizofrenia, depresión, síndrome bipolar, trastornos de ansiedad, … -Otras patologías: alcoholismo severo. Los resultados obtenidos apuntan a que, en mayor o menor grado, los rasgos psicológicos humanos poseen un componente genético. ❖ Tipos de correlación entre genotipo y ambiente: La correlación genotipo- ambiente trata de explicar la influencia de la predisposición genética en la exposición a los entornos. 10 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Se han propuesto tres tipos de correlaciones genotipo-ambiente: pasiva, reactiva (o evocativa) y activa. -Pasiva: El sujeto hereda tanto GENES como un AMBIENTE que correlaciona con sus predisposiciones genéticas. Tomando por ejemplo la aptitud para la pintura. Si los padres de un niño con esa capacidad también la tienen, el niño hereda pasivamente genes y ambiente. -Reactiva/evocativa: El sujeto produce reacciones en su entorno como consecuencia de su predisposición genética. EJ: Respecto a la aptitud para la pìntura, aunque los padres no tengan esa capacidad, si el niño la muestra puede ocurrir que en el colegio los profesores reaccionen estimulando y apoyando esa habilidad. -Activa: El sujeto selecciona, modifica y construye activamente su entorno de modo que se ajuste a sus predisposiciones genéticas. EJ: aunque ningún familiar o profesor potencie esa capacidad para la pintura, el sujeto buscará activamente amistades y ambientes que le permitan desarrollarla. ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS Y CONDUCTA HUMANA 1. Alteraciones en el número de cromosomas Poliploidía: el número de cromosomas de la célula es múltiplo del número haploide de la especie y distinto del número diploide normal (triploidía, tetraploidía,…). Aneuploidía: el número de cromosomas de la célula no es múltiplo exacto del número haploide de la especie. Se ganan o pierden cromosomas, pero no una dotación completa. Por ejemplo: - Monosomía: un cromosoma no tiene su homólogo. Ejemplo: Síndrome de Turner (45, X) en mujeres. - Trisomía: existen tres copias de un cromosoma. Ejemplo: Síndrome de Down debido a un cromosoma 21 extra (47, 21+). 2. Alteraciones estructurales de los cromosomas -Deleción: se pierde un fragmento de cromosoma. -Duplicación: un fragmento de un cromosoma está repetido. -Translocación: separación de un fragmento de un cromosoma y posterior unión a otro cromosoma. -Translocación recíproca: cromosomas no homólogos intercambian partes. -Translocación robertsoniana: unión por el centrómero de los brazos largos de dos cromosomas acrocéntricos no homólogos, con pérdida de los brazos cortos; al fusionarse dos cromosomas, en el cariotipo aparecen como uno solo. Algunos casos de síndrome de Down se deben a este tipo de translocación, en la que se fusionan los cromosomas 14 y 21. Inversión: un fragmento del cromosoma se inserta donde estaba pero orientado en sentido contrario. -Inversión pericéntrica: el fragmento contiene el centrómero. 11 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  -Inversión paracéntrica: el fragmento no contiene el centrómero. Ej de traslocación robertsoriana. Uno de los padres es portador de la translocación (14/21) y, aunque en la translocación se perdieron los brazos cortos de los cromosomas, esta persona es fenotípicamente normal. En la meiosis (formación de los gametos) uno de los gametos puede tener dos copias del cromosoma 21. (Ver cuadro rojo): una normal y una segunda translocada al cromosoma 14 (cromosoma 14/21). El descendiente con síndrome de Down tendrá un número normal de cromosomas (2n= 46), pero el material genético del cromosoma 21 estará triplicado (ver cuadro azul). 12 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  13 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Tema 3: Bases evolutivas de la conducta 1. CONCEPTO DE EVOLUCIÓN Hipótesis predarwinistas: ley del uso y desuso. Herencia de los caracteres adquiridos. “Los órganos de un animal son consecuencia de sus hábitos y éstos a su vez resultado del ambiente. La evolución tiene como objetivo alcanzar la perfección”. -La causa de la evolución es la necesidad, el deseo de mejora. Éste deseo se materializaría en la adquisición de adaptaciones anatómicas y fisiológicas que serían transmitidas a la descendencia. -Críticas: Los caracteres adquiridos no se heredan de generación en generación. Además, los organismos no tienden a la perfección, sino a vivir y transmitir sus genes a la siguiente generación. La teoría de la evolución de Darwin CHARLES DARWIN (1809-1882) ALFRED R. WALLACE (1823-1913) Propusieron la Selección Natural como el mecanismo que explica de qué forma de una especie se puede originar otra. ❖ En 1859, Darwin presentó su libro El origen de las especies. 3 pilares fundamentales: -La variabilidad existente en las poblaciones -La herencia de esa variabilidad -La desigual capacidad de los individuo para sobrevivir y reproducirse. ❖ El razonamiento de Darwin en su obra fue el siguiente: 1. El crecimiento de las poblaciones tiene como límite la cantidad de recursos disponibles. 2. La limitación de recursos establece una lucha por la existencia en la que los individuos que porten rasgos que permitan afrontar mejor las condiciones adversas del entorno (hambre, enfermedad,…) tendrán más probabilidades de sobrevivir y reproducirse. 3. Los descendientes tienden a heredar los caracteres de los progenitores, entre ellos los favorables, y a transmitirlos a las siguientes generaciones. 4. Aquellos individuos cuyos rasgos les son desfavorables en la lucha por la supervivencia tienen menos probabilidades de llegar a la edad reproductiva y, por lo tanto, de transmitir esos rasgos a la siguiente generación, rasgos que, de esta forma, tenderán a desaparecer de la población, y 5. tras muchas generaciones el proceso que favorece unos rasgos y elimina otros de la población hace que se transforme paulatinamente la especie en otra nueva. A la preservación de las diferencias y variaciones individuales favorables, y la destrucción de las que son perjudiciales mediante la reproducción diferencial de los organismos, es a lo que Darwin denominó Selección Natural. 14 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  La teoría de la evolución y la psicología “La expresión de las emociones en el hombre y los animales” (1872). -El comportamiento es considerado como una característica biológica sujeta a la selección natural. -Analiza el significado biológico de la expresión de las emociones en el hombre y la uniformidad con la que se expresan algunas emociones en todas las culturas. Para Darwin, las conductas tienen una lógica, de manera que se mantienen las que tienen mayor valor adaptativo. Las ideas de Darwin favorecieron las diferencias individuales en la conducta. -Críticas: -Como explicaba el origen de las diferencias entre individuos de la misma población: el azar, el uso y el desuso. -Desconocía los mecanismos de la herencia biológica. Consideraba que cada organismo era una mezcla de los rasgos de sus progenitores. Klug et al. (2013): Ni Darwin ni Wallace pudieron explicar el origen de las variaciones que proporcionaban el material para la evolución o los mecanismos por los que dichas variaciones pasaban de los progenitores a sus descendientes. Mendel publicó su trabajo sobre la herencia de los caracteres en 1866, pero pasó casi desapercibido en aquel momento. El redescubrimiento de los trabajos de Mendel a comienzos del siglo XX puso en marcha un esfuerzo de tres décadas para reconciliar el concepto de los genes y los alelos con la teoría de la evolución por selección natural. A medida que los biólogos del siglo XX aplicaron los principios de la genética mendeliana a las poblaciones, pudieron explicarse tanto el origen de la variación como el mecanismo de herencia (segregación de alelos). Hoy día, consideramos la evolución como la consecuencia de los cambios en los alelos y en las frecuencias alélicas de las poblaciones a lo largo del tiempo. Esta unión de la genética de poblaciones con la teoría de la selección natural dio lugar a una nueva visión del proceso evolutivo denominada neodarwinismo. La teoría sintética de la evolución o teoría neodarwinista (s.XX): Síntesis de la labor de Darwin con los trabajos procedentes de la genética, la zoología, la paleontología y la botánica. -La evolución pasa a ser considerada en términos de cambios en las frecuencias alélicas y sólo el estudio poblacional permite poner de manifiesto esos cambios. -La evolución constituye una serie de transformaciones parciales, o completas, e irreversibles de la composición genética de las poblaciones, basadas principalmente en interacciones con el ambiente. *Población: grupo de individuos de una especie que ocupa un área dada al mismo tiempo; en términos genéticos, un grupo de organismos que se cruzan entre sí y producen descendencia fértil. *Especie: grupo de poblaciones naturales de organismos cuyos miembros pueden cruzarse entre sí, producir descendencia fértil y que, al mismo tiempo, está reproductivamente aislado de otros grupos. Procesos que favorecen la evolución: El marco de partida es la población. 15 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Mutaciones: -Generan variabilidad en los seres vivos. -Pueden ser heredables. -Ocurren al azar. -Tienen un carácter preadaptativo. -Suponen un proceso de cambio lento. -No son consideradas como un factor que produzca cambios espectaculares en las frecuencias alélicas (representación de un alelo respecto del conjunto de variantes de un determinado locus). Selección natural: Proceso que conduce a la supervivencia y reproducción diferencial de los individuos de una población. La eficacia biológica se define como número de descendientes que aporta un organismo a la siguiente generación. Selección natural direccional actúa eliminando a los individuos de una población que presentan una característica situada en uno de los extremos de su distribución fenotípica. Selección natural estabilizadora o normalizadora actúa en contra de los individuos de ambos extremos de la distribución fenotípica de una población, favoreciendo el mantenimiento de las características intermedias. Selección natural disruptiva o diversificadora actúa a favor de los individuos de los extremos de la distribución fenotípica de una población y en contra de los individuos con fenotipo intermedio Selección sexual: - Es un caso especial de selección natural. - Supone cualquier desviación del apareamiento aleatorio entre los individuos de una población. - Dimorfismo sexual: diferencias fenotípicas entre machos y hembras de la misma 2especie, en muchas especies animales. Deriva genética: Proceso en el que las frecuencias génicas cambian por razones meramente aleatorias. Hay dos situaciones en las que se ha demostrado que es importante: Efecto fundador: Se establece una población a partir de unos pocos individuos. Efecto de cuello de botella: Si se produce un cambio desfavorable y brusco de las condiciones ambientales, la población puede ver mermados sus efectivos, lo que puede llevar a la deriva genética. Migración: Consiste en el flujo de genes hacia dentro o hacia fuera de la población. La migración se produce cuando los individuos se mueven entre unas poblaciones y otras. 16 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  2. MICROEVOLUCIÓN Y MACROEVOLUCIÓN 2.1 Conceptos de microevolución y macroevolución Microevolución: Es consecuencia de la mutación, la selección natural, la deriva genética y la migración, las cuales alteran las frecuencias génicas de las poblaciones. Pero estos procesos no explican por sí mismos y de forma completa la aparición de las especies, es decir, la macroevolución. Macroevolución: Engloba aquellos procesos que hacen que aparezcan nuevas especies. Especiación: transformando una especie en otra. Los mecanismos por los que de unas especies se originan otras son la anagénesis y la cladogénesis. - Anagénesis ( o cambio filético) Ocurre en aquellas poblaciones que han experimentado una transformación paulatina y tan grande a lo largo del tiempo que ya no pueden considerarse pertenecientes a la misma especie de la población original. Muchos investigadores han indicado que este patrón puede explicarse como la resultante de una lenta acumulación de mutaciones, por selección natural, que produce un cambio gradual dentro de las poblaciones. Bajo la presión de la selección natural direccional, una especie va acumulando cambios de forma gradual y constante hasta que, finalmente, es tan diferente de sus predecesoras que puede considerarse una nueva especie. Así, dentro de una misma rama del árbol evolutivo, que sigue ese patrón de transformación filética, se pueden definir diversos “segmentos” que representan sucesivas especies, las cuales se van reemplazando unas a otras a medida que se acumulan cambios. - Cladogénesis Ocurre cuando en una población se produce una divergencia genética que origina varias ramas o clados, representados por poblaciones diferentes y reproductivamente aisladas, es decir, nuevas especies. El origen de nuevas especies puede explicarse por la acumulación de diferencias genéticas entre poblaciones que enfrentan distintas condiciones ambientales, lo que lleva a incorporar diferentes adaptaciones. En algún momento de proceso dedivergencia, y como resultado de la acumulación de diferencias, las poblaciones pueden quedar aisladas reproductivamente de manera que aun en el caso de que el contacto entre ellas se restableciera no podrían reproducirse. Este proceso de divergencia, que puede conducir al origen de nuevas especies, puede observarse en el registro fósil. Las especies formadas así son los descendientes contemporáneos de un antecesor común que se diversificó y originó distintas especies. De modo general, los investigadores se han inclinado a dar mayor importancia al rol de la cladogénesis que al cambio filético en el proceso evolutivo. La formación de especies nuevas por la escisión de poblaciones pequeñas a partir de un tronco ancestral sería uno de los principales modos por el que se originan nuevas especies. En la actualidad, muchos especialistas consideran que son modalidades de cambio diferentes que coexisten en el nivel macroevolutivo. Estos dos modelos no deben ser vistos como alternativas excluyentes, sino como interpretaciones complementarias que reflejan la complejidad y la pluralidad de los procesos que operan en este nivel de la evolución. 17 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  La especiación requiere dos procesos: divergencia genética y aislamiento reproductor. Se proponen distintas formas de especiación: Especiación alopátrica o geográfica: La barrera al flujo de genes entre dos poblaciones se establece por barreras geográficas que impiden el contacto entre los individuos de ambas poblaciones. Especiación parapátrica: es un proceso que ocurre en ausencia de una barrera geográfica, entre poblaciones que se encuentran en territorios contiguos. Las diferencias ecológicas entre territorios contiguos pueden favorecer la diferenciación de las poblaciones y conducir a un proceso de especiación. Especiación simpátrica: alude a un proceso de divergencia que ocurre en ausencia de barreras geográficas dentro de un mismo territorio, en una población en la que los individuos están diferencialmente adaptados a distintos compartimentos de un ambiente que es heterogéneo. 3. EVOLUCIÓN HUMANA Principales líneas de evolución de los primates El chimpancé es la especie viva más próxima con la que compartimos un antepasado común, del que nuestra línea evolutiva se separó hace entre 6 y 7 millones de años. El origen de los humanos modernos Género australopitecus: A. anamensis, A. afarensis,… son especies de este género. Género Homo: H. habilis, H. erectus, H. ergaster, H. antecessor, H. heidelbergensis, H. neanderthalensis, H. sapiens,… son especies de este género. -Andar bípedo. -Cráneos crecientemente mayores. 18 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  La evolución de nuestro linaje lejos de constituir un ejemplo de transformación filética parece estar caracterizada por numerosos eventos de ramificación o cladogenéticos. 1. “Modelo del candelabro” o “multirregional”: Homo erectus sería el ancestro de Homo sapiens. Hubo múltiples migraciones tempranas desde África hacia Asia y Europa, que comenzaron tal vez hace más de un millón y medio de años y que derivaron en el establecimiento de diferentes poblaciones de Homo erectus. Esas poblaciones, que evolucionaron de forma gradual, separadas unas de otras, habrían originado las distintas variantes actuales de Homo sapiens. 2. “Modelo del Arca de Noé” o “Fuera de África”: Un pequeño grupo de humanos modernos diferenciados como Homo sapiens habría migrado desde algún sitio de África, en épocas relativamente recientes -hace unos 100.000 a 150.000 años-, colonizando el planeta y reemplazando a las poblaciones de otros homínidos. Los datos indican que nuestra especie desciende de una única población de Homo sapiens, que se originó en África y que comenzó a migrar a través de Asia y Europa hace alrededor de 100.000 años (Curtis et al., 2016). Hallazgos recientes han desplazado el nacimiento de nuestra especie desde Etiopía hace unos 200.000 años hasta la cueva de Jebel Irhoud (Marruecos) hace unos 300.000 años. 19 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  4. ETOLOGÍA Concepto de etología Estudio de las causas próximas de la conducta animal, de su función adaptativa y de su historia evolutiva; hace especial énfasis en las pautas conductuales propias de la especie, innatas o aprendidas (Abril et al., 2009). Preguntas a responder que se plantean los etólogos para explicar la conducta animal: 1) ¿Cuáles son los mecanismos que explican la conducta? (causación). 2) ¿Cómo se desarrolla una conducta concreta en el individuo? (ontogenia). 3) ¿Cómo la conducta favorece la supervivencia y reproducción. de un individuo y/o la de sus descendientes? (función). 4)¿Cuál es la historia filogenética de un patrón conductual? (evolución). El estudio de la conducta En el contexto de la Etología, cada tipo de conducta es considerada un rasgo o factor biológico que puede influir en la adaptación del individuo. Dos maneras de describir la conducta: - Descripción física de la conducta - Descripción de la conducta por sus consecuencias. La descripción física de la conducta permite el estudio de las pautas de acción fija (PAF), que son conductas. Descripción de la conducta por sus consecuencias: hay que prestar atención a los diferentes estímulos ambientales y a la influencia relativa que cada uno tiene sobre la conducta. Pauta de acción fija (PAF) -Estereotipada (se repite sin variación). -Compleja (secuencia ordenada de reflejos). -Exhibida por todos los miembros de la especie. - Provocada por un estímulo muy específico: Estímulo Desencadenador Innato (EDI, o estímulo- signo). - Autoinhibida: cuando se despliega una vez es más difícil provocarla una segunda vez. -Autorregulada: una vez que se inicia llega a su fin, independientemente de las circunstancias. -Innata: independiente de la experiencia. -Suele tener carácter consumatorio: suele satisfacer alguna necesidad, impulso o motivación. Un ejemplo sería aquella pauta fija presentada por el pato salvaje para meter dentro del nido un huevo que, por cualquier circunstancia, cae fuera del mismo. Para explicar la conexión entre EDI y PAF se acuñó el término Mecanismo Desencadenador Innato (MDI): circuitos neurales específicos capaces de poner en marcha un programa de movimientos cada vez que se ve afectado por el EDI correspondiente. Son estudiados por la Neuroetología. 20 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  El significado adaptativo de la conducta. ¿Para qué sirve la conducta? Las consecuencias de ésta pueden ser: -Inmediatas: en términos de beneficio o perjuicio para el organismo. -Biológicas: hasta qué punto proporciona ventajas reproductoras a quien la presenta. Efecto de la conducta en el éxito reproductivo, ejemplo: Las gaviotas de cabeza negra limpian el nido de cascarones inmediatamente después de la eclosión de lospolluelos para no atraer la atención de los depredadores. La evolución de la conducta. Interesa evaluar: 1. Las relaciones filogenéticas entre los patrones conductuales de diferentes especies y la adaptación de cada una de ellas. 2. El papel de la conducta en el proceso de especiación. Ejemplo: la comunicación no verbal y las emociones. La comunicación no verbal permite transmitir información de aspectos emocionales. Las exhibiciones que muchas especies utilizan como señales comunicativas son el resultado de la evolución de mecanismos fisiológicos y conductuales que no tenían, en su origen, como función la comunicación. o Ejemplo: Piloerección en mamíferos o Funciones: - Termorregulación. - Mostrar mayor tamaño y una apariencia más terrible en encuentros agresivos. La ontogenia de la conducta. Los rasgos conductuales son el resultado de la interacción entre la herencia y el ambiente. -Impronta o troquelado: proceso (o procesos) por el cual un miembro de una especie dada adquiere preferencia por interactuar social o sexualmente con determinado tipo de individuos como consecuencia de la experiencia. -Impronta filial: los polluelos de pato recién salidos del cascarón siguen a cualquier cosa, animal o persona que encuentran moviéndose alrededor. -Impronta sexual: va a determinar con qué tipo de individuos va a tratar de aparearse cuando alcance la madurez sexual. Se establece en un momento muy temprano y muy anterior a la época en la que ejerce su efecto, cuando se alcanza la madurez sexual y, además, el individuo que actúa como estímulo no es el objeto de la respuesta sexual. Es uno de los mecanismos de aislamiento reproductivo. 21 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  5. SOCIOBIOLOGÍA Concepto de sociobiología Es la ciencia que estudia las bases biológicas de las conductas sociales. Estudia en qué medida la conducta social afecta al éxito reproductivo (número de copias de genes propios que pasan a las generaciones siguientes). Algunas conductas de interés para la Sociobiología: -Altruismo -Selección sexual -Infanticidio. Ejemplo: Altruismo reproductivo en mamíferos. Los lobos permanecen un tiempo como colaboradores de sus progenitores en la crianza de las nuevas camadas. 22 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6306670 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.