Bases Biológicas de la Conducta I - Tema 3: Principios de la Evolución PDF

Tema 3: Principios de la Evolución 1. Introducción 1.1. Teoría de la Evolución 2. Teorías de la Evolución Predarwinistas 2.1. Antecedentes Siglo XIX 2.2. Teoría de Lamarck...

Tema 3: Principios de la Evolución 1. Introducción 1.1. Teoría de la Evolución 2. Teorías de la Evolución Predarwinistas 2.1. Antecedentes Siglo XIX 2.2. Teoría de Lamarck 3. Teoría de Darwin 3.1. Darwin-Lamarck 3.2. Darwinismo 3.3. Proceso Evolutivo 3.4. Criticas 4. Teorías Postdarwinistas de la Evolución 4.1. Neodarwinismo 4.2. Teoría de la Herencia: Mendel 4.3 Mutacionismo 4.4 Teoría Sintética de la Evolución 5. Acontecimientos Evolutivos 1. INTRODUCCION 2. EVOLUCION Mutaciones Genéticas BIOLOGICA: proceso de variación y diversificación de organismos a lo largo del tiempo 2.1. Clasificación de Mutaciones Genéticas (adaptación al medio) → fisiología, conducta, morfología. 4. Sustitución De Nucleótidos Proceso 5. de cambio Adicion genético o Perdida deyNucleotidos fenotípico en el tiempo, regulado por la selección natural 6. Inversiones (translocación robertsoniana) Carácter anatómico → Fenotipo 1.1 TEORIA DE LA EVOLUCION 1) Acontecimientos evolutivos: A lo largo del tiempo, los seres vivos cambian. Pero tienen antepasados en común, por lo q son parientes ancestrales. Anatomía comparada = muestra probatoria a favor del proceso evolutivo. a) PALENTOLOGÍA Estudio de fósiles deja conocer naturaleza de seres y diferentes niveles taxonómicos, 1974 Donald Jahonson → LUCY (“Fósil del ser”) → prueba evolución de Darwin - Se mantiene en pie → al emigrar a la estepa + desarrollo cerebral + cognitivo. - Desarrollo de la visión a lo lejos. - Desarrollo de la habilidad del uso de las manos. Australopitecus: Homo habilis : Homo erectus: Homo sapiens: 4 millones de años 2 millones de años 1 millón de años 150.000 de años 300 cm3capacidad craneal Capacidad craneal 600 cm3 Capacidad craneal 1100 cm2 Similar al ser humano de hoy (1/3 a la actual) 1. Cambio de residencia = erguirse + ver (animales). 2. Estar de pie. Características del ser 3. Crecimiento + desarrollo cerebral y otras estructuras anatómicas. humano hoy en día: 4. Reducción aparato masticatorio. 5. Uso de herramientas de piedra. 6. Dominar juego + lenguaje. 9  b) ANATOMIA COMPARADA Ciencia que estudia homología entre estructuras óseas, prueba relaciones parentesco. Diferentes especies = estructuras óseas similares → antepasados comunes. HOMOLOGÍA → 2 estructuras serán homologas, siempre que la semejanza entre ellos sea debida a la existencia de antepasados comunes. Funciones diferentes, pero estructura similar y existe relación genética directa entre especies. c) EMBRIOLOGÍA Investigación del desarrollo de los organismos (desde fecundación del óvulo hasta nacimiento) Similitud en las fases embrionarias en diferentes especies. Permite conocer parentesco entre diferentes seres vivos. d) BIOGRAFÍA Estudio de la distribución geográfica de plantas y animales. La diversidad de especies en las islas alejadas de continentes → excepcional. Primeras especies colonizadoras llegadas a estas islas descubrieron muchos rincones ecológicos. La abundancia de rincones ecológicos y la escasez de depredadores hizo que la diversificación de estas especies fuera rápida y grande. Evolución entre camélidos, distintas e) BIOLOGÍA MOLECULAR según distribución geográfica. Estudia naturaleza y funciones de la herencia (material genético). Estudio bioquímico de materia viva de los organismos = uniformidad entre seres vivos. Constata el proceso evolutivo (antepasado común). Con el paso del tiempo, las similitudes anatómicas se disuelven hasta desaparecer. 2) Historia de evolución: Filogenia → relaciones de parentesco entre otros organismos. Antepasados en común. 3) Mecanismos de la evolución: Se refiere a las razones o motivos necesarios para poder evolucionar. Darwin → Teoría selección natural (mecanismos de la evolución). 2. TEORIAS DE LA EVOLUCION PREDARWINISTAS 2.1 ANTECEDENTES SIGLO XIX a) ANTIGÜEDAD CLASICA Teoría Fijista (Creacionismo-filosofía) → Inmutabilidad de las especies “Escala natural” b) EDAD MEDIA Especies perfectas Teoría Fijista (Creacionismo-religión) → Punto de vista cristiano: Especies independientes de otras especies Especies inmutables 10  c) SIGLOS XVII-XVIII (mismo antepasado) Erasmus Darwin: Especuló sobre transmutación especies vivientes + pionero en la defensa del evolucionismo. Carl von Linné: sistema de organización y clasificación de especies (filogenia) → Sapiens → Homo Ayuda a entender la teoría de la evolución → Hominidae → Primate Linneo: taxonomía → Mamífero Ej: Pisum sativum → Columna vertebral Canis familiaris → Animal 2.2 TEORIA DE LAMARCK Primer científico que detecto la evolución + creador de la teoría evolutiva. PRINCIPIOS: a) GENERACIÓN ESPONTÁNEA (abiogénesis) Especies / Organismos pequeños aparecen espontáneamente del fango o materia orgánica muerta. b) PRINCIPIO DE CREACIÓN: impulso al progreso y a la excelencia Especies quieren llegar a una mejor situación por lo que avanzan mediante las escalas de la naturaleza alcanzando niveles superiores, por ello la especie se vuelve más compleja. c) EVOLUCIÓN VERTICAL: camino independiente de la evolución hacia la excelencia. Cada ser evoluciona vertical e independientemente, para poder llegar a la excelencia d) ADAPTACIÓN AL MEDIO AMBIENTE: entorpece alcanzar la excelencia. CAUSAS DE LA EVOLUCION/TRANSFORMISMO 1) Ley de uso y desuso: Si se usa mucho X órgano, este se desarrolla y transmite. 2) Carácter hereditario: La información se transmite de padres a hijos. CRITICAS AL LAMARKISMO - Generación espontánea - Caracteres hereditarios Rechazaron - Principio de creación Aceptaron - Ley de uso y desuso - Evolución vertical L 3. TEORIA DE DARWIN Sacerdote, extraordinario científico, y revolucionario, contribuyo al desarrollo de una nueva era. 1831 realizo un viaje de 5 años en barco. Investigo en las Galápagos → Selección natural. Investigo también la geología y observación de la naturaleza. ¿Cómo y por qué se dan procesos naturales? 1859, El origen de las especies. 11 3.1 DARWIN-LAMARCK Darwin acepto y rechazo los siguientes principios de Lamarck: ACEPTO RECHAZÓ Ley de uso y desuso Evolución vertical caracteres se transfieren a través de la herencia. Generación espontánea Variación continua y gradual Concepto de evolución = progreso / excelencia Concepto de evolución = adaptación 3.2 DARWINISMO POSTULADOS: Teoria del orgien común de las especies (mismos antepasados). Postulados de la teoría de la selección natural (motor del transformismo). Evolución horizontal (diversificación = microevolución = radiación adaptativa). 1) TEORIA DEL ORIGEN COMÚN (mismos antepasados) Especie común en origen de todos los seres vivos → el origen de la vida es único (filogenia). Especies que constituían el nivel superior de taxonomía tenían en común a antepasados de la misma especie. Por ello, se puso fin a la tradición antropocentrista de la Biblia. Pruebas: Embriología Anatomía comparada Paleontología 2) TEORIA DE LA SELECION NATURAL Reproducción diferencial → cambios heredados aumentan eficacia biológica (probabilidad de supervivencia y reproducción). - Mas aptos, tienen características más útiles, más probabilidad de sobrevivir tener descendencia - Menos aptos, características no valiosas, no se adaptan, no sobreviven. CONSECUENCIAS: Desaparecen características nocivas. Características valiosas se heredan + cambian para mejorar Ocurrió cuando se leía “El ensayo del principio de la población” (1789) de Malthus: - Crecimiento de especies → EXPONENCIAL - Estabilidad → RELATIVA (ausencia de recursos para todos) 3) EVOLUCIÓN HORIZONTAL (diversificación = microevolución = radiación adaptativa). 3.3 PROCESO EVOLUTIVO 2 Fases: 1) VARIABILIDAD: Condición necesaria para que se produzca la selección natural. Diferencias intraespecíficas, No conocía el origen de la variabilidad. 2) SELECCIÓN NATURAL: Regula la variabilidad. Aumentando o reduciendo la frecuencia de los caracteres transmitidos por herencia. 12 3.4 CRITICAS ACEPTADO RECHAZADO Idea / concepto de evolución Origen común entre humanos y animales Concepto de origen común Selección natural (no explica origen variación + herencia) *HERENCIA MEZCLADA: Características de padres se unen en descendencia (Mendel) 4. TEORIAS POSTDARWINISTAS DE LA EVOLUCION 4.1 NEODARWINISMO August Weismann, 1) Defensor de selección natural: Cambios o Variaciones se producen gradualmente y se observan en la evolución. 2) Rechaza teoría de carácter hereditario: Germen (gametos) GERMOPLASMA / TEORÍA PLASMA-GERMINAL → División entre Vía corporal (soma) Características que determinan los gametos están extendidas por todo el cuerpo desde el origen del ser (vía corporal: soma). Los acontecimientos del soma no afectan a los gametos (no se heredan). Caracteres adquiridos (no congénitos) no se heredan. Herencia de caracteres adquiridos con el dogma centra de Biología Molecular. Pasma germinal tiene la información genética. Se pueden heredar. 3) Reproducción sexual: fuente de variación genética Células eucariotas permiten la reproducción sexual → diversidad genética (gametos intercambian info genética entre diferentes organismos combinación de caracteres hereditarios a través de la recombinación genética) y con eso la diversidad genética. Gametos = células productoras (sexuales), intercambian info genética entre organismos diferentes. Recombinación genética, ocurre durante la meiosis y genera variabilidad genética. Weismann considera la reproducción sexual como la principal fuente de variabilidad genética, ya que la combinación de genes durante la meiosis promueve cambios en la estructura genética. ANTECENDENTES HISTORICOS DE LA GENETICA ACTUAL: Darwin → Nunca supo cómo transmisión de caracteres hereditarios → Mendel (experimentos de híbridos en plantas, 1866) 4.2 TEORIA DE LA HERNCIA-MENDEL Planta guisantes (1856-63) → Leyes generales de la herencia = Leyes de Mendel. Teoría basada en cálculos matemáticos. EXPERIMENTOS DE MENDEL: En cada experimentó → estudiaba una sola variable o característica. Razones del éxito: - Crecimiento fácil - Autofecundación / autopolinización - Caracteres reconocibles (variabilidad genética) - Cruzar diferentes plantas era más fácil. 13  1) PRINCIOIO DE UNIFORMIDAD: Ley de dominancia recesividad de la F1 Generación parental Amarilla (AA) X Verde (aa) → Razas puras (homocigóticas) Gametos (A) (a) F1 Aa → Raza hibrida (heterocigótica) RESULTADO: Todas las plantas hibridas de la F1 producen semillas amarillas siempre. El carácter dominante (amarillo) y carácter recesivo / latente (verde). Ley de uniformidad de la primera generación filial (F1) (genotipo y fenotipo): Naturaleza de genes parentales sea pura = F1 gen híbrido. Naturaleza genética y fenotípica de todos los descendientes será la misma, de ahí la uniformidad. Genes: Aa y Fenotipo: amarillo. F1 se parecerá mucho al progenitor que ha emitido alelo dominante. 2) PRINCIPIO DE SEGRGACION DE CARACTERES INDEPENDIENTES F1 Amarilla (Aa) X Verde (Aa) Gametos A a A a F2 AA Aa Aa aa → 75% amarilla, 25% verde RESULTADO: Carácter de alelos recesivos se manifiesta en (F2). 2 alelos heredados en cada carácter no se combinan igual para siempre; quedan separados a lo largo de toda la vida del individuo. (Generación tras generación) 3) LEY DE LA TRANSMISIÓN INDEPENDIENTE DE LOS CARACTERES Estudiar cómo se transmitían 2 caracteres diferentes (dihibridismo). Estudió caracteres: - Forma de las semillas ( Lisas (LL) Arrugasdas (ll)) - Color de las semillas ( Amarillas (AA) Verdes (aa)) Factores son independientes y se combiana de tds las formas posibles. RESULTADO: Caracteres determinados por genes. Cada gen tiene dos alelos que determinan la forma del carácter (cada gameto recibe uno del padre y otro de la madre, que se asocian al azar). Con esto se invalida la Teoría de la Herencia mezclada. Excepciones de la ley: - Se cruzan dos razas puras en F1, obteniendo plantas heterocigóticas 100% (genotípicas) y flores hibridas de color rosa (fenotipo). - En este caso, los híbridos obtenidos en la F1, mostrarás la mezcla de las características de los padresà herencia intermedia - Ambos alelos son codominantes → uno no domina sobre el otro (equipotentes). 14 4.3 MUTACIONISMO Hugo de Vries, tras conocer las leyes de Mendel, comenzó a realizar experimentos sobre la herencia genética. Lo que le llevo a desarrollar la teoría: El mutacionismo. Aunque los genes son entidades estables, a veces se producen mutaciones que alteran los alelos. A) Las mutaciones tienen más importancia en el proceso evolutivo. Se creía que mutaciones eran generadoras de verdadero cambio genético. Sin embargo, el proceso evolutivo estaría condicionado por aparición de mutaciones beneficiosas. B) selección natural se relega a un segundo plano en el proceso evolutivo Pensaban q cambios evolutivos, en vez de ser graduales, aparecían con saltos y pausas. Participa la selección natural Cuando aparece mutación beneficiosa: Selecciona los alelos de la mutación Sustituye los alelos antiguos con los alelos nuevos Criticas: mayoría de mutaciones no son beneficiosas 4.4 TEORIA SINTETICA Teoría sintética de evolución: Para explicar concepto evolución, tb usan conceptos genéticos. a) Selección natural (Darwin) Algunos cambios naturales trasmitidos por herencia podían ser más beneficiosos que otros para la supervivencia y la reproducción. Organismos que presenten cambios beneficiosos tendrán mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse. b) Genética de Mendel (recombinación genética) Alelos de los genes: Cada ser cuenta con dos alelos para cada característica específica. Recibirá un alelo de cada progenitor y se transmitirán a través de los gametos. Mendel demostró: Que los alelos se reparten y que se mezclan y combinan de todas las maneras posibles en los gametos c) Biología molecular (genes) Recombinación genética. Descubrimiento de la estructura química del ADN. Naturaleza del material genético (Naturaleza de los genes) Permitió la comprensión de las funciones biológicas del ADN. Según la teoría sintética, el proceso de evolución se sustenta a través de otros dos procesos: 1. Variabilidad genética Recombinación genética. Procesos que generan variabilidad Flujo genético / migración Mutaciones: generan nuevos caracteres. 15  2. Selección Natural Trabaja y regula la variabilidad. Responsable del proceso de organización y estructuración de seres vivos. Promueve adaptación y diversidad de organismos con cambios beneficiosos para supervivencia y mayor probabilidad de reproducción. Cada ser, únicamente por ser un organismo biológico es de naturaleza dual Genotipo: toda su composición genética aunque no todos sus genes estén explicados. Fenotipo: resultado de la traducción de los genes del genotipo. Naturaleza huye de la igualdad/similitud. Por ello, mutaciones van a surgir en todas las generaciones. Material genético cambia constantemente. El ambiente nunca se mantiene igual, siempre es cambiante Igualdad ≠ Evolución Variabilidad = Evolución Es Imposible cumplir el Postulado de Lamarck: transmisión de información siempre se da de genes a las proteínas y nunca al contrario (única dirección). Teoría saltacional: creación de una nueva especie era repentina. La teoría integradora entiende que evolución es proceso gradual que se da poco a poco. Es resultado de miles de combinaciones diferentes de los alelos. Herencia intermedia: descendientes presentaban mezcla de características de sus progenitores. Alelos se reparten y aparecen con todas sus combinaciones posibles en los gametos. 16