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¡BIENVENIDOS!
ESTE ES EL MARAVILLOSO MUNDO DE LA
BIOLOGÍA.
ESTE ES UN ESPACIO ESPECIALMENTE DISEÑADO PARA USTEDES. AQUÍ PODRÁN ENCONTRAR INFORMACIÓN MUY IMPORTANTE PARA ENRIQUECER SU CONOCIMIENTO. CON EL FIN DE APOYAR SUS PROCESOS ACADÉMICOS SE SUBIRÁ MATERIAL DIDÁCTICO Y, ADEMAS, SE DEJARAN ACTIVIDADES Y MUCHÍSIMOS RECURSOS MAS.
Maria Tereza Carmona duque
biology teacher
mariacarmona@windsorroyalschool.edu.co
TEMAS GENERALES DEL CUARTO PERIODO
¿Qué es la Biotecnología?
La palabra "biotecnología" es el resultado de la unión de otras dos: "biología" y "tecnología". Y es que la biotecnología es exactamente eso: tecnología biológica. Si te paras a pensarlo, los seres vivos pueden ser considerados maquinarias biológicas. Utilizamos maquinaria biológica en forma de moléculas para movernos, obtener energía de lo que comemos, respirar, pensar... Pero, ¿y si pudiéramos utilizar esa maquinaria para resolver problemas de nuestra vida cotidiana?.
La biotecnología consiste precisamente en la utilización de la maquinaria biológica de otros seres vivos de forma que resulte en un beneficio para el ser humano, ya sea porque se obtiene un producto valioso o porque se mejora un procedimiento industrial. Mediante la biotecnología, los científicos buscan formas de aprovechar la "tecnología biológica" de los seres vivos para generar alimentos más saludables, mejores medicamentos, materiales más resistentes o menos contaminantes, cultivos más productivos, fuentes de energía renovables e incluso sistemas para eliminar la contaminación.
Biotecnología en la salud: la medicina hecha a medida.
La Biotecnología está presente en la Medicina y en la Salud animal, participando tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de enfermedades. Con la Biotecnología cambia el concepto de la Salud, dirigiéndonos hacia una medicina cada vez más personalizada. Esto significa que podemos tener tratamientos “hechos a medida” para nosotros, así nos curan de forma más eficaz. Cada vez más medicamentos en nuestro hogar son de origen biotecnológico.
Pero¿cuándo empezó la Biotecnología en la Medicina? A partir del descubrimiento del ADN por Watson y Crick, se empezó a desarrollar lo que se llama Biología Molecular, que ha permitido descubrir genes, determinar su función en el organismo y estudiar su participación en el desarrollo de enfermedades. Así, la secuenciación del Genoma Humano ha marcado un antes y un después en la historia de la medicina al permitir el estudio de las bases genéticas de las enfermedades (el 80% de las enfermedades adultas tienen una base genética con influencia de factores ambientales y existen miles de genes relacionados con el desarrollo de enfermedades). De hecho, la investigación de genes y proteínas (genómica y proteómica), la ingeniería genética y sus aplicaciones han permitido el desarrollo de nuevas herramientas que están revolucionando la prevención, el diagnóstico, el tratamiento y la curación de enfermedades.
La biotecnología de la salud se aplica en la actualidad al diagnóstico molecular para la detección de infecciones y enfermedades de orígen genético. También se utiliza para el desarrollo de nuevos fármacos, diseñando y produciendo nuevas proteínas que pueden utilizarse para tratar un gran número de enfermedades como infecciones, diabetes, enfermedades cardiovasculares e incluso el cáncer. Dentro de este apartado va cobrando cada vez mayor importancia la denominada “medicina personalizada” que consiste en el estudio de la respuesta de cada paciente a los fármacos, basándose en su perfil genético.
La Biotecnología también ha cambiado la manera en la que se diseñan las vacunas. Tradicionalmente, las vacunaciones se realizaban inactivando el virus para el que se quería vacunar, inyectándolo posteriormente en las personas. Ahora las vacunas se producen mediante ingeniería genética y contienen moléculas aisladas que inducen la respuesta inmune.
La terapia celular también es biotecnología y consiste en el uso de células madre para tratar enfermedades. Estas mismas células madre se usan en la ingeniería de tejidos, que consiste en la construcción de sustitutos biológicos de órganos y tejidos en el laboratorio. Un ejemplo de ingeniería de tejidos es la fabricación de piel en el laboratorio para implantar a los quemados.
Una aplicación de la biotecnología aún en desarrollo es la terapia génica, que consiste en la introducción de material genético en las células de un ser humano para prevenir o curar ciertas enfermedades.
Puedes ver esta presentación para saber más.
Biotecnología en la Alimentación: de los alimentos para comer a los alimentos para estar sanos
El interés por nuestra alimentación actual y futura está creciendo a medida que se van introduciendo en el sector alimentario las nuevas tecnologías y en particular la Biotecnología.
Nunca se ha dispuesto de una oferta alimentaria tan variada, tan segura y de tanta calidad como la actual, lo que comporta un incremento de la esperanza de vida y una disminución de las intoxicaciones alimentarias, y esto es debido en gran parte a la Biotecnología.
La Biotecnología alimentaria utiliza técnicas y procesos que emplean organismos vivos o sus sustancias para producir o modificar un alimento, mejorar las plantas o animales de los que provienen, o desarrollar microorganismos que intervengan en su elaboración. También participa en el control y seguridad de los alimentos que ingerimos.
Como casi todo lo que comemos (animales, vegetales o alimentos fermentados) tiene un origen biológico, la biotecnología de los alimentos es sin duda la más antigua de todas las biotecnologías. Los primeros hombres en utilizar la Biotecnología fueron los sumerios hace 7.000 años, ya que producían alimentos como la cerveza, el vino, el pan, el yogur y el queso haciendo uso del bioproceso de la fermentación (utilización de bacterias y levaduras que procesan la leche y la transforman en yogur y queso, o procesan la uva o la cebada y la transforman en vino o cerveza).
Lo que está cambiando en el sector alimentario es que hoy en día queremos que aquello que comemos mantenga nuestras constantes energéticas y satisfaga nuestras apetencias sensoriales, pero también pretendemos que sea beneficioso para nuestra salud. En este marco surgen los nuevos desarrollos de la alimentación como los probióticos o los nutracéuticos.
Biotecnología en la Agricultura: en sintonía desde los inicios de la civilización
La agricultura tiene como objetivo el cultivo y producción de alimentos que incorporamos a nuestra dieta y nos aportan energía y nutrientes. La agricultura es una actividad muy primitiva y hace pensar que no tiene mucho que ver con la ciencia, la tecnología y la biotecnología. Sin embargo, la realidad es muy distinta.
Los inicios de la Agricultura se sitúan hace más de 10.000 años en el Oriente Próximo, cuando el hombre abandonó sus hábitos nómadas, se hizo sedentario y empezó a utilizar la agricultura y la ganadería para producir alimentos, domesticando de manera consciente pero intuitiva especies naturales para obtener mejores especies de trigo, cebada o centeno.
La revolución biotecnológica llega a los cultivos en el siglo XX. Desde los años 60, los avances tecnológicos, como la utilización de abonos enriquecidos mediante procesos químicos, permitieron aumentar la productividad de los cultivos en todo el planeta, llegando a triplicarse por ejemplo el mercado mundial de cereales. En esta última década, las plantas transgénicas han dado lugar a cultivos más eficientes y más rentables a nivel productivo, nutritivo y económico y son más respetuosas con el medio ambiente.
Los nuevos productos de cultivo que las técnicas biotecnológicas van generando, incluidos los transgénicos, antes de ser comercializados se someten a estudios exhaustivos para demostrar que no tienen riesgos para la salud del consumidor o el medio ambiente y por lo tanto son seguros. En España, los Ministerios de Sanidad y Consumo, y Medio Ambiente, Rural y Marino son las autoridades nacionales que, como en el resto de países de la Unión Europea, valoran los alimentos que se les presentan y dan su autorización para el consumo.
Biotecnología en el Medio ambiente: el lugar para la amistad
Con la Revolución Industrial (siglo XVIII), la Historia Moderna evoluciona drásticamente desde una economía agraria y artesana a otra dominada por la industria y en la que se produce un aumento exponencial de la población mundial. Todo esto exigirá un vertiginoso incremento del uso de recursos naturales, así como la obtención de ingentes cantidades de desechos contaminantes y con ello los inicios de los verdaderos dañinos con el medio ambiente.
Dos siglos más tarde y conscientes del daño que se está haciendo al planeta, los ciudadanos reclaman la preservación del medio ambiente como un derecho universal, lo que ha conducido en la década de 1990 al desarrollo de la Biotecnología ambiental.
La Biotecnología ambiental no sólo es positiva sino realmente necesaria para proteger los recursos naturales y el medioambiente, ya que ayuda a reducir, controlar y resolver las catástrofes medioambientales debidas a la acción inadecuada del hombre, mediante estrategias de “bioprevención” y “biorremediación”.
La Biotecnología ambiental se encarga por ejemplo del tratamiento de aguas residuales y basuras haciendo uso de microorganismos. También puede limpiar y corregir catástrofes naturales – como los derrames en el mar de combustibles fósiles o la recuperación de suelos calcinados– haciendo uso de bacterias y plantas o trabajar conjuntamente con la Biotecnologia Industrial para la elaboración de biocombustibles a partir de materias primas vegetales o utilizar enzimas para actividades industriales, lo que reduce notablemente la contaminación y permite el mejor cumplimiento de las normativas de protección ambiental
Biotecnología como apoyo a la Industria: eficacia y respeto al medioambiente
Un ser vivo es una máquina capaz de procesar compuestos para transformarlos en energía, biomasa y otros subproductos.
Lo que hace a esta máquina tan especial es que las materias primas que utiliza y los productos finales que genera se integran en ciclos naturales en los que se reutilizan los residuos y así se cierra el ciclo sin generar residuos finales contaminantes. Además, estas reacciones se producen en condiciones muy óptimas: a temperatura ambiente, en fases acuosas no tóxicas y sin necesidad de un alto aporte de energía.
Todas estas características tan especiales del ser vivo las utiliza la Biotecnología Industrial para la fabricación de sustancias y productos con el menor impacto medioambiental posible y de una manera altamente eficaz.
Las soluciones aportadas por la Biotecnología Industrial mejoran los procesos industriales de la siguiente manera:
- Se sintetizan y elaboran compuestos haciendo uso de reacciones biológicas en las que intervienen enzimas y microorganismos, en lugar de reacciones químicas. Tal es el caso de la elaboración de la Vitamina C o el ácido cítrico para la industria alimentaria, la síntesis del ácido adípico (precursor del nailon) a través de reacciones en las que participan microorganismos o la obtención de aminoácidos para alimentación animal.
- Se utilizan materias primas renovables y fuentes de energía de origen biológico, ambas por definición inagotables, eliminando la dependencia de fuentes fósiles como carbón o petróleo. Tal es el caso de los biocombustibles, obtenidos a partir de materia prima vegetal, que ya se utilizan como carburantes para coches en algunos países, o la utilización de biomateriales en lugar del plástico.
- Se aprovechan residuos agrícolas, forestales o industriales, a los que da un valor añadido para su reutilización y se evita su acumulación o eliminación de manera tóxica. Por ejemplo, a partir de desechos de cultivos agrícolas o de productos alimenticios se pueden producir abonos enriquecidos (compost) u obtener extractos proteicos para elaborar productos de alimentación animal, gracias a bioprocesos en los que participan microorganismos y enzimas
- Se produce un mayor respeto por el medio ambiente, ya que se generan menos residuos tóxicos, se consume menos energía y se emiten menos gases de efecto invernadero en la producción industrial. Por ejemplo, el uso de biodetergentes permite que las reacciones se hagan a menor temperatura, se reduce el gasto de energía y agua en un 50% y se liberan menos sustancias tóxicas al agua.
Con todo esto, la Biotecnología Industrial acerca al máximo la idea de sostenibilidad y respeto al medio ambiente al sector industrial, mejorando el rendimiento económico de sus productos y la relación coste/beneficio
TEMAS GENERALES DE TERCER PERIODO
Nutrición y metabolismo
NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS
Para su nutrición, las plantas verdes toman, a través de sus raíces, los minerales disueltos en el agua del suelo, y a través de sus hojas obtienen dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. Estos componentes son transformados en alimentos para la planta, gracias al proceso de fotosíntesis, en el que Intervienen la clorofila presente en las hojas y la luz solar.
La fotosíntesis tiene lugar en las hojas. El tallo lleva a las hojas la savia bruta y recoge la savia elaborada.
TALLER PARA EL JUEVES 21 DE JULIO
RESPONDER EN EL CUADERNO
1. ¿Qué se entiende por biomoléculas?
12. ¿Qué se entiende por vitaminas?
RESULTADOS
ESTUDIANTES QUE DEBEN PRESENTAR ACTIVIDADES DE NIVELACIÓN PARA EL SEGUNDO PERIODO
SALOMÓN ABUCHAR
SEBASTIAN DIEZ
JUAN GUILLERMO ENAMORADO
ACTIVIDAD A PRESENTAR: EVALUACIÓN DE LOS TEMAS VISTOS EN EL SEGUNDO PERIODO
FECHA: Julio 14
EMANA DEL 11 al 15 DE JULIO
CATABOLISMO
Son los procesos donde las células descomponen o “degradan” las macromoléculas de carbohidratos, grasas y proteínas y las transforman en sustancias más simples. De esa forma se libera la energía almacenada en ellas y puede utilizarse como combustible para realizar las distintas funciones orgánicas como, por ejemplo, mantener la temperatura normal del cuerpo, respirar o caminar. Las sustancias simples producidas por el catabolismo (dióxido de carbono, urea, amoníaco, etc.) son eliminadas del organismo por los riñones, los intestinos, los pulmones y la piel. La energía obtenida se almacena como ATP. El catabolismo, o metabolismo destructivo, cumple entonces con dos propósitos:
1.- Liberar energía útil para las reacciones de síntesis de nuevas moléculas (anabolismo).
2.- Aportar materia prima para las reacciones anabólicas.
Muchas de las grandes moléculas que se degradan en el catabolismo han sido elaboradas previamente en el propio organismo por procesos anabólicos. Es así que las células funcionan como un gran juego de elementos, donde se rompe lo que había sido construido previamente para poder utilizar esas mismas piezas en la elaboración de algo nuevo.
Las reacciones anabólicas y catabólicas son procesos que suceden en forma simultánea. El catabolismo libera energía. El anabolismo utiliza esa energía para la construcción o síntesis de proteínas y ácidos nucleicos necesarios para las células. Cuando la actividad anabólica supera al catabolismo, los organismos crecen y ganan peso. Si las reacciones catabólicas son mayores que las anabólicas el organismo se deteriora y pierde peso, por ejemplo en las enfermedades o en ayunos prolongados. Luego de la ingestión de alimentos hay un aumento del anabolismo sobre el catabolismo, habida cuenta del aumento de glucosa (energía) que hay en la sangre.
En las primeras etapas de la vida predomina el anabolismo sobre el catabolismo. En el envejecimiento ocurre lo contrario. Cuando no hay supremacía entre anabolismo y catabolismo, se dice que el organismo se mantiene en equilibrio dinámico.
SEMANA DEL 5 AL 8 DE JULIO
ESTE ES UN ESPACIO ESPECIALMENTE DISEÑADO PARA USTEDES. AQUÍ PODRÁN ENCONTRAR INFORMACIÓN MUY IMPORTANTE PARA ENRIQUECER SU CONOCIMIENTO. CON EL FIN DE APOYAR SUS PROCESOS ACADÉMICOS SE SUBIRÁ MATERIAL DIDÁCTICO Y, ADEMAS, SE DEJARAN ACTIVIDADES Y MUCHÍSIMOS RECURSOS MAS.
mariacarmona@windsorroyalschool.edu.co
TEMAS GENERALES DEL CUARTO PERIODO
¿Qué es la Biotecnología?
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La palabra "biotecnología" es el resultado de la unión de otras dos: "biología" y "tecnología". Y es que la biotecnología es exactamente eso: tecnología biológica. Si te paras a pensarlo, los seres vivos pueden ser considerados maquinarias biológicas. Utilizamos maquinaria biológica en forma de moléculas para movernos, obtener energía de lo que comemos, respirar, pensar... Pero, ¿y si pudiéramos utilizar esa maquinaria para resolver problemas de nuestra vida cotidiana?.
La biotecnología consiste precisamente en la utilización de la maquinaria biológica de otros seres vivos de forma que resulte en un beneficio para el ser humano, ya sea porque se obtiene un producto valioso o porque se mejora un procedimiento industrial. Mediante la biotecnología, los científicos buscan formas de aprovechar la "tecnología biológica" de los seres vivos para generar alimentos más saludables, mejores medicamentos, materiales más resistentes o menos contaminantes, cultivos más productivos, fuentes de energía renovables e incluso sistemas para eliminar la contaminación.
Biotecnología en la salud: la medicina hecha a medida.
La Biotecnología está presente en la Medicina y en la Salud animal, participando tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de enfermedades. Con la Biotecnología cambia el concepto de la Salud, dirigiéndonos hacia una medicina cada vez más personalizada. Esto significa que podemos tener tratamientos “hechos a medida” para nosotros, así nos curan de forma más eficaz. Cada vez más medicamentos en nuestro hogar son de origen biotecnológico.
Pero¿cuándo empezó la Biotecnología en la Medicina? A partir del descubrimiento del ADN por Watson y Crick, se empezó a desarrollar lo que se llama Biología Molecular, que ha permitido descubrir genes, determinar su función en el organismo y estudiar su participación en el desarrollo de enfermedades. Así, la secuenciación del Genoma Humano ha marcado un antes y un después en la historia de la medicina al permitir el estudio de las bases genéticas de las enfermedades (el 80% de las enfermedades adultas tienen una base genética con influencia de factores ambientales y existen miles de genes relacionados con el desarrollo de enfermedades). De hecho, la investigación de genes y proteínas (genómica y proteómica), la ingeniería genética y sus aplicaciones han permitido el desarrollo de nuevas herramientas que están revolucionando la prevención, el diagnóstico, el tratamiento y la curación de enfermedades.
La biotecnología de la salud se aplica en la actualidad al diagnóstico molecular para la detección de infecciones y enfermedades de orígen genético. También se utiliza para el desarrollo de nuevos fármacos, diseñando y produciendo nuevas proteínas que pueden utilizarse para tratar un gran número de enfermedades como infecciones, diabetes, enfermedades cardiovasculares e incluso el cáncer. Dentro de este apartado va cobrando cada vez mayor importancia la denominada “medicina personalizada” que consiste en el estudio de la respuesta de cada paciente a los fármacos, basándose en su perfil genético.
La Biotecnología también ha cambiado la manera en la que se diseñan las vacunas. Tradicionalmente, las vacunaciones se realizaban inactivando el virus para el que se quería vacunar, inyectándolo posteriormente en las personas. Ahora las vacunas se producen mediante ingeniería genética y contienen moléculas aisladas que inducen la respuesta inmune.
La terapia celular también es biotecnología y consiste en el uso de células madre para tratar enfermedades. Estas mismas células madre se usan en la ingeniería de tejidos, que consiste en la construcción de sustitutos biológicos de órganos y tejidos en el laboratorio. Un ejemplo de ingeniería de tejidos es la fabricación de piel en el laboratorio para implantar a los quemados.
Una aplicación de la biotecnología aún en desarrollo es la terapia génica, que consiste en la introducción de material genético en las células de un ser humano para prevenir o curar ciertas enfermedades.
Puedes ver esta presentación para saber más.
Biotecnología en la Alimentación: de los alimentos para comer a los alimentos para estar sanos
El interés por nuestra alimentación actual y futura está creciendo a medida que se van introduciendo en el sector alimentario las nuevas tecnologías y en particular la Biotecnología.
Nunca se ha dispuesto de una oferta alimentaria tan variada, tan segura y de tanta calidad como la actual, lo que comporta un incremento de la esperanza de vida y una disminución de las intoxicaciones alimentarias, y esto es debido en gran parte a la Biotecnología.
La Biotecnología alimentaria utiliza técnicas y procesos que emplean organismos vivos o sus sustancias para producir o modificar un alimento, mejorar las plantas o animales de los que provienen, o desarrollar microorganismos que intervengan en su elaboración. También participa en el control y seguridad de los alimentos que ingerimos.
Como casi todo lo que comemos (animales, vegetales o alimentos fermentados) tiene un origen biológico, la biotecnología de los alimentos es sin duda la más antigua de todas las biotecnologías. Los primeros hombres en utilizar la Biotecnología fueron los sumerios hace 7.000 años, ya que producían alimentos como la cerveza, el vino, el pan, el yogur y el queso haciendo uso del bioproceso de la fermentación (utilización de bacterias y levaduras que procesan la leche y la transforman en yogur y queso, o procesan la uva o la cebada y la transforman en vino o cerveza).
Lo que está cambiando en el sector alimentario es que hoy en día queremos que aquello que comemos mantenga nuestras constantes energéticas y satisfaga nuestras apetencias sensoriales, pero también pretendemos que sea beneficioso para nuestra salud. En este marco surgen los nuevos desarrollos de la alimentación como los probióticos o los nutracéuticos.
Biotecnología en la Agricultura: en sintonía desde los inicios de la civilización
La agricultura tiene como objetivo el cultivo y producción de alimentos que incorporamos a nuestra dieta y nos aportan energía y nutrientes. La agricultura es una actividad muy primitiva y hace pensar que no tiene mucho que ver con la ciencia, la tecnología y la biotecnología. Sin embargo, la realidad es muy distinta.
Los inicios de la Agricultura se sitúan hace más de 10.000 años en el Oriente Próximo, cuando el hombre abandonó sus hábitos nómadas, se hizo sedentario y empezó a utilizar la agricultura y la ganadería para producir alimentos, domesticando de manera consciente pero intuitiva especies naturales para obtener mejores especies de trigo, cebada o centeno.
La revolución biotecnológica llega a los cultivos en el siglo XX. Desde los años 60, los avances tecnológicos, como la utilización de abonos enriquecidos mediante procesos químicos, permitieron aumentar la productividad de los cultivos en todo el planeta, llegando a triplicarse por ejemplo el mercado mundial de cereales. En esta última década, las plantas transgénicas han dado lugar a cultivos más eficientes y más rentables a nivel productivo, nutritivo y económico y son más respetuosas con el medio ambiente.
Los nuevos productos de cultivo que las técnicas biotecnológicas van generando, incluidos los transgénicos, antes de ser comercializados se someten a estudios exhaustivos para demostrar que no tienen riesgos para la salud del consumidor o el medio ambiente y por lo tanto son seguros. En España, los Ministerios de Sanidad y Consumo, y Medio Ambiente, Rural y Marino son las autoridades nacionales que, como en el resto de países de la Unión Europea, valoran los alimentos que se les presentan y dan su autorización para el consumo.
Biotecnología en el Medio ambiente: el lugar para la amistad
Con la Revolución Industrial (siglo XVIII), la Historia Moderna evoluciona drásticamente desde una economía agraria y artesana a otra dominada por la industria y en la que se produce un aumento exponencial de la población mundial. Todo esto exigirá un vertiginoso incremento del uso de recursos naturales, así como la obtención de ingentes cantidades de desechos contaminantes y con ello los inicios de los verdaderos dañinos con el medio ambiente.
Dos siglos más tarde y conscientes del daño que se está haciendo al planeta, los ciudadanos reclaman la preservación del medio ambiente como un derecho universal, lo que ha conducido en la década de 1990 al desarrollo de la Biotecnología ambiental.
La Biotecnología ambiental no sólo es positiva sino realmente necesaria para proteger los recursos naturales y el medioambiente, ya que ayuda a reducir, controlar y resolver las catástrofes medioambientales debidas a la acción inadecuada del hombre, mediante estrategias de “bioprevención” y “biorremediación”.
Biotecnología como apoyo a la Industria: eficacia y respeto al medioambiente
Un ser vivo es una máquina capaz de procesar compuestos para transformarlos en energía, biomasa y otros subproductos.
Lo que hace a esta máquina tan especial es que las materias primas que utiliza y los productos finales que genera se integran en ciclos naturales en los que se reutilizan los residuos y así se cierra el ciclo sin generar residuos finales contaminantes. Además, estas reacciones se producen en condiciones muy óptimas: a temperatura ambiente, en fases acuosas no tóxicas y sin necesidad de un alto aporte de energía.
Todas estas características tan especiales del ser vivo las utiliza la Biotecnología Industrial para la fabricación de sustancias y productos con el menor impacto medioambiental posible y de una manera altamente eficaz.
Las soluciones aportadas por la Biotecnología Industrial mejoran los procesos industriales de la siguiente manera:
Las soluciones aportadas por la Biotecnología Industrial mejoran los procesos industriales de la siguiente manera:
- Se sintetizan y elaboran compuestos haciendo uso de reacciones biológicas en las que intervienen enzimas y microorganismos, en lugar de reacciones químicas. Tal es el caso de la elaboración de la Vitamina C o el ácido cítrico para la industria alimentaria, la síntesis del ácido adípico (precursor del nailon) a través de reacciones en las que participan microorganismos o la obtención de aminoácidos para alimentación animal.
- Se utilizan materias primas renovables y fuentes de energía de origen biológico, ambas por definición inagotables, eliminando la dependencia de fuentes fósiles como carbón o petróleo. Tal es el caso de los biocombustibles, obtenidos a partir de materia prima vegetal, que ya se utilizan como carburantes para coches en algunos países, o la utilización de biomateriales en lugar del plástico.
- Se aprovechan residuos agrícolas, forestales o industriales, a los que da un valor añadido para su reutilización y se evita su acumulación o eliminación de manera tóxica. Por ejemplo, a partir de desechos de cultivos agrícolas o de productos alimenticios se pueden producir abonos enriquecidos (compost) u obtener extractos proteicos para elaborar productos de alimentación animal, gracias a bioprocesos en los que participan microorganismos y enzimas
- Se produce un mayor respeto por el medio ambiente, ya que se generan menos residuos tóxicos, se consume menos energía y se emiten menos gases de efecto invernadero en la producción industrial. Por ejemplo, el uso de biodetergentes permite que las reacciones se hagan a menor temperatura, se reduce el gasto de energía y agua en un 50% y se liberan menos sustancias tóxicas al agua.
Con todo esto, la Biotecnología Industrial acerca al máximo la idea de sostenibilidad y respeto al medio ambiente al sector industrial, mejorando el rendimiento económico de sus productos y la relación coste/beneficio
TEMAS GENERALES DE TERCER PERIODO
NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS
TALLER PARA EL JUEVES 21 DE JULIO
RESPONDER EN EL CUADERNO
RESULTADOS
Para su nutrición, las plantas verdes toman, a través de sus raíces, los minerales disueltos en el agua del suelo, y a través de sus hojas obtienen dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. Estos componentes son transformados en alimentos para la planta, gracias al proceso de fotosíntesis, en el que Intervienen la clorofila presente en las hojas y la luz solar.
La raíz absorbe del suelo el agua y las sales minerales
Las plantas absorben el agua del suelo a través de la raíz. Disueltas en el agua que toma la raíz, entran también en la planta otras sustancias que estaban en el suelo. Estas sustancias se llaman sales minerales, y son muy importantes para la alimentación de las plantas. La mezcla del agua con las sales minerales se llama savia bruta. Para que la planta pueda fabricar su alimento, la savia bruta tiene que llegar a las hojas. El transporte de la savia bruta hasta las hoja se realiza por el tallo, a través de unos tubos muy finos llamados vasos leñosos.
En las hojas se fabrica la savia elaborada
Al llegar a las hojas, la savia bruta se mezcla con el dióxido de carbono que las hojas toman del aire. En el interior de las hojas, la mezcla de savia bruta y dióxido de carbono sufre muchos cambios y se convierte en savia elaborada. La savia elaborada es el alimento de la planta. Para que las plantas transformen la savia bruta en savia elaborada es imprescindible la luz del Sol. Este proceso de elaboración de alimentos a partir de la savia bruta, por medio de la luz, se llama fotosíntesis. Como producto de la fotosíntesis, las plantas desprenden oxígeno.
LA FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis consiste en la fabricación de alimentos por medio de la luz, a partir del agua, las sales minerales y el dióxido de carbono, desprendiendo oxígeno.
Se realiza durante el día porque es imprescindible para que se realice la luz del Sol.
La fotosíntesis tiene lugar en las hojas. El tallo lleva a las hojas la savia bruta y recoge la savia elaborada.
TALLER PARA EL JUEVES 21 DE JULIO
RESPONDER EN EL CUADERNO
1. ¿Qué se entiende por biomoléculas?
2. ¿Cuál es su importancia?
3. ¿Qué son carbohidratos?
4. ¿Qué son monosacáridos, disacáridos, polisacáridos? y de ejemplos para cada uno de ellos.
5. La ribosa y la desoxirribosa son parte de las estructuras de ARN y ADN respectivamente, dibuje las formulas estructurales de estos y diga la diferencia entre ambos.
6. Mencione algunas carbohidratos e indique las fuentes de la cuales se obtienen.
7. ¿Qué son los lípidos?
8. ¿Qué son aceites y grasas?
9. ¿Qué son las grasas saturadas e insaturadas? y diga de que productos se obtienen.
10. ¿Qué se entiende por: aminoácidos, péptidos, proteínas y enzimas?
11. ¿Qué son antibióticos?
12. ¿Qué se entiende por vitaminas?
RESULTADOS
ESTUDIANTES QUE DEBEN PRESENTAR ACTIVIDADES DE NIVELACIÓN PARA EL SEGUNDO PERIODO
SALOMÓN ABUCHAR
SEBASTIAN DIEZ
JUAN GUILLERMO ENAMORADO
ACTIVIDAD A PRESENTAR: EVALUACIÓN DE LOS TEMAS VISTOS EN EL SEGUNDO PERIODO
EMANA DEL 11 al 15 DE JULIO
CATABOLISMO
Son los procesos donde las células descomponen o “degradan” las macromoléculas de carbohidratos, grasas y proteínas y las transforman en sustancias más simples. De esa forma se libera la energía almacenada en ellas y puede utilizarse como combustible para realizar las distintas funciones orgánicas como, por ejemplo, mantener la temperatura normal del cuerpo, respirar o caminar. Las sustancias simples producidas por el catabolismo (dióxido de carbono, urea, amoníaco, etc.) son eliminadas del organismo por los riñones, los intestinos, los pulmones y la piel. La energía obtenida se almacena como ATP. El catabolismo, o metabolismo destructivo, cumple entonces con dos propósitos:
1.- Liberar energía útil para las reacciones de síntesis de nuevas moléculas (anabolismo).
2.- Aportar materia prima para las reacciones anabólicas.
Muchas de las grandes moléculas que se degradan en el catabolismo han sido elaboradas previamente en el propio organismo por procesos anabólicos. Es así que las células funcionan como un gran juego de elementos, donde se rompe lo que había sido construido previamente para poder utilizar esas mismas piezas en la elaboración de algo nuevo.
Las reacciones anabólicas y catabólicas son procesos que suceden en forma simultánea. El catabolismo libera energía. El anabolismo utiliza esa energía para la construcción o síntesis de proteínas y ácidos nucleicos necesarios para las células. Cuando la actividad anabólica supera al catabolismo, los organismos crecen y ganan peso. Si las reacciones catabólicas son mayores que las anabólicas el organismo se deteriora y pierde peso, por ejemplo en las enfermedades o en ayunos prolongados. Luego de la ingestión de alimentos hay un aumento del anabolismo sobre el catabolismo, habida cuenta del aumento de glucosa (energía) que hay en la sangre.
En las primeras etapas de la vida predomina el anabolismo sobre el catabolismo. En el envejecimiento ocurre lo contrario. Cuando no hay supremacía entre anabolismo y catabolismo, se dice que el organismo se mantiene en equilibrio dinámico.
METABOLISMO
Es la suma de todas las reacciones físicas y químicas que suceden en el interior de las células que permiten realizar todas las funciones primordiales para la vida, como respirar, moverse, crecer, reproducirse, realizar la digestión y reaccionar ante distintos estímulos. A partir de los procesos metabólicos los individuos intercambian materia y energía con el medio ambiente que los rodea. Desde la etapa fetal hasta el final de la vida, las reacciones metabólicas deben producirse de manera precisa para la normal integración y funcionamiento de todos los sistemas del cuerpo.
Las reacciones fisicoquímicas que suceden durante el metabolismo son catalizadas por sustancias proteínicas denominadas enzimas. Las enzimas actúan regulando la velocidad de las reacciones que se producen dentro de las células. Como cada enzima cataliza una reacción biológica a la vez, existen tantas enzimas como reacciones se lleven a cabo. La sustancia sobre la que actúa la enzima se denomina sustrato. Este sustrato sufre una transformación química reversible y se convierte en uno o más productos diferentes. La enzima no sufre modificación alguna.
Las enzimas actúan modificando las moléculas del sustrato para que sean más reactivas, para que se unan a otros átomos, etc. Por ejemplo, la enzima anhidrasa carbónica cataliza muy rápidamente la conversión de dióxido de carbono en bicarbonato y en hidrogeniones.
En resumen, las enzimas son proteínas que tienen por función activar, controlar y finalizar todas las reacciones metabólicas que suceden en el organismo, regulando su velocidad de acción.
El metabolismo puede dividirse en dos procesos bien diferenciados: anabolismo y catabolismo.
ANABOLISMO
Son las reacciones químicas de la célula cuyo objetivo fundamental es la síntesis (construcción o elaboración) de sustancias complejas a partir de sustancias más simples. El anabolismo se comporta como un metabolismo constructivo o positivo, ya que es fundamental para el mantenimiento de todos los tejidos y para el crecimiento de células nuevas. Por otra parte, se obtiene energía de reserva para ser utilizada cuando sea necesario. Las reacciones anabólicas transforman las moléculas simples y de bajo peso molecular en macromoléculas nutritivas como los hidratos de carbono, los lípidos o grasas, las proteínas y los ácidos nucleicos. Por lo tanto, como el anabolismo cumple una típica fase “biosintética”, requiere de energía que es proporcionada por el adenosin trifosfato (ATP), sustancia de alto contenido energético. Durante el crecimiento de animales y vegetales se realizan importantes procesos anabólicos.
SEGUNDO PERIODO
CONTENIDO GENERAL
Es la suma de todas las reacciones físicas y químicas que suceden en el interior de las células que permiten realizar todas las funciones primordiales para la vida, como respirar, moverse, crecer, reproducirse, realizar la digestión y reaccionar ante distintos estímulos. A partir de los procesos metabólicos los individuos intercambian materia y energía con el medio ambiente que los rodea. Desde la etapa fetal hasta el final de la vida, las reacciones metabólicas deben producirse de manera precisa para la normal integración y funcionamiento de todos los sistemas del cuerpo.
Las reacciones fisicoquímicas que suceden durante el metabolismo son catalizadas por sustancias proteínicas denominadas enzimas. Las enzimas actúan regulando la velocidad de las reacciones que se producen dentro de las células. Como cada enzima cataliza una reacción biológica a la vez, existen tantas enzimas como reacciones se lleven a cabo. La sustancia sobre la que actúa la enzima se denomina sustrato. Este sustrato sufre una transformación química reversible y se convierte en uno o más productos diferentes. La enzima no sufre modificación alguna.
Las enzimas actúan modificando las moléculas del sustrato para que sean más reactivas, para que se unan a otros átomos, etc. Por ejemplo, la enzima anhidrasa carbónica cataliza muy rápidamente la conversión de dióxido de carbono en bicarbonato y en hidrogeniones.
En resumen, las enzimas son proteínas que tienen por función activar, controlar y finalizar todas las reacciones metabólicas que suceden en el organismo, regulando su velocidad de acción.
El metabolismo puede dividirse en dos procesos bien diferenciados: anabolismo y catabolismo.
ANABOLISMO
Son las reacciones químicas de la célula cuyo objetivo fundamental es la síntesis (construcción o elaboración) de sustancias complejas a partir de sustancias más simples. El anabolismo se comporta como un metabolismo constructivo o positivo, ya que es fundamental para el mantenimiento de todos los tejidos y para el crecimiento de células nuevas. Por otra parte, se obtiene energía de reserva para ser utilizada cuando sea necesario. Las reacciones anabólicas transforman las moléculas simples y de bajo peso molecular en macromoléculas nutritivas como los hidratos de carbono, los lípidos o grasas, las proteínas y los ácidos nucleicos. Por lo tanto, como el anabolismo cumple una típica fase “biosintética”, requiere de energía que es proporcionada por el adenosin trifosfato (ATP), sustancia de alto contenido energético. Durante el crecimiento de animales y vegetales se realizan importantes procesos anabólicos.
Las reacciones fisicoquímicas que suceden durante el metabolismo son catalizadas por sustancias proteínicas denominadas enzimas. Las enzimas actúan regulando la velocidad de las reacciones que se producen dentro de las células. Como cada enzima cataliza una reacción biológica a la vez, existen tantas enzimas como reacciones se lleven a cabo. La sustancia sobre la que actúa la enzima se denomina sustrato. Este sustrato sufre una transformación química reversible y se convierte en uno o más productos diferentes. La enzima no sufre modificación alguna.
Las enzimas actúan modificando las moléculas del sustrato para que sean más reactivas, para que se unan a otros átomos, etc. Por ejemplo, la enzima anhidrasa carbónica cataliza muy rápidamente la conversión de dióxido de carbono en bicarbonato y en hidrogeniones.
En resumen, las enzimas son proteínas que tienen por función activar, controlar y finalizar todas las reacciones metabólicas que suceden en el organismo, regulando su velocidad de acción.El metabolismo puede dividirse en dos procesos bien diferenciados: anabolismo y catabolismo.
ANABOLISMO
Son las reacciones químicas de la célula cuyo objetivo fundamental es la síntesis (construcción o elaboración) de sustancias complejas a partir de sustancias más simples. El anabolismo se comporta como un metabolismo constructivo o positivo, ya que es fundamental para el mantenimiento de todos los tejidos y para el crecimiento de células nuevas. Por otra parte, se obtiene energía de reserva para ser utilizada cuando sea necesario. Las reacciones anabólicas transforman las moléculas simples y de bajo peso molecular en macromoléculas nutritivas como los hidratos de carbono, los lípidos o grasas, las proteínas y los ácidos nucleicos. Por lo tanto, como el anabolismo cumple una típica fase “biosintética”, requiere de energía que es proporcionada por el adenosin trifosfato (ATP), sustancia de alto contenido energético. Durante el crecimiento de animales y vegetales se realizan importantes procesos anabólicos.
CONTENIDO GENERAL
LAS MUTACIONES
La Mutación es cualquier alteración o variación en el código genético; es decir, una alteración de los genes de los cromosomas. Es posible que una mutación ocurra mientras se realiza la meiosis.
Esta variación puede producirse en las células somáticas o en las células sexuales (gametos). Si las mutaciones se presentan en el ADN de los gametos, pueden transmitirse de una generación a otra. Por el contrario, si se produce en las células somáticas, no se heredará, pero puede propagarse asexualmente, lo cual sucede en las plantas (por ejemplo, las que se reproducen por estacas).
Las mutaciones pueden ocurrir de manera espontánea o inducida por algunos agentes llamados mutágenos, se clasifican en externos e internos. Los agentes externos pueden ser las radiaciones ultravioleta, los rayos X, los cambios de temperatura, determinadas sustancias químicas, entre otros. Los agentes internos son los cambios accidentales del código del ADN o la ausencia de sectores del gen o del cromosoma
Pocas ideas han cambiado tan profundamente nuestra visión de la naturaleza como la misma idea de cambio que implica la evolución de los seres vivos. Los organismos biológicos se agrupan en unidades naturales de reproducción que denominamos especies. Las especies que ahora pueblan la Tierra proceden de otras especies distintas que existieron en el pasado, a través de un proceso de descendencia con modificación. La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, y su reverso es la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido. Una de las ideas más románticas contenidas en la evolución de la vida es que dos organismos vivos cualesquiera, por diferentes que sean, comparten un antecesor común en algún momento del pasado. Nosotros y cualquier chimpancé actual compartimos un antepasado hace algo así como 5 millones años. También tenemos un antecesor común con cualquiera de las bacterias hoy existentes, aunque el tiempo al antecesor se remonte en este caso a más de 3000 millones de años.
La idea de evolución por modificación y derivación de nuevas especies implica la existencia de antepasados comunes para cualquier par de especies. Hay un antepasado común del hombre y el chimpancé, y del hombre y las bacterias.
La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. La teoría evolutiva se relaciona con el resto de la biología de forma análoga a como el estudio de la historia se relaciona con las ciencias sociales. La famosa frase del genético evolucionista Theodosius Dobzhansky que abre este tema, no es más que una aplicación particular del principio más general que afirma que el presente de un proceso temporal no puede entenderse sin una perspectiva histórica.
LAS MUTACIONES
La Mutación es cualquier alteración o variación en el código genético; es decir, una alteración de los genes de los cromosomas. Es posible que una mutación ocurra mientras se realiza la meiosis.
Esta variación puede producirse en las células somáticas o en las células sexuales (gametos). Si las mutaciones se presentan en el ADN de los gametos, pueden transmitirse de una generación a otra. Por el contrario, si se produce en las células somáticas, no se heredará, pero puede propagarse asexualmente, lo cual sucede en las plantas (por ejemplo, las que se reproducen por estacas).
Las mutaciones pueden ocurrir de manera espontánea o inducida por algunos agentes llamados mutágenos, se clasifican en externos e internos. Los agentes externos pueden ser las radiaciones ultravioleta, los rayos X, los cambios de temperatura, determinadas sustancias químicas, entre otros. Los agentes internos son los cambios accidentales del código del ADN o la ausencia de sectores del gen o del cromosoma
Pocas ideas han cambiado tan profundamente nuestra visión de la naturaleza como la misma idea de cambio que implica la evolución de los seres vivos. Los organismos biológicos se agrupan en unidades naturales de reproducción que denominamos especies. Las especies que ahora pueblan la Tierra proceden de otras especies distintas que existieron en el pasado, a través de un proceso de descendencia con modificación. La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, y su reverso es la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido. Una de las ideas más románticas contenidas en la evolución de la vida es que dos organismos vivos cualesquiera, por diferentes que sean, comparten un antecesor común en algún momento del pasado. Nosotros y cualquier chimpancé actual compartimos un antepasado hace algo así como 5 millones años. También tenemos un antecesor común con cualquiera de las bacterias hoy existentes, aunque el tiempo al antecesor se remonte en este caso a más de 3000 millones de años.
La idea de evolución por modificación y derivación de nuevas especies implica la existencia de antepasados comunes para cualquier par de especies. Hay un antepasado común del hombre y el chimpancé, y del hombre y las bacterias.
La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. La teoría evolutiva se relaciona con el resto de la biología de forma análoga a como el estudio de la historia se relaciona con las ciencias sociales. La famosa frase del genético evolucionista Theodosius Dobzhansky que abre este tema, no es más que una aplicación particular del principio más general que afirma que el presente de un proceso temporal no puede entenderse sin una perspectiva histórica.
LA REVOLUCIÓN DARWINIANA
Aunque la idea de la evolución tenía precedentes, no fue hasta 1859, con la aparición de la obra El origen de las especies del naturalista británico Charles Darwin, que la idea de la evolución se estableció definitivamente. Darwin recopiló e interpretó un gran número de observaciones y experimentos de muy diversas disciplinas de investigación y los presentó como un argumento irrefutable en favor del hecho de la evolución. Pero Darwin suministró además un mecanismo para explicar las adaptaciones complejas y características de los seres vivos: la selección natural. ¿Qué significó la teoría de la evolución y de la selección natural en el contexto de la biología del siglo XIX? En 1802 el teólogo W. Paley publica la obra Teología natural, en donde arguye que el diseño funcional de los organismos evidenciaba la existencia de un creador omnisapiente. Según él, el ojo humano, con su delicado diseño, constituía una prueba concluyente de la existencia de Dios. Para los naturalistas que querían explicar los fenómenos biológicos por procesos naturales, explicar la adaptación, la maravillosa adecuación de los organismos a su ambiente, constituía el problema fundamental.
El gran reto de Darwin era explicar las complejas adaptaciones de los organismos vivos, como el diseño funcional de un ojo, por mecanismos naturales. La solución de Darwin fue proponer el mecanismo de la selección natural
El argumento del diseño de Paley tenía una gran influencia en los naturalistas del XIX, a pesar de que esta visión intervencionista violaba flagrantemente el concepto de naturaleza que se había establecido con el desarrollo de la física en los siglos XVI y XVII. Los fenómenos del Universo, según esta nueva concepción, eran explicables por procesos naturales. La naturaleza, per se, era un objeto lícito para preguntar y contestar científicamente. Con el Origen de Darwin se introduce esta revolución en la Biología. Lo verdaderamente revolucionario en Darwin fue el proponer un mecanismo natural para explicar la génesis, diversidad y adaptación de los organismos.
El naturalista británico Charles Darwin (1809-1882) introdujo en su libro El origen de las especies (1859) dos ideas revolucionarias: la evolución biológica y la selección natural
El pensamiento poblacional
Hay grandeza en esta concepción de la vida,... que mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas
Charles Darwin
Para imponer su teoría de la evolución y de la selección natural, Darwin tuvo que introducir una nueva forma de entender la variación en la naturaleza, el pensamiento poblacional. En el tiempo de Darwin las especies se consideraban entidades fijas e inmutables; representaban a un tipo platónico, la idea perfecta de la mente de su creador. Las diferencias en la forma, en la conducta, o en la fisiología de los organismos de una especie no eran más que imperfecciones, errores en la materialización de la idea de la especie. En contraste con esta visión esencialista dominante, la variación individual, lejos de ser trivial, es para Darwin la piedra angular de la evolución. La variación en el seno de las especies o poblaciones es lo único real, es la materia prima de la evolución, a partir de la que se va a crear toda la diversidad biológica. Son las diferencias existentes entre los organismos de una especie las que, al magnificarse en el espacio y en el tiempo, producirán nuevas poblaciones, nuevas especies, y por extensión, toda la diversidad biológica.
Bajo la visión darwiniana, la variación es la única realidad de las especies. No hay un color de piel en la especie humana ideal o arquetípico. Cada individuo con su variación característica es un elemento esencial de nuestra especie
Aunque la idea de la evolución tenía precedentes, no fue hasta 1859, con la aparición de la obra El origen de las especies del naturalista británico Charles Darwin, que la idea de la evolución se estableció definitivamente. Darwin recopiló e interpretó un gran número de observaciones y experimentos de muy diversas disciplinas de investigación y los presentó como un argumento irrefutable en favor del hecho de la evolución. Pero Darwin suministró además un mecanismo para explicar las adaptaciones complejas y características de los seres vivos: la selección natural. ¿Qué significó la teoría de la evolución y de la selección natural en el contexto de la biología del siglo XIX? En 1802 el teólogo W. Paley publica la obra Teología natural, en donde arguye que el diseño funcional de los organismos evidenciaba la existencia de un creador omnisapiente. Según él, el ojo humano, con su delicado diseño, constituía una prueba concluyente de la existencia de Dios. Para los naturalistas que querían explicar los fenómenos biológicos por procesos naturales, explicar la adaptación, la maravillosa adecuación de los organismos a su ambiente, constituía el problema fundamental.
El gran reto de Darwin era explicar las complejas adaptaciones de los organismos vivos, como el diseño funcional de un ojo, por mecanismos naturales. La solución de Darwin fue proponer el mecanismo de la selección natural
El argumento del diseño de Paley tenía una gran influencia en los naturalistas del XIX, a pesar de que esta visión intervencionista violaba flagrantemente el concepto de naturaleza que se había establecido con el desarrollo de la física en los siglos XVI y XVII. Los fenómenos del Universo, según esta nueva concepción, eran explicables por procesos naturales. La naturaleza, per se, era un objeto lícito para preguntar y contestar científicamente. Con el Origen de Darwin se introduce esta revolución en la Biología. Lo verdaderamente revolucionario en Darwin fue el proponer un mecanismo natural para explicar la génesis, diversidad y adaptación de los organismos.
El naturalista británico Charles Darwin (1809-1882) introdujo en su libro El origen de las especies (1859) dos ideas revolucionarias: la evolución biológica y la selección natural
El pensamiento poblacional
Hay grandeza en esta concepción de la vida,... que mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas
Charles Darwin
Para imponer su teoría de la evolución y de la selección natural, Darwin tuvo que introducir una nueva forma de entender la variación en la naturaleza, el pensamiento poblacional. En el tiempo de Darwin las especies se consideraban entidades fijas e inmutables; representaban a un tipo platónico, la idea perfecta de la mente de su creador. Las diferencias en la forma, en la conducta, o en la fisiología de los organismos de una especie no eran más que imperfecciones, errores en la materialización de la idea de la especie. En contraste con esta visión esencialista dominante, la variación individual, lejos de ser trivial, es para Darwin la piedra angular de la evolución. La variación en el seno de las especies o poblaciones es lo único real, es la materia prima de la evolución, a partir de la que se va a crear toda la diversidad biológica. Son las diferencias existentes entre los organismos de una especie las que, al magnificarse en el espacio y en el tiempo, producirán nuevas poblaciones, nuevas especies, y por extensión, toda la diversidad biológica.
Bajo la visión darwiniana, la variación es la única realidad de las especies. No hay un color de piel en la especie humana ideal o arquetípico. Cada individuo con su variación característica es un elemento esencial de nuestra especie
EL ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN
Los estudios y afirmaciones acerca de la evolución generalmente se refieren a uno de dos aspectos distintos: (1) las investigaciones acerca del hecho de la evolución y (2) las que se refieren al mecanismo de la evolución. Las primeras abarcan las disciplinas biológicas, tales como la paleontología, la clasificación, la biología comparada, la biología de poblaciones,... que muestran de manera inequívoca el hecho de la evolución. Las segundas, las afirmaciones acerca del mecanismo de la evolución, son el objeto principal de estudio de la genética de poblaciones, y nos informan de los factores, fuerzas o procesos que producen el cambio evolutivo, es decir, los mecanismos naturales que causan la descendencia con modificación. Una analogía cotidiana que ilustra esta distinción es la del tiempo meteorológico. Las precipitaciones, los vientos, las gotas frías, los tifones, son las evidencias que constituyen las afirmaciones de hecho del tiempo atmosférico. Ahora bien, si queremos explicar el porqué se dan los diferentes fenómenos meteorológicos, entonces nos tenemos que introducir en el ámbito de las afirmaciones del proceso o de los mecanismos meteorológicos. Debemos proponer los factores, tales como las diferencias de temperatura entre distintas masas de aire, que producen los fenómenos meteorológicos.
La evidencia de la evolución
La evolución que se da en una escala reducida, en el interior de una especie y en el intervalo de unas pocas generaciones, se denomina microevolución. La macroevolución es la evolución a gran escala, y abarca periodos considerables de tiempo, y grandes procesos de transformación; en el caso más extremo comprendería toda la evolución de la vida. Se pueden efectuar experimentos y/o observaciones de poblaciones de especies actuales a pequeña escala y obtener evidencia directa de evolución. Hay muchos ejemplos en los que se detecta la evolución en acción, como el clásico caso del melanismo industrial que se comentará más adelante. La selección artificial efectuada por el hombre en el perro o el caballo son también claros ejemplos que muestran el potencial de modificación de una especie. Por su propia dimensión temporal, no podemos demostrar la macroevolución directamente, exceptuando los casos de creación de nuevas especies de plantas mediante cruzamiento de especies distintas por el hombre. Aunque la evidencia evolutiva que suministra el registro fósil, la biología comparada, y la biología molecular es indirecta, no por ello es menos concluyente a la hora de demostrar la comunidad de origen de todos los organismos.
Las diferentes razas de perro que el hombre ha obtenido por selección artificial ilustran el potencial de cambio que tienen las especies.
El registro fósil
Los sedimentos que se han ido acumulando sobre la corteza de la tierra durante su historia geológica dejan una huella inestimable, generalmente en forma de huesos o esqueletos duros petrificados, de organismos muertos en el pasado: son los fósiles. El registro fósil es una ventana maravillosa a la historia de la vida. Si no existiera no podríamos inventarlo. Sin él, el vacío acerca de la evolución de la vida sobre la tierra sería insustituible. Podríamos especular, teorizar infinitamente, pero ¿quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen? La desintegración de los elementos químicos radiactivos que hay en las rocas ha permitido estimar que la Tierra se originó alrededor de hace 4600 millones de años. La Tierra, que era una esfera caliente, se enfría gradualmente, iniciándose un periodo de evolución química que culminará con la formación de las primeras células. En Australia y África se han encontrado sedimentos retenidos y fijados por bacterias de hace 3600 millones de años, lo que hace que esta fecha sea una estima mínima de la edad de inicio de la evolución biológica. La magnitud del tiempo en el que ha transcurrido la evolución se escapa completamente a nuestra comprensión, no podemos siquiera imaginar, limitados a la minúscula escala de nuestro tiempo vital, el potencial de transformación que suponen 3600 millones de años de evolución.
El tiempo geológico
El tiempo geológico se ha dividido en una serie de etapas jerárquicas, las eras, los períodos, y las épocas, que no siguen una cronología lineal, sino que es una crónica de los momentos claves de la historia de la vida. Las transiciones entre las cuatro eras, la Precámbrica, la Paleozoica, la Mesozoica y la Cenozoica representan grandes cambios en las fauna y flora de toda la Tierra. En el primer período de la era Paleozoica, el Cámbrico, hace 570 millones de años, aparecen de golpe en el registro fósil los animales pluricelulares que tienen partes duras, como las conchas, y exoesqueletos,... El final del Paleozoico coincide con la mayor extinción habida en la Tierra, en la que desaparecieron el 96% de las especies. Al final del Mesozoico, en la transición entre el período Cretácico y Terciario, se da la conocida extinción de los dinosaurios, junto a un 70% de las especies existentes.
Cronología de siete momentos estelares de la evolución
¿Qué nos enseña el registro fósil sobre la historia de la vida sobre la Tierra? Esta es una lista de los acontecimientos más importantes
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Origen de la célula procariota 3600 M (M=Millones de años)
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Origen de la célula eucariota 1400 M
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Origen de la fauna de animales pluricelulares 650 M
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Fauna de la explosión cámbrica 570 M
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Origen de los vertebrados terrestres 360 M
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Extinción de los dinosaurios. La antorcha pasa de los dinosaurios a los mamíferos 65 M
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Origen de Homo sapiens 0,1 M.
Si toda la historia de la Tierra la comprimiésemos en una hora, a los 20 minutos aparecerían las bacterias, a los 55 los dinosaurios, los antropoides aparecen a 40 segundos antes del final, y los humanos al cumplirse la hora.
Hay una coherencia entre el registro fósil y el origen evolutivo de las especies y sus grupos correspondientes. Si la vida se debiera a la creación espontánea e independiente de especies, no tendríamos porqué esperar que el hombre surgiera con los mamíferos, podríamos haber surgido en cualquier momento, cuando aparecieron los peces, o los dinosaurios, o antes de que surgieran los primates.
La evolución no tiene dirección definida
La historia de la vida es una historia de extinciones y muerte,... con unos pocos supervivientes. El 99,9% de las especies que han existido alguna vez están hoy extintas. Grupos enteros de organismos, como los dinosaurios (exceptúando las aves), los trilobites, los ammonoideos, se han extinguido para siempre sin dejar descendiente alguno.
Como señala el reconocido paleontólogo S. Gould, el registro fósil no es un relato convencional que conduce a los diferentes linajes a más excelencia, más complejidad, más diversidad. La historia de la vida no muestra un rumbo definido, no tiene dirección ni sentido. La evolución es una narración de eliminación masiva seguida de diferenciación en el interior de unos cuantos supervivientes. Es a priori imposible determinar la dirección de la evolución porque la importancia de los acontecimientos concretos, contingentes, como la extinción o no de un grupo de organismos en el caso de una extinción en masa, o la posesión o no de una variante adaptativa adecuada cuando ésta es requerida, son los verdaderos agentes de la historia.
Las extinciones en masa
Hay dos regímenes de extinciones: la extinción normal, que afecta a las especies que dejan de seguir a su ambiente en su lucha diaria por adaptarse, y la extinción en masa, que son más rápidas y devastadoras en cuanto a su magnitud. Al menos han ocurrido cinco extinciones en masa, y han dejado muchos huecos ecológicos que han permitido que sean ocupados por los descendientes de las especies supervivientes. Esta ocupación del bioespacio disponible suele ir acompañada de una rápida y extensa diversificación morfológica que se denomina radiación adaptativa. No se sabe con certeza la causa de las extinciones masivas, aunque las causas físicas como el impacto de asteroides o el cambio climático parecen más probables que las biológicas. Según una hipótesis reciente, hay ciclos de extinción masiva aproximadamente cada 26 millones de años, y el impacto periódico de lluvias de cometas sobre la Tierra podría explicar dicho ciclo.
La fauna de Burguess Shale
Si tuviéramos la oportunidad de volver a un momento del pasado, el período previo al Cámbrico sería sin duda uno de los más atractivos. En el Cámbrico, hace 570 M, se produce la gran explosión en el registro fósil de los primeros animales pluricelulares con partes duras. Darwin se preguntaba por qué estos primeros animales eran ya anatómicamente complejos y sin precursores aparentes. La respuesta está en el yacimiento de Burguess Shale, situado en las montañas rocosas canadienses. Debido a condiciones muy especiales de conservación, aquí se encuentra la única fauna de cuerpo blando (sin estructuras duras) que existe de un tiempo inmediatamente anterior a la explosión cámbrica.
La gran sorpresa de Burguess Shale es que las pocas especies analizadas contienen una disparidad de diseños anatómicos que exceden, con mucho, la gama moderna que hay en todo el mundo. En ninguna fauna posterior se repite la riqueza anatómica de este yacimiento. De los 120 géneros analizados, 20 son diseños de artrópodos únicos, y además de estar representados los 4 grupos de animales que hoy existen, hay 8 diseños que no encajan en ningún grupo animal conocido. La época de Burguess Shale parece ser que fue un tiempo asombroso de experimentación, una era de gran flexibilidad evolutiva, que fue seguido de una gran extinción.
Opabinia: una vida extraña de un remoto pasado
Opabinia fue el fósil de Burguess Shale que reveló la caja de sorpresas que había en este yacimiento. Su diseño singular no pertenece a ningún grupo animal conocido. ¡Tiene 5 ojos!, trompa flexible formada por un tubo cilíndrico estriado, un tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15 segmentos, con lóbulos delgados laterales. Los 3 segmentos últimos forman una cola con tres pares de hojas delgadas y lobuladas dirigidas hacia afuera.
Opabinia fue el primer fósil del yacimiento de Burguess Shale que demostró la singularidad morfológica de las primeras formas pluricelulares. Tiene 5 ojos, trompa flexible, tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15 segmentos, los 3 últimos forman una cola.
Los dinosaurios
Durante el periodo Triásico surgen los dinosaurios de una línea de los reptiles e inician una dinastía sobre el medio terrestre que habría de durar 150 M. Se han identificado más de 350 especies de dinosaurios, y se cree que esta es una estima muy inferior a la de las especies que realmente existieron. Entre los dinosaurios están los animales más grandes que alguna vez hayan vivido sobre la Tierra. El Seismosaurus, el mayor herbívoro conocido, tenía unas 40 metros de longitud. El Tyrannosaurus rex, uno de los mayores carnívoros, tenía 12 m de longitud. Los dinosaurios se dividen en dos grandes órdenes, los de pelvis de lagarto (Saurisquios), que comprenden tanto especies carnívoras como herbívoras, y los de pelvis de ave (Ornistiquios), cuyas especies eran todas herbívoras. Los dinosaurios se extinguieron casi en su totalidad, exceptuando una línea menor que dio lugar a las aves, hace 65 M. Junto a ellos, desaparecieron en un breve lapso de tiempo el 75% de las especies existentes. Se ha propuesto que el impacto de un asteroide sobre la superficie terrestre podría ser la causa de la extinción en masa.
¿Quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen?
Biología comparada: homología y analogía
Cuando uno observa similitudes entre especies, 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 aplanada 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.
En contraste con la analogía, una 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 (animales vertebrados terrestres con cuatro extremidades) tienen la extremidad de cinco dedos, y ésta se encuentra tanto en las alas de la aves y de murciélagos como en la mano del ser humano, a pesar que estas extremidades representan unos papeles funcionales muy distintos. La razón de esta estructura común es que todos los tetrápodos conservamos la misma estructura básica de la especie ancestral original.
Homología: todos los tetrápodos tienen una extremidad con cinco dedos, aunque tengan diferentes funciones.
La homología es la base de la clasificación
La clasificación se basa en la comparación de los caracteres de las especies, y los 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 muestran que las especies presentan semejanzas homológas en todos los niveles del fenotipo. Cuanto más próxima sean la especies, mayor será el grado de semejanza, y lo contrario también es cierto, cuanto más alejada estén menos semejanzas encontraremos. Así, las diferencias que hoy vemos entre las especies se deben a las nuevas variaciones que han adquirido desde su separación del antepasado común. Las similitudes que atribuimos a las homologías no podrían explicarse si las especies se originasen independientemente unas de otras.
Órganos vestigiales
Un caso especialmente significativo de homología es la de los órganos vestigiales o residuales. La pelvis de los tetrápodos es una estructura ósea cuya función es articular las extremidades posteriores. Las ballenas son tetrápodos cuyos antepasados mamíferos abandonaron la tierra para habitar en el mar. En este nuevo medio las ballenas perdieron sus extremidades inferiores, pero aún conservan como huella acusatoria de su pasado tetrápodo, la serie completa de los huesos de la pelvis. De forma similar, las serpientes presentan vestigios de la extremidad posterior que portaban sus antepasados.
La reducida pelvis de los cetáceos es un órgano vestigial que prueba su origen tetrápodo.
Biología molecular y homología
La biología molecular ha suministrado la evidencia más universal de homología. Todos los organismos vivos compartimos el mismo material hereditario, el DNA, una molécula helicoidal cuya información se encuentra codificada en 4 letras o nucleótidos distintos. Igualmente, el código genético es prácticamente Universal, todos los organismos comparten el mismo diccionario que da el significado a la secuencia de DNA. Ambos ejemplos son pruebas muy robustas de la relación íntima que existe entre lo viviente.
El DNA es una molécula helicoidal que tiene información genética codificada a partir de cuatro letras o nucleótidos distintos.
El árbol de la vida: filogenia
Si la historia de la vida es cambio y ramificación por descendencia, entonces su representación sería la de un árbol o filogenia, en la que el tronco y las ramas internas se corresponderían a los antepasados de las especies actuales y los extremos de las ramas externas serían las especies actuales. ¿Como se establece una filogenia? Ordenando las especies actuales atendiendo a la similaridad morfológica y/o genética de sus caracteres homólogos.
El sistema linneano
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) ideó el sistema de clasificación que se utiliza, con algunas modificaciones, hoy en día. Hay siete niveles inclusivos de clasificación, que son, de menor a mayor, la especie, el género, la familia, el orden, la clase, el tipo o Phylum y el reino. El nombre científico de cada especie tiene dos partes, el león, por ejemplo, se denomina Panthera leo. La primera parte se refiere al género y la segunda a la especie. Consideremos un ejemplo de como se agrupan las especies actuales en las distintas categorías linneanas. El león, la pantera, el tigre, pertenecen al género Panthera, que junto al género Felix (el gato doméstico) y otros se agrupan en la familia de los felinos. Los felinos, con los cánidos y úrsidos, constituyen el orden de los carnívoros. Primates, roedores, carnívoros, ... se reúnen en la clase mamíferos. Estos organismos comparten características como el amamantar a sus crías con leche, gestarlas en el útero mediante un órgano complejo, la placenta. Su piel está protegida por pelaje o pelos. Mamíferos, aves, reptiles, anfibios, y peces se reúnen en un solo tipo o phylum, porque todos tienen columna vertebral, un máximo de cuatro miembros, y sangre roja con hemoglobina, son los cordados. Los insectos, las arañas, los crustáceos, y los ciempiés, se clasifican en otro tipo, los artrópodos. Las almejas, caracoles y calamares se agrupan en los moluscos, y así sucesivamente. El tipo cordado, artrópodo, molusco y otros forman el reino Animal. El árbol de la vida se ordena siguiendo divisiones que van de características generales a aspectos más específicos.
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) creó el sistema de clasificación que se utiliza hoy en día.
Significado de los niveles jerárquicos de clasificación
¿Por qué se ordena la diversidad biológica en diferentes niveles jerárquicos? Los rasgos de las divisiones más generales corresponderían a adaptaciones básicas o principales que surgieron en los momentos iniciales de la evolución de los especies progenitoras de estos grupos. Por ejemplo, hay cinco grandes reinos, las moneras, los protistas, los hongos, las plantas y los animales, que se corresponden con las cinco diferenciaciones principales de la vida sobre la Tierra. El Phylum o tipo es la siguiente unidad básica de diferenciación entre reinos, y podrían entenderse como proyectos básicos fundamentales de anatomía. En el reino Animal estos planos fundamentales serían las esponjas, los anélidos (gusanos), los artrópodos (insectos, crustáceos,...), los cordados, .... A partir de estas adaptaciones principales surgen posteriormente nuevas variaciones o subadaptaciones diversas, que por tener un menor tiempo de evolución, tienen un rango clasificatorio menor.
La clasificación de la diversidad biológica es una prueba de la evolución
El hecho que la diversidad de la vida esté jerarquizada es un fuerte argumento en favor de la evolución. El que las especies compartan estructuras anatómicas y adaptaciones básicas puede explicarse fácilmente si suponemos que las especies actuales compartieron antepasados, pero no esperaríamos dicho patrón si las especies hubieran sido creadas independientemente.
Filogenia molecular
La universalidad de la molécula portadora de la información genética hace que el DNA sea un carácter muy apropiado para el estudio comparativo y filogenético de las especies. Morfológicamente no es posible comparar una bacteria con un hombre, sin embargo si que es posible establecer una comparación con moléculas de DNA de ambos organismos, ya que están formadas por el mismo lenguaje de bases. Con datos de secuencias podemos comparar cualesquier grupo de organismos, por distantes que sean. Los datos moleculares tienen otras propiedades adicionales que todas juntas los convierten en el carácter ideal de estudios filogenéticos. Muchos trabajos obtienen y analizan las secuencias de genes y proteínas de diferentes especies para resolver cuestiones todavía dudosas de relaciones entre organismos. Los datos moleculares han demostrado que nuestra especie está mucho más cerca del chimpancé y el gorila de lo que creíamos.
Árbol filogenético Universal
El análisis molecular de secuencias también nos ha enseñado que hay una división en la raíz misma del árbol de la vida que es más fundamental que la división de 5 reinos que se enseña normalmente. En lugar de los dos tipos celulares canónicos, los procariotas y eucariotas, hay tres tipos principales de células, las arqueobacterias, las eubacterias y los eucariotas. Este nuevo árbol recibe el nombre de árbol filogenético universal.
Árbol filogenético universal
La sexta extinción en masa
El destino natural de cada especie es su extinción. Pero la vida continúa porque muchas especies dejan especies descendientes antes de morir. La diversidad biológica es un proceso dinámico que resulta del equilibrio entre la extinción y la producción de especies. Ninguna de los dos puede predominar por mucho tiempo. Una extinción que fuese superior a la producción de especies durante muchas generaciones conduciría a la pérdida de la vida sobre la Tierra, mientras que una situación inversa llevaría al agotamiento de los recursos y por tanto a la extinción. Actualmente desaparece una especie cada 15 minutos. El crecimiento desmesurado de la especie humana ha aumentado en mil veces la tasa normal de extinción, creando una situación que es análoga a la de una gran catástrofe. Estamos frente a la sexta, y quizá definitiva, gran extinción de la Tierra.
El movimiento creacionista
A pesar de la resistencia inicial a la visión darwinista, a principios del siglo XX la idea de la evolución de la vida era ya aceptada por la mayoría de las confesiones cristianas. Sin embargo, en el sur y el medio oeste de los EE.UU., numerosos grupos de cristianos evangélicos muy activos han intentado repetidamente prohibir la enseñanza de la evolución en las escuelas o compartirla en tiempo y reconocimiento científico con el relato bíblico del Génesis. En tiempos recientes, los creacionistas se han renovado y organizado a través del movimiento del diseño inteligente, ganando adeptos de otras confesiones. Los fundamentalistas dan un valor supremo a un texto escrito hace más de 2500 años en un contexto histórico y cultural que nada tiene que ver con el actual, y que aún así lo consideran más creíble que todo el cuerpo de conocimientos, datos empíricos y estructuras teóricas que millares de mentes dotadas de nuestra especie han desarrollado trabajando en colaboración durante los últimos 150 años. La universalización de la práctica de la ciencia no se ha traducido en la adopción de una cosmovisión común del Universo y la vida. La persistencia, un siglo y medio después del Origen de las especies, de creencias abiertamente anticientíficas es una gran paradoja de nuestro tiempo. La consecución de un credo universal de base darwiniana conduciría a un plano superior de conciencia de la especie humana y sería, sin duda, el mayor legado de Darwin. (Véase el artículo Darwinismo - Creacionismo escrito por el autor)
Los estudios y afirmaciones acerca de la evolución generalmente se refieren a uno de dos aspectos distintos: (1) las investigaciones acerca del hecho de la evolución y (2) las que se refieren al mecanismo de la evolución. Las primeras abarcan las disciplinas biológicas, tales como la paleontología, la clasificación, la biología comparada, la biología de poblaciones,... que muestran de manera inequívoca el hecho de la evolución. Las segundas, las afirmaciones acerca del mecanismo de la evolución, son el objeto principal de estudio de la genética de poblaciones, y nos informan de los factores, fuerzas o procesos que producen el cambio evolutivo, es decir, los mecanismos naturales que causan la descendencia con modificación. Una analogía cotidiana que ilustra esta distinción es la del tiempo meteorológico. Las precipitaciones, los vientos, las gotas frías, los tifones, son las evidencias que constituyen las afirmaciones de hecho del tiempo atmosférico. Ahora bien, si queremos explicar el porqué se dan los diferentes fenómenos meteorológicos, entonces nos tenemos que introducir en el ámbito de las afirmaciones del proceso o de los mecanismos meteorológicos. Debemos proponer los factores, tales como las diferencias de temperatura entre distintas masas de aire, que producen los fenómenos meteorológicos.
La evidencia de la evolución
La evolución que se da en una escala reducida, en el interior de una especie y en el intervalo de unas pocas generaciones, se denomina microevolución. La macroevolución es la evolución a gran escala, y abarca periodos considerables de tiempo, y grandes procesos de transformación; en el caso más extremo comprendería toda la evolución de la vida. Se pueden efectuar experimentos y/o observaciones de poblaciones de especies actuales a pequeña escala y obtener evidencia directa de evolución. Hay muchos ejemplos en los que se detecta la evolución en acción, como el clásico caso del melanismo industrial que se comentará más adelante. La selección artificial efectuada por el hombre en el perro o el caballo son también claros ejemplos que muestran el potencial de modificación de una especie. Por su propia dimensión temporal, no podemos demostrar la macroevolución directamente, exceptuando los casos de creación de nuevas especies de plantas mediante cruzamiento de especies distintas por el hombre. Aunque la evidencia evolutiva que suministra el registro fósil, la biología comparada, y la biología molecular es indirecta, no por ello es menos concluyente a la hora de demostrar la comunidad de origen de todos los organismos.
Las diferentes razas de perro que el hombre ha obtenido por selección artificial ilustran el potencial de cambio que tienen las especies.
El registro fósil
Los sedimentos que se han ido acumulando sobre la corteza de la tierra durante su historia geológica dejan una huella inestimable, generalmente en forma de huesos o esqueletos duros petrificados, de organismos muertos en el pasado: son los fósiles. El registro fósil es una ventana maravillosa a la historia de la vida. Si no existiera no podríamos inventarlo. Sin él, el vacío acerca de la evolución de la vida sobre la tierra sería insustituible. Podríamos especular, teorizar infinitamente, pero ¿quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen? La desintegración de los elementos químicos radiactivos que hay en las rocas ha permitido estimar que la Tierra se originó alrededor de hace 4600 millones de años. La Tierra, que era una esfera caliente, se enfría gradualmente, iniciándose un periodo de evolución química que culminará con la formación de las primeras células. En Australia y África se han encontrado sedimentos retenidos y fijados por bacterias de hace 3600 millones de años, lo que hace que esta fecha sea una estima mínima de la edad de inicio de la evolución biológica. La magnitud del tiempo en el que ha transcurrido la evolución se escapa completamente a nuestra comprensión, no podemos siquiera imaginar, limitados a la minúscula escala de nuestro tiempo vital, el potencial de transformación que suponen 3600 millones de años de evolución.
El tiempo geológico
El tiempo geológico se ha dividido en una serie de etapas jerárquicas, las eras, los períodos, y las épocas, que no siguen una cronología lineal, sino que es una crónica de los momentos claves de la historia de la vida. Las transiciones entre las cuatro eras, la Precámbrica, la Paleozoica, la Mesozoica y la Cenozoica representan grandes cambios en las fauna y flora de toda la Tierra. En el primer período de la era Paleozoica, el Cámbrico, hace 570 millones de años, aparecen de golpe en el registro fósil los animales pluricelulares que tienen partes duras, como las conchas, y exoesqueletos,... El final del Paleozoico coincide con la mayor extinción habida en la Tierra, en la que desaparecieron el 96% de las especies. Al final del Mesozoico, en la transición entre el período Cretácico y Terciario, se da la conocida extinción de los dinosaurios, junto a un 70% de las especies existentes.
Cronología de siete momentos estelares de la evolución
¿Qué nos enseña el registro fósil sobre la historia de la vida sobre la Tierra? Esta es una lista de los acontecimientos más importantes
- Origen de la célula procariota 3600 M (M=Millones de años)
- Origen de la célula eucariota 1400 M
- Origen de la fauna de animales pluricelulares 650 M
- Fauna de la explosión cámbrica 570 M
- Origen de los vertebrados terrestres 360 M
- Extinción de los dinosaurios. La antorcha pasa de los dinosaurios a los mamíferos 65 M
- Origen de Homo sapiens 0,1 M.
Si toda la historia de la Tierra la comprimiésemos en una hora, a los 20 minutos aparecerían las bacterias, a los 55 los dinosaurios, los antropoides aparecen a 40 segundos antes del final, y los humanos al cumplirse la hora.
Hay una coherencia entre el registro fósil y el origen evolutivo de las especies y sus grupos correspondientes. Si la vida se debiera a la creación espontánea e independiente de especies, no tendríamos porqué esperar que el hombre surgiera con los mamíferos, podríamos haber surgido en cualquier momento, cuando aparecieron los peces, o los dinosaurios, o antes de que surgieran los primates.
La evolución no tiene dirección definida
La historia de la vida es una historia de extinciones y muerte,... con unos pocos supervivientes. El 99,9% de las especies que han existido alguna vez están hoy extintas. Grupos enteros de organismos, como los dinosaurios (exceptúando las aves), los trilobites, los ammonoideos, se han extinguido para siempre sin dejar descendiente alguno.
Como señala el reconocido paleontólogo S. Gould, el registro fósil no es un relato convencional que conduce a los diferentes linajes a más excelencia, más complejidad, más diversidad. La historia de la vida no muestra un rumbo definido, no tiene dirección ni sentido. La evolución es una narración de eliminación masiva seguida de diferenciación en el interior de unos cuantos supervivientes. Es a priori imposible determinar la dirección de la evolución porque la importancia de los acontecimientos concretos, contingentes, como la extinción o no de un grupo de organismos en el caso de una extinción en masa, o la posesión o no de una variante adaptativa adecuada cuando ésta es requerida, son los verdaderos agentes de la historia.
Las extinciones en masa
Hay dos regímenes de extinciones: la extinción normal, que afecta a las especies que dejan de seguir a su ambiente en su lucha diaria por adaptarse, y la extinción en masa, que son más rápidas y devastadoras en cuanto a su magnitud. Al menos han ocurrido cinco extinciones en masa, y han dejado muchos huecos ecológicos que han permitido que sean ocupados por los descendientes de las especies supervivientes. Esta ocupación del bioespacio disponible suele ir acompañada de una rápida y extensa diversificación morfológica que se denomina radiación adaptativa. No se sabe con certeza la causa de las extinciones masivas, aunque las causas físicas como el impacto de asteroides o el cambio climático parecen más probables que las biológicas. Según una hipótesis reciente, hay ciclos de extinción masiva aproximadamente cada 26 millones de años, y el impacto periódico de lluvias de cometas sobre la Tierra podría explicar dicho ciclo.
La fauna de Burguess Shale
Si tuviéramos la oportunidad de volver a un momento del pasado, el período previo al Cámbrico sería sin duda uno de los más atractivos. En el Cámbrico, hace 570 M, se produce la gran explosión en el registro fósil de los primeros animales pluricelulares con partes duras. Darwin se preguntaba por qué estos primeros animales eran ya anatómicamente complejos y sin precursores aparentes. La respuesta está en el yacimiento de Burguess Shale, situado en las montañas rocosas canadienses. Debido a condiciones muy especiales de conservación, aquí se encuentra la única fauna de cuerpo blando (sin estructuras duras) que existe de un tiempo inmediatamente anterior a la explosión cámbrica.
La gran sorpresa de Burguess Shale es que las pocas especies analizadas contienen una disparidad de diseños anatómicos que exceden, con mucho, la gama moderna que hay en todo el mundo. En ninguna fauna posterior se repite la riqueza anatómica de este yacimiento. De los 120 géneros analizados, 20 son diseños de artrópodos únicos, y además de estar representados los 4 grupos de animales que hoy existen, hay 8 diseños que no encajan en ningún grupo animal conocido. La época de Burguess Shale parece ser que fue un tiempo asombroso de experimentación, una era de gran flexibilidad evolutiva, que fue seguido de una gran extinción.
Opabinia: una vida extraña de un remoto pasado
Opabinia fue el fósil de Burguess Shale que reveló la caja de sorpresas que había en este yacimiento. Su diseño singular no pertenece a ningún grupo animal conocido. ¡Tiene 5 ojos!, trompa flexible formada por un tubo cilíndrico estriado, un tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15 segmentos, con lóbulos delgados laterales. Los 3 segmentos últimos forman una cola con tres pares de hojas delgadas y lobuladas dirigidas hacia afuera.
Opabinia fue el primer fósil del yacimiento de Burguess Shale que demostró la singularidad morfológica de las primeras formas pluricelulares. Tiene 5 ojos, trompa flexible, tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15 segmentos, los 3 últimos forman una cola.
Los dinosaurios
Durante el periodo Triásico surgen los dinosaurios de una línea de los reptiles e inician una dinastía sobre el medio terrestre que habría de durar 150 M. Se han identificado más de 350 especies de dinosaurios, y se cree que esta es una estima muy inferior a la de las especies que realmente existieron. Entre los dinosaurios están los animales más grandes que alguna vez hayan vivido sobre la Tierra. El Seismosaurus, el mayor herbívoro conocido, tenía unas 40 metros de longitud. El Tyrannosaurus rex, uno de los mayores carnívoros, tenía 12 m de longitud. Los dinosaurios se dividen en dos grandes órdenes, los de pelvis de lagarto (Saurisquios), que comprenden tanto especies carnívoras como herbívoras, y los de pelvis de ave (Ornistiquios), cuyas especies eran todas herbívoras. Los dinosaurios se extinguieron casi en su totalidad, exceptuando una línea menor que dio lugar a las aves, hace 65 M. Junto a ellos, desaparecieron en un breve lapso de tiempo el 75% de las especies existentes. Se ha propuesto que el impacto de un asteroide sobre la superficie terrestre podría ser la causa de la extinción en masa.
¿Quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen?
Biología comparada: homología y analogía
Cuando uno observa similitudes entre especies, 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 aplanada 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.
En contraste con la analogía, una 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 (animales vertebrados terrestres con cuatro extremidades) tienen la extremidad de cinco dedos, y ésta se encuentra tanto en las alas de la aves y de murciélagos como en la mano del ser humano, a pesar que estas extremidades representan unos papeles funcionales muy distintos. La razón de esta estructura común es que todos los tetrápodos conservamos la misma estructura básica de la especie ancestral original.
Homología: todos los tetrápodos tienen una extremidad con cinco dedos, aunque tengan diferentes funciones.
La homología es la base de la clasificación
La clasificación se basa en la comparación de los caracteres de las especies, y los 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 muestran que las especies presentan semejanzas homológas en todos los niveles del fenotipo. Cuanto más próxima sean la especies, mayor será el grado de semejanza, y lo contrario también es cierto, cuanto más alejada estén menos semejanzas encontraremos. Así, las diferencias que hoy vemos entre las especies se deben a las nuevas variaciones que han adquirido desde su separación del antepasado común. Las similitudes que atribuimos a las homologías no podrían explicarse si las especies se originasen independientemente unas de otras.
Órganos vestigiales
Un caso especialmente significativo de homología es la de los órganos vestigiales o residuales. La pelvis de los tetrápodos es una estructura ósea cuya función es articular las extremidades posteriores. Las ballenas son tetrápodos cuyos antepasados mamíferos abandonaron la tierra para habitar en el mar. En este nuevo medio las ballenas perdieron sus extremidades inferiores, pero aún conservan como huella acusatoria de su pasado tetrápodo, la serie completa de los huesos de la pelvis. De forma similar, las serpientes presentan vestigios de la extremidad posterior que portaban sus antepasados.
La reducida pelvis de los cetáceos es un órgano vestigial que prueba su origen tetrápodo.
Biología molecular y homología
La biología molecular ha suministrado la evidencia más universal de homología. Todos los organismos vivos compartimos el mismo material hereditario, el DNA, una molécula helicoidal cuya información se encuentra codificada en 4 letras o nucleótidos distintos. Igualmente, el código genético es prácticamente Universal, todos los organismos comparten el mismo diccionario que da el significado a la secuencia de DNA. Ambos ejemplos son pruebas muy robustas de la relación íntima que existe entre lo viviente.
El DNA es una molécula helicoidal que tiene información genética codificada a partir de cuatro letras o nucleótidos distintos.
El árbol de la vida: filogenia
Si la historia de la vida es cambio y ramificación por descendencia, entonces su representación sería la de un árbol o filogenia, en la que el tronco y las ramas internas se corresponderían a los antepasados de las especies actuales y los extremos de las ramas externas serían las especies actuales. ¿Como se establece una filogenia? Ordenando las especies actuales atendiendo a la similaridad morfológica y/o genética de sus caracteres homólogos.
El sistema linneano
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) ideó el sistema de clasificación que se utiliza, con algunas modificaciones, hoy en día. Hay siete niveles inclusivos de clasificación, que son, de menor a mayor, la especie, el género, la familia, el orden, la clase, el tipo o Phylum y el reino. El nombre científico de cada especie tiene dos partes, el león, por ejemplo, se denomina Panthera leo. La primera parte se refiere al género y la segunda a la especie. Consideremos un ejemplo de como se agrupan las especies actuales en las distintas categorías linneanas. El león, la pantera, el tigre, pertenecen al género Panthera, que junto al género Felix (el gato doméstico) y otros se agrupan en la familia de los felinos. Los felinos, con los cánidos y úrsidos, constituyen el orden de los carnívoros. Primates, roedores, carnívoros, ... se reúnen en la clase mamíferos. Estos organismos comparten características como el amamantar a sus crías con leche, gestarlas en el útero mediante un órgano complejo, la placenta. Su piel está protegida por pelaje o pelos. Mamíferos, aves, reptiles, anfibios, y peces se reúnen en un solo tipo o phylum, porque todos tienen columna vertebral, un máximo de cuatro miembros, y sangre roja con hemoglobina, son los cordados. Los insectos, las arañas, los crustáceos, y los ciempiés, se clasifican en otro tipo, los artrópodos. Las almejas, caracoles y calamares se agrupan en los moluscos, y así sucesivamente. El tipo cordado, artrópodo, molusco y otros forman el reino Animal. El árbol de la vida se ordena siguiendo divisiones que van de características generales a aspectos más específicos.
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) creó el sistema de clasificación que se utiliza hoy en día.
Significado de los niveles jerárquicos de clasificación
¿Por qué se ordena la diversidad biológica en diferentes niveles jerárquicos? Los rasgos de las divisiones más generales corresponderían a adaptaciones básicas o principales que surgieron en los momentos iniciales de la evolución de los especies progenitoras de estos grupos. Por ejemplo, hay cinco grandes reinos, las moneras, los protistas, los hongos, las plantas y los animales, que se corresponden con las cinco diferenciaciones principales de la vida sobre la Tierra. El Phylum o tipo es la siguiente unidad básica de diferenciación entre reinos, y podrían entenderse como proyectos básicos fundamentales de anatomía. En el reino Animal estos planos fundamentales serían las esponjas, los anélidos (gusanos), los artrópodos (insectos, crustáceos,...), los cordados, .... A partir de estas adaptaciones principales surgen posteriormente nuevas variaciones o subadaptaciones diversas, que por tener un menor tiempo de evolución, tienen un rango clasificatorio menor.
La clasificación de la diversidad biológica es una prueba de la evolución
El hecho que la diversidad de la vida esté jerarquizada es un fuerte argumento en favor de la evolución. El que las especies compartan estructuras anatómicas y adaptaciones básicas puede explicarse fácilmente si suponemos que las especies actuales compartieron antepasados, pero no esperaríamos dicho patrón si las especies hubieran sido creadas independientemente.
Filogenia molecular
La universalidad de la molécula portadora de la información genética hace que el DNA sea un carácter muy apropiado para el estudio comparativo y filogenético de las especies. Morfológicamente no es posible comparar una bacteria con un hombre, sin embargo si que es posible establecer una comparación con moléculas de DNA de ambos organismos, ya que están formadas por el mismo lenguaje de bases. Con datos de secuencias podemos comparar cualesquier grupo de organismos, por distantes que sean. Los datos moleculares tienen otras propiedades adicionales que todas juntas los convierten en el carácter ideal de estudios filogenéticos. Muchos trabajos obtienen y analizan las secuencias de genes y proteínas de diferentes especies para resolver cuestiones todavía dudosas de relaciones entre organismos. Los datos moleculares han demostrado que nuestra especie está mucho más cerca del chimpancé y el gorila de lo que creíamos.
Árbol filogenético Universal
El análisis molecular de secuencias también nos ha enseñado que hay una división en la raíz misma del árbol de la vida que es más fundamental que la división de 5 reinos que se enseña normalmente. En lugar de los dos tipos celulares canónicos, los procariotas y eucariotas, hay tres tipos principales de células, las arqueobacterias, las eubacterias y los eucariotas. Este nuevo árbol recibe el nombre de árbol filogenético universal.
Árbol filogenético universal
La sexta extinción en masa
El destino natural de cada especie es su extinción. Pero la vida continúa porque muchas especies dejan especies descendientes antes de morir. La diversidad biológica es un proceso dinámico que resulta del equilibrio entre la extinción y la producción de especies. Ninguna de los dos puede predominar por mucho tiempo. Una extinción que fuese superior a la producción de especies durante muchas generaciones conduciría a la pérdida de la vida sobre la Tierra, mientras que una situación inversa llevaría al agotamiento de los recursos y por tanto a la extinción. Actualmente desaparece una especie cada 15 minutos. El crecimiento desmesurado de la especie humana ha aumentado en mil veces la tasa normal de extinción, creando una situación que es análoga a la de una gran catástrofe. Estamos frente a la sexta, y quizá definitiva, gran extinción de la Tierra.
El movimiento creacionista
A pesar de la resistencia inicial a la visión darwinista, a principios del siglo XX la idea de la evolución de la vida era ya aceptada por la mayoría de las confesiones cristianas. Sin embargo, en el sur y el medio oeste de los EE.UU., numerosos grupos de cristianos evangélicos muy activos han intentado repetidamente prohibir la enseñanza de la evolución en las escuelas o compartirla en tiempo y reconocimiento científico con el relato bíblico del Génesis. En tiempos recientes, los creacionistas se han renovado y organizado a través del movimiento del diseño inteligente, ganando adeptos de otras confesiones. Los fundamentalistas dan un valor supremo a un texto escrito hace más de 2500 años en un contexto histórico y cultural que nada tiene que ver con el actual, y que aún así lo consideran más creíble que todo el cuerpo de conocimientos, datos empíricos y estructuras teóricas que millares de mentes dotadas de nuestra especie han desarrollado trabajando en colaboración durante los últimos 150 años. La universalización de la práctica de la ciencia no se ha traducido en la adopción de una cosmovisión común del Universo y la vida. La persistencia, un siglo y medio después del Origen de las especies, de creencias abiertamente anticientíficas es una gran paradoja de nuestro tiempo. La consecución de un credo universal de base darwiniana conduciría a un plano superior de conciencia de la especie humana y sería, sin duda, el mayor legado de Darwin. (Véase el artículo Darwinismo - Creacionismo escrito por el autor)
EVOLUCIÓN HUMANA
Las semejanzas morfológicas, bioquímicas, y genéticas sitúan al ser humano en el orden de los primates de la clase mamíferos. Dentro de los primates, son el chimpancé, el gorila y el orangután, sus parientes más próximos. Los datos de comparación de secuencias muestran que hay una similitud del 98,5% entre el DNA humano y el del chimpancé. Esta semejanza es mayor que la que existe entre el chimpancé y el gorila o el gorila y nosotros, por lo que el chimpancé y los humanos compartimos un antecesor común más reciente que ambos con los gorilas. Esta cercanía, que se ha estimado en 5M de años, es mucho mayor de lo que se había inferido sólo con datos morfológicos, y muestra la capacidad de los datos de DNA para desvelar relaciones de parentesco. En la evolución humana existen dos grandes adquisiciones, la marcha bípeda, y el desarrollo extraordinario del cerebro. El registro fósil nos muestra que la postura erguida precedió al desarrollo cerebral y que África es la cuna de la humanidad. El Australopithecus, de una antigüedad de 1,5-5M de años es el primer mono antropoide de marcha bípeda. Su capacidad craneal era similar a la del chimpancé y gorila actual. El Homo habilis y el Homo erectus son las líneas que siguen cronológicamente hasta la llegada de nuestra especie, Homo sapiens, hace 100.000 años.
Filogenia actual del humanos y antropomorfos modernos que integra los datos moleculares y morfológicos. H: hombre, C: Chimpancé, G: Gorila, O: Orangután y G: Gibón.
DNA del hombre de Neandertal
En 1997 se publica la secuencia de un trozo del DNA del primer fósil que se encontró del hombre de Neandertal, una subespecie extinta de la especie humana. Es la primera vez que se obtiene la secuencia molecular de un fósil humano. Cuando la secuencia se comparó con secuencias homólogas de DNA humano actual se dedujo que el antepasado común de nosotros y el hombre de Neandertal vivió hace 500.000 años, de lo que se concluyó que el hombre de Neandertal se extinguió sin mezclarse con el hombre actual.
P.S.: La publicación de la secuencia completa del genoma de Neandertal en mayo de 2010 ha revelado que hubo cierto flujo genético tras un primer contacto inicial en Asia Menor, de modo que entre el 1-4% del genoma de la humanidad actual (exceptuando los africanos subsaharianos) procede del hombre de Neandertal.
El análisis de la secuencia genómica de DNA del hombre de Neandertal indica que entre el 1-4% del genoma de la humanidad actual (exceptuando los africanos subsaharianos) procede de esta especie humana.
El futuro de la evolución
Con la aparición del cerebro humano se produce un hecho singular: el surgimiento de la conciencia objetiva en la biosfera. Somos chispas de conciencia en un Universo que hasta nuestra irrupción era ciego y sordo a su devenir. Por primera vez, y en un sentido recursivo, el universo se piensa a si mismo cuando descubrimos su existencia de igual forma que nosotros nos pensamos y descubrimos con nuestro cerebro. Esto constituye el momento más trascendental de toda la evolución. El pensamiento científico que resulta de la actividad de mentes que trabajan en colaboración para entender la realidad física, biológica y mental de nuestro universo nos conduce a niveles de conciencia superiores. Como señala Mosterín (2005), nos dirigimos hacia a una conciencia cósmica, donde se alcanzarán planos superiores de empatía, alegría y lucidez.
La evolución científica y cultural no se limita a las leyes de la selección natural y la herencia genética. Sigue un proceso de transmisión horizontal (entre individuos de una generación) y vertical (entre generaciones) que es mucho más veloz que los procesos de evolución biológica típicos. El ser humano está en el umbral de poder dirigir la evolución en la dirección que el crea conveniente. Podrá limitar enormemente los azares de la mutación y de la segregación genética y unión de gametos. Genes mutados que causan graves enfermedades a la especie humana podrán ser sustituidos por sus contrapartidas no deletéreas,... Pero paradójicamente la humanidad se enfrenta hoy a los retos de su propio éxito evolutivo. El crecimiento explosivo de su población, con las necesidades de espacio y recursos que genera, provoca la eliminación o reducción hasta tamaños insoportables de los hábitats de las especies. La tasa de extinción actual no es sostenible. Es posible que el ser humano pueda mantener la diversidad biológica en forma de semillas o células congeladas, e incluso que pueda compensar la pérdida de especies con la creación de nuevas mediante ingeniería genética. Pero la reducción drástica de espacios naturales limitará inevitablemente la diversidad. Los grandes retos de la humanidad son el control del crecimiento de la población, la eliminación de las desigualdades socioeconómicas, el mantenimiento de un desarrollo sostenido y viable y la conservación de hábitats naturales y de especies. El éxito frente a tales desafíos precisa del desarrollo de una conciencia ética universal basada en el respeto a la diversidad de pueblos y culturas de nuestra especie. Dicha conciencia debe extenderse hasta abarcar a la totalidad de la vida, al conjunto precioso de formas orgánicas que nos han acompañado, desde la primera célula antecesora común, en este fascinante periplo singular e irrepetible que es nuestra historia biológica.
Las semejanzas morfológicas, bioquímicas, y genéticas sitúan al ser humano en el orden de los primates de la clase mamíferos. Dentro de los primates, son el chimpancé, el gorila y el orangután, sus parientes más próximos. Los datos de comparación de secuencias muestran que hay una similitud del 98,5% entre el DNA humano y el del chimpancé. Esta semejanza es mayor que la que existe entre el chimpancé y el gorila o el gorila y nosotros, por lo que el chimpancé y los humanos compartimos un antecesor común más reciente que ambos con los gorilas. Esta cercanía, que se ha estimado en 5M de años, es mucho mayor de lo que se había inferido sólo con datos morfológicos, y muestra la capacidad de los datos de DNA para desvelar relaciones de parentesco. En la evolución humana existen dos grandes adquisiciones, la marcha bípeda, y el desarrollo extraordinario del cerebro. El registro fósil nos muestra que la postura erguida precedió al desarrollo cerebral y que África es la cuna de la humanidad. El Australopithecus, de una antigüedad de 1,5-5M de años es el primer mono antropoide de marcha bípeda. Su capacidad craneal era similar a la del chimpancé y gorila actual. El Homo habilis y el Homo erectus son las líneas que siguen cronológicamente hasta la llegada de nuestra especie, Homo sapiens, hace 100.000 años.
Filogenia actual del humanos y antropomorfos modernos que integra los datos moleculares y morfológicos. H: hombre, C: Chimpancé, G: Gorila, O: Orangután y G: Gibón.
DNA del hombre de Neandertal
En 1997 se publica la secuencia de un trozo del DNA del primer fósil que se encontró del hombre de Neandertal, una subespecie extinta de la especie humana. Es la primera vez que se obtiene la secuencia molecular de un fósil humano. Cuando la secuencia se comparó con secuencias homólogas de DNA humano actual se dedujo que el antepasado común de nosotros y el hombre de Neandertal vivió hace 500.000 años, de lo que se concluyó que el hombre de Neandertal se extinguió sin mezclarse con el hombre actual.
P.S.: La publicación de la secuencia completa del genoma de Neandertal en mayo de 2010 ha revelado que hubo cierto flujo genético tras un primer contacto inicial en Asia Menor, de modo que entre el 1-4% del genoma de la humanidad actual (exceptuando los africanos subsaharianos) procede del hombre de Neandertal.
El análisis de la secuencia genómica de DNA del hombre de Neandertal indica que entre el 1-4% del genoma de la humanidad actual (exceptuando los africanos subsaharianos) procede de esta especie humana.
El futuro de la evolución
Con la aparición del cerebro humano se produce un hecho singular: el surgimiento de la conciencia objetiva en la biosfera. Somos chispas de conciencia en un Universo que hasta nuestra irrupción era ciego y sordo a su devenir. Por primera vez, y en un sentido recursivo, el universo se piensa a si mismo cuando descubrimos su existencia de igual forma que nosotros nos pensamos y descubrimos con nuestro cerebro. Esto constituye el momento más trascendental de toda la evolución. El pensamiento científico que resulta de la actividad de mentes que trabajan en colaboración para entender la realidad física, biológica y mental de nuestro universo nos conduce a niveles de conciencia superiores. Como señala Mosterín (2005), nos dirigimos hacia a una conciencia cósmica, donde se alcanzarán planos superiores de empatía, alegría y lucidez.La evolución científica y cultural no se limita a las leyes de la selección natural y la herencia genética. Sigue un proceso de transmisión horizontal (entre individuos de una generación) y vertical (entre generaciones) que es mucho más veloz que los procesos de evolución biológica típicos. El ser humano está en el umbral de poder dirigir la evolución en la dirección que el crea conveniente. Podrá limitar enormemente los azares de la mutación y de la segregación genética y unión de gametos. Genes mutados que causan graves enfermedades a la especie humana podrán ser sustituidos por sus contrapartidas no deletéreas,... Pero paradójicamente la humanidad se enfrenta hoy a los retos de su propio éxito evolutivo. El crecimiento explosivo de su población, con las necesidades de espacio y recursos que genera, provoca la eliminación o reducción hasta tamaños insoportables de los hábitats de las especies. La tasa de extinción actual no es sostenible. Es posible que el ser humano pueda mantener la diversidad biológica en forma de semillas o células congeladas, e incluso que pueda compensar la pérdida de especies con la creación de nuevas mediante ingeniería genética. Pero la reducción drástica de espacios naturales limitará inevitablemente la diversidad. Los grandes retos de la humanidad son el control del crecimiento de la población, la eliminación de las desigualdades socioeconómicas, el mantenimiento de un desarrollo sostenido y viable y la conservación de hábitats naturales y de especies. El éxito frente a tales desafíos precisa del desarrollo de una conciencia ética universal basada en el respeto a la diversidad de pueblos y culturas de nuestra especie. Dicha conciencia debe extenderse hasta abarcar a la totalidad de la vida, al conjunto precioso de formas orgánicas que nos han acompañado, desde la primera célula antecesora común, en este fascinante periplo singular e irrepetible que es nuestra historia biológica.
PRIMER PERIODO
SEMANA DEL 5 AL 17 DE FEBRERO
La teoría celular es la parte fundamental y más relevante de la Biología que explica la constitución de la materia viva a base de células y el papel que tienen estas células en la constitución de la materia viva. A la teoría celular se llegó gracias a una serie de avances científicos que fueron ligados a la mejora de la calidad de los microscopios. En 1665, el científico inglés, Robert Hooke, examinando una laminilla de corcho al microscopio, observó que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas a las que denominó células, que significa "celdillas". Por esta circunstancia, se le considera como el descubridor de la célula.
Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723), contemporáneo de Hooke, realizó detalladas observaciones de las células animales y vegetales e incluso descubrió el mundo de los microorganismos, protozoos y bacterias, utilizando un microscopio simple de una sola lente construido por él.
Pero hasta que no se dispuso de buenos microscopios ópticos, a principios del siglo XIX, no se descubrió que todos los seres vivos, tanto animales como vegetales, están formados por células. Este principio es el que desarrolla la Teoría Celular que se atribuye al botánico Matthias Schleiden (1838) y al zoólogo Theodor Schwann (1839). De acuerdo con la teoría celular, podemos concluir que: la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos, de manera que la actividad vital de éstos es el resultado de la suma de las actividades de todas sus células, entre las cuales existe una coordinación.
En 1858, Virchow completó la teroría celular con su célebre principio omnis cellula e cellula, es decir, toda célula proviene de otra célula.
Lámina de corcho descrita en la Micrographiade Robert Hooke
En 1889, August Weismann amplió la información de Virchow desde un punto de vista evolutivo resaltando que hay una continuidad ininterrumpida entre las células actuales (y los organismos que ellas componen) y las células primitivas que aparecieron por primera vez sobre la Tierra hace 3500 millones de años. La prueba del origen común de todas las células actuales reside en la semejanza de su composición y de sus estructuras.
La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.
Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada "neuronismo" o "doctrina de la neurona", explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes. Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906.
El concepto moderno de la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios:
- Todos los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
- Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
- Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula ex cellula). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.
- Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética
LA CÉLULA
La teoría celular es la parte fundamental y más relevante de la Biología que explica la constitución de la materia viva a base de células y el papel que tienen estas células en la constitución de la materia viva. A la teoría celular se llegó gracias a una serie de avances científicos que fueron ligados a la mejora de la calidad de los microscopios. En 1665, el científico inglés, Robert Hooke, examinando una laminilla de corcho al microscopio, observó que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas a las que denominó células, que significa "celdillas". Por esta circunstancia, se le considera como el descubridor de la célula.
Pero hasta que no se dispuso de buenos microscopios ópticos, a principios del siglo XIX, no se descubrió que todos los seres vivos, tanto animales como vegetales, están formados por células. Este principio es el que desarrolla la Teoría Celular que se atribuye al botánico Matthias Schleiden (1838) y al zoólogo Theodor Schwann (1839). De acuerdo con la teoría celular, podemos concluir que: la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos, de manera que la actividad vital de éstos es el resultado de la suma de las actividades de todas sus células, entre las cuales existe una coordinación.
En 1858, Virchow completó la teroría celular con su célebre principio omnis cellula e cellula, es decir, toda célula proviene de otra célula.
Lámina de corcho descrita en la Micrographiade Robert Hooke
La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.
Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada "neuronismo" o "doctrina de la neurona", explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes. Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906.
El concepto moderno de la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios:
- Todos los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
- Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
- Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula ex cellula). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.
- Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética
LA CÉLULA
Todos los seres vivos estamos formados por unas diminutas unidades, las células, solo visibles al microscopio.
Hace unos 500 años un científico llamado Robert Hooke observó por primera vez las células de los vegetales. Hook observó que un tejido estaba formado por diminutas celdas que parecían las celdillas de un panel de abejas. Las llamó Células. La Teoría celular dice que todos los seres vivos, sin excepción, estamos formados por células.
Entonces...¿Qué son las Células?
LAS CELULAS
Una célula es la unidad anatómica y funcional de todo ser vivo que tiene la función de autoconservación y autoreproducción, por lo que se la considera la mínima expresión de vida de todo ser vivo. Cada célula de tu cuerpo se hizo a partir de una célula ya existente.
El ser vivo más simple está formado por una sola célula, por ejemplo las bacterias. Estos seres vivos se llaman Unicelulares.
Los seres vivos que están formados por más de una célula se llaman Pluricelulares.
Todos los seres vivos, grandes o pequeños, vegetales o animales, se componen de células.
El tamaño normal de una célula es entre 5 y 50 micras (una micra es la millonésima parte de un metro). dividamos un metro entre 1.000.000 millón y eso es una micra. Pues la célula puede medir 5 micras. ¿Pequeña verdad?.
Las células proporcionan una estructura para el cuerpo, pueden tomar nutrientes de los alimentos, convertir los nutrientes en energía, y llevar a cabo funciones especializadas. Las células también contienen material hereditario del cuerpo y pueden hacer copias de sí mismas.
Las células tienen muchas partes, cada una con una función diferente. Algunas de estas partes, llamadas orgánulos, son estructuras especializadas que realizan ciertas tareas dentro de la célula. Luego veremos algunas de ellas.
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BIOLOGÍA.
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Maria Tereza Carmona duque
biology teacher
mariacarmona@windsorroyalschool.edu.co
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SEGUNDO PERIODO
SEGUNDO PERIODO DEL 2017
LAS MUTACIONES
La Mutación es cualquier alteración o variación en el código genético; es decir, una alteración de los genes de los cromosomas. Es posible que una mutación ocurra mientras se realiza la meiosis.
Esta variación puede producirse en las células somáticas o en las células sexuales (gametos). Si las mutaciones se presentan en el ADN de los gametos, pueden transmitirse de una generación a otra. Por el contrario, si se produce en las células somáticas, no se heredará, pero puede propagarse asexualmente, lo cual sucede en las plantas (por ejemplo, las que se reproducen por estacas).
Las mutaciones pueden ocurrir de manera espontánea o inducida por algunos agentes llamados mutágenos, se clasifican en externos e internos. Los agentes externos pueden ser las radiaciones ultravioleta, los rayos X, los cambios de temperatura, determinadas sustancias químicas, entre otros. Los agentes internos son los cambios accidentales del código del ADN o la ausencia de sectores del gen o del cromosoma
Pocas ideas han cambiado tan profundamente nuestra visión de la naturaleza como la misma idea de cambio que implica la evolución de los seres vivos. Los organismos biológicos se agrupan en unidades naturales de reproducción que denominamos especies. Las especies que ahora pueblan la Tierra proceden de otras especies distintas que existieron en el pasado, a través de un proceso de descendencia con modificación. La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, y su reverso es la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido. Una de las ideas más románticas contenidas en la evolución de la vida es que dos organismos vivos cualesquiera, por diferentes que sean, comparten un antecesor común en algún momento del pasado. Nosotros y cualquier chimpancé actual compartimos un antepasado hace algo así como 5 millones años. También tenemos un antecesor común con cualquiera de las bacterias hoy existentes, aunque el tiempo al antecesor se remonte en este caso a más de 3000 millones de años.
La idea de evolución por modificación y derivación de nuevas especies implica la existencia de antepasados comunes para cualquier par de especies. Hay un antepasado común del hombre y el chimpancé, y del hombre y las bacterias.
La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. La teoría evolutiva se relaciona con el resto de la biología de forma análoga a como el estudio de la historia se relaciona con las ciencias sociales. La famosa frase del genético evolucionista Theodosius Dobzhansky que abre este tema, no es más que una aplicación particular del principio más general que afirma que el presente de un proceso temporal no puede entenderse sin una perspectiva histórica.
LAS MUTACIONES
La Mutación es cualquier alteración o variación en el código genético; es decir, una alteración de los genes de los cromosomas. Es posible que una mutación ocurra mientras se realiza la meiosis.
Esta variación puede producirse en las células somáticas o en las células sexuales (gametos). Si las mutaciones se presentan en el ADN de los gametos, pueden transmitirse de una generación a otra. Por el contrario, si se produce en las células somáticas, no se heredará, pero puede propagarse asexualmente, lo cual sucede en las plantas (por ejemplo, las que se reproducen por estacas).
Las mutaciones pueden ocurrir de manera espontánea o inducida por algunos agentes llamados mutágenos, se clasifican en externos e internos. Los agentes externos pueden ser las radiaciones ultravioleta, los rayos X, los cambios de temperatura, determinadas sustancias químicas, entre otros. Los agentes internos son los cambios accidentales del código del ADN o la ausencia de sectores del gen o del cromosoma
Pocas ideas han cambiado tan profundamente nuestra visión de la naturaleza como la misma idea de cambio que implica la evolución de los seres vivos. Los organismos biológicos se agrupan en unidades naturales de reproducción que denominamos especies. Las especies que ahora pueblan la Tierra proceden de otras especies distintas que existieron en el pasado, a través de un proceso de descendencia con modificación. La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, y su reverso es la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido. Una de las ideas más románticas contenidas en la evolución de la vida es que dos organismos vivos cualesquiera, por diferentes que sean, comparten un antecesor común en algún momento del pasado. Nosotros y cualquier chimpancé actual compartimos un antepasado hace algo así como 5 millones años. También tenemos un antecesor común con cualquiera de las bacterias hoy existentes, aunque el tiempo al antecesor se remonte en este caso a más de 3000 millones de años.
La idea de evolución por modificación y derivación de nuevas especies implica la existencia de antepasados comunes para cualquier par de especies. Hay un antepasado común del hombre y el chimpancé, y del hombre y las bacterias.
La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. La teoría evolutiva se relaciona con el resto de la biología de forma análoga a como el estudio de la historia se relaciona con las ciencias sociales. La famosa frase del genético evolucionista Theodosius Dobzhansky que abre este tema, no es más que una aplicación particular del principio más general que afirma que el presente de un proceso temporal no puede entenderse sin una perspectiva histórica.
LA REVOLUCIÓN DARWINIANA
Aunque la idea de la evolución tenía precedentes, no fue hasta 1859, con la aparición de la obra El origen de las especies del naturalista británico Charles Darwin, que la idea de la evolución se estableció definitivamente. Darwin recopiló e interpretó un gran número de observaciones y experimentos de muy diversas disciplinas de investigación y los presentó como un argumento irrefutable en favor del hecho de la evolución. Pero Darwin suministró además un mecanismo para explicar las adaptaciones complejas y características de los seres vivos: la selección natural. ¿Qué significó la teoría de la evolución y de la selección natural en el contexto de la biología del siglo XIX? En 1802 el teólogo W. Paley publica la obra Teología natural, en donde arguye que el diseño funcional de los organismos evidenciaba la existencia de un creador omnisapiente. Según él, el ojo humano, con su delicado diseño, constituía una prueba concluyente de la existencia de Dios. Para los naturalistas que querían explicar los fenómenos biológicos por procesos naturales, explicar la adaptación, la maravillosa adecuación de los organismos a su ambiente, constituía el problema fundamental.
El gran reto de Darwin era explicar las complejas adaptaciones de los organismos vivos, como el diseño funcional de un ojo, por mecanismos naturales. La solución de Darwin fue proponer el mecanismo de la selección natural
El argumento del diseño de Paley tenía una gran influencia en los naturalistas del XIX, a pesar de que esta visión intervencionista violaba flagrantemente el concepto de naturaleza que se había establecido con el desarrollo de la física en los siglos XVI y XVII. Los fenómenos del Universo, según esta nueva concepción, eran explicables por procesos naturales. La naturaleza, per se, era un objeto lícito para preguntar y contestar científicamente. Con el Origen de Darwin se introduce esta revolución en la Biología. Lo verdaderamente revolucionario en Darwin fue el proponer un mecanismo natural para explicar la génesis, diversidad y adaptación de los organismos.
El naturalista británico Charles Darwin (1809-1882) introdujo en su libro El origen de las especies (1859) dos ideas revolucionarias: la evolución biológica y la selección natural
El pensamiento poblacional
Hay grandeza en esta concepción de la vida,... que mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas
Charles Darwin
Para imponer su teoría de la evolución y de la selección natural, Darwin tuvo que introducir una nueva forma de entender la variación en la naturaleza, el pensamiento poblacional. En el tiempo de Darwin las especies se consideraban entidades fijas e inmutables; representaban a un tipo platónico, la idea perfecta de la mente de su creador. Las diferencias en la forma, en la conducta, o en la fisiología de los organismos de una especie no eran más que imperfecciones, errores en la materialización de la idea de la especie. En contraste con esta visión esencialista dominante, la variación individual, lejos de ser trivial, es para Darwin la piedra angular de la evolución. La variación en el seno de las especies o poblaciones es lo único real, es la materia prima de la evolución, a partir de la que se va a crear toda la diversidad biológica. Son las diferencias existentes entre los organismos de una especie las que, al magnificarse en el espacio y en el tiempo, producirán nuevas poblaciones, nuevas especies, y por extensión, toda la diversidad biológica.
Bajo la visión darwiniana, la variación es la única realidad de las especies. No hay un color de piel en la especie humana ideal o arquetípico. Cada individuo con su variación característica es un elemento esencial de nuestra especie
Aunque la idea de la evolución tenía precedentes, no fue hasta 1859, con la aparición de la obra El origen de las especies del naturalista británico Charles Darwin, que la idea de la evolución se estableció definitivamente. Darwin recopiló e interpretó un gran número de observaciones y experimentos de muy diversas disciplinas de investigación y los presentó como un argumento irrefutable en favor del hecho de la evolución. Pero Darwin suministró además un mecanismo para explicar las adaptaciones complejas y características de los seres vivos: la selección natural. ¿Qué significó la teoría de la evolución y de la selección natural en el contexto de la biología del siglo XIX? En 1802 el teólogo W. Paley publica la obra Teología natural, en donde arguye que el diseño funcional de los organismos evidenciaba la existencia de un creador omnisapiente. Según él, el ojo humano, con su delicado diseño, constituía una prueba concluyente de la existencia de Dios. Para los naturalistas que querían explicar los fenómenos biológicos por procesos naturales, explicar la adaptación, la maravillosa adecuación de los organismos a su ambiente, constituía el problema fundamental.
El gran reto de Darwin era explicar las complejas adaptaciones de los organismos vivos, como el diseño funcional de un ojo, por mecanismos naturales. La solución de Darwin fue proponer el mecanismo de la selección natural
El argumento del diseño de Paley tenía una gran influencia en los naturalistas del XIX, a pesar de que esta visión intervencionista violaba flagrantemente el concepto de naturaleza que se había establecido con el desarrollo de la física en los siglos XVI y XVII. Los fenómenos del Universo, según esta nueva concepción, eran explicables por procesos naturales. La naturaleza, per se, era un objeto lícito para preguntar y contestar científicamente. Con el Origen de Darwin se introduce esta revolución en la Biología. Lo verdaderamente revolucionario en Darwin fue el proponer un mecanismo natural para explicar la génesis, diversidad y adaptación de los organismos.
El naturalista británico Charles Darwin (1809-1882) introdujo en su libro El origen de las especies (1859) dos ideas revolucionarias: la evolución biológica y la selección natural
El pensamiento poblacional
Hay grandeza en esta concepción de la vida,... que mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas
Charles Darwin
Para imponer su teoría de la evolución y de la selección natural, Darwin tuvo que introducir una nueva forma de entender la variación en la naturaleza, el pensamiento poblacional. En el tiempo de Darwin las especies se consideraban entidades fijas e inmutables; representaban a un tipo platónico, la idea perfecta de la mente de su creador. Las diferencias en la forma, en la conducta, o en la fisiología de los organismos de una especie no eran más que imperfecciones, errores en la materialización de la idea de la especie. En contraste con esta visión esencialista dominante, la variación individual, lejos de ser trivial, es para Darwin la piedra angular de la evolución. La variación en el seno de las especies o poblaciones es lo único real, es la materia prima de la evolución, a partir de la que se va a crear toda la diversidad biológica. Son las diferencias existentes entre los organismos de una especie las que, al magnificarse en el espacio y en el tiempo, producirán nuevas poblaciones, nuevas especies, y por extensión, toda la diversidad biológica.
Bajo la visión darwiniana, la variación es la única realidad de las especies. No hay un color de piel en la especie humana ideal o arquetípico. Cada individuo con su variación característica es un elemento esencial de nuestra especie
EL ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN
Los estudios y afirmaciones acerca de la evolución generalmente se refieren a uno de dos aspectos distintos: (1) las investigaciones acerca del hecho de la evolución y (2) las que se refieren al mecanismo de la evolución. Las primeras abarcan las disciplinas biológicas, tales como la paleontología, la clasificación, la biología comparada, la biología de poblaciones,... que muestran de manera inequívoca el hecho de la evolución. Las segundas, las afirmaciones acerca del mecanismo de la evolución, son el objeto principal de estudio de la genética de poblaciones, y nos informan de los factores, fuerzas o procesos que producen el cambio evolutivo, es decir, los mecanismos naturales que causan la descendencia con modificación. Una analogía cotidiana que ilustra esta distinción es la del tiempo meteorológico. Las precipitaciones, los vientos, las gotas frías, los tifones, son las evidencias que constituyen las afirmaciones de hecho del tiempo atmosférico. Ahora bien, si queremos explicar el porqué se dan los diferentes fenómenos meteorológicos, entonces nos tenemos que introducir en el ámbito de las afirmaciones del proceso o de los mecanismos meteorológicos. Debemos proponer los factores, tales como las diferencias de temperatura entre distintas masas de aire, que producen los fenómenos meteorológicos.
La evidencia de la evolución
La evolución que se da en una escala reducida, en el interior de una especie y en el intervalo de unas pocas generaciones, se denomina microevolución. La macroevolución es la evolución a gran escala, y abarca periodos considerables de tiempo, y grandes procesos de transformación; en el caso más extremo comprendería toda la evolución de la vida. Se pueden efectuar experimentos y/o observaciones de poblaciones de especies actuales a pequeña escala y obtener evidencia directa de evolución. Hay muchos ejemplos en los que se detecta la evolución en acción, como el clásico caso del melanismo industrial que se comentará más adelante. La selección artificial efectuada por el hombre en el perro o el caballo son también claros ejemplos que muestran el potencial de modificación de una especie. Por su propia dimensión temporal, no podemos demostrar la macroevolución directamente, exceptuando los casos de creación de nuevas especies de plantas mediante cruzamiento de especies distintas por el hombre. Aunque la evidencia evolutiva que suministra el registro fósil, la biología comparada, y la biología molecular es indirecta, no por ello es menos concluyente a la hora de demostrar la comunidad de origen de todos los organismos.
Las diferentes razas de perro que el hombre ha obtenido por selección artificial ilustran el potencial de cambio que tienen las especies.
El registro fósil
Los sedimentos que se han ido acumulando sobre la corteza de la tierra durante su historia geológica dejan una huella inestimable, generalmente en forma de huesos o esqueletos duros petrificados, de organismos muertos en el pasado: son los fósiles. El registro fósil es una ventana maravillosa a la historia de la vida. Si no existiera no podríamos inventarlo. Sin él, el vacío acerca de la evolución de la vida sobre la tierra sería insustituible. Podríamos especular, teorizar infinitamente, pero ¿quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen? La desintegración de los elementos químicos radiactivos que hay en las rocas ha permitido estimar que la Tierra se originó alrededor de hace 4600 millones de años. La Tierra, que era una esfera caliente, se enfría gradualmente, iniciándose un periodo de evolución química que culminará con la formación de las primeras células. En Australia y África se han encontrado sedimentos retenidos y fijados por bacterias de hace 3600 millones de años, lo que hace que esta fecha sea una estima mínima de la edad de inicio de la evolución biológica. La magnitud del tiempo en el que ha transcurrido la evolución se escapa completamente a nuestra comprensión, no podemos siquiera imaginar, limitados a la minúscula escala de nuestro tiempo vital, el potencial de transformación que suponen 3600 millones de años de evolución.
El tiempo geológico
El tiempo geológico se ha dividido en una serie de etapas jerárquicas, las eras, los períodos, y las épocas, que no siguen una cronología lineal, sino que es una crónica de los momentos claves de la historia de la vida. Las transiciones entre las cuatro eras, la Precámbrica, la Paleozoica, la Mesozoica y la Cenozoica representan grandes cambios en las fauna y flora de toda la Tierra. En el primer período de la era Paleozoica, el Cámbrico, hace 570 millones de años, aparecen de golpe en el registro fósil los animales pluricelulares que tienen partes duras, como las conchas, y exoesqueletos,... El final del Paleozoico coincide con la mayor extinción habida en la Tierra, en la que desaparecieron el 96% de las especies. Al final del Mesozoico, en la transición entre el período Cretácico y Terciario, se da la conocida extinción de los dinosaurios, junto a un 70% de las especies existentes.
Cronología de siete momentos estelares de la evolución
¿Qué nos enseña el registro fósil sobre la historia de la vida sobre la Tierra? Esta es una lista de los acontecimientos más importantes
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Origen de la célula procariota 3600 M (M=Millones de años)
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Origen de la célula eucariota 1400 M
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Origen de la fauna de animales pluricelulares 650 M
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Fauna de la explosión cámbrica 570 M
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Origen de los vertebrados terrestres 360 M
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Extinción de los dinosaurios. La antorcha pasa de los dinosaurios a los mamíferos 65 M
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Origen de Homo sapiens 0,1 M.
Si toda la historia de la Tierra la comprimiésemos en una hora, a los 20 minutos aparecerían las bacterias, a los 55 los dinosaurios, los antropoides aparecen a 40 segundos antes del final, y los humanos al cumplirse la hora.
Hay una coherencia entre el registro fósil y el origen evolutivo de las especies y sus grupos correspondientes. Si la vida se debiera a la creación espontánea e independiente de especies, no tendríamos porqué esperar que el hombre surgiera con los mamíferos, podríamos haber surgido en cualquier momento, cuando aparecieron los peces, o los dinosaurios, o antes de que surgieran los primates.
La evolución no tiene dirección definida
La historia de la vida es una historia de extinciones y muerte,... con unos pocos supervivientes. El 99,9% de las especies que han existido alguna vez están hoy extintas. Grupos enteros de organismos, como los dinosaurios (exceptúando las aves), los trilobites, los ammonoideos, se han extinguido para siempre sin dejar descendiente alguno.
Como señala el reconocido paleontólogo S. Gould, el registro fósil no es un relato convencional que conduce a los diferentes linajes a más excelencia, más complejidad, más diversidad. La historia de la vida no muestra un rumbo definido, no tiene dirección ni sentido. La evolución es una narración de eliminación masiva seguida de diferenciación en el interior de unos cuantos supervivientes. Es a priori imposible determinar la dirección de la evolución porque la importancia de los acontecimientos concretos, contingentes, como la extinción o no de un grupo de organismos en el caso de una extinción en masa, o la posesión o no de una variante adaptativa adecuada cuando ésta es requerida, son los verdaderos agentes de la historia.
Las extinciones en masa
Hay dos regímenes de extinciones: la extinción normal, que afecta a las especies que dejan de seguir a su ambiente en su lucha diaria por adaptarse, y la extinción en masa, que son más rápidas y devastadoras en cuanto a su magnitud. Al menos han ocurrido cinco extinciones en masa, y han dejado muchos huecos ecológicos que han permitido que sean ocupados por los descendientes de las especies supervivientes. Esta ocupación del bioespacio disponible suele ir acompañada de una rápida y extensa diversificación morfológica que se denomina radiación adaptativa. No se sabe con certeza la causa de las extinciones masivas, aunque las causas físicas como el impacto de asteroides o el cambio climático parecen más probables que las biológicas. Según una hipótesis reciente, hay ciclos de extinción masiva aproximadamente cada 26 millones de años, y el impacto periódico de lluvias de cometas sobre la Tierra podría explicar dicho ciclo.
La fauna de Burguess Shale
Si tuviéramos la oportunidad de volver a un momento del pasado, el período previo al Cámbrico sería sin duda uno de los más atractivos. En el Cámbrico, hace 570 M, se produce la gran explosión en el registro fósil de los primeros animales pluricelulares con partes duras. Darwin se preguntaba por qué estos primeros animales eran ya anatómicamente complejos y sin precursores aparentes. La respuesta está en el yacimiento de Burguess Shale, situado en las montañas rocosas canadienses. Debido a condiciones muy especiales de conservación, aquí se encuentra la única fauna de cuerpo blando (sin estructuras duras) que existe de un tiempo inmediatamente anterior a la explosión cámbrica.
La gran sorpresa de Burguess Shale es que las pocas especies analizadas contienen una disparidad de diseños anatómicos que exceden, con mucho, la gama moderna que hay en todo el mundo. En ninguna fauna posterior se repite la riqueza anatómica de este yacimiento. De los 120 géneros analizados, 20 son diseños de artrópodos únicos, y además de estar representados los 4 grupos de animales que hoy existen, hay 8 diseños que no encajan en ningún grupo animal conocido. La época de Burguess Shale parece ser que fue un tiempo asombroso de experimentación, una era de gran flexibilidad evolutiva, que fue seguido de una gran extinción.
Opabinia: una vida extraña de un remoto pasado
Opabinia fue el fósil de Burguess Shale que reveló la caja de sorpresas que había en este yacimiento. Su diseño singular no pertenece a ningún grupo animal conocido. ¡Tiene 5 ojos!, trompa flexible formada por un tubo cilíndrico estriado, un tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15 segmentos, con lóbulos delgados laterales. Los 3 segmentos últimos forman una cola con tres pares de hojas delgadas y lobuladas dirigidas hacia afuera.
Opabinia fue el primer fósil del yacimiento de Burguess Shale que demostró la singularidad morfológica de las primeras formas pluricelulares. Tiene 5 ojos, trompa flexible, tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15 segmentos, los 3 últimos forman una cola.
Los dinosaurios
Durante el periodo Triásico surgen los dinosaurios de una línea de los reptiles e inician una dinastía sobre el medio terrestre que habría de durar 150 M. Se han identificado más de 350 especies de dinosaurios, y se cree que esta es una estima muy inferior a la de las especies que realmente existieron. Entre los dinosaurios están los animales más grandes que alguna vez hayan vivido sobre la Tierra. El Seismosaurus, el mayor herbívoro conocido, tenía unas 40 metros de longitud. El Tyrannosaurus rex, uno de los mayores carnívoros, tenía 12 m de longitud. Los dinosaurios se dividen en dos grandes órdenes, los de pelvis de lagarto (Saurisquios), que comprenden tanto especies carnívoras como herbívoras, y los de pelvis de ave (Ornistiquios), cuyas especies eran todas herbívoras. Los dinosaurios se extinguieron casi en su totalidad, exceptuando una línea menor que dio lugar a las aves, hace 65 M. Junto a ellos, desaparecieron en un breve lapso de tiempo el 75% de las especies existentes. Se ha propuesto que el impacto de un asteroide sobre la superficie terrestre podría ser la causa de la extinción en masa.
¿Quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen?
Biología comparada: homología y analogía
Cuando uno observa similitudes entre especies, 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 aplanada 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.
En contraste con la analogía, una 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 (animales vertebrados terrestres con cuatro extremidades) tienen la extremidad de cinco dedos, y ésta se encuentra tanto en las alas de la aves y de murciélagos como en la mano del ser humano, a pesar que estas extremidades representan unos papeles funcionales muy distintos. La razón de esta estructura común es que todos los tetrápodos conservamos la misma estructura básica de la especie ancestral original.
Homología: todos los tetrápodos tienen una extremidad con cinco dedos, aunque tengan diferentes funciones.
La homología es la base de la clasificación
La clasificación se basa en la comparación de los caracteres de las especies, y los 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 muestran que las especies presentan semejanzas homológas en todos los niveles del fenotipo. Cuanto más próxima sean la especies, mayor será el grado de semejanza, y lo contrario también es cierto, cuanto más alejada estén menos semejanzas encontraremos. Así, las diferencias que hoy vemos entre las especies se deben a las nuevas variaciones que han adquirido desde su separación del antepasado común. Las similitudes que atribuimos a las homologías no podrían explicarse si las especies se originasen independientemente unas de otras.
Órganos vestigiales
Un caso especialmente significativo de homología es la de los órganos vestigiales o residuales. La pelvis de los tetrápodos es una estructura ósea cuya función es articular las extremidades posteriores. Las ballenas son tetrápodos cuyos antepasados mamíferos abandonaron la tierra para habitar en el mar. En este nuevo medio las ballenas perdieron sus extremidades inferiores, pero aún conservan como huella acusatoria de su pasado tetrápodo, la serie completa de los huesos de la pelvis. De forma similar, las serpientes presentan vestigios de la extremidad posterior que portaban sus antepasados.
La reducida pelvis de los cetáceos es un órgano vestigial que prueba su origen tetrápodo.
Biología molecular y homología
La biología molecular ha suministrado la evidencia más universal de homología. Todos los organismos vivos compartimos el mismo material hereditario, el DNA, una molécula helicoidal cuya información se encuentra codificada en 4 letras o nucleótidos distintos. Igualmente, el código genético es prácticamente Universal, todos los organismos comparten el mismo diccionario que da el significado a la secuencia de DNA. Ambos ejemplos son pruebas muy robustas de la relación íntima que existe entre lo viviente.
El DNA es una molécula helicoidal que tiene información genética codificada a partir de cuatro letras o nucleótidos distintos.
El árbol de la vida: filogenia
Si la historia de la vida es cambio y ramificación por descendencia, entonces su representación sería la de un árbol o filogenia, en la que el tronco y las ramas internas se corresponderían a los antepasados de las especies actuales y los extremos de las ramas externas serían las especies actuales. ¿Como se establece una filogenia? Ordenando las especies actuales atendiendo a la similaridad morfológica y/o genética de sus caracteres homólogos.
El sistema linneano
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) ideó el sistema de clasificación que se utiliza, con algunas modificaciones, hoy en día. Hay siete niveles inclusivos de clasificación, que son, de menor a mayor, la especie, el género, la familia, el orden, la clase, el tipo o Phylum y el reino. El nombre científico de cada especie tiene dos partes, el león, por ejemplo, se denomina Panthera leo. La primera parte se refiere al género y la segunda a la especie. Consideremos un ejemplo de como se agrupan las especies actuales en las distintas categorías linneanas. El león, la pantera, el tigre, pertenecen al género Panthera, que junto al género Felix (el gato doméstico) y otros se agrupan en la familia de los felinos. Los felinos, con los cánidos y úrsidos, constituyen el orden de los carnívoros. Primates, roedores, carnívoros, ... se reúnen en la clase mamíferos. Estos organismos comparten características como el amamantar a sus crías con leche, gestarlas en el útero mediante un órgano complejo, la placenta. Su piel está protegida por pelaje o pelos. Mamíferos, aves, reptiles, anfibios, y peces se reúnen en un solo tipo o phylum, porque todos tienen columna vertebral, un máximo de cuatro miembros, y sangre roja con hemoglobina, son los cordados. Los insectos, las arañas, los crustáceos, y los ciempiés, se clasifican en otro tipo, los artrópodos. Las almejas, caracoles y calamares se agrupan en los moluscos, y así sucesivamente. El tipo cordado, artrópodo, molusco y otros forman el reino Animal. El árbol de la vida se ordena siguiendo divisiones que van de características generales a aspectos más específicos.
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) creó el sistema de clasificación que se utiliza hoy en día.
Significado de los niveles jerárquicos de clasificación
¿Por qué se ordena la diversidad biológica en diferentes niveles jerárquicos? Los rasgos de las divisiones más generales corresponderían a adaptaciones básicas o principales que surgieron en los momentos iniciales de la evolución de los especies progenitoras de estos grupos. Por ejemplo, hay cinco grandes reinos, las moneras, los protistas, los hongos, las plantas y los animales, que se corresponden con las cinco diferenciaciones principales de la vida sobre la Tierra. El Phylum o tipo es la siguiente unidad básica de diferenciación entre reinos, y podrían entenderse como proyectos básicos fundamentales de anatomía. En el reino Animal estos planos fundamentales serían las esponjas, los anélidos (gusanos), los artrópodos (insectos, crustáceos,...), los cordados, .... A partir de estas adaptaciones principales surgen posteriormente nuevas variaciones o subadaptaciones diversas, que por tener un menor tiempo de evolución, tienen un rango clasificatorio menor.
La clasificación de la diversidad biológica es una prueba de la evolución
El hecho que la diversidad de la vida esté jerarquizada es un fuerte argumento en favor de la evolución. El que las especies compartan estructuras anatómicas y adaptaciones básicas puede explicarse fácilmente si suponemos que las especies actuales compartieron antepasados, pero no esperaríamos dicho patrón si las especies hubieran sido creadas independientemente.
Filogenia molecular
La universalidad de la molécula portadora de la información genética hace que el DNA sea un carácter muy apropiado para el estudio comparativo y filogenético de las especies. Morfológicamente no es posible comparar una bacteria con un hombre, sin embargo si que es posible establecer una comparación con moléculas de DNA de ambos organismos, ya que están formadas por el mismo lenguaje de bases. Con datos de secuencias podemos comparar cualesquier grupo de organismos, por distantes que sean. Los datos moleculares tienen otras propiedades adicionales que todas juntas los convierten en el carácter ideal de estudios filogenéticos. Muchos trabajos obtienen y analizan las secuencias de genes y proteínas de diferentes especies para resolver cuestiones todavía dudosas de relaciones entre organismos. Los datos moleculares han demostrado que nuestra especie está mucho más cerca del chimpancé y el gorila de lo que creíamos.
Árbol filogenético Universal
El análisis molecular de secuencias también nos ha enseñado que hay una división en la raíz misma del árbol de la vida que es más fundamental que la división de 5 reinos que se enseña normalmente. En lugar de los dos tipos celulares canónicos, los procariotas y eucariotas, hay tres tipos principales de células, las arqueobacterias, las eubacterias y los eucariotas. Este nuevo árbol recibe el nombre de árbol filogenético universal.
Árbol filogenético universal
La sexta extinción en masa
El destino natural de cada especie es su extinción. Pero la vida continúa porque muchas especies dejan especies descendientes antes de morir. La diversidad biológica es un proceso dinámico que resulta del equilibrio entre la extinción y la producción de especies. Ninguna de los dos puede predominar por mucho tiempo. Una extinción que fuese superior a la producción de especies durante muchas generaciones conduciría a la pérdida de la vida sobre la Tierra, mientras que una situación inversa llevaría al agotamiento de los recursos y por tanto a la extinción. Actualmente desaparece una especie cada 15 minutos. El crecimiento desmesurado de la especie humana ha aumentado en mil veces la tasa normal de extinción, creando una situación que es análoga a la de una gran catástrofe. Estamos frente a la sexta, y quizá definitiva, gran extinción de la Tierra.
El movimiento creacionista
A pesar de la resistencia inicial a la visión darwinista, a principios del siglo XX la idea de la evolución de la vida era ya aceptada por la mayoría de las confesiones cristianas. Sin embargo, en el sur y el medio oeste de los EE.UU., numerosos grupos de cristianos evangélicos muy activos han intentado repetidamente prohibir la enseñanza de la evolución en las escuelas o compartirla en tiempo y reconocimiento científico con el relato bíblico del Génesis. En tiempos recientes, los creacionistas se han renovado y organizado a través del movimiento del diseño inteligente, ganando adeptos de otras confesiones. Los fundamentalistas dan un valor supremo a un texto escrito hace más de 2500 años en un contexto histórico y cultural que nada tiene que ver con el actual, y que aún así lo consideran más creíble que todo el cuerpo de conocimientos, datos empíricos y estructuras teóricas que millares de mentes dotadas de nuestra especie han desarrollado trabajando en colaboración durante los últimos 150 años. La universalización de la práctica de la ciencia no se ha traducido en la adopción de una cosmovisión común del Universo y la vida. La persistencia, un siglo y medio después del Origen de las especies, de creencias abiertamente anticientíficas es una gran paradoja de nuestro tiempo. La consecución de un credo universal de base darwiniana conduciría a un plano superior de conciencia de la especie humana y sería, sin duda, el mayor legado de Darwin. (Véase el artículo Darwinismo - Creacionismo escrito por el autor)
Los estudios y afirmaciones acerca de la evolución generalmente se refieren a uno de dos aspectos distintos: (1) las investigaciones acerca del hecho de la evolución y (2) las que se refieren al mecanismo de la evolución. Las primeras abarcan las disciplinas biológicas, tales como la paleontología, la clasificación, la biología comparada, la biología de poblaciones,... que muestran de manera inequívoca el hecho de la evolución. Las segundas, las afirmaciones acerca del mecanismo de la evolución, son el objeto principal de estudio de la genética de poblaciones, y nos informan de los factores, fuerzas o procesos que producen el cambio evolutivo, es decir, los mecanismos naturales que causan la descendencia con modificación. Una analogía cotidiana que ilustra esta distinción es la del tiempo meteorológico. Las precipitaciones, los vientos, las gotas frías, los tifones, son las evidencias que constituyen las afirmaciones de hecho del tiempo atmosférico. Ahora bien, si queremos explicar el porqué se dan los diferentes fenómenos meteorológicos, entonces nos tenemos que introducir en el ámbito de las afirmaciones del proceso o de los mecanismos meteorológicos. Debemos proponer los factores, tales como las diferencias de temperatura entre distintas masas de aire, que producen los fenómenos meteorológicos.
La evidencia de la evolución
La evolución que se da en una escala reducida, en el interior de una especie y en el intervalo de unas pocas generaciones, se denomina microevolución. La macroevolución es la evolución a gran escala, y abarca periodos considerables de tiempo, y grandes procesos de transformación; en el caso más extremo comprendería toda la evolución de la vida. Se pueden efectuar experimentos y/o observaciones de poblaciones de especies actuales a pequeña escala y obtener evidencia directa de evolución. Hay muchos ejemplos en los que se detecta la evolución en acción, como el clásico caso del melanismo industrial que se comentará más adelante. La selección artificial efectuada por el hombre en el perro o el caballo son también claros ejemplos que muestran el potencial de modificación de una especie. Por su propia dimensión temporal, no podemos demostrar la macroevolución directamente, exceptuando los casos de creación de nuevas especies de plantas mediante cruzamiento de especies distintas por el hombre. Aunque la evidencia evolutiva que suministra el registro fósil, la biología comparada, y la biología molecular es indirecta, no por ello es menos concluyente a la hora de demostrar la comunidad de origen de todos los organismos.
Las diferentes razas de perro que el hombre ha obtenido por selección artificial ilustran el potencial de cambio que tienen las especies.
El registro fósil
Los sedimentos que se han ido acumulando sobre la corteza de la tierra durante su historia geológica dejan una huella inestimable, generalmente en forma de huesos o esqueletos duros petrificados, de organismos muertos en el pasado: son los fósiles. El registro fósil es una ventana maravillosa a la historia de la vida. Si no existiera no podríamos inventarlo. Sin él, el vacío acerca de la evolución de la vida sobre la tierra sería insustituible. Podríamos especular, teorizar infinitamente, pero ¿quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen? La desintegración de los elementos químicos radiactivos que hay en las rocas ha permitido estimar que la Tierra se originó alrededor de hace 4600 millones de años. La Tierra, que era una esfera caliente, se enfría gradualmente, iniciándose un periodo de evolución química que culminará con la formación de las primeras células. En Australia y África se han encontrado sedimentos retenidos y fijados por bacterias de hace 3600 millones de años, lo que hace que esta fecha sea una estima mínima de la edad de inicio de la evolución biológica. La magnitud del tiempo en el que ha transcurrido la evolución se escapa completamente a nuestra comprensión, no podemos siquiera imaginar, limitados a la minúscula escala de nuestro tiempo vital, el potencial de transformación que suponen 3600 millones de años de evolución.
El tiempo geológico
El tiempo geológico se ha dividido en una serie de etapas jerárquicas, las eras, los períodos, y las épocas, que no siguen una cronología lineal, sino que es una crónica de los momentos claves de la historia de la vida. Las transiciones entre las cuatro eras, la Precámbrica, la Paleozoica, la Mesozoica y la Cenozoica representan grandes cambios en las fauna y flora de toda la Tierra. En el primer período de la era Paleozoica, el Cámbrico, hace 570 millones de años, aparecen de golpe en el registro fósil los animales pluricelulares que tienen partes duras, como las conchas, y exoesqueletos,... El final del Paleozoico coincide con la mayor extinción habida en la Tierra, en la que desaparecieron el 96% de las especies. Al final del Mesozoico, en la transición entre el período Cretácico y Terciario, se da la conocida extinción de los dinosaurios, junto a un 70% de las especies existentes.
Cronología de siete momentos estelares de la evolución
¿Qué nos enseña el registro fósil sobre la historia de la vida sobre la Tierra? Esta es una lista de los acontecimientos más importantes
- Origen de la célula procariota 3600 M (M=Millones de años)
- Origen de la célula eucariota 1400 M
- Origen de la fauna de animales pluricelulares 650 M
- Fauna de la explosión cámbrica 570 M
- Origen de los vertebrados terrestres 360 M
- Extinción de los dinosaurios. La antorcha pasa de los dinosaurios a los mamíferos 65 M
- Origen de Homo sapiens 0,1 M.
Si toda la historia de la Tierra la comprimiésemos en una hora, a los 20 minutos aparecerían las bacterias, a los 55 los dinosaurios, los antropoides aparecen a 40 segundos antes del final, y los humanos al cumplirse la hora.
Hay una coherencia entre el registro fósil y el origen evolutivo de las especies y sus grupos correspondientes. Si la vida se debiera a la creación espontánea e independiente de especies, no tendríamos porqué esperar que el hombre surgiera con los mamíferos, podríamos haber surgido en cualquier momento, cuando aparecieron los peces, o los dinosaurios, o antes de que surgieran los primates.
La evolución no tiene dirección definida
La historia de la vida es una historia de extinciones y muerte,... con unos pocos supervivientes. El 99,9% de las especies que han existido alguna vez están hoy extintas. Grupos enteros de organismos, como los dinosaurios (exceptúando las aves), los trilobites, los ammonoideos, se han extinguido para siempre sin dejar descendiente alguno.
Como señala el reconocido paleontólogo S. Gould, el registro fósil no es un relato convencional que conduce a los diferentes linajes a más excelencia, más complejidad, más diversidad. La historia de la vida no muestra un rumbo definido, no tiene dirección ni sentido. La evolución es una narración de eliminación masiva seguida de diferenciación en el interior de unos cuantos supervivientes. Es a priori imposible determinar la dirección de la evolución porque la importancia de los acontecimientos concretos, contingentes, como la extinción o no de un grupo de organismos en el caso de una extinción en masa, o la posesión o no de una variante adaptativa adecuada cuando ésta es requerida, son los verdaderos agentes de la historia.
Las extinciones en masa
Hay dos regímenes de extinciones: la extinción normal, que afecta a las especies que dejan de seguir a su ambiente en su lucha diaria por adaptarse, y la extinción en masa, que son más rápidas y devastadoras en cuanto a su magnitud. Al menos han ocurrido cinco extinciones en masa, y han dejado muchos huecos ecológicos que han permitido que sean ocupados por los descendientes de las especies supervivientes. Esta ocupación del bioespacio disponible suele ir acompañada de una rápida y extensa diversificación morfológica que se denomina radiación adaptativa. No se sabe con certeza la causa de las extinciones masivas, aunque las causas físicas como el impacto de asteroides o el cambio climático parecen más probables que las biológicas. Según una hipótesis reciente, hay ciclos de extinción masiva aproximadamente cada 26 millones de años, y el impacto periódico de lluvias de cometas sobre la Tierra podría explicar dicho ciclo.
La fauna de Burguess Shale
Si tuviéramos la oportunidad de volver a un momento del pasado, el período previo al Cámbrico sería sin duda uno de los más atractivos. En el Cámbrico, hace 570 M, se produce la gran explosión en el registro fósil de los primeros animales pluricelulares con partes duras. Darwin se preguntaba por qué estos primeros animales eran ya anatómicamente complejos y sin precursores aparentes. La respuesta está en el yacimiento de Burguess Shale, situado en las montañas rocosas canadienses. Debido a condiciones muy especiales de conservación, aquí se encuentra la única fauna de cuerpo blando (sin estructuras duras) que existe de un tiempo inmediatamente anterior a la explosión cámbrica.
La gran sorpresa de Burguess Shale es que las pocas especies analizadas contienen una disparidad de diseños anatómicos que exceden, con mucho, la gama moderna que hay en todo el mundo. En ninguna fauna posterior se repite la riqueza anatómica de este yacimiento. De los 120 géneros analizados, 20 son diseños de artrópodos únicos, y además de estar representados los 4 grupos de animales que hoy existen, hay 8 diseños que no encajan en ningún grupo animal conocido. La época de Burguess Shale parece ser que fue un tiempo asombroso de experimentación, una era de gran flexibilidad evolutiva, que fue seguido de una gran extinción.
Opabinia: una vida extraña de un remoto pasado
Opabinia fue el fósil de Burguess Shale que reveló la caja de sorpresas que había en este yacimiento. Su diseño singular no pertenece a ningún grupo animal conocido. ¡Tiene 5 ojos!, trompa flexible formada por un tubo cilíndrico estriado, un tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15 segmentos, con lóbulos delgados laterales. Los 3 segmentos últimos forman una cola con tres pares de hojas delgadas y lobuladas dirigidas hacia afuera.
Opabinia fue el primer fósil del yacimiento de Burguess Shale que demostró la singularidad morfológica de las primeras formas pluricelulares. Tiene 5 ojos, trompa flexible, tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15 segmentos, los 3 últimos forman una cola.
Los dinosaurios
Durante el periodo Triásico surgen los dinosaurios de una línea de los reptiles e inician una dinastía sobre el medio terrestre que habría de durar 150 M. Se han identificado más de 350 especies de dinosaurios, y se cree que esta es una estima muy inferior a la de las especies que realmente existieron. Entre los dinosaurios están los animales más grandes que alguna vez hayan vivido sobre la Tierra. El Seismosaurus, el mayor herbívoro conocido, tenía unas 40 metros de longitud. El Tyrannosaurus rex, uno de los mayores carnívoros, tenía 12 m de longitud. Los dinosaurios se dividen en dos grandes órdenes, los de pelvis de lagarto (Saurisquios), que comprenden tanto especies carnívoras como herbívoras, y los de pelvis de ave (Ornistiquios), cuyas especies eran todas herbívoras. Los dinosaurios se extinguieron casi en su totalidad, exceptuando una línea menor que dio lugar a las aves, hace 65 M. Junto a ellos, desaparecieron en un breve lapso de tiempo el 75% de las especies existentes. Se ha propuesto que el impacto de un asteroide sobre la superficie terrestre podría ser la causa de la extinción en masa.
¿Quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen?
Biología comparada: homología y analogía
Cuando uno observa similitudes entre especies, 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 aplanada 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.
En contraste con la analogía, una 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 (animales vertebrados terrestres con cuatro extremidades) tienen la extremidad de cinco dedos, y ésta se encuentra tanto en las alas de la aves y de murciélagos como en la mano del ser humano, a pesar que estas extremidades representan unos papeles funcionales muy distintos. La razón de esta estructura común es que todos los tetrápodos conservamos la misma estructura básica de la especie ancestral original.
Homología: todos los tetrápodos tienen una extremidad con cinco dedos, aunque tengan diferentes funciones.
La homología es la base de la clasificación
La clasificación se basa en la comparación de los caracteres de las especies, y los 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 muestran que las especies presentan semejanzas homológas en todos los niveles del fenotipo. Cuanto más próxima sean la especies, mayor será el grado de semejanza, y lo contrario también es cierto, cuanto más alejada estén menos semejanzas encontraremos. Así, las diferencias que hoy vemos entre las especies se deben a las nuevas variaciones que han adquirido desde su separación del antepasado común. Las similitudes que atribuimos a las homologías no podrían explicarse si las especies se originasen independientemente unas de otras.
Órganos vestigiales
Un caso especialmente significativo de homología es la de los órganos vestigiales o residuales. La pelvis de los tetrápodos es una estructura ósea cuya función es articular las extremidades posteriores. Las ballenas son tetrápodos cuyos antepasados mamíferos abandonaron la tierra para habitar en el mar. En este nuevo medio las ballenas perdieron sus extremidades inferiores, pero aún conservan como huella acusatoria de su pasado tetrápodo, la serie completa de los huesos de la pelvis. De forma similar, las serpientes presentan vestigios de la extremidad posterior que portaban sus antepasados.
La reducida pelvis de los cetáceos es un órgano vestigial que prueba su origen tetrápodo.
Biología molecular y homología
La biología molecular ha suministrado la evidencia más universal de homología. Todos los organismos vivos compartimos el mismo material hereditario, el DNA, una molécula helicoidal cuya información se encuentra codificada en 4 letras o nucleótidos distintos. Igualmente, el código genético es prácticamente Universal, todos los organismos comparten el mismo diccionario que da el significado a la secuencia de DNA. Ambos ejemplos son pruebas muy robustas de la relación íntima que existe entre lo viviente.
El DNA es una molécula helicoidal que tiene información genética codificada a partir de cuatro letras o nucleótidos distintos.
El árbol de la vida: filogenia
Si la historia de la vida es cambio y ramificación por descendencia, entonces su representación sería la de un árbol o filogenia, en la que el tronco y las ramas internas se corresponderían a los antepasados de las especies actuales y los extremos de las ramas externas serían las especies actuales. ¿Como se establece una filogenia? Ordenando las especies actuales atendiendo a la similaridad morfológica y/o genética de sus caracteres homólogos.
El sistema linneano
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) ideó el sistema de clasificación que se utiliza, con algunas modificaciones, hoy en día. Hay siete niveles inclusivos de clasificación, que son, de menor a mayor, la especie, el género, la familia, el orden, la clase, el tipo o Phylum y el reino. El nombre científico de cada especie tiene dos partes, el león, por ejemplo, se denomina Panthera leo. La primera parte se refiere al género y la segunda a la especie. Consideremos un ejemplo de como se agrupan las especies actuales en las distintas categorías linneanas. El león, la pantera, el tigre, pertenecen al género Panthera, que junto al género Felix (el gato doméstico) y otros se agrupan en la familia de los felinos. Los felinos, con los cánidos y úrsidos, constituyen el orden de los carnívoros. Primates, roedores, carnívoros, ... se reúnen en la clase mamíferos. Estos organismos comparten características como el amamantar a sus crías con leche, gestarlas en el útero mediante un órgano complejo, la placenta. Su piel está protegida por pelaje o pelos. Mamíferos, aves, reptiles, anfibios, y peces se reúnen en un solo tipo o phylum, porque todos tienen columna vertebral, un máximo de cuatro miembros, y sangre roja con hemoglobina, son los cordados. Los insectos, las arañas, los crustáceos, y los ciempiés, se clasifican en otro tipo, los artrópodos. Las almejas, caracoles y calamares se agrupan en los moluscos, y así sucesivamente. El tipo cordado, artrópodo, molusco y otros forman el reino Animal. El árbol de la vida se ordena siguiendo divisiones que van de características generales a aspectos más específicos.
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) creó el sistema de clasificación que se utiliza hoy en día.
Significado de los niveles jerárquicos de clasificación
¿Por qué se ordena la diversidad biológica en diferentes niveles jerárquicos? Los rasgos de las divisiones más generales corresponderían a adaptaciones básicas o principales que surgieron en los momentos iniciales de la evolución de los especies progenitoras de estos grupos. Por ejemplo, hay cinco grandes reinos, las moneras, los protistas, los hongos, las plantas y los animales, que se corresponden con las cinco diferenciaciones principales de la vida sobre la Tierra. El Phylum o tipo es la siguiente unidad básica de diferenciación entre reinos, y podrían entenderse como proyectos básicos fundamentales de anatomía. En el reino Animal estos planos fundamentales serían las esponjas, los anélidos (gusanos), los artrópodos (insectos, crustáceos,...), los cordados, .... A partir de estas adaptaciones principales surgen posteriormente nuevas variaciones o subadaptaciones diversas, que por tener un menor tiempo de evolución, tienen un rango clasificatorio menor.
La clasificación de la diversidad biológica es una prueba de la evolución
El hecho que la diversidad de la vida esté jerarquizada es un fuerte argumento en favor de la evolución. El que las especies compartan estructuras anatómicas y adaptaciones básicas puede explicarse fácilmente si suponemos que las especies actuales compartieron antepasados, pero no esperaríamos dicho patrón si las especies hubieran sido creadas independientemente.
Filogenia molecular
La universalidad de la molécula portadora de la información genética hace que el DNA sea un carácter muy apropiado para el estudio comparativo y filogenético de las especies. Morfológicamente no es posible comparar una bacteria con un hombre, sin embargo si que es posible establecer una comparación con moléculas de DNA de ambos organismos, ya que están formadas por el mismo lenguaje de bases. Con datos de secuencias podemos comparar cualesquier grupo de organismos, por distantes que sean. Los datos moleculares tienen otras propiedades adicionales que todas juntas los convierten en el carácter ideal de estudios filogenéticos. Muchos trabajos obtienen y analizan las secuencias de genes y proteínas de diferentes especies para resolver cuestiones todavía dudosas de relaciones entre organismos. Los datos moleculares han demostrado que nuestra especie está mucho más cerca del chimpancé y el gorila de lo que creíamos.
Árbol filogenético Universal
El análisis molecular de secuencias también nos ha enseñado que hay una división en la raíz misma del árbol de la vida que es más fundamental que la división de 5 reinos que se enseña normalmente. En lugar de los dos tipos celulares canónicos, los procariotas y eucariotas, hay tres tipos principales de células, las arqueobacterias, las eubacterias y los eucariotas. Este nuevo árbol recibe el nombre de árbol filogenético universal.
Árbol filogenético universal
La sexta extinción en masa
El destino natural de cada especie es su extinción. Pero la vida continúa porque muchas especies dejan especies descendientes antes de morir. La diversidad biológica es un proceso dinámico que resulta del equilibrio entre la extinción y la producción de especies. Ninguna de los dos puede predominar por mucho tiempo. Una extinción que fuese superior a la producción de especies durante muchas generaciones conduciría a la pérdida de la vida sobre la Tierra, mientras que una situación inversa llevaría al agotamiento de los recursos y por tanto a la extinción. Actualmente desaparece una especie cada 15 minutos. El crecimiento desmesurado de la especie humana ha aumentado en mil veces la tasa normal de extinción, creando una situación que es análoga a la de una gran catástrofe. Estamos frente a la sexta, y quizá definitiva, gran extinción de la Tierra.
El movimiento creacionista
A pesar de la resistencia inicial a la visión darwinista, a principios del siglo XX la idea de la evolución de la vida era ya aceptada por la mayoría de las confesiones cristianas. Sin embargo, en el sur y el medio oeste de los EE.UU., numerosos grupos de cristianos evangélicos muy activos han intentado repetidamente prohibir la enseñanza de la evolución en las escuelas o compartirla en tiempo y reconocimiento científico con el relato bíblico del Génesis. En tiempos recientes, los creacionistas se han renovado y organizado a través del movimiento del diseño inteligente, ganando adeptos de otras confesiones. Los fundamentalistas dan un valor supremo a un texto escrito hace más de 2500 años en un contexto histórico y cultural que nada tiene que ver con el actual, y que aún así lo consideran más creíble que todo el cuerpo de conocimientos, datos empíricos y estructuras teóricas que millares de mentes dotadas de nuestra especie han desarrollado trabajando en colaboración durante los últimos 150 años. La universalización de la práctica de la ciencia no se ha traducido en la adopción de una cosmovisión común del Universo y la vida. La persistencia, un siglo y medio después del Origen de las especies, de creencias abiertamente anticientíficas es una gran paradoja de nuestro tiempo. La consecución de un credo universal de base darwiniana conduciría a un plano superior de conciencia de la especie humana y sería, sin duda, el mayor legado de Darwin. (Véase el artículo Darwinismo - Creacionismo escrito por el autor)
EVOLUCIÓN HUMANA
Las semejanzas morfológicas, bioquímicas, y genéticas sitúan al ser humano en el orden de los primates de la clase mamíferos. Dentro de los primates, son el chimpancé, el gorila y el orangután, sus parientes más próximos. Los datos de comparación de secuencias muestran que hay una similitud del 98,5% entre el DNA humano y el del chimpancé. Esta semejanza es mayor que la que existe entre el chimpancé y el gorila o el gorila y nosotros, por lo que el chimpancé y los humanos compartimos un antecesor común más reciente que ambos con los gorilas. Esta cercanía, que se ha estimado en 5M de años, es mucho mayor de lo que se había inferido sólo con datos morfológicos, y muestra la capacidad de los datos de DNA para desvelar relaciones de parentesco. En la evolución humana existen dos grandes adquisiciones, la marcha bípeda, y el desarrollo extraordinario del cerebro. El registro fósil nos muestra que la postura erguida precedió al desarrollo cerebral y que África es la cuna de la humanidad. El Australopithecus, de una antigüedad de 1,5-5M de años es el primer mono antropoide de marcha bípeda. Su capacidad craneal era similar a la del chimpancé y gorila actual. El Homo habilis y el Homo erectus son las líneas que siguen cronológicamente hasta la llegada de nuestra especie, Homo sapiens, hace 100.000 años.
Filogenia actual del humanos y antropomorfos modernos que integra los datos moleculares y morfológicos. H: hombre, C: Chimpancé, G: Gorila, O: Orangután y G: Gibón.
DNA del hombre de Neandertal
En 1997 se publica la secuencia de un trozo del DNA del primer fósil que se encontró del hombre de Neandertal, una subespecie extinta de la especie humana. Es la primera vez que se obtiene la secuencia molecular de un fósil humano. Cuando la secuencia se comparó con secuencias homólogas de DNA humano actual se dedujo que el antepasado común de nosotros y el hombre de Neandertal vivió hace 500.000 años, de lo que se concluyó que el hombre de Neandertal se extinguió sin mezclarse con el hombre actual.
P.S.: La publicación de la secuencia completa del genoma de Neandertal en mayo de 2010 ha revelado que hubo cierto flujo genético tras un primer contacto inicial en Asia Menor, de modo que entre el 1-4% del genoma de la humanidad actual (exceptuando los africanos subsaharianos) procede del hombre de Neandertal.
El análisis de la secuencia genómica de DNA del hombre de Neandertal indica que entre el 1-4% del genoma de la humanidad actual (exceptuando los africanos subsaharianos) procede de esta especie humana.
El futuro de la evolución
Con la aparición del cerebro humano se produce un hecho singular: el surgimiento de la conciencia objetiva en la biosfera. Somos chispas de conciencia en un Universo que hasta nuestra irrupción era ciego y sordo a su devenir. Por primera vez, y en un sentido recursivo, el universo se piensa a si mismo cuando descubrimos su existencia de igual forma que nosotros nos pensamos y descubrimos con nuestro cerebro. Esto constituye el momento más trascendental de toda la evolución. El pensamiento científico que resulta de la actividad de mentes que trabajan en colaboración para entender la realidad física, biológica y mental de nuestro universo nos conduce a niveles de conciencia superiores. Como señala Mosterín (2005), nos dirigimos hacia a una conciencia cósmica, donde se alcanzarán planos superiores de empatía, alegría y lucidez.
La evolución científica y cultural no se limita a las leyes de la selección natural y la herencia genética. Sigue un proceso de transmisión horizontal (entre individuos de una generación) y vertical (entre generaciones) que es mucho más veloz que los procesos de evolución biológica típicos. El ser humano está en el umbral de poder dirigir la evolución en la dirección que el crea conveniente. Podrá limitar enormemente los azares de la mutación y de la segregación genética y unión de gametos. Genes mutados que causan graves enfermedades a la especie humana podrán ser sustituidos por sus contrapartidas no deletéreas,... Pero paradójicamente la humanidad se enfrenta hoy a los retos de su propio éxito evolutivo. El crecimiento explosivo de su población, con las necesidades de espacio y recursos que genera, provoca la eliminación o reducción hasta tamaños insoportables de los hábitats de las especies. La tasa de extinción actual no es sostenible. Es posible que el ser humano pueda mantener la diversidad biológica en forma de semillas o células congeladas, e incluso que pueda compensar la pérdida de especies con la creación de nuevas mediante ingeniería genética. Pero la reducción drástica de espacios naturales limitará inevitablemente la diversidad. Los grandes retos de la humanidad son el control del crecimiento de la población, la eliminación de las desigualdades socioeconómicas, el mantenimiento de un desarrollo sostenido y viable y la conservación de hábitats naturales y de especies. El éxito frente a tales desafíos precisa del desarrollo de una conciencia ética universal basada en el respeto a la diversidad de pueblos y culturas de nuestra especie. Dicha conciencia debe extenderse hasta abarcar a la totalidad de la vida, al conjunto precioso de formas orgánicas que nos han acompañado, desde la primera célula antecesora común, en este fascinante periplo singular e irrepetible que es nuestra historia biológica.
Las semejanzas morfológicas, bioquímicas, y genéticas sitúan al ser humano en el orden de los primates de la clase mamíferos. Dentro de los primates, son el chimpancé, el gorila y el orangután, sus parientes más próximos. Los datos de comparación de secuencias muestran que hay una similitud del 98,5% entre el DNA humano y el del chimpancé. Esta semejanza es mayor que la que existe entre el chimpancé y el gorila o el gorila y nosotros, por lo que el chimpancé y los humanos compartimos un antecesor común más reciente que ambos con los gorilas. Esta cercanía, que se ha estimado en 5M de años, es mucho mayor de lo que se había inferido sólo con datos morfológicos, y muestra la capacidad de los datos de DNA para desvelar relaciones de parentesco. En la evolución humana existen dos grandes adquisiciones, la marcha bípeda, y el desarrollo extraordinario del cerebro. El registro fósil nos muestra que la postura erguida precedió al desarrollo cerebral y que África es la cuna de la humanidad. El Australopithecus, de una antigüedad de 1,5-5M de años es el primer mono antropoide de marcha bípeda. Su capacidad craneal era similar a la del chimpancé y gorila actual. El Homo habilis y el Homo erectus son las líneas que siguen cronológicamente hasta la llegada de nuestra especie, Homo sapiens, hace 100.000 años.
Filogenia actual del humanos y antropomorfos modernos que integra los datos moleculares y morfológicos. H: hombre, C: Chimpancé, G: Gorila, O: Orangután y G: Gibón.
DNA del hombre de Neandertal
En 1997 se publica la secuencia de un trozo del DNA del primer fósil que se encontró del hombre de Neandertal, una subespecie extinta de la especie humana. Es la primera vez que se obtiene la secuencia molecular de un fósil humano. Cuando la secuencia se comparó con secuencias homólogas de DNA humano actual se dedujo que el antepasado común de nosotros y el hombre de Neandertal vivió hace 500.000 años, de lo que se concluyó que el hombre de Neandertal se extinguió sin mezclarse con el hombre actual.
P.S.: La publicación de la secuencia completa del genoma de Neandertal en mayo de 2010 ha revelado que hubo cierto flujo genético tras un primer contacto inicial en Asia Menor, de modo que entre el 1-4% del genoma de la humanidad actual (exceptuando los africanos subsaharianos) procede del hombre de Neandertal.
El análisis de la secuencia genómica de DNA del hombre de Neandertal indica que entre el 1-4% del genoma de la humanidad actual (exceptuando los africanos subsaharianos) procede de esta especie humana.
El futuro de la evolución
Con la aparición del cerebro humano se produce un hecho singular: el surgimiento de la conciencia objetiva en la biosfera. Somos chispas de conciencia en un Universo que hasta nuestra irrupción era ciego y sordo a su devenir. Por primera vez, y en un sentido recursivo, el universo se piensa a si mismo cuando descubrimos su existencia de igual forma que nosotros nos pensamos y descubrimos con nuestro cerebro. Esto constituye el momento más trascendental de toda la evolución. El pensamiento científico que resulta de la actividad de mentes que trabajan en colaboración para entender la realidad física, biológica y mental de nuestro universo nos conduce a niveles de conciencia superiores. Como señala Mosterín (2005), nos dirigimos hacia a una conciencia cósmica, donde se alcanzarán planos superiores de empatía, alegría y lucidez.La evolución científica y cultural no se limita a las leyes de la selección natural y la herencia genética. Sigue un proceso de transmisión horizontal (entre individuos de una generación) y vertical (entre generaciones) que es mucho más veloz que los procesos de evolución biológica típicos. El ser humano está en el umbral de poder dirigir la evolución en la dirección que el crea conveniente. Podrá limitar enormemente los azares de la mutación y de la segregación genética y unión de gametos. Genes mutados que causan graves enfermedades a la especie humana podrán ser sustituidos por sus contrapartidas no deletéreas,... Pero paradójicamente la humanidad se enfrenta hoy a los retos de su propio éxito evolutivo. El crecimiento explosivo de su población, con las necesidades de espacio y recursos que genera, provoca la eliminación o reducción hasta tamaños insoportables de los hábitats de las especies. La tasa de extinción actual no es sostenible. Es posible que el ser humano pueda mantener la diversidad biológica en forma de semillas o células congeladas, e incluso que pueda compensar la pérdida de especies con la creación de nuevas mediante ingeniería genética. Pero la reducción drástica de espacios naturales limitará inevitablemente la diversidad. Los grandes retos de la humanidad son el control del crecimiento de la población, la eliminación de las desigualdades socioeconómicas, el mantenimiento de un desarrollo sostenido y viable y la conservación de hábitats naturales y de especies. El éxito frente a tales desafíos precisa del desarrollo de una conciencia ética universal basada en el respeto a la diversidad de pueblos y culturas de nuestra especie. Dicha conciencia debe extenderse hasta abarcar a la totalidad de la vida, al conjunto precioso de formas orgánicas que nos han acompañado, desde la primera célula antecesora común, en este fascinante periplo singular e irrepetible que es nuestra historia biológica.
EL DESARROLLO SOSTENIBLE
Para entender la Educación para el Desarrollo Sostenible (EDS), hay que entender lo que es el Desarrollo Sostenible. Después de todo, el Decenio de las Naciones Unidas de la Educación para el Desarrollo Sostenible trata de comprometer a los sistemas educativos para que trabajen en pos de un futuro más sostenible. Sin embargo, necesitamos poder imaginar un mundo más sostenible antes de poder trabajar para crearlo.
El Desarrollo Sostenible es el paradigma global de las Naciones Unidas. El concepto de Desarrollo Sostenible fue descrito en 1987 en el Informe de la Comisión de Bruntland como un “ desarrollo que satisface las necesidades de la generación presente, sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades”.
Existen cuatro dimensiones del Desarrollo Sostenible: la sociedad, el medio ambiente, la cultura y la economía, que están interconectadas, no separadas. La sostenibilidad es un paradigma para pensar en un futuro en donde las consideraciones ambientales, sociales y económicas estén equilibradas en la búsqueda de una mejor calidad de vida. Por ejemplo, una sociedad próspera depende de un ambiente sano que provea alimentos y recursos, agua potable y aire limpio para sus ciudadanos.
Cabe preguntarse cuál es la diferencia entre el Desarrollo Sostenible y la Sostenibilidad. A menudo se piensa en la Sostenibilidad como una meta a largo plazo (p. ej., un mundo más sostenible), mientras que el Desarrollo Sostenible se refiere a los muchos procesos y medios para lograrlo (p. ej., la agricultura y la silvicultura sostenibles, la producción y el consumo sostenibles, el buen gobierno, la investigación y la transferencia de tecnología, la educación y la capacitación, etc.).
SEMANA DEL 17 AL 21 DE OCTUBRE
El sistema de parques nacionales naturales de Colombia se define como el conjunto de áreas con valores excepcionales para el patrimonio natural nacional que, en beneficio de los habitantes de la nación y debido a sus características naturales, culturales o históricas, se reserva y declara comprendida en cualquiera de las categorías que adelante se enumeran. (CRN art. 327)
Colombia tiene un «Sistema Nacional de Áreas Protegidas» (SINAP) que tiene como elemento más destacado a nivel nacional el «Sistema de Parques Nacionales Naturales» (SPNN), que cuenta con 59 parques naturales (octubre de 2014), con una extensión de unas 12.602.320,7 hectáreas (126.023,21 Kilómetros cuadrados) y que suponen más de un 11,04% del territorio continental colombiano.
Áreas protegidas en Colombia
El Estado colombiano creó el Sistema de Parques Nacionales en 1948, con el fin de proteger y conservar los ecosistemas y las poblaciones de especies de flora y fauna silvestres. El Estado declaró un total de 51 áreas protegidas, de la siguiente manera: 37 Parques Nacionales Naturales, 10 Santuarios de Fauna y Flora, 2 Reservas Nacionales Naturales, un Área Natural Única y una Vía Parque. Estas áreas están destinadas a la conservación, la protección de la vida silvestre y de las fuentes de agua en Colombia, y son administradas por el Ministerio del Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.
Existen en Colombia, además de estas áreas, varias iniciativas de personas naturales, familias y organizaciones propietarias de tierras rurales dedicadas a la conservación de la flora y la fauna. Entre éstas se destaca la Asociación Red Colombiana de Reservas Naturales de la Sociedad Civil, que cuenta en la actualidad con 232 reservas en todo el territorio nacional. La Red apoya actividades de protección y conservación de la biodiversidad, desarrollo de alternativas de producción ‘sostenible’ y amigable con el ambiente, educación ambiental y la organización de los grupos de ‘Herederos del Planeta’, conformados por niños y jóvenes amigos de la naturaleza.
Parques Naturales Nacionales:
Amacayacu (Amazonas), Cahuinarí (Amazonas), Catatumbo-Barí (Norte de Santander), Cordillera de los Picachos (Caquetá-Meta), Cueva de los Guácharos (Huila), Chingaza (Cund.-Meta), Chiribiquete (Caquetá-Guaviare), El Cocuy (Arauca), El Tuparro (Vichada), Ensenada de Utría (Chocó), Farallones de Cali (Valle), Gorgona (Cauca), Alto Fragua (Caquetá), La Paya (Putumayo), Las Hermosas (Tolima-Valle), Las Orquídeas (Antioquia), Los Corales del Rosario ( Bolivar), Los Katíos (Ant.-Chocó), Los Nevados (Caldas-Quind. Ris. Tol.), Macuíra (Guajira), Munchique (Cauca), Nevado del Huila (Cauca-Huila-Tolima), Old Providence (San Andrés-Prov.), Paramillo (Ant.-Córd.), Pisba (Boyacá-Casanare), Puracé (Cauca- Huila), Sanquianga (Nariño), Serranía de La Macarena (Meta), Sierra Nevada de Sta. Marta (César-Guaj. Magd), Sumapáz (Cund.-Meta-Huila), Tamá (N Sant), Tatamá (Chocó-Ris), Tayrona (Magd), Tinigua (Meta), Río Pure (Amaz).
Santuarios de Fauna y Flora:
Ciénaga Grande de Santa Marta (Magdalena), Galeras (Nariño), Iguaque (Boyacá), Isla de La Corota (Nariño), Los Colorados (Bolivar), Los Flamencos (Guajira), Guanentá-Alto Río Fonce (Santander), Malpelo (Océano Pacífico), Otún-Quimbaya (Risaralda), Corchal Mono Hernández (Bolivar).
Reservas Nacionales Naturales:
Nukak (Guaviare), Puinawal (Guainía).
SEMANA DEL 3 AL 7 OCTUBRE
TRABAJO PARA EL VIERNES 7 DE OCTUBRE
Clasifica los bioindicadores según su habitad.
Ademas ingresa al siguiente Link y descarga el pdf, para traerlo a la próxima clase.
LINK: BIOINDICADORES
LINK PARA EL PDF: PDF
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SEMANA DEL 12 AL 16 DE SEPTIEMBRE
TRABAJO PARA ENTREGAR EL DÍA JUEVES 22 DE SEPTIEMBRE
LINK: LOS IMPACTO Y TIPOS DE IMPACTO
Ingresa a los siguientes links y describe en el cuaderno que es un impacto ambiental, que tipos de impacto existen, observa el vídeo y en cuadro que dice ejercicio da click y resuelve lo que se te propone. El trabajo es individual y se debe realizar en el cuaderno. (NO QUIERO RESPUESTAS IGUALES PORQUE ES UNA ACTIVIDAD DE INTERPRETACIÓN) Ademas descarga el PDF y pegarlo en el cuaderno como evidencia.
SEMANA DEL 15 AL 19 DE AGOSTO
① Tipos de Sistemas Digestivos
ⓐ Completo
Se denomina así, porque el alimento entra por la boca, pasa por varios órganos para ser almacenado, digerido y absorbido, y los residuos son expulsados por el ano en el extremo opuesto. Este tipo se verifica desde los Nemátodos hasta los Cordados.
ⓑ Incompleto
Cuando el orificio de entrada, que es la boca, también sirve para que se expulse los residuos de la digestión, es decir, actúa como ano. Este tipo se aprecia en los Celenterados y Platelmintos.
Los Seudo rumiantes (en este caso: caballos y conejos), tienen un estómago similar al del resto de los animales que poseen un estómago simple. Sin embargo presentan una extensa área llamada ciego que les da una característica intermedia entre rumiantes y no rumiantes:
APARATO DIGESTIVO HUMANO
La Cavidad Bucal
La boca es una cavidad en cuyo interior están la lengua y los dientes. La lengua es un órgano musculoso en el que reside el sentido del gusto. Los dientes son piezas duras encajadas en los orificios o alvéolos de los huesos mandibulares. La parte inferior del diente se llama raíz y la porción libre externa se llama corona, figurando entre ambas una zona llamada cuello. Existen tres clases de dientes; los incisivos, los caninos, los premolares y los molares. El hombre adulto posee treinta y dos dientes, dieciséis en cada mandíbula; cuatro incisivos, dos caninos, cuatro premolares y seis molares.
La boca es una cavidad en cuyo interior están la lengua y los dientes. La lengua es un órgano musculoso en el que reside el sentido del gusto. Los dientes son piezas duras encajadas en los orificios o alvéolos de los huesos mandibulares. La parte inferior del diente se llama raíz y la porción libre externa se llama corona, figurando entre ambas una zona llamada cuello. Existen tres clases de dientes; los incisivos, los caninos, los premolares y los molares. El hombre adulto posee treinta y dos dientes, dieciséis en cada mandíbula; cuatro incisivos, dos caninos, cuatro premolares y seis molares.
La Faringe
La faringe es una cavidad músculo-membranosa situada en el fondo de la boca y con la cual comunica. La faringe comunica a su vez con las fosas nasales mediante dos orificios, llamados coanas, y con el oído medio mediante las trompas de Eustaquio.
La faringe es una cavidad músculo-membranosa situada en el fondo de la boca y con la cual comunica. La faringe comunica a su vez con las fosas nasales mediante dos orificios, llamados coanas, y con el oído medio mediante las trompas de Eustaquio.
El Esófago
El esófago es un tubo que va desde la faringe hasta el estómago. Desciende verticalmente entre la tráquea y la columna vertebral, atraviesa el diafragma y comunica con el estómago por un orificio llamado cardias. El estómago es un ensanchamiento del tubo digestivo en forma de fuelle de gaita alargada.
El esófago es un tubo que va desde la faringe hasta el estómago. Desciende verticalmente entre la tráquea y la columna vertebral, atraviesa el diafragma y comunica con el estómago por un orificio llamado cardias. El estómago es un ensanchamiento del tubo digestivo en forma de fuelle de gaita alargada.
El Estómago
El estómago está situado debajo del diafragma. En la pared del estómago hay fibras musculares lisas, oblicuas, longitudinales y circulares, y su interior no es liso, sino que presenta arrugas y pliegues. Además está tapizado por una túnica mucosa en la que están instaladas las glándulas encargadas de segregar el jugo gástrico.
El estómago está situado debajo del diafragma. En la pared del estómago hay fibras musculares lisas, oblicuas, longitudinales y circulares, y su interior no es liso, sino que presenta arrugas y pliegues. Además está tapizado por una túnica mucosa en la que están instaladas las glándulas encargadas de segregar el jugo gástrico.
El Intestino
El intestino es un tubo de unos ocho metros de longitud situado a continuación del estómago. En él se distinguen el intestino delgado y el intestino grueso. El intestino delgado se halla a continuación del estómago y comprende el duodeno, el yeyuno y el íleon. En el interior del intestino delgado existen multitud de salientes de un milímetro de longitud, las vellosidades intestinales. En estas vellosidades circula lasangre por una arteriola y una venita, y la linfa por un pequeño vaso llamado vaso quilífero. El intestino grueso comprende tres regiones: el ciego, el colon y el recto. El ciego es la primera parte y se une al intestino delgado por la válvula íleco-cecal. El ciego lleva una prolongación lateral, el apéndice vermiforme. El colon comprende una porción ascendente, una porción transversal y una porción descendente que termina en el recto, que se comunica con el exterior por el ano, por donde son expulsados los excrementos.
El intestino es un tubo de unos ocho metros de longitud situado a continuación del estómago. En él se distinguen el intestino delgado y el intestino grueso. El intestino delgado se halla a continuación del estómago y comprende el duodeno, el yeyuno y el íleon. En el interior del intestino delgado existen multitud de salientes de un milímetro de longitud, las vellosidades intestinales. En estas vellosidades circula lasangre por una arteriola y una venita, y la linfa por un pequeño vaso llamado vaso quilífero. El intestino grueso comprende tres regiones: el ciego, el colon y el recto. El ciego es la primera parte y se une al intestino delgado por la válvula íleco-cecal. El ciego lleva una prolongación lateral, el apéndice vermiforme. El colon comprende una porción ascendente, una porción transversal y una porción descendente que termina en el recto, que se comunica con el exterior por el ano, por donde son expulsados los excrementos.
Las Glándulas Anxjas
Dentro de las glándulas anexas se distinguen las glándulas salivares, el hígado y el páncreas, que elaboran, respectivamente, la saliva, la bilis y el jugo pancreático. Las glándulas salivares se clasifican en tres pares: dos parótidas, dos submaxilares y dos sublinguales. El hígado es la glándula más voluminosa del cuerpo humano. Está situado debajo del diafragma, en la región abdominal derecha, cubriendo algo al estómago. Del hígado sale la bilis por el conducto hepático. El páncreas elabora el jugo pancreático. Es un órgano alargado situado detrás del estómago, cerca del duodeno. Posee un conducto que recoge el jugo pancreático elaborado en el interior de la glándula.
Dentro de las glándulas anexas se distinguen las glándulas salivares, el hígado y el páncreas, que elaboran, respectivamente, la saliva, la bilis y el jugo pancreático. Las glándulas salivares se clasifican en tres pares: dos parótidas, dos submaxilares y dos sublinguales. El hígado es la glándula más voluminosa del cuerpo humano. Está situado debajo del diafragma, en la región abdominal derecha, cubriendo algo al estómago. Del hígado sale la bilis por el conducto hepático. El páncreas elabora el jugo pancreático. Es un órgano alargado situado detrás del estómago, cerca del duodeno. Posee un conducto que recoge el jugo pancreático elaborado en el interior de la glándula.
SEMANA DEL 8 AL 12 D AGOSTO
Oportunidad de nivelación primer y segundo periodo
ESTUDIANTES QUE DEBEN NIVELAR DE PRIMER PERIODO
Christian Lopez
ESTUDIANTES QUE DEBEN NIVELAR DE SEGUNDO PERIODO
Sebastián Diez
Salomón Abuchar
Juan Guillermo Enamorado
EXTRA NIVELACIONES
TALLER PARA PRIMER PERIODO
(Presentar con normas icontec, portada, contraportada, tabla de contenidos y medidas especificas de los margenes, buena letra, diagramas y tablas claras, etc)
1. Señala las semejanzas y diferencias entre las células procariotas y eucariotas.
2. Enumera las semejanzas y diferencias entre las células animales y las vegetales realiza un esquema de ambas indicando sus componentes.
3. Analiza el desarrollo de la teoría celular y haz una valoración de su importancia como teoría básica de la biología.
4. Ordena de mayor a menor tamaño los diferentes tipos celulares que conozcas.
5 ¿Qué papel tienen en la actividad de la membrana?
6. Enumera las funciones de la membrana plasmática.
7. ¿Qué tipos de sustancias pueden atravesar las membranas por difusión simple? ¿Se trata de un transporte activo o pasivo? Justifica tu respuesta.
8. Justifica con algún ejemplo concreto por qué decimos que la membrana transfiere información y determina la identidad celular
9. ¿Cómo definirías el citoesqueleto? ¿Qué componentes se distinguen?
10. ¿A qué se debe la fluidez de la membrana plasmática? ¿Qué papel desempeña en ella el colesterol?
11. Si en una célula se inhibe la síntesis de ATP, ¿podría llevarse a cabo procesos de transporte pasivo? ¿y activo? ¿Por qué?
12. Indica los procesos bioquímicos o fisiológicos con los que están relacionados los siguientes orgánulos.
•ribosomas
•lisosomas
•retículo endoplasmático liso
•aparato de Golgi16.
13. ¿Qué orgánulos citoplasmáticos están implicados en la síntesis ytransporte de componentes celulares?
TALLER PARA SEGUNDO PERIODO EXTRANIVELACIONES
ULTIMA OPORTUNIDAD
(Presentar con normas icontec, portada, contraportada, tabla de contenidos y medidas especificas de los margenes, buena letra, diagramas y tablas claras, etc)
- ¿Que es evolución?
- ¿Que es selección natural?
- ¿Como explicaba Darwin la evolución del cuello de las jirafas ?
- ¿Como explicaba Lamark la evolución del cuello de las jirafas?
- ¿Que es evolución simpátrica? Esquematizala con un ejemplo
- ¿Que es evolución alopátrica ? Esquematizala
- ¿Que son estructuras homologas?
- ¿Que son estructuras análogas ?
- ¿Que es convergencia adaptativa ?
- Analiza el postulado del cuello de botella y realiza una explicación del siguiente texto: En biología se dice que una población o especie ha sufrido una situación de cuello de botella cuando ha experimentado un drástico descenso en el número de miembros en algún momento del pasado, llegando en algunos casos a estar al borde de la extinción. Como consecuencia, los ejemplares de las generaciones posteriores al cuello de botella presentan una escasa variabilidad genética y la antigua proporción de alelos en el conjunto de la población ha cambiado considerablemente. Los cuellos de botella aceleran la deriva genética y la evolución de las especies que los experimentan de forma considerable, pues se produce una selección intensiva de determinados caracteres que pasan a ser mayoritarios en los individuos supervivientes, mientras que otros menos favorables se reducen o desaparecen por completo (a menos que el cuello de botella haya sido causado de forma no natural, por ejemplo, mediante la caza o tala masiva de árboles practicada por la especie humana).
SEMANA DEL 25 AL 29 DE JULIO
NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS
Para su nutrición, las plantas verdes toman, a través de sus raíces, los minerales disueltos en el agua del suelo, y a través de sus hojas obtienen dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. Estos componentes son transformados en alimentos para la planta, gracias al proceso de fotosíntesis, en el que Intervienen la clorofila presente en las hojas y la luz solar.
La raíz absorbe del suelo el agua y las sales minerales
Las plantas absorben el agua del suelo a través de la raíz. Disueltas en el agua que toma la raíz, entran también en la planta otras sustancias que estaban en el suelo. Estas sustancias se llaman sales minerales, y son muy importantes para la alimentación de las plantas. La mezcla del agua con las sales minerales se llama savia bruta. Para que la planta pueda fabricar su alimento, la savia bruta tiene que llegar a las hojas. El transporte de la savia bruta hasta las hoja se realiza por el tallo, a través de unos tubos muy finos llamados vasos leñosos.
En las hojas se fabrica la savia elaborada
Al llegar a las hojas, la savia bruta se mezcla con el dióxido de carbono que las hojas toman del aire. En el interior de las hojas, la mezcla de savia bruta y dióxido de carbono sufre muchos cambios y se convierte en savia elaborada. La savia elaborada es el alimento de la planta. Para que las plantas transformen la savia bruta en savia elaborada es imprescindible la luz del Sol. Este proceso de elaboración de alimentos a partir de la savia bruta, por medio de la luz, se llama fotosíntesis. Como producto de la fotosíntesis, las plantas desprenden oxígeno.
LA FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis consiste en la fabricación de alimentos por medio de la luz, a partir del agua, las sales minerales y el dióxido de carbono, desprendiendo oxígeno.
Se realiza durante el día porque es imprescindible para que se realice la luz del Sol.
La fotosíntesis tiene lugar en las hojas. El tallo lleva a las hojas la savia bruta y recoge la savia elaborada.
TALLER PARA EL JUEVES 21 DE JULIO
RESPONDER EN EL CUADERNO
1. ¿Qué se entiende por biomoléculas?
2. ¿Cuál es su importancia?
3. ¿Qué son carbohidratos?
4. ¿Qué son monosacáridos, disacáridos, polisacáridos? y de ejemplos para cada uno de ellos.
5. La ribosa y la desoxirribosa son parte de las estructuras de ARN y ADN respectivamente, dibuje las formulas estructurales de estos y diga la diferencia entre ambos.
6. Mencione algunas carbohidratos e indique las fuentes de la cuales se obtienen.
7. ¿Qué son los lípidos?
8. ¿Qué son aceites y grasas?
9. ¿Qué son las grasas saturadas e insaturadas? y diga de que productos se obtienen.
10. ¿Qué se entiende por: aminoácidos, péptidos, proteínas y enzimas?
11. ¿Qué son antibióticos?
12. ¿Qué se entiende por vitaminas?
RESULTADOS
ESTUDIANTES QUE DEBEN PRESENTAR ACTIVIDADES DE NIVELACIÓN PARA EL SEGUNDO PERIODO
SALOMÓN ABUCHAR
SEBASTIAN DIEZ
JUAN GUILLERMO ENAMORADO
ACTIVIDAD A PRESENTAR: EVALUACIÓN DE LOS TEMAS VISTOS EN EL SEGUNDO PERIODO
EMANA DEL 11 al 15 DE JULIO
CATABOLISMO
Son los procesos donde las células descomponen o “degradan” las macromoléculas de carbohidratos, grasas y proteínas y las transforman en sustancias más simples. De esa forma se libera la energía almacenada en ellas y puede utilizarse como combustible para realizar las distintas funciones orgánicas como, por ejemplo, mantener la temperatura normal del cuerpo, respirar o caminar. Las sustancias simples producidas por el catabolismo (dióxido de carbono, urea, amoníaco, etc.) son eliminadas del organismo por los riñones, los intestinos, los pulmones y la piel. La energía obtenida se almacena como ATP. El catabolismo, o metabolismo destructivo, cumple entonces con dos propósitos:
1.- Liberar energía útil para las reacciones de síntesis de nuevas moléculas (anabolismo).
2.- Aportar materia prima para las reacciones anabólicas.
Muchas de las grandes moléculas que se degradan en el catabolismo han sido elaboradas previamente en el propio organismo por procesos anabólicos. Es así que las células funcionan como un gran juego de elementos, donde se rompe lo que había sido construido previamente para poder utilizar esas mismas piezas en la elaboración de algo nuevo.
Las reacciones anabólicas y catabólicas son procesos que suceden en forma simultánea. El catabolismo libera energía. El anabolismo utiliza esa energía para la construcción o síntesis de proteínas y ácidos nucleicos necesarios para las células. Cuando la actividad anabólica supera al catabolismo, los organismos crecen y ganan peso. Si las reacciones catabólicas son mayores que las anabólicas el organismo se deteriora y pierde peso, por ejemplo en las enfermedades o en ayunos prolongados. Luego de la ingestión de alimentos hay un aumento del anabolismo sobre el catabolismo, habida cuenta del aumento de glucosa (energía) que hay en la sangre.
En las primeras etapas de la vida predomina el anabolismo sobre el catabolismo. En el envejecimiento ocurre lo contrario. Cuando no hay supremacía entre anabolismo y catabolismo, se dice que el organismo se mantiene en equilibrio dinámico.
METABOLISMO
Es la suma de todas las reacciones físicas y químicas que suceden en el interior de las células que permiten realizar todas las funciones primordiales para la vida, como respirar, moverse, crecer, reproducirse, realizar la digestión y reaccionar ante distintos estímulos. A partir de los procesos metabólicos los individuos intercambian materia y energía con el medio ambiente que los rodea. Desde la etapa fetal hasta el final de la vida, las reacciones metabólicas deben producirse de manera precisa para la normal integración y funcionamiento de todos los sistemas del cuerpo.
Las reacciones fisicoquímicas que suceden durante el metabolismo son catalizadas por sustancias proteínicas denominadas enzimas. Las enzimas actúan regulando la velocidad de las reacciones que se producen dentro de las células. Como cada enzima cataliza una reacción biológica a la vez, existen tantas enzimas como reacciones se lleven a cabo. La sustancia sobre la que actúa la enzima se denomina sustrato. Este sustrato sufre una transformación química reversible y se convierte en uno o más productos diferentes. La enzima no sufre modificación alguna.
Las enzimas actúan modificando las moléculas del sustrato para que sean más reactivas, para que se unan a otros átomos, etc. Por ejemplo, la enzima anhidrasa carbónica cataliza muy rápidamente la conversión de dióxido de carbono en bicarbonato y en hidrogeniones.
En resumen, las enzimas son proteínas que tienen por función activar, controlar y finalizar todas las reacciones metabólicas que suceden en el organismo, regulando su velocidad de acción.
El metabolismo puede dividirse en dos procesos bien diferenciados: anabolismo y catabolismo.
ANABOLISMO
Son las reacciones químicas de la célula cuyo objetivo fundamental es la síntesis (construcción o elaboración) de sustancias complejas a partir de sustancias más simples. El anabolismo se comporta como un metabolismo constructivo o positivo, ya que es fundamental para el mantenimiento de todos los tejidos y para el crecimiento de células nuevas. Por otra parte, se obtiene energía de reserva para ser utilizada cuando sea necesario. Las reacciones anabólicas transforman las moléculas simples y de bajo peso molecular en macromoléculas nutritivas como los hidratos de carbono, los lípidos o grasas, las proteínas y los ácidos nucleicos. Por lo tanto, como el anabolismo cumple una típica fase “biosintética”, requiere de energía que es proporcionada por el adenosin trifosfato (ATP), sustancia de alto contenido energético. Durante el crecimiento de animales y vegetales se realizan importantes procesos anabólicos.
Las reacciones fisicoquímicas que suceden durante el metabolismo son catalizadas por sustancias proteínicas denominadas enzimas. Las enzimas actúan regulando la velocidad de las reacciones que se producen dentro de las células. Como cada enzima cataliza una reacción biológica a la vez, existen tantas enzimas como reacciones se lleven a cabo. La sustancia sobre la que actúa la enzima se denomina sustrato. Este sustrato sufre una transformación química reversible y se convierte en uno o más productos diferentes. La enzima no sufre modificación alguna.
Las enzimas actúan modificando las moléculas del sustrato para que sean más reactivas, para que se unan a otros átomos, etc. Por ejemplo, la enzima anhidrasa carbónica cataliza muy rápidamente la conversión de dióxido de carbono en bicarbonato y en hidrogeniones.En resumen, las enzimas son proteínas que tienen por función activar, controlar y finalizar todas las reacciones metabólicas que suceden en el organismo, regulando su velocidad de acción.El metabolismo puede dividirse en dos procesos bien diferenciados: anabolismo y catabolismo.
ANABOLISMO
Son las reacciones químicas de la célula cuyo objetivo fundamental es la síntesis (construcción o elaboración) de sustancias complejas a partir de sustancias más simples. El anabolismo se comporta como un metabolismo constructivo o positivo, ya que es fundamental para el mantenimiento de todos los tejidos y para el crecimiento de células nuevas. Por otra parte, se obtiene energía de reserva para ser utilizada cuando sea necesario. Las reacciones anabólicas transforman las moléculas simples y de bajo peso molecular en macromoléculas nutritivas como los hidratos de carbono, los lípidos o grasas, las proteínas y los ácidos nucleicos. Por lo tanto, como el anabolismo cumple una típica fase “biosintética”, requiere de energía que es proporcionada por el adenosin trifosfato (ATP), sustancia de alto contenido energético. Durante el crecimiento de animales y vegetales se realizan importantes procesos anabólicos.
TEMAS DEL 16 AL 20 DE MAYO
Selección sexual
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TEMAS DEL 9 AL 13 DE MAYO
La Microevolución
La microevolución es la ocurrencia de cambios a pequeña escala en las frecuencias alélicas de una población, a lo largo de unas pocas generaciones. También se conoce como cambio a nivel o debajo del nivel de especies.
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Microevolución del tigre.
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Estos cambios pueden deberse a varios procesos: mutación, selección (natural y artificial), flujo genético, y deriva genética.
La genética de poblaciones es la rama de la biología que proporciona la estructura matemática para el estudio de los procesos de la microevolución. La genética ecológica se dedica a observar la microevolución en la naturaleza. Normalmente, los ejemplos de evolución observables son ejemplos de microevolución; por ejemplo, las cepas de bacterias con resistencia a antibióticos.
La microevolución puede contrastarse con la macroevolución, que es la ocurrencia de cambios a mayor escala. En este punto señalar que dentro de la teoría evolutiva más aceptada actualmente, el neocatastrofismo, hay dos posturas, el ultradarwinismo y el naturalismo. Para los porretistas la macroevolución no es más que mucha microevolución. En cambio, los naturalistas contemplan la existencia de microevolución y, al mismo tiempo, otros procesos que comprenden la macroevolución. Para los naturalistas la macroevolución no es mucha microevolución. Sino que se dan procesos como la selección de especies que en la que especies enteras desplazan a otras. Como la microevolución se puede observar directamente, algunos creacionistas admiten que ocurre, pero tienden a negar la macroevolución y la especiación
Mecanismos de la Microevolución
Conocemos con cierto grado de detalle los mecanismos y procesos de la microevolución, los factores que los controlan, y las tasas a las que pueden operar:
- Deriva genética: La deriva genética o deriva génica, es una fuerza evolutiva que actúa junto con la selección natural cambiando las características de las especies en el tiempo. Es un efecto estocástico que es consecuencia del muestreo aleatorio en la reproducción. Se trata de un cambio aleatorio en la frecuencia de alelos de una generación a otra. Normalmente se da una pérdida de los alelos menos frecuentes y una fijación (frecuencia próxima al 100%) de los más frecuentes, resultando una disminución en la diversidad genética de la población.
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| Deriva Genética |
- Mutación: La mutación en genética y biología, es una alteración o cambio en la información genética (genotipo) de un ser vivo y que, por lo tanto, va a producir un cambio de características, que se presenta súbita y espontáneamente, y que se puede transmitir o heredar a la descendencia. Este cambio va a estar presente en una pequeña proporción de la población (variante) o del organismo (mutación). La unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN. En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las células reproductivas. Una consecuencia de las mutaciones puede ser una enfermedad genética, sin embargo, aunque en el corto plazo puede parecer perjudiciales, a largo plazo las mutaciones son esenciales para nuestra existencia. Sin mutación no habría cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar.
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Mutación Génicas y Cromosómicas
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SEMANADEL 2 AL 6 DE MAYO
Las cuatro grandes objeciones a Darwin
La publicación del Origen de las especies en 1859 puso patas arriba la Inglaterra victoriana. El choque entre el nuevo evolucionismo (realmente para nada nuevo) y las posiciones académicamente aceptadas (la teología natural de William Paley o el creacionismo del carismático Georges Cuvier,avaladas por el fijismo del gran naturalista suecoCarl Linneo) se hizo oír, y, rápidamente, a Darwin le llovieron ataques por todos lados. El opositor más fuerte en este primer momento fue el obispo anglicano de Oxford, Samuel Wilberforce, quien no tardó en declarar que el darwinismo era incompatible con la fe cristiana (exactamente como yo lo veo). Darwin, enfermo y retirado a su casa en Downe (dejó las apariciones públicas a su bulldogHuxley), no hizo caso a la mayoría de las críticas (sobre todo de las que le llegaban desde ámbitos estrictamente religiosos) afirmando que él mismo era capaz de hacérselas a su teoría mucho mejor. Sin embargo, hubo tres objeciones que le preocuparon especialmente:
1. La función de los tipos intermedios: Aunque fuera factible que la selección natural fuera la causa de las adaptaciones consumadas, no alcanzaba a explicar las fases iniciales de su desarrollo. La utilidad biológica del ojo es evidente pero, en sus comienzos, ¿cómo surgió un órgano de tales características? Esta objeción vino por parte del zoólogo George Jackson Mivart (1827-1900) y Darwin la tuvo muy en cuenta. Parece que sólo podemos explicar la complejidad resultante en un ojo si la evolución ha seguido un camino, una causa final hacia él. Ya que el ojo ha tenido que pasar por etapas sin ninguna utilidad, ha tenido que desarrollarse en función de su utilidad futura.
Darwin respondía: un órgano puede ser tan útil en las primeras fases de su desarrollo como en las últimas, aunque no necesariamente de la misma manera. Por ejemplo, es probable que las plumas primitivas sirvieran como aislantes del calor y más adelante fueran desarrollando su ventaja aerodinámica. Para Darwin, suponer que las plumas surgieron para concretar la remota posibilidad de vuelo era una tontería mística.
2. La ausencia de tipos intermedios: el registro fósil era muy escaso para los tipos intermedios entre una especie y otra. Darwin confiaba en que la paleontología acabaría por descubrir fósiles de estos tipos intermedios con los que justificar la gradualidad de la evolución. Sin embargo, esto no ocurrió así y la presencia de estos fósiles es hoy en día anecdótica.
No obstante, esto sólo constituye una objeción a que, quizá, la evolución no es tan gradual como Darwin sugería. En la actualidad existen datos contundentes que explican que las especies permanecieron estables durante grandes periodos y, “de pronto”, fueron sustituidas por otras. Por ello este tema sigue siendo polémico a día de hoy.
3. La falta de tiempo: En el siglo XVII, el Obispo James Ussher sirviéndose de un estudio bíblico, había datado la creación de la Tierra en el 4.004 a.C. Sin embargo, conforme avanzaba la geología se evidenciaba que la Tierra era muchísimo más antigua. La evolución de las especies, tal como la planteaba Darwin, necesitaba mucho tiempo y las extensas épocas de la geología parecían ir dándole la razón. Sin embargo, en 1866 el prestigioso físico William Thomson (Lord Kelvin, 1824-1907) dató la edad de la Tierra entre los cien y los cuatrocientos millones de años (manifestando su preferencia por la cifra más baja). La hipótesis de Lord Kelvin consistía en pensar que la tierra había sido un cuerpo incandescente que progresivamente había ido enfriándose. Mediante cálculos matemáticos estimó la tasa de calor que la Tierra desprendía y el calor remanente, sirviéndole estos datos para realizar su estimación temporal.Cien millones de años era un espacio de tiempo insuficiente para que la evolución diera lugar a la actual diversidad de especies, por lo que está objeción preocupaba amargamente a Darwin. Sin embargo, hoy sabemos que la estimación de Kelvin era errónea debido a que no tenía en cuenta la radiactividad (descubierta más tarde) que es una fuente de calor adicional para el planeta. La edad de la Tierra ronda los 4.500 millones de años, tiempo suficiente para la evolución darwiniana.
4. Los mecanismos de herencia: en 1867, el ingeniero escocés Fleeming Jenkin (1833-1885) sostuvo que una variación favorable en un individuo se diluiría en muy pocas generaciones en los sucesivos cruces del individuo aventajado con los individuos “normales” de su especie. Jenkin pensaba que los factores hereditarios se podían dividir hasta el infinito, lo cual implicaba que cada nueva variación se distribuía en cantidades cada vez más pequeñas.
Paradójicamente, esta objeción se podría haber refutado enseguida si la comunidad científica hubiese tomado en cuenta las publicaciones de un monje llamado Gregor Mendel escritas un año antes de las afirmaciones de Jenkin. Para Mendel, los factores genéticos se comportan como si fueran partículas indivisibles que no se pierden con el repetido cruzamiento. Desgraciadamente, esto no se hizo lo suficientemente público hasta 1900, cuando Mendel llevaba dieciséis años muerto y Darwin dieciocho
PARA NIVELACIÓN DE BIOLOGÍA
DÍA 20 DE ABRIL
LOS ESTUDIANTES PRESENTARAN UNA PRUEBA ESCRITA CON LOS TEMAS DE PRIMER PERIODO.
ADEMAS PRESENTAR UN TRABAJO ESCRITO QUE LES AYUDARA PARA ESTUDIAR EL EXAMEN DONDE DEBEN RESPONDER LAS SIGUIENTES PREGUNTAS. A MANO, CON LAS NORMAS PARA PRESENTAR UN TRABAJO (ICONTEC, MEDIDAS, ESPACIO Y LETRA CLARA Y LEGIBLE.)
1. Que es la célula
2. Menciona la función de los siguientes organelos y su importancia: Mitocondria, Retículo endoplasmatico liso y retículo endoplasmatico rugoso, Aparato de golgi, ribosma
3. Menciona tres características de una célula vegetal.
4. Explica claramente que es la ósmosis, incluyendo si hay o no gasto de energía
5. Consulta que tipo de célula poseen los siguientes organismos: Protozoos, Platelmintos, Rotiferos.
6. Explica que es la meiosis y cual es su importancia. Ten en cuenta cuantas células hijas se obtienen al final y con que carga genética en comparación con la madre.
LOS ESTUDIANTES QUE PERDIERON EL EXAMEN, DEBEN PRESENTAR EL TRABAJO Y EL EXAMEN EL DÍA MIÉRCOLES 20 DE ABRIL.
ESTUDIANTES QUE DEBEN PRESENTAR EL EXAMEN Y EL TRABAJO :
RAFAEL ESCORCIA
MELISSA LORDUY
CRISTIAN LOPEZ
ANDRES PORTACIO
SAMUEL USTA
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Semana del 11 al 14 de abril
ACTIVIDAD
ESCRIBE EN EL CUADERNO LA SIGUIENTE ACTIVIDAD Y RESUELVE EN EL CUADERNO
SEMANA DEL 14 AL 18 DE MARZO
MITOSIS Y MEIOSIS
La mitosis
La mitosis se define como un proceso de división celular asociada a la división de las células somáticas. Las células somáticas de un organismo eucariótico son todas aquellas que no van a convertirse en células sexuales y por tanto, la mitosis da lugar a dos células exactamente iguales.
Fases de la mitosis
Interfase de la mitosis
La interfase es el tiempo que pasa entre dos mitosis o división del núcleo celular. Durante esta fase, sucede la duplicación del número de cromosomas (es decir, del ADN). Así, cada hebra de ADN forma una copia idéntica a la inicial. Las hebras de ADN duplicadas se mantienen unidas por el centrómero. La finalidad de esta duplicación es entregar a cada célula nueva formada la misma cantidad de material genético que posee la célula original. Además, también se duplican otros orgánulos celulares como, por ejemplo, los centríolos que participan directamente en la mitosis (foto 1).
Foto 1: Interfase celular antes de la división
Terminada la interfase, empieza la división celular, así como la conocemos, formada por las cuatro fases: Profase, Metafase, Anafase, Telofase.
Profase de la mitosis
Durante la profase las hebras de ADN se condensan y van adquiriendo una forma determinada llamada cromosoma. Desaparecen el involucro nuclear y el nucléolo. Los centríolos se ubican en puntos opuestos en la célula y comienzan a formar unos finos filamentos que en conjunto se llaman huso mitótico (foto 2).
Foto 2: Profase mitótica
Metafase de la mitosis
En la metafase las fibras del huso mitótico se unen a cada centrómero de los cromosomas. Estos se ordenan en el plano ecuatorial de la célula, cada uno unido a su duplicado (foto 3).
Foto 3: metafase mitótica
Anafase de la mitosis
En la anafase los pares de cromosomas se separan en los centrómeros y se mueven a lados opuestos de la célula. El movimiento es el resultado de una combinación del movimiento del centrómero a lo largo de los microtúbulos del huso y la interacción física de los microtúbulos polares (foto 4).
Foto 4: Anafase mitótica
Telofase de la mitosis
Finalmente, en la telofase las cromátidas llegan a los polos opuestos de la célula y se forman así las nuevas membranas alrededor de los núcleos hijos. Los cromosomas se dispersan y ya no son visibles al microscopio óptico (foto 5).
Foto 5: Telofase mitótica
Citocinesis: En esta fase se forman dos células hijas pero con el mismo número de cromosomas de la célula madre.
La meiosis
La meiosis es el proceso de división celular mediante el cual se obtienen dos células hijas con la mitad de cromosomas. La meiosis se produce en dos etapas principales: meiosis I y meiosis II.
La importancia evolutiva de la meiosis es fundamental ya que mediante este proceso se produce la recombinación genética, responsable de la variabilidad genética y en última instancia, de la capacidad de evolucionar de las especies.
Primera división meiótica:
En síntesis, en la primera división meiótica (meiosis I) se evidencian los cromosomas, cada uno de ellos formados por dos cromatidas. Estos cromosomas, mitad de ellos de origen materna y la otra mitad de origen paterno, después de haber sufrido algunos procesos durante la profase (en particular el crossing-over o recombinación del ADN, del cual hablaremos más delante), se disponen en zona ecuatorial de la célula.Aquí no se dividen en las dos cromatidas, pero se unen a las fibras del huso mitótico para poder migrar a los dos polos. En este modo cada pareja de cromosomas homólogos, una se dirige a un polo mientras la otra pareja al otro. A final de la primera división meiótica, se han producido dos células y cada una de ellas con la mitad de los cromosomas homólogos, esta es la diferencia fundamental con la mitosis.
Ahora veremos más en detalle este proceso de división meiótica.
Como en la mitosis, también la meiosis está formada por 4 fases que veremos a continuación.
Profase I de la meiosis
La cromatina visible en el núcleo celular se condensa de modo que se forman estructuras con una forma de bastoncillo, llamados cromosomas. Cada cromosoma aparece en forma de X, ya que está formado por dos cromatidas hermanas, unidos en un punto llamado centrómero. Las cromatidas derivan del proceso de duplicación del ADN, por lo tanto cada uno es idéntico genéticamente al otro.
En esta fase, y es el aspecto más importante de la meiosis, una vez que los cromosomas homólogos están unidos entre sí, se realizan intercambios cruzados (crossing-over orecombinación genética) véase foto 6. La membrana que rodea el núcleo desaparece y se forman unos microtúbulos proteicos, que se extienden de un polo a otro de la célula. La importancia de la recombinación genética radica en que es el proceso por el cual se aporta variabilidad a la composición genética de las células resultantes.
Foto 6: Crossing over
Metafase I de la meiosis
Los cuatro homólogos están dispuestos simétricamente en una línea imaginaria, en el plano ecuatorial, transversal a la zona. De esta manera, cada uno se dirige hacia uno de los dos polos de la célula.
Anafase I de la meiosis
Las fibras del huso mitótico se ponen en contacto con los centrómeros; cada tétrada migra a un polo de la célula.
Telofase I de la meiosis
En los dos polos de la célula madre se forman dos grupos de cromosomas haploides, donde solo hay un cromosoma de cada tipo. Los cromosomas se encuentran todavía en la fase tétrada. El citoplasma de las dos células se distribuye y se realiza a citocinesis, es decir la división celular de la célula madre en dos células hijas separadas. Las fibras del huso mitótico se desintegran y los cromosomas se dispersan.
Segunda división meiótica
La segunda división meiótica no incluye replicación del ADN. Los cromosomas formados por dos cromatidas, se desplazan a la línea ecuatorial y se pegan al huso mitótico: Las dos cromatidas de cada uno de los cromosomas se separan y migran a los polos.
De este modo se forman cuatro células, cada una de ellas con un conjunto haploide de cromosomas y sobre todo con una variedad de distintos cromosomas (origen materno y paterno). Durante esta separación se verifica una distribución independiente de los cromosomas maternos y paternos, así que al final habrá una variedad diferente de cromosomas en las cuatro células hijas (foto 7).
Foto 7: proceso de la meiosis
Profase II de la meiosis
La cromatina se condensa de nuevo, de modo que se pueden ver los cromosomas, formados por dos cromátidas unidos por el centrómero. Otra vez se formará el huso mitótico de los microtúbulos.
Metafase II de la meiosis
Los cromosomas están dispuestos en una línea ecuatorial, transversal respecto a las fibras del huso mitótico, de modo que cada cromátidas mire a uno de los polos de la célula. Los centrómeros pierden contacto con las fibras.
Anafase II de la meiosis
Las cromatidas migran cada uno de ellos a los polos de la célula, moviéndose a través del huso mitótico, de esta manera cada cromátida se convierte en un cromosoma.
Telofase II
En los dos polos de la célula, se forman dos grupos de cromosomas, las fibras del huso mitótico se disgregan, los cromosomas empiezan a desaparecer y al final se forma una membrana nuclear. El citoplasma de la célula se divide en dos, y eso lleva a la formación de dos células hijas haploides.
Aquí puedes ver un vídeo de la mitosis y la meiosis muy interesante y didáctico:
Semana del 29 de febrero al 4 de marzo
Homework: Realiza el taller de ósmosis dejado en la clase
Osmosis
La ósmosis es un fenómeno, ante una membrana semipermeable para el agua pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple a través de la membrana, sin “gasto de energía". |
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semana del 22 al 26 de febrero
MECANISMOS DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
El transporte pasivo es un movimiento aleatorio de las moléculas a través de los espacios de la membrana o en combinación con proteínas transportadoras, durante el cual no hay gasto de energía (ATP), debido a que estas moléculas semueven a favor del gradiente de concentración o a favor del gradiente electroquímico, es decir, de mayor a menor concentración o de mayor a menor carga eléctrica.
Se distinguen tres tipos de transporte pasivo: difusión simple, difusión facilitaday osmosis.
Difusión simple
Algunas moléculas pequeñas y sin carga eléctrica atraviesan la bicapa lipídica a favor del gradiente de concentración. Por ejemplo, O2, N2, CO2, alcohol (etanol), urea, entre otras. La difusión finaliza cuando se igualan las concentraciones en ambos compartimentos. Por ejemplo, si aplicas desodorante ambiental en aerosol en un sector de la sala, al cabo de un tiempo notarás que en toda la sala se puede sentir su aroma. Esto ocurre debido a que hubo un movimiento específico y direccional del compuesto gaseoso hasta que logró un equilibrio. En las células ocurre un proceso similar, pero en ellas la difusión se produce a través de la membrana plasmática.
Difusión facilitada
Las moléculas que no pueden atravesar directa y libremente la bicapa lipídica, a pesar de que su gradiente de concentración es favorable, son transportadas a través de proteínas transmembrana. Gracias a este proceso, moléculas hidrofilicas, iones, aminoácidos, glucosa, entre muchas otras, traspasan la membrana plasmática de un lado a otro.
Las proteínas transportadoras se encuentran en la membrana plasmática y en la membrana de los organelos. Estas pueden ser de dos tipos:
Canales iónicos. Están constituidos por proteínas que forman canales o poros a través de las bicapas lipídicas y por ellas se transportan iones, como el sodio (Na+), cloruro (CI-), potasio (K+), entre otros. Los canales iónicos no son orificios en la membrana plasmática, son proteínas que modifican su permeabilidad. Por ejemplo, para que se genere el impulso nervioso, se requiere la modificación transitoria de la permeabilidad de la membrana plasmática. Para ello, es necesario que se abran los canales de Na+ y que ingrese este ion al medio intracelular.
Transportadores. Estas proteínas también son llamados carrier, que en español significa transportador. Para poder llevar a cabo el transporte, estas proteínas experimentan un cambio conformacional, es decir, la proteína cambia su forma. Esta modificación de su estructura hace que la velocidad de transporte sea menor al del canal iónico.
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SEMANA DEL 15 AL 19 DE FEBRERO DEL 2016
HOMEHORK
Ingresa al siguiente link, establece y define los tipos de sustancias según sus concentraciones. luego de estudiar toda la información explica como reacciona la célula a estas sustancias
SEMANA DEL 28 DE SEPTIEMBRE AL 2 DE OCTUBRE
ADAPTACIONES DE LOS SERES VIVOS Y NIVELES DE ORGANIZACION
TALLER
La adaptación de los seres vivos al medio
La supervivencia de cada especie va a depender de la capacidad de adaptación que tengan a los cambios producidos en el medio en que habitan. El proceso por el que una especie se condiciona lenta o rápidamente para lograr sobrevivir ante estas modificaciones, se llama adaptación biológica.
Todos los seres vivos han experimentado y experimentan procesos evolutivos que permiten su adaptación al medio ambiente. A estas adaptaciones desarrolladas por cada especie, las podemos clasificar en tres grupos: las morfológicas, las fisiológicas y las etológicas.
Adaptaciones morfologicas
Son los cambios que presentan los organismos en su estructura externa y que le permiten confundirse con el medio, imitar formas, colores de animales más peligrosos o contar con estructuras que permiten una mejor adaptación al medio.
Los dos principales ejemplos de las adaptaciones morfológicas son el camuflaje y el mimetismo ocasionados por los cambios del ambiente o de hábitat.
El camuflaje es el mecanismo que permite a los organismos hacerse poco visiblemente para sus depredadores o para sus presas ya que de otra forma serian detectados por estos últimos, pues cuando la forma o color del organismo es similar al medio donde vive, se confunde fácilmente con él.
Ejemplos
Insecto hoja
Camaleón
Conozcamos un póco más
¿Por qué cambian de color los camaleones? ¿Qué motivos les inducen a ello? Y es más… ¿Cómo lo hacen? ¿De qué mecanismos se valen?
Los cambios de color que experimentan estos reptiles obedecen a diferentes situaciones:
- Camuflaje: La capacidad de adoptar el tono exacto del entorno, ya sea el verde de las hojas o el marrón del tronco de un árbol, permite al camaleón ocultarse de sus presas o de su predadores. Las presas no le detectan hasta que es demasiado tarde para escapar y sus predadores no se percatan de su existencia.
- Regulación de la temperatura corporal: Adopta un tono más oscuro para absorber más luz y calor y cambia a una tonalidad más clara para reflejar la luz y enfriarse.
- Relaciones sociales: Cambian su coloración a tonalidades estridentes antes de entrar en combate contra su oponente y son más vivos sus colores cuanto más se irritan, en una clara misión intimidatoria. También cambian de color para atraer o repeler a sus potenciales parejas en la temporada de celo. Una hembra habitualmente marrón se puede volver anaranjada para indicar que está lista para el apareamiento y mancharse de negro y anaranjado cuando se une a un macho para indicar su indisponibilidad a otros pretendientes.
Todos estos cambios de color son posibles gracias a unas células cutáneas pigmentarias especiales que contienen una amplia gama de pigmentos:
- Los cromatóforos, situados en la capa más externa; contienen pigmentos amarillos y rojos.
- Los guanóforos, situados bajo los cromatóforos; contienen la guanina, una sustancia cristalina e incolora que refleja el color azul de la luz incidente.
- Los melanóforos, situados aún más abajo; contienen melanina, un pigmento oscuro que regula el brillo. Merced a las hormonas que segrega su organismo, todas estas células pigmentarias pueden regular la distribución de los pigmentos que contienen, dando lugar a los diferentes colores, a su brillo y tonalidad. Cuando el amarillo del cromatóforo se combina con la luz azul reflejada por los guanóforos, la piel se tiñe de verde. Si el que se combina es el rojo con el azul, la tonalidad obtenida es la morada y si algunos cromatóforos se tintan de amarillo el color obtenido es el marrón. Los melanóforos contribuyen a las diferentes tonalidades de brillo y oscuridad de un mismo color. Los tonos rojizos y anaranjados se logran sin intervención de los guanóforos. Y así hasta obtener todas las coloraciones posibles.
El mimetismo es un fenómeno que consiste en que un organismo se parece a otro con el que no guarda relación y obtiene de ello alguna ventaja funcional. Se puede entender como la semejanza en apariencia que desarrollan algunos organismos inofensivos para parecerse a otros que son peligrosos o desagradables.
Falsa avispa
Avispa
Estructuras que permiten una mejor adaptación al medio como por ejemplo:
- Los peces poseen branquias (láminas rojas y muy vascularizadas) para tomar el O2 disuelto en el agua, la forma hidrodinámica del cuerpo y las aletas (transformaciones de los miembros superiores e inferiores) permiten al pez adaptarse en su medio acuático.
- Las plantas adaptadas a ambientes terrestres como las fanerógamas (plantas con flores) poseen raíz para la absorción de agua y sales minerales, tejidos de conducción (xilema y floema) para el transporte de la sabia bruta y la sabia elaborada, tejidos de sostén (colénquima y esclerénquima) para el sostén mecánico de tallos y todas las partes aéreas del vegetal (hojas, flores, frutos), flores (órganos reproductores) para la reproducción sexual y perpetuación de la especie en el tiempo.
Adaptaciones fisiológicas
Son aquellas que guardan relación con el metabolismo y funcionamiento interno de diferentes órganos o partes del individuo, es decir representan un cambio en el funcionamiento de su organismo para resolver algún problema que se les presenta en el ambiente: los ejemplos principales de las adaptaciones fisiológicas son la hibernación y la estivación.
La hibernación es un estado de hipotermia (disminución de la temperatura corporal) regulada durante algunos días o semanas, lo que permite a los animales conservar su energía durante el invierno , es el ejemplo más claro de la adaptación fisiológica ya que es un estado de latencia o somnolencia que como consecuencia reduce las funciones metabólicas.
La estivación, al igual que la hibernación, es un estado de somnolencia que presentan algunos organismos como consecuencia de la reducción de sus funciones metabólicas durante la estación cálida, en regiones como el desierto.
Adaptaciones conductuales
Son aquellas que implican alguna modificación en el comportamiento de los organismos por diferentes causas como asegurar la reproducción, buscar alimento, defenderse de sus depredadores, trasladarse periódicamente de un ambiente a otro cuando las condiciones ambientales son desfavorables para asegurar su sobrevivencia: los más claros ejemplos de este tipo de adaptación son la migración y el cortejo.
La migración es el movimiento periódico de salida y regreso a un área determinada que llevan a cabo algunas especies para buscar alimento, pareja o cuando las condiciones climatológicas hacen difícil la supervivencia. Para ello se organizan en grupos con el fin de protegerse, pues muchos depredadores no se atreven a atacar a sus presas cuando éstas se encuentran agrupadas.
El cortejo son una serie de exhibiciones que realiza el macho para atraer a la hembra, con lo cual se facilita el encuentro de la pareja para lograr el apareamiento. En los mamíferos están mucho menos desarrolladas que en las aves donde suelen ser muy espectaculares, predominando los despliegues de las alas de diversos colores, los cantos y las danzas.
SEMANA DEL 14 AL 18 DE SEPTIEMBRE
PROCESO DE HOMINIZACIÓN
DEFINICIÓN
El ser humano actual es el resultado de un largo proceso evolutivo que se conoce con el nombre de proceso de hominización.
El proceso de hominización es la progresiva adquisición de las características que acabaron diferenciando a los homínidos del resto de primates (monos).
¿Cuáles son las características que nos diferencian de los primates?
Las características propiamente humanas son:
- la posición erguida
- el bipedismo (caminar sobre dos piernas y no a 4 patas), lo que permitió la liberación de las manos y la ampliación del campo de visión
- el aumento del tamaño del cerebro y la disminución del tamaño de las mandíbulas y los dientes.
- el lenguaje simbólico, es decir, la capacidad de expresar ideas por medio de sonidos y expresiones faciales.
Todas estas características se fueron adquiriendo poco a poco, como consecuencia de la evolución y la selección natural (supervivencia de los que mejor se adaptaron al medio natural).
LA CUNA DE LA HUMANIDAD
Los primeros homínidos aparecieron en África (por ello se le llama la “cuna de la humanidad”) y desde allí colonizaron todo el mundo. Al principio se alimentaban sólo de vegetales, pero los cambios climáticos les obligaron a incluir la carne en su dieta y esto permitió el aumento del tamaño del cerebro.
NUESTROS ANTEPASADOS
En este apartado podrás conocer algunas características de los homínidos, es decir, los antepasados directos del ser humano actual. En los últimos años se han producido muchos descubrimientos sobre nuestros antepasados, por lo que la información que encontrarás aquí tendrá que ser revisada cada vez que se produzcan nuevos hallazgos. No obstante, se ha intentado incluir información actualizada y al final de este apartado encontrarás una serie de enlaces con los descubrimientos más recientes.
LOS HOMININOS
De todo el reino animal, los animales a los que más nos parecemos los seres humanos son los chimpancés. Los científicos han demostrado que el ADN de chimpancés y humanos sólo se diferencia en un 1%, lo que indica que procedemos de un tronco común.
Se cree que hace entre 7 y 5 millones de años se produjo la separación entre chimpancés y los antepasados más antiguos del ser humano actual y aparecieron las primeras características que nos definen como humanos: la postura erguida y el bipedismo (caminar sobre 2 piernas).
Los primeros seres que empezaron a caminar erguidos sobre dos piernas han sido clasificados como homininos. Se les considera parte de nuestros antepasados, pero no homínidos, es decir, pertenecientes al género Homo, porque los homininos aún pasaban parte de su tiempo en los árboles y su forma de vida era más parecida a la de otros primates.
Los principales homininos son:
ARDIPITHECUS RAMIDUS
- Vivió en el Este de África.
- Los restos más antiguos son de hace 5,2 millones de años y se encontraron en Etiopía.
- Significado de su nombre: “Ardi” significa “tierra” y “Rami” significa “raíz” en lengua afar y "pithecus" significa “mono o simio” en griego, por lo que Ardipithecus ramidus vendría a ser algo así como “simio terrestre que está en la raíz de nuestro árbol”.
- ¿Qué sabemos de ellos? Parece que ya era bípedo y que se alimentaba de vegetales (frutos y brotes tiernos de hojas). Su cerebro y su cara eran pequeños y era poco agresivo socialmente, lo que se deduce del pequeño tamaño de sus dientes.
Ardipithecus ramidus
Fuente: Revista Science
AUSTRALOPITHECUS
- También vivió en el Este y Sur de África
- “Australo” significa “del Sur” y “pithecus” significa mono o simio”, por lo que Australopithecus significa “mono del Sur”.
- Se han encontrado restos de 5 especies distintas de Australopithecus (anamensis, africanus, afarensis, bahrelghazali, garhi), pero todas ellas comparten características comunes.
- Los restos más antiguos son los del llamado Australopithecus anamensis, con una antigüedad de entre 4,5- 4 millones de años. Sin embargo, los restos más conocidos son los relacionados con el Australopithecus Afarensis: las huellas de Laetoli (Tanzania), unos 3,7 millones de años de antigüedad, y el esqueleto casi completo de una hembra a la que sus descubridores llamaron Lucy. Lucy fue encontrada en 1974 en la región de Hadar (Etiopía).
- ¿Qué sabemos de ellos? Tenían un cerebro pequeño, de tamaño parecido al de un chimpancé (unos 500 cc3), eran bípedos, aunque todavía trepaban a los árboles, no eran demasiado grandes (las hembras medían alrededor de 1 m y pesaban unos 30 kg y los machos medían 1,50 m y pesaban alrededor de 45 kilos), eran vegetarianos, no fabricaban herramientas y sus manos y pies se parecían bastante a los del ser humano actual.
Los descubrimientos asociados al Australopithecus garhi, de unos 2,5 millones de años de antigüedad, han complicado aún más las cosas. “Garhi” significa “sorpresa” en lengua afar. La sorpresa es que junto a los restos de este australopiteco se han encontrado huesos de animales con huellas de corte, lo que indicaría que fueron devorados por ellos. También se han encontrado algunas herramientas en una región cercana. Estos hallazgos han obligado a replantearse algunos temas, como la definición de homínido.
Pareja de Australopithecus afarensis.
Fuente: La especie elegida.
Ilustración de Mauricio Antón
LOS HOMÍNIDOS
Se incluyen en el género Homo todos los antepasados directos del ser humano. Para incluirlos en este grupo una condición fundamental es la fabricación de herramientas, una de las características que permiten diferenciarnos del resto de los animales.
HOMO HABILIS
- Su nombre significa “habilidoso, mañoso”
- Se le considera el primer representante del género Homo.
- Los restos más antiguos tienen una antigüedad de unos 2,5 millones de años y se han encontrado en el Este y Sur de África. Vivieron en un ambiente más cálido y para sobrevivir tuvieron que cambiar de dieta.
- ¿Qué sabemos de ellos? El ambiente en el que vivieron era más cálido y para sobrevivir tuvieron que cambiar de dieta, incorporando carne. Al principio se alimentaron de carroña (restos de animales muertos cazados por otros animales) y luego consiguieron cazar animales de pequeño tamaño, con lo que su dieta se volvió omnívora y su adaptación a otros hábitats fue más fácil. Su tamaño era parecido al de los australopitecos, pero su cerebro era el doble de grande (capacidad craneal de unos 650 cc3). Fue el primer homínido que fabricó herramientas. Las herramientas eran sencillas y no las conservaban: las fabricaban golpeando unas piedras contra otras, las usaban y las abandonaban. Parece posible que usaran un lenguaje muy rudimentario.
Homo habilis
Fuente: Encyclopaedia Britannica
HOMO GEORGICUS
- Ésta es la primera especie de homínido más antigua encontrada fuera de África.
- Los restos más antiguos son de hace 1,8 millones de años y se han encontrado en Dmanisi (Georgia). De ahí deriva su nombre, que significa “homínido de Georgia”.
- ¿Qué sabemos de ellos? Su cerebro era un poco mayor que el de Homo habilis (entre 600 y 700 cc3). Parece ser que salieron de África siguiendo a los animales que habían emigrado hacia el Norte. Las herramientas que fabricaban no eran muy diferentes de las fabricadas por los Homo Habilis.
HOMO ERECTUS
- Erectus significa “que camina erguido”.
- Es una especie exclusivamente asiática. Los restos más antiguos son de hace 1,8 millones de años. Se han encontrado restos en Asia Oriental y el archipiélago de Indonesia.
- ¿Qué sabemos de ellos? Tenían un cerebro de mayor tamaño (entre 900 y 1.200 cc3), medían entre 1,50 y 1,70 m, su dieta era omnívora y cazaban animales de mayor tamaño. Siguieron realizando herramientas poco evolucionadas, aunque las conservaban. Aprendieron a conservar el fuego, con todas las ventajas que esto suponía (luz en la oscuridad, calor, posibilidad de cocinar alimentos y ahuyentar a los animales,…). Sobrevivieron durante casi 2 millones de años. Fueron una especie muy bien adaptada al entorno o tal vez no tuvieron la competencia de otras especies de homínidos y sobrevivieron durante casi 2 millones de años. Se extinguieron hace unos 100.000 años, con la llegada de homínidos mejor adaptados.
HOMO ERGASTER
- “Ergaster” significa “trabajador”.
- Los restos más antiguos se han encontrado también en el Este de África y son de hace 1,8 millones de años.
- ¿Qué sabemos de ellos? Su tamaño y peso eran mayores que los de Homo habilis y Homo georgicus (medían entre 1,50 y 1,80 m y pesaban entre 60 y 70 kilos). Su cerebro también era mayor (entre 800 y 100 cc3). Su cara era más parecida a la del ser humano actual. Se especializaron en la caza de herbívoros en la sabana africana y fueron los únicos homínidos que sobrevivieron en ese hábitat. Su mayor tamaño cerebral les dio ventajas organizativas y también les permitió mejorar la técnica de elaboración de herramientas hace 1,5 millones de años. Comenzaron a fabricar herramientas especializadas siguiendo siempre un mismo patrón: bifaces, picos, hendedores, raederas,… Además conservaban las herramientas e incluso las llevaban consigo y las retocaban. Su supervivencia indica una mayor capacidad organizativa y el uso de un lenguaje más complejo.
HOMO ANTECESSOR
- “Antecessor” significa “explorador”.
- Los restos fósiles más antiguos de esta especie se han encontrado en el yacimiento de la Sierra de Atapuerca, en Burgos. Tienen una antigüedad de unos 900.000 años, aunque en otros yacimientos se han encontrado herramientas de hace 1,2 millones de años.
- Hasta el momento sólo se han encontrado restos de Homo antecessor en Europa, aunque muchos investigadores consideran que esta especie emigró desde África. Existen muchas coincidencias genéticas entre Homo antecessor y Homo ergaster, lo que parece indicar que Homo antecessor evolucionó a partir de una parte de los Homo ergaster.
- ¿Qué sabemos de ellos? Su cerebro tenía entre 100 y 1.200 cc3, medían entre 1,60 y 1,85 m y pesaban entre 60y 90 kilos. Fabricaban instrumentos rudimentarios. Eran omnívoros y practicaron el canibalismo, es decir, se alimentaron de otros homínidos de su misma especie. No se sabe por qué: tal vez formaba parte de un ritual o simplemente lo hicieron para alimentarse. Su cara era muy parecida a la del ser humano actual
HOMO HEIDELBERGENSIS
- Es una especie estrictamente europea. Se han encontrado fósiles en distintas partes de Europa (Alemania, Francia, Reino Unido, Hungría y España)
- Los restos más antiguos datan de hace unos 600.000 años.
- ¿Qué sabemos de ellos? Parece que fueron descendientes de los Homo antecessor. Su capacidad craneal era de unos 1200 cc3. Eran omnívoros, fabricaban herramientas especializadas, se cubrían con pieles, lo cual indica que vivían en un clima frío, y aprendieron a hacer fuego. Enterraban a sus muertos y en las tumbas se han encontrado algunos objetos que pueden ser asociados a un ritual, lo que indica un avance notable en el pensamiento de carácter simbólico.
HOMO SAPIENS NEANDERTHALENSIS
- “Sapiens” significa “inteligente” y “neanderthalensis” significa “de Neanderthal”, el lugar donde se encontraron los primeros fósiles de esta especie.
- Vivieron fundamentalmente en Europa, aunque también se han encontrado restos en Próximo Oriente y en Asia Occidental.
- Los fósiles más antiguos son de hace unos 200.000 años los más recientes, de hace unos 25.000 años.
- ¿Qué sabemos de ellos? Eran más robustos que el ser humano actual. Probablemente esto se debiera a que vivían en un clima frío y la grasa corporal era una ventaja para la supervivencia. Su capacidad craneal era mayor que la del ser humano actual (alrededor de unos 1.600 cc3), pero similar con relación al tamaño de su cuerpo. Realizaron instrumentos de piedra muy especializados, lo que demuestra que tenían un alto nivel tecnológico. Realizaban ofrendas rituales a sus muertos, cuidaban de sus enfermos y desarrollaron cierta capacidad artística con la realización de objetos de adorno. Parece ser que tenían dificultades para pronunciar correctamente algunas vocales (la a, la i y la u), lo que se convirtió en una desventaja a la hora de comunicarse y organizarse de forma eficiente cuando otra especie de homínido entró en competencia con ellos.
Reconstrucción de Homo sapiens neanderthalensis con su hijo
Ilustración : Sonia Cabello.
HOMO SAPIENS SAPIENS
- Los fósiles más antiguos se han encontrado nuevamente en Etiopía y datan de hace unos 160.000 años.
- Se extendieron por toda África hace entre 150.000 y 100.000 años. Después salieron de África y se extendieron por Europa y Asia, desplazando a las otras especies de homínidos (Homo erectus y Homo sapiens neanderthalensis). También colonizaron América y Oceanía:
- A Oceanía llegaron navegando en barcas de bambú a través de la Plataforma de la Sonda hace unos 40.000 años, cuando el nivel del mar era más bajo.
- A América llegaron desde Asia caminando a través del Estrecho de Bering, que se encontraba congelado (una especie de puente de hielo: puente de Beringia) hace unos 15.000 años.
- Eran similares al ser humano actual. Su mejor capacidad comunicativa y organizativa les permitieron adaptarse a todos los hábitats y convertirse en la única especie de homínidos que sobrevive en la actualidad.
SEMANA DEL 7 AL 12 DE SEPTIEMBRE
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SEMANA DEL 31 DE AGOSTO AL 4 DE SEPTIEMBRE
TALLER PARA ENTREGAR LA PRÓXIMA SEMANA
TALLER DE ESPECIACION
1. Según la genética de poblaciones que es una especie?
2. Cuáles son los pasos para la especiación?
3. Para que se utiliza el aislamiento reproductivo
4. Cómo funciona la divergencia genética
5. Que es una especiación alopátrica?
6. Que es una especiación simpátrica?
7. Que es un aislamiento poscigotico?
8. Que es el aislamiento presigotico?
9. Porque se extinguen las especies?
10. Cuáles son los modelos que explican la evolución de las especies?
11. Que sucedió con las especies en la isla Galápagos?
SEMANA DEL 24 AL 28 DE AGOSTO
Pocas ideas han cambiado tan profundamente nuestra visión de la naturaleza como la misma idea de cambio que implica la evolución de los seres vivos. Los organismos biológicos se agrupan en unidades naturales de reproducción que denominamos especies. Las especies que ahora pueblan la Tierra proceden de otras especies distintas que existieron en el pasado, a través de un proceso de descendencia con modificación. La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, y su reverso es la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido. Una de las ideas más románticas contenidas en la evolución de la vida es que dos organismos vivos cualesquiera, por diferentes que sean, comparten un antecesor común en algún momento del pasado. Nosotros y cualquier chimpancé actual compartimos un antepasado hace algo así como 5 millones años. También tenemos un antecesor común con cualquiera de las bacterias hoy existentes, aunque el tiempo a este antecesor se remonte en este caso a más de 3000 millones de años.
La idea de evolución por modificación y derivación de nuevas especies implica la existencia de antepasados comunes para cualquier par de especies. Hay un antepasado común del hombre y el chimpancé, y del hombre y las bacterias.
La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. La teoría evolutiva se relaciona con el resto de la biología de forma análoga a como el estudio de la historia se relaciona con las ciencias sociales. La famosa frase del genético evolucionista Theodosius Dobzhansky que abre este tema, no es más que una aplicación particular del principio más general que afirma que nada puede entenderse sin una perspectiva histórica.
Aunque la idea de la evolución tenía precedentes, no fue hasta 1859, con la aparición de la obra El origen de las especies del naturalista británico Charles Darwin, que la idea de la evolución se estableció definitivamente. Darwin recopiló e interpretó un gran número de observaciones y experimentos de muy diversas disciplinas de investigación y los presentó como un argumento irrefutable en favor del hecho de la evolución. Pero Darwin suministró además un mecanismo para explicar las adaptaciones complejas y características de los seres vivos: la selección natural. ¿Qué significó la teoría de la evolución y de la selección natural en el contexto de la biología del siglo XIX? En 1802 el teólogo W. Paley publica la obra Teología natural, en donde arguye que el diseño funcional de los organismos evidenciaba la existencia de un creador omnisapiente. Según él, el ojo humano, con su delicado diseño, constituía una prueba concluyente de la existencia de Dios. Para los naturalistas que querían explicar los fenómenos biológicos por procesos naturales, explicar la adaptación, la maravillosa adecuación de los organismos a su ambiente, constituía el problema fundamental.
El gran reto de Darwin era explicar las complejas adaptaciones de los organismos vivos, como el diseño funcional de un ojo, por mecanismos naturales. La solución de Darwin fue proponer el mecanismo de la selección natural
El argumento del diseño de Paley tenía una gran influencia en los naturalistas del XIX, a pesar de que esta visión intervencionista violaba flagrantemente el concepto de naturaleza que se había establecido con el desarrollo de la física en los siglos XVI y XVII. Los fenómenos del Universo, según esta nueva concepción, eran explicables por procesos naturales. La naturaleza, per se, era un objeto lícito para preguntar y contestar científicamente. Con el Origen de Darwin se introduce esta revolución en la Biología. Lo verdaderamente revolucionario en Darwin fue el proponer un mecanismo natural para explicar la génesis, diversidad y adaptación de los organismos.
El naturalista británico Charles Darwin (1809-1882) introdujo en su libro El origen de las especies (1859) dos ideas revolucionarias: la evolución biológica y la selección natural
SEMANA EL 17 AL 21 DE AGOSTO
HOLA CHICOS, EL DÍA 26 DE AGOSTO CORRESPONDE EL EXAMEN DE BIOLOGÍA.
LOS TEMAS QUE SE INCLUIRÁN EN EL EXAMEN SON:
LA REPRODUCCIÓN
LA REPRODUCCIÓN asexual: ventajas y desventajas, tipos y ejemplos de animales que la posean.
la REPRODUCCIÓN SEXUAL: GAMETOGENESIS Y FECUNDACIÓN y tipos de FECUNDACIÓN.
la SELECCIÓN sexual: dimorfismo sexual, cuidado parental, placenta, poligamia.
el fitness BIOLÓGICO.
TEORÍA del conflicto sexual.
CUIDADOS DEL SISTEMA REPRODUCTIVO.
SEMANA DEL 17 AL 21 E AGOSTO
TEORÍA del conflicto sexual.
SEMANA DEL 17 AL 21 E AGOSTO
semana del 17 al 21 de agosto
Semana del 10 al 14 de agosto
SEMANA DEL 27 AL 31 DE JULIO
SEMANA DEL 20 AL 24 DE JULIO
REPRODUCCIÓN SEXUAL Y FECUNDACIÓN
SEMANA DEL 13 AL 17 DE JULIO
TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL Y VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL.
TERCER PERIODO
SEMANA DEL 6 AL 10 DE JULIO DEL 2015
TEMA: LA REPRODUCCIÓN
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semana del 1 al 5 de 
hola chicos
ola chicos esta semana corresponde la prueba de biología,
la cual se realizara el día jueves, ademas recuerden presentar todas las actividades que por uno u otro motivo tengan pendientes, es la ultima oportunidad del periodo. los temas que entraran
en el examen son:
diferenciación celular
apoptosis y que fin tiene la apoptosis
la información genética
replicacion
transcripción
traducción
ejercicios de síntesis de proteínas
enfermedades congénitas y mutaciones
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semana del 19 al 22 de mayo
HOLA CHICOS
Luego de estudiar las enfermedades genéticas y congénitas, y de dar por terminadas las exposiciones se realizara revisión del cuaderno de biología, por lo cual recomiendo tener sus apuntes y actividades pendientes
Semana del 11 al 14 de mayo
hola chicos ya vista la información acerca de la información genética, esta semana veremos como existen algunas enfermedades que son expresadas por fallas en esta información. para esto veremos LAS ENFERMEDADES GENÉTICAS
ENFERMEDADES GENÉTICAS
Una enfermedad o trastorno genético es una afección patológica causada por una alteración del genoma. Esta puede ser hereditaria o no, si el gen alterado está presente en los gametos (óvulos y espermatozoides) de la línea germinal, esta será hereditaria (pasará de generación en generación), por el contrario si sólo afecta a las células somáticas, no será heredada.
EN CLASE SE ASIGNARAN TEMAS DE EXPOSICIÓN PARA LAS ENFERMEDADES
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MAYO 4 DEL 2015
RECORDEMOS QUE ESTA SEMANA TRABAJAREMOS EJERCICIOS DE PROCESOS DE TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN.
POR AQUÍ LES DEJO LA HOMEWORK QUE DEBEN PRESENTAR EN LA CLASE DEL MIÉRCOLES 6 DE MAYO.
Resuelve los siguientes puntos en el cuaderno, recuerda que los enunciados de los ejercicios deben estar contenidos en el, para esto puedes transcribirlos o bien imprimirlos y pegarlos en tu libreta de biología, esto con el fin de que tengas un orden a la hora de estudiar,
1) La secuencia de tripletes de ADN que se formará según la secuencia de ARNm mostrada en la gráfica es:
UUG GUA ACA CGC CCG ARNm
A – CAT AAC TGT GCG GGC
B- AAC CAT TGT GCG GGC
C- TGT AAC CAT GGC AAT
D- AAT AGC CAT AAT TGT
2. Realiza el proceso de transcripción y traducción, para decir cuál es la secuencia de aminoácidos que se formaran a partir de la siguiente cadena parental de ADN. Recuerda partir de realizar la transcripción, y apóyate del diagrama de CÓDIGO GENÉTICO que tienes en tu cuaderno.
ADN: T A C A C G T T T T C A A C T G C G
3. LA EXISTENCIA DE LA SIGUIENTE PROTEÍNA ESTA CODIFICADA EN UNA CADENA DE ADN, LOS AMINOÁCIDOS QUE LA COMPONEN SON:
Metionina – acido aspártico – Glicina - Histidina - Phenilalanina
Realiza el proceso indicado para saber cuál es la cadena de ADN que la codifica
Bendiciones.
Miss 
Carmona
Carmona
TRADUCCIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
TEMA: TRADUCCIÓN
HOLA CHICOS, POR AQUÍ LES DEJO LAS HERRAMIENTAS QUE SERÁN DE GRAN AYUDA PARA ESTUDIAR LOS TEMAS DE TRADUCCIÓN, LO PRIMERO ES UN ENLACE DONDE PODRÁN INGRESAR A UNA PAGINA WEB Y OBSERVAR UNA ANIMACIÓN MUY COMPLETA DEL PROCESO DE ADN.
ENLACE:
LUEGO LES DEJO UN VÍDEO QUE ES DE MUCHA AYUDA PARA ENTENDER EL PROCESO.
VÍDEO: SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
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ABRIL 19 DEL 2015
HOLA CHICOS.
EMPEZAMOS CON EL TEMA DE SÍNTESIS DE PROTEÍNAS: TRADUCCIÓN.
POR AQUÍ LES DEJO LOS ENLACES DONDE ENCONTRARAN ANIMACIONES QUE EXPLICAN EL PROCESO DE TRADUCCIÓN, ESTAS LAS SOCIALIZAREMOS EN CLASE PARA UN MAYOR ENTENDIMIENTO.
ENLACE 1: TRADUCCIÓN Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
ENLACE 2: SÍNTESIS DE PROTEÍNA EN INGLES
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TEMA TRANSCRIPCION
HOLA CHICOS.
POR AQUÍ LES COMPARTO LA TEMÁTICA CON LA QUE INICIAMOS EL SEGUNDO PERIODO ACADÉMICO, MUCHOS ÉXITOS.
VÍDEO LA TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
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ABRIL 28 DEL 2015 AL 30 DE ABRIL
REPLICACION DEL ADN
LAS PROTEÍNAS
TEMATICA: EL ARN
ABRIL 27 DEL 2015
HOLA MIS CHICOS.
LES DEJO LA INFORMACIÓN ACERCA DE LA TEMÁTICA DE COMO SE TRANSMITE LA INFORMACIÓN GENÉTICA.
EMPEZAMOS CON LA MOLÉCULA MAS IMPORTANTE Y RESPONSABLE DE PORTAR ESTA INFORMACIÓN, EL ADN.
POR AQUÍ LES DEJO GENERALIDADES DE ESTA MOLÉCULA.
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HOLA CHICOS POR AQUÍ DEJO LA INFORMACIÓN CON LA QUE EMPEZAMOS LA MATEMÁTICA DE AL SECUNDO PERIODO ACADÉMICO.
TEMA. DIFERENCIACIÓN CELULAR Y APOPTOSIS
ABRIL 15 DEL 2015
ATT: MISS MAYTE CARMONA
9 de marzo del 2015
hola les actualizo la información de los temas vistos en clases
MITOSIS
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generalidades de las células
PPT
TEORIA CELULAR
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