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EVOLUCIÓN

Guión del tema

1. Concepto de evolución biológica

2. Teorías evolutivas

3. Pruebas a favor de la evolución

4. Concepto de especie

5. Mecanismos de formación de nuevas especies

6. Macro y micro evolución

7. Evolución humana (Arsuaga y Carbonell)

1. CONCEPTO DE EVOLUCIÓN

Evolución biológica

• Conjunto de cambios y transformaciones a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida

• Explica la historia de la vida en la Tierra y la aparición de nuevas especies como un proceso

2. TEORÍAS EVOLUTIVAS

Teorías pre-evolutivas

FIJISMO

• Contraria a la idea e evolución

• Los seres vivos no cambian, son inmutables en el tiempo. Las especies serían desde su origen como las actuales, no han cambiado

• Especies extinguidas (fósiles); resultados de procesos catastróficos (CATASTROFISMO)

• Nuevas especies; aparecen en distintas “creaciones”

• Máximo representante; Cuvier

Teorías evolutivas

LAMARCKISMO

• Afirma la existencia de un proceso evolutivo

• Especies actuales provienen de especies primitivas, muchas hoy extinguidas, que han sufrido modificaciones sucesivas

• Las especies desarrollan cambios para adaptarse a las cambiantes condiciones del medio.

• Como resultado desarrollan caracteres que son transmitidos a la descendencia, apareciendo especies nuevas (herencia de los caracteres adquiridos)

• Máximo representante; Lamarck

LAMARCKISMO

• Ejemplo; desarrollo de cuello en jirafas

1. Los antecesores de las jirafas tenían el cuello y las patas mas cortas que las jirafas actuales

2. Los esfuerzos por obtener las hojas de las partes alta de los árboles les hicieron alargar el cuello y patas hasta su longitud actual

3. Los descendientes habrían heredado esas características

LAMARCKISMO

• Ejemplo; desarrollo de cuello en jirafas

Teorías evolutivas

DARWINISMO

• Los individuos de cualquier población presentan variabilidad inicial y diferencias anatómicas, fisiológicas o de comortamiento

• Se produce una competencia por los recursos y la reproducción, denominada lucha por la supervivencia

• Los individuos con variaciones y características que facilitan su supervivencia (“más aptos”) se ven favorecidos con respecto a los peor adaptados (selección natural) y sobreviven

Teorías evolutivas

DARWINISMO

• Los individuos supervivivientes (superviviencia de los más aptos) se reproducen y transmiten sus características favorables a las siguientes generaciones

• Las características ventajosas son cada vez más frecuentes en nuevas generaciones, produciendo cambios con respecto a población inicial (se originan nuevas especies)

• Esta teoría fue creada por Charles Darwin y Alfred Russell Wallace

Teorías evolutivas

DARWINISMO

Teorías evolutivas

NEODARWINISMO (TEORÍA SINTÉTICA)

• Es la teoría evolutiva más aceptada en la actualidad

• Incorpora conceptos de genética moderna al darwinismo, como las mutaciones y la variabilidad genética

• La variabilidad genética de las poblaciones surge por azar mediante la mutación y la recombinación (meiosis)

• La evolución sería un proceso gradual consecuencia de la acumulación de pequeñas mutaciones favorables(suponen cambios favorables), preservadas por la selección natural (los individuos más aptos serán aquellos con mutaciones favorables)

Teorías evolutivasNEODARWINISMO (TEORÍA SINTÉTICA)

Teorías evolutivasNEODARWINISMO (TEORÍA SINTÉTICA)

Teorías evolutivasPUNTUALISMO

• Teoría actual que se opone al neodarwinismo

• Defiende que el proceso evolutivo no se produce de forma lenta y gradual, sino en ocasiones de forma brusca y rápida

• Se basan en que el registro fósil no indica cambios lentos y graduales, sino cambios bruscos

• Los cambios serían producidos por macromutacionescoincidentes con grandes cambios y catástrofes en la historia de la Tierra

• Máximos representantes; Elredge y Gould


Neodarwinismo Puntualismo


Teorías evolutivas

NEUTRALISMO

• Mayoría de las mutaciones originar genes “neutrales” que no suponen ventajas ni inconvenientes para los individuos

• El ritmo de la evolución sería regular y constante

• La selección natural si bien existe, no juega un papel fundamental en la evolución.

• El motor de la evolución es el azar; el que una mutación se mantenga de una generación a otra es aleatorio (se debe al azar)

• Máximo representante; Motto Kimura

Teorías evolutivas

TEORÍA DEL GEN EGOÍSTA

• Se considera una variante del neodarwinismo

• La unidad evolutiva no es la población, sino el gen

• La evolución no actúa sobre la población sino sobre los genes

• Los genes son los que compiten entre sí, no los individuos

• Genes más aptos aumentan su frecuencia en generaciones futuras

• Máximo representante; Richard Dawkins

Teorías evolutivas

TEORÍA DEL GEN EGOÍSTA

• ¿Qué teoría creéis que es mas acertada para explicar la evolución?

3. PRUEBAS A FAVOR DE LA EVOLUCIÓN

Pruebas a favor de la evolución

PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS

• Existencia de especies parecidas (emparentadas), que habitan lugares próximos o con similares características

• Ej; en islas situadas en medio de un océno exstenespecies muy diferentes a las del continente (p.ej. Fauna australiana y asiática)

• Ej; pinzones en islas galápagos


PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS


PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS (Fósiles)

• Registro fósil indica que existieron organismos diferentes a los actuales Cambios en las especies a lo largo del tiempo

• En ocasiones, el registro fósil indica cambios progresivos.

• Ejemplo; modificaciones en la pata del caballo

• Ejemplo; paso de reptiles a aves (Archaeptoryx; organismo con pico alas dientes y cola, eslabón evolutivo entre reptiles y aves)

Pruebas a favor de la evoluciónPRUEBAS PALEONTOLÓGICAS (Fósiles)

• Ejemplo; modificaciones en la pata del caballo


• Ejemplo; Archaeopteryx


Ejemplo; Archaeopteryx


PRUEBAS ANATÓMICAS

• Indican la presencia de 3 tipos de órganos, que apoyan la idea de evolución:

– Órganos homólogos (divergencia adaptativa)

– Órganos análogos (convergencia adaptativa)

– Órganos vestigiales

PRUEBAS ANATÓMICAS

• Órganos homólogos (divergencia evolutiva)

– Órganos similares, con mismo patrón estructural pero distinta función. (MISMO ORIGEN EVOLUTIVO, DISTINTA FUNCIÓN)

– Constituyen una prueba de evolución divergente; cambios a partir de un antecesor, de acuerdo a diferentes formas de vida

– Ejemplo de órganos homólogos; aleta de delfín y ala de murciélago

PRUEBAS ANATÓMICAS

• Órganos homólogos

PRUEBAS ANATÓMICAS

• Órganos homólogos

PRUEBAS ANATÓMICAS

• Órganos análogos (convergencia evolutiva)

– Órganos con diferente origen evolutivo, pero realizan la misma función

– Constituyen una prueba de evolución convergente; cambios a partir de distintos antecesores (grupos no emparentados), pero adquieren estructuras semejantes

– Ejemplo de órganos análogos; alas de un insecto y alas de un buitre

PRUEBAS ANATÓMICAS


– Ejemplo; forma hidrodinámica de organismos acuáticos

PRUEBAS ANATÓMICAS


PRUEBAS ANATÓMICAS

• Órganos vestigiales

– Órganos que aparecen en antepasados antiguos perfectamente funcionales, pero que con el transcurso de las generaciones dejaron de ser útiles por cambios en condiciones del medio

– Son por tanto órganos que tienden a desaparecer por carecer de función

PRUEBAS ANATÓMICAS

• Órganos vestigiales

– Ejemplo; alas de avestruz

PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS

• Embriones de diferentes especies son similares

• Esto indica un parentesco evolutivo entre ellas

PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS

PRUEBAS BIOQUÍMICAS (MOLECULARES)

• Al comparar ciertas moléculas que aparecen en todos los seres vivos se observa que las moléculas son tanto más parecidas cuanto menores diferencias evolutivas hay entre sus poseedores, y al revés

• Esto se ha estudiado en determinadas proteínas y en el ADN

• Ejemplo; las diferencias entre el ADN del ser humano y chimpancé es menor que si comparamos el ser humano con otra especie

4. CONCEPTO DE ESPECIE

CONCEPTO DE ESPECIE

• Conjunto de individuos que proceden de antecesores comunes

• Con aspecto morfológico semejante

• Similares o idénticas características anatómicas y fisiológicas

• Capaces de reproducirse entre sí y de dar lugar a una descendencia

Por lo tanto este conjunto de individuos tienen en común caracteres por los cuales se asemejan entre sí y se distinguen de las demás especies

5. MECANISMOS DE FORMACIÓN DE NUEVAS ESPECIES

MECANISMOS DE FORMACIÓN DE NUEVAS ESPECIES

1. Selección natural

2. Aislamiento genético

3. Diferenciación gradual

4. Especiación


1. Selección natural

• Como consecuencia de la competencia entre indiviudos de una misma población, se ocasionan nuevas poblaciones que difieren de las originales

• Estas poblaciones aún se consideran la misma especie (es necesario cambios más profundos)


2. Aislamiento genético

• Para que aparezcan nuevas especies, imprescindible que miembros de nueva población no puedan reproducirse con población original

• Esto supone un aislamiento genético, cesando intercambio genético entre poblaciones

• El aislamiento se consigue mediante una serie de barreras:– Geográficas. Se impide contacto físico entre poblaciones. EJ;

cadenas montañosas, océanos

– Fisiológicas. Incompatibilidad entre gametos o inviabilidad de apareamiento

– Etológicas (de comportamiento). Nuevas poblaciones con comportamiento de rechazo ante el resto de poblaciones


3. Diferenciación gradual

• Una vez producido aislamiento, nueva población acumula cambios por nuevas mutaciones

• De esta forma se diferencia de la población original


4. Especiación

• Etapa final que origina nuevas especies a partir de la población inicial

• Cambios genéticos, anatómicos y fisológicos resultan ya suficientes para considerar a las poblaciones como especies distintas

• Aun desapareciendo barreras de aislamiento, especies ya no se pueden reproducir entre sí

5. MACROEVOLUCIÓN Y MICROEVOLUCIÓN

MICROEVOLUCIÓN

• La selección natural actúa favoreciendo alelos que dan lugar a mayores cambios en las poblaciones

• Como consecuencia pueden surgir nuevas especies en el tiempo, parecidas a las anteriores

• La microevolución contempla por tanto cambios a pequeña escala en genotipo de poblaciones, a lo largo de pocas generaciones

• Mecanismos que contribuyen la microevolución

– Mutación

– Migración

– Deriva genética

– Selección natural

MICROEVOLUCIÓN

• Ejemplo; especies pertenecientes al mismo género

Panthera leo Panthera onca

Panthera pardus

Panthera tigris

MICROEVOLUCIÓN

• Ejemplo; especies pertenecientes al mismo género

MACROEVOLUCIÓN

• Contempla grandes cambios, bruscos, no graduales

• Es el tipo de evolución por el que se originaron grandes grupos de organismos (moluscos, peces, anfibios, reptiles, mamíferos) por cambios drásticos

MACROEVOLUCIÓN

MICROEVOLUCIÓN Y MACROEVOLUCIÓN

• “Ultradarwinistas” Defienden la microevolucióncomo único proceso evolutivo

• NeodarwinistasMicroevolución principal proceso evolutivo, y la macroevolución es un proceso derivado de la microevolución

• PuntualistasMacroevolución principal proceso evolutivo

EVOLUCIÓN HUMANA

EVOLUCIÓN HUMANA

• La especie humana (Homo sapiens), ha estado sujeto a un proceso de evolución biológica desde sus ancestros hasta el estado actual, como cualquier otra especie

• Clasificación ser humano– Clase; Mamíferos

– Orden; Primates

– Familia; Homínidos

– Género; Homo

– Especie; Homo sapiens

• El único homínido que queda en la actualidad es el H. sapiens (el resto se extinguieron)

Filogenia de los homínidos

1. Ancestros de homínidos

• Como ancestros de la familia homínidos se encontrarían:

– Simios antropomorfos. Similitud morfológica con homínidos, pero aún simios no bípedos (no pueden caminar erguidos). Insectívoros

– Ardipithecus ramidus. Características intermedias entre simios antropomorfos y primeros homínidos del género Australopithecus. Bípedo. Presenta rasgos de homínidos como el tamaño relativo y la morfología de los caninos

1. Ancestros de homínidos• Ardipithecus ramidus

2. Género Australopithecus

• Primer género de homínidos

• Localizado en sur de África, avance hacia el norte

• Desplazamiento totalmente bípedo, sobre dos extremidades. Consecuencias:– Advertir presencia de presas y depredadores (mejora visión)

– Libera las extremidades anteriores (mano)

– Pelvis, cráneo, columna vertebral y extremidades modifican su morfología

• Aun así, aspecto general simiesco

• Principales especies del género:– A. anamensis (1er australopithecus)

– A. afarensis (características más similares a género homo, restos fósiles de “Lucy”)

– A. africanus (cráneo más globular, mayor capacidad cerebral)


• A. afarensis


• A. afarensis


• A. afarensis (restos fósiles de “Lucy”)


• A. afarensis (restos fósiles de Lucy)


• A. afarensis (restos fósiles de Lucy)

Cresta ilíaca


3. Género Homo

• Capacidad para manejo de útiles e instrumentos

– Mano liberada y pulgar opuesto al resto de dedos (mov. precisos)

– Cerebro suficientemente desarrollado

3. Género Homo

• Principales especies del género Homo (por orden cronológico)

– H. habilis

– H. ergaster

– H. erectus

– H. antecessor

– H. neanderthalensis

– H. sapiens

3. Género Homo

Homo habilis

• Empleaba herramientas de piedra talladas por él (instrumentos líticos)

• Carnívoro oportunista

• Localizado en África en el periodo 1.9 m.a. – 1.4 m.a.

• Características físicas más relevantes:

– Cráneo más globoso y con mayor capacidad (500 -750 cm3)

– Cara más corta que australopithecus (aspecto más humano)

– Altura similar a A.africanus; 1,3 m altura promedio

3. Género Homo

Homo habilis

3. Género Homo

Homo habilis

3. Género Homo

Homo habilis

3. Género Homo

Homo habilis

3. Género Homo

Homo habilis

3. Género Homo

Homo ergaster

• África, 1,75 m.a. – 1 m.a.

• Industria lítica (instrumentos tallados) más elaborada

• Presenta cambios anatómicos importantes– Talla y proporción del cuerpo similar a H. sapiens

– Cerebro de mayor tamaño, hasta 850 cm3

• Posible capacidad social y comunicativa (¿lenguaje articulado?)

• Evolución hacia 2 especies que migraron y se localizaron también fuera de África:

– H. erectus. Principalmente Asia

– H. antecessor. Europa

3. Género Homo

Homo ergaster

3. Género Homo

Homo ergaster

3. Género Homo

Homo ergaster

3. Género Homo

Homo ergaster

3. Género Homo

Homo erectus

• Asia, 1,8 m.a. – 300.000 años.

• Primeros “viajeros”; migran desde África hasta Asia

• Principales fósiles descubiertos en la isla de Java, Indonesia (sureste asiático)

• Volumen craneal variable; 850 – 1100 cm3

• Mandíbula inferior fuerte

• Muy robusto. Altura promedio de 1,8 m.

• Industria lítica desarrollada (hachas de mano de piedra, primera lanza desarrollada)

• Posible dominio del fuego

• Deja restos de primeras viviendas construidas

3. Género Homo

Homo erectus

3. Género Homo

Homo erectus

3. Género Homo

Homo erectus

3. Género Homo

Homo antecessor

• Especie definida a partir de los restos encontrados en el yacimiento de Atapuerca

• Posible origen africano, a partir de poblaciones de H.ergaster, y migración a Europa

• Considerada especie homínida más antigua que habitó en Europa (hace 800.000 años)

• Morfología facial similar a H. sapiens

• Capacidad craneal > 1.000 cm3

• Altura 160 – 185 cm

• Predecesor de H. neardenthalensis en Europa

• Cazadores de presas vivas, también carroñeaban

• Posible comportamiento caníbal

3. Género Homo

Homo antecessor

3. Género Homo

Homo antecessor

3. Género Homo

3. Género Homo

Homo antecessor

Homo neardenthalensis (“Hombre de Neardental”)• Primeros fósiles descubiertos en Bélgica

• Habitó gran parte de Europa, en bosques abiertos (hace 350.000 años hasta hace 25.000 años aprox.)

• Cazadores-recolectores, con comportamiento caníbal (rituales, ¿enterramientos?)y formando clanes. Dominio de fuego

• Homo neanderthalensis no es, como se creía, un antepasado directo de H.sapiens, sino que eran una rama paralela en el árbol evolutivo

• Frente huidiza. Gran capacidad craneal; hasta 1.550 cm3. Robustos, pero más bajos que H. Sapiens

• Herramientas líticas más sofisticadas (p.ej. martillos de hueso o madera) para cortar carne, raspar, trabajar la madera, etc.

• Se desconoce su extinción, pero una hipótesis es la posible competencia con H. sapiens

Homo neardenthalensis (“Hombre de Neardental”)

¿Primeros en poseer lenguaje propio?

• La faringe era más corta que en los humanos modernos. Esto quiere decir solamente que no podían producir exactamente los mismos sonidos que nosotros, pero no quiere decir que no poseyeran lenguaje.

• Probablemente poseían un lenguaje articulado, gestos u otras formas, pero no sabemos si poseían sintaxis, gramática o un alto nivel de razonamiento simbólico.

• En un análisis hecho por Lieberman, se llegó a la conclusión de que los neandertales podían pronunciar al menos tres vocales: a, i, u. Comparado con otros homínidos, esto es un gran avance.

3. Género Homo


3. Género Homo

Homo neardenthalensis (“Hombre de Neardental”)Frente huidiza

3. Género Homo


3. Género Homo


3. Género Homo


3. Género Homo


3. Género Homo


3. Género Homo


Homo sapiens

• Origen en África hace 150.000 m.a., posterior expansión

• Primeros restos de H. sapiens en Europa; “Hombre de Cro-Magnon”, COEXISTEN CON H.NEARDENTHALENSIS

• Herramientas y utensilios van evolucionando con el tiempo; arte (Altamira), decoración de objetos, música (en forma de instrumentos), agujas de coser, cuchillos más pequeños y afilados.

• Rituales más sofisticados (enterramientos). Comportamiento social

• Desarrollo paulatino de capacidades mentales como reflexión, invención, lenguaje articulado, escritura, lógica etc.

• Frente no huidiza

• Gran capacidad craneal

1. H. neardenthalensis2. H. sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

• ¿Cuál fue la causa de la extinción de H. neardenthalensis?

EJERCICIOS

• Indica si los siguientes pares de estructuras son homólogas o análogas:

– Alas de un murciélago y alas de una mosca

– Patas de un topo y patas de un alacrán cavador

– Pata de un caballo y aleta de una ballena

– Plumas de las aves y pelos de los mamíferos

• L.VIEJO Pág. 170, actv. 7. ¿Cómo interpretas, desde un punto de vista evolutivo, la existencia de músculos en nuestras orejas?

• L.NUEVO Pág. 184, actv. 21. ¿La mutación y la selección natural son procesos aleatorios?

• L.NUEVO Pág. 185, actv. 23. Compara la teoría del equilibrio puntuado (puntualismo) con el neodarwinismo y con la teoría del neutralismo

• L.VIEJO Pág. 191, actv. 15. El desarrollo muscular puede conseguirse ejercitando intensamente los músculos mediante culturismo. ¿Qué sucedería con los hijos de estos deportistas, según el lamarckismo? ¿y según la teoría evolutiva actual –neodarwinismo?

• L.VIEJO Pág. 191, actv. 17 // L.NUEVO Pág. 195, actv. 18

• Cita (no es necesario explicar) las pruebas a favor de la evolución?

• Explica las diferencias entre neodarwinismo y lamarckismo

• Define los siguientes términos:– Microevolución

– Macroevolución

– Selección natural

– Especie

– Evolución biológica

• ¿Qué características presentaba H. neardenthalensis? ¿En que se diferenciaba de H. sapiens?

• Relaciona los siguientes aspectos con el homínido correspondiente– Frente huidiza. Habitó en Europa hace 350.000 años hasta 25.000 años

– Considerada especie homínida más antigua que habitó en Europa

– Primeros instrumentos líticos

– Migración y establecimiento en Asia

– “Lucy”

– Evoluciona a H.erectus y H.antecessor

• ¿Qué ventajas supuso un desplazamiento totalmente bípedo?

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