Origen y evolución de la vida(Unidad 3)

El origen de la vida

• Las primeras teorías:• La creación: hay un creador (dios, espíritu, que actúa sobre la materia y

extrae a los hombres de la tierra o las rocas).En occidente se aceptan los relatos del génesis, primer libro de la biblia; incluso el arzobispo irlandés James Usser calculó que Dios había creado el mundo en el año 4004 a.C.• La generación espontánea: se creía que ciertos seres vivos (insectos,

gusanos, peces, …) podía originarse en materia orgánica en descomposición.Frances Redi (S. XVII), Lazzaro Spallanzani (S. XVII) y LouisPasterur (S. XIX) refutaron la teoría.

“Los seres vivos sólo proceden de otros seres vivos predecesores” La panspermia: La vida llegó a la Tierra del espacio en forma de esporas bacterianas. 1908 Svante Arrhenius.

Teorías modernas del origen de la vida

• Evolución química de la vida:• Hubo una evolución química previa a la

evolución biológica,… evolución prebiótica.

• En 1924 Aleksandr Oparín propuso que compuestos de la atmósfera primitiva originaron compuestos orgánicos simples constituyentes de los seres vivos. El ensamblaje espontáneo de polímeros orgánicos (polisacáridos, polipétidos, ácidos nucleicos) origina los COACERVADOS (protobiontes)

• Condiciones primitivas de la Tierra, la atmósfera contenía: CH4, CO2, H2O, NH3 y H2S

Síntesis prebióticaGases de la atmósfera

[Sin O2]

Moléculas orgánicas sencillas

Caldo o sopa primitiva (en los océanos)H2O con a.a., nucleótidos, glúcidos, ac. grasos

Radiación solar, eléctrica (rayos) radioactividad natural, volcanes

Polímeros: glúcidos, lípidos, ac. nucleícos

Organismos actuales

Coacervados (Células primitivas)

Lluvia

PolimerizaciónPor génesis mineral

(CH4, CO2, H2O, NH3 y H2S)

Evolución biológica

1953 Stanley Miller: Experimento obtiene “ladrillos de la vida”

1933 Aleksander Oparín: - Las lluvias originaron los mares primitivos que contenían moléculas orgánicas: Caldo o sopa primitiva- Obtiene “COACERVADOS”, ensamblaje espontáneo con forma de pequeñas esferas. Protobiontes.- Algunos coacervados adquirieron moléculas con capacidad de autorreplicación. Protobiontes.

Viday

Evolución

Etapa de síntesis

prebiótica

Ensamblaje espontáneo

OPARÍN y MILLER

El origen de la vida (I)

El origen de la vida (II)Gases de la atmósfera

[Sin O2]

Moléculas orgánicas sencillas

Caldo o sopa primitiva (en los océanos)H2O con a.a., nucleótidos, glúcidos, ac. grasos

radiación solar, eléctrica (rayos) radioactividad natural, volcanes

Polímeros: glúcidos, lípidos, proteínas, ARN

Células eucariotas

Bacterias heterótrofas y anaerobias

Lluvia

Polimerización en ambiente mineral arcillas, micas, …

(CH4, CO2, H2O, NH3 y H2S)

Evolución

1953 Stanley Miller: Experimento obtiene “ladrillos de la vida”

Primeras células

procariotas

Etapa de síntesis

prebiótica

Bacterias heterótrofas aerobias

Bacterias autótrofas (cianobacterias)

Ensamblaje

Las primeras células• Hace 3800 m.a. aparecen las primeras células ancestrales (LUCA: Last Universal

Common Antecesor); todos derivamos , por evolución de ellas.

• Instante decisivo las Membranas BiológicasSeparan M.E. del M.I.

• En el interior metabolismo rudimentario: Nutrientes Energía Relación y Reproducción

Células eucariotas

Bacterias heterótrofas y anaerobias

Bacterias heterótrofas aerobias

Bacterias autótrofas (cianobacterias)

Hacen fermentaciones, …

Evolución

Fotosíntesis O2

Hacen Respiración Celular Energía + H2O + CO2

Teoría endosimbionte (Lynn Margullis)

LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS

• FIJISMO O CREACIONISMO, propone que las especies no cambian ya que se mantienen invariables a lo largo del tiempo desde la creación. Karl Von Linneo (botánico sueco) apoyaba esta idea.

• CATASTROFISMO, G. Cuvier impulsa la paleontología y la anatomía comparada. Dice que los fósiles son restos de organismos que habían existido y posteriormente extinguido debido a grandes catástrofes (diluvios, desaparición de mares) luego “Dios” creaba nuevas especies animales y vegetales.

Antiguas teorías sobre la evolución:

• En el S. XVIII Louis Leclerc, conde de Buffon en su magna obra “Historia Naturalle” de 36 volúmenes; opina que los seres vivos se transforman o “evolucionan”

• EN el S. XIX Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamark, paleontólogo propone como hipótesis evolucionista el “transformismo” y supone que las especies evolucionan al transformarse gradualmente unas en otras.

Se basa en:La función hace al órgano

Los caracteres adquiridos se heredan

Teorías evolucionistas:

• En el S. XIX Charles Darwin y Alfred Wallace presentan en 1858 en la Sociedad Linneana de Londres sus trabajos y descubrimientos sobre la evolución de las especies.

• En 1859 Darwin publica “El origen de las especies por medio de la selección natural”

• La teoría se basa en:Elevada capacidad de reproducción: nacen muchos individuos que

deben competir para el alimento y la reproducción.Variabilidad de las poblaciones: entre los individuos de la misma

población, sólo unos cuantos tendrán capacidad de sobrevivir y aparearse (competencia).Selección natural: en ambiente hostil, los individuos menos adaptados

sucumben y los mejor adaptados con caracteres ventajosos lograrán reproducirse y dejar descendencia. Las especies evolucionan: los supervivientes transmiten los cambios

ventajosos de generación en generación. Las variaciones se acumulan gradualmente y con el tiempo se originan nuevas especies.

Teoría de la evolución de Darwin y Wallace (I)

Charles Robert Darwin (12/2/1809-19/4/1982)

Alfred Russel Wallace (8/1/1823-7/11/1913)

• La teoría de la evolución de DARWIN_WALLACE crea un vínculo de parentesco entre todos los seres vivos: Las actuales especies son las consecuencia de la progresiva e ininterrumpida divergencia adaptativa de especies precedentes.

Teoría de la evolución de Darwin y Wallace (II)

• Surge cuando se unifican la teoría de la selección darwiniana y la genética mendeliana.

• La teoría propuesta por T. Dobzhansky explica que la evolución es debida a:La existencia de una variabilidad genética de la población, es decir, existen muchos

genotipos diferentes debido a: MUTACIONES

RECOMBINACIÓN GENÉTICA

Actuación de la selección natural que elimina los genotipos menos ventajosos favoreciendo a los más adaptados

Neodarwinismo: “Teoría sintética de la evolución”

Theodosius Dobzhansky(24/1/1900-18/12/1975)

Acción de la selección natural sobre la mariposa del abedul Biston betularia

La BIODIVERSIDAD… el resultado de la evolución

• La vida se caracteriza por su: - Unidad química y su - Biodiversidad

• Especie biológica: conjunto de organismos con semejanzas morfológicas, capaces de reproducirse y dejar descendencia fértil. Presentan un aislamiento reproductivo con otras especies.

Aislamiento GEOGRÁFICOCordilleras, Ríos, Islas Oceánicas, Océanos, Deriva Continental

Interrupción del intercambio de genes

Divergencia genética

Nuevas especies

Aislamiento reproductivo

• Especiación: si se produce un aislamiento reproductivo entre poblaciones de la misma especie, estas poblaciones pueden seguir caminos evolutivos diferentes originándose así nuevas especies

La clasificación de los seres vivos

• La taxonomía se encarga de clasificar y la nomenclatura de nombrar a los seres vivos.

• Clasificación: realiza agrupaciones utilizando criterios morfológicos y de parentesco evolutivoSe establecen las siguientes categorías: Reino, filum,

clase, orden familia, género y especie.

Hay 5 reinos: moneras, protoctistas, fungi, metafitasy metazoos

• La nomenclatura es binomial.

Ej.: Phoenix canariensis (Palmera canaria)

EL ORIGEN DE LA ESPECIE HUMANA

• Son mamíferos existentes desde hace75 m.a. Eran arborícolas Adaptaciones a la vida en los árboles:

Extremidades anteriores con mucha movilidad, dedos prensiles, uñas planas, pulgar oponible.

Visión estereoscópica calcular las distancias.

Sistema digestivo poco especializado: omnívoros.

Pocos descencientes, dependientes de la madre.

Grupos:

PROSIMIOS: Lémures

PLATIRRINOS: Monos del nuevo mundo (América). Orificios nasales en posición lateral, colas largas y prensiles

CATARRINOS: Monos del viejo mundo (Africa-Asia). Orificios nasales hacia el frente. Langur, babuino, gibón, macaco, mandril, papión, orangután, gorila, chimpancé

HOMÍNIDOS: familia Hominidae, la única especie actual: Homo sapiens

El orden primates:

Homo sapiens Homo Homínidos Primates Mamíferos Cordados MetazoosEspecie Género Familia Orden Clase Filum Reino

CAMBIOS GENÉTICOS CONDICIONANTES DE LA ESPECIE HUMANA

• Hace 3 – 2,5 m.a. un gran cambio climático provocó la sustitución de la selva africana por sabana, lo que obliga al abandono de la vida arborícola. Adaptaciones a la vida en las llanuras:

Postura bípeda o erecta liberación de las manos.

Extremidades inferiores más largas, pelvis más ancha y corta, fémur hacia dentro, pulgar del pie no oponible, columna vertebral en S

Las manos llegan a ser pinzas de precisión.

Coordinación entre las manos y la vista desarrollo del encéfalo

Dieta diversificada, incluyendo carne reducción del tamaño de la dentición.

Aumento del grado de encéfalización: relación tamaño encéfalo/tamaño corporal

Dieta más rica en carne

Actividades sociales y de comunicación Lenguaje

Aumento del tamaño del canal del parto tasa de crecimiento cerebral durante el embarazo

Prolongación de la infancia y la niñez. Implicación del grupo en el cuidado de los jóvenes

El proceso de hominización:

HOMINIZACIÓN HUMANIZACIÓN

PRIMATES HOMÍNIDOS HUMANOSSelección natural Evolución

y adaptación cultural

EL CEREBRO HUMANO

• El cerebro es parte del encéfalo en él se realizan funciones superiores

relacionadas con la inteligencia. Consta de:o 2 Hemisferios

o 4 Lóbulos: frontal, temporal, parietal y occipital

o Corteza Cerebral o CORTEX con muchísimas neuronas: PALEOCORTEX: estímulos olfativos

NEOCORTEX: muy desarrollado en los humanos, con surcos y circunvoluciones

Funciones del CORTEX:

Laterización:

Hemisferio Izquierdo: lenguaje, mov. mano dcha., capacidad de análisis.

Hemisferio Derecho: Visión espacial, expresión emociones, mov. mano izda.

Áreas funcionales diferenciadas.

Gran desarrollo del lóbulo frontal: emociones, capacidad de concentración,

planificación en el trabajo, memoria, toma de decisiones.

Desarrollo en lóbulos temporal y prefrontal de las áreas Broca y Wernicke del hemisferio

Izquierdo. Lenguaje.

LA EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS

• En África hace 6-7 m.a. vivió un antecesor común del ser humano y de algunos primates actuales (gibones, orangutanes, chimpancés y gorilas)

Orrorin tugenensis homínido más antiguo, inicia la postura bípeda hace unos 6 m.a. Restos encontrados en África oriental en el año 2000. Hábitats arborícolas.Ardipithecus ramidus (4,5 a 5 m.a.) vivía en sabana arbolada y húmeda de África oriental

Autralopitechus, género que vivió desde hace 4 m.a. hasta hace 2,5 m.a.. Especies: A. anamensis, A. afarensis, A. africanus A. garhi. Es posible que de ellos surgiera el género Homo. Vivieron en zonas arboladas y sabanas húmedas. Bípedos que se refugiaban en los árboles.Estatura; 1,10 a 1,40 m. Peso: 30 a 55 kg. Capacidad craneal: 350 a 500 cm3

Paranthropus, vivieron desde hace 2,7 m.a. hasta 1 m.a. Vivieron en sabanas arboladas del Áfricaoriental. P. aethiopocus y P. boisei y en África austral P. robustusEstatura; 1,20 a 1,50 m. Peso: 25 a 55 kg. Capacidad craneal: 420 a 530 cm3

Homo habilis/Homo rudolfensis. Vivieron desde hace 2,5 m.a. en sabanas arboladas húmedas de África. Los primeros homínidos que fabricaron utensilios de piedra.

Estatura: 1,20 a 1,50 m. Peso: 25 a 50 kg. Capacidad craneal: 550 a 750 cm3

Homo ergaster. Vivió en África septentrional, oriental y austral desde 1,9 m.a. hasta 1 m.a. en sabana abierta o media montaña. Salió de África, bipedismo eficaz.

Estatura: 1,55 a 1,70 m. Peso: 50 a 65 kg. Capacidad craneal: 800 a 950 cm3

Homo erectus, desde 1,6 m.a. hasta hace 100.000 años. Vivió en África, Europa y AsiaHerramientas de piedra, hachas. Fuego

Estatura: 1,50 a 1,80 m. Peso: 40 a 70 kg. Capacidad craneal: 900 a 1300 cm3

Homo antecesor. Atapuerca (Burgos). No se han encontrado ejemplares en África. Se cree que es el antecesor de Homo neanderthalensis y Homo sapiens. Vivió hace 1 m.a. El Homo más antiguo de Europa.Estatura: Sin datos. Peso: Sin datos. Capacidad craneal: más de 1000 cm3

Homo neanderthalensis. Aparece en Europa hace 200.000 años. Practicaban ritos funerarios. Cazadores-recolectores, posiblemente lenguaje articulado. Se extinguieron hace 30.000 años quizás por competencia con H. sapiens

Estatura: 1,7m. Peso: 70 kg. Capacidad craneal: 1500 cm3

Homo sapiens. Ser humano actual. Se originó en África hace 200.000 años. Gran expansión demográfica hace 50.000 años. Llego a Europa (Hombre de Cromañón) donde coexistió con H. neanderthalensis durante más de 100.000 años. No se sabe si hubo cruces entre ellos

Estatura: 1,7 a 1,80 m. Peso: 70 a 90 kg. Capacidad craneal: 1400 cm3

EL ÁRBOL DE LA EVOLUCIÓN HUMANA

• Existe consenso sobre el origen africano de la especie humana.

• Casi seguro que hace 1,5 m.a. H. ergaster y H. antecesor salieron de África iniciando la expansión hacia Europa y Asia

• Hay antropólogos que creen que H. antecesor (Atapuerca) fue el antecesor de: • H. heidelbergensis que llevaría hacia el H.

neanderthaensis• H. ____________ línea que daría origen a H. sapiens

Cadena evolutiva de los humanos ¿Qué es un humano?

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