5 - Eva - Universidad de la República

CURSO DE BIOLOGÍA
ANIMAL
CIO – Licenciatura en
Gestión Ambiental
Javier Vitancurt
Profesor Agregado
Polo de Desarrollo Universitario " Aportes a la gestión territorial y producción responsable en la Región Este: Biodiversidad,
Ambiente y Sociedad "
Centro Universitario Regional Este - CURE
Sede Rocha
Universidad de la República Oriental del Uruguay
1.- Introducción y
conceptos generales de
los animales
Javier Vitancurt
Profesor Agregado
Polo de Desarrollo Universitario " Aportes a la gestión territorial y producción responsable en la Región Este: Biodiversidad,
Ambiente y Sociedad "
Centro Universitario Regional Este - CURE
Sede Rocha
Universidad de la República Oriental del Uruguay
Estructura de la presentación
1
2
3
4
5
6
7
Desarrollo de la biología animal
¿Qué es la vida?
¿Qué es un animal?
¿Qué es una especie?
Origen y evolución de los animales
Teoría de la Evolución
Clasificación y sistemática del reino animal
Desarrollo de la biología animal
1
Biología::
Biología
•
1
La biología (del griego "βιος" bios = vida y "λογος" logos = estudio)
tiene como objeto de estudio a la vida, o más exactamente, a los
fenómenos vitales (génesis, nutrición, desarrollo, reproducción,
patogenia, etc.).
Zoología::
Zoología
•
•
1
Zoología:
Es el estudio científico de la vida animal; gr. Zôon, animal + logos,
tratado, estudio
Zoología::
Zoología
•
1
Rama de la Biología que estudia el Reino Animal (Metazoa)
incluyendo entre otros aspectos la clasificación, desarrollo,
anatomía, evolución, ecología y distribución de los animales, tanto
vivos como extintos
Zoología::
Zoología
• Ciencia que estudia la morfología animal, para
explicar su diversidad (sistemática) y el significado
evolutivo de ella (filogenia), además de la variedad
de los factores y medios de vida (ecología) que han
influido en la evolución y que contribuyen a la
dispersión de los animales en la superficie terrestre
(zoogeografía).
1
Breve historia
historia::
•
•
1
Aristóteles (s. IV a. C.) coloca la
piedra angular de la verdadera
Zoología, describiendo y ordenando
los animales .
En su Historia Animalium (343 ac)
recopiló todos los datos conocidos
acerca de aproximadamente 500
animales, e ideó el primer sistema de
clasificación conocido.
Breve historia
historia::
Sistema de Aristóteles:
Animales con sangre (enaima)
• Cuadrúpedos vivíparos (mamíferos)
• Cuadrúpedos ovíparos (reptiles y anfibios)
• Aves
• Peces
Animales sin sangre (anaima)
• Moluscos, que correspondían únicamente a los actuales cefalópodos
• Malacostráceos, que comprendían la mayor parte de
los crustáceos superiores
• Eutoma, que incluía los gusanos y los insectos
• Ostracodermos, que reunían todos los animales provistos de
caparazón como bivalvos, gasterópodos, equinodermos, etc.
1
Breve historia
historia::
•
1
Plinio el viejo: (23/24 - 79 dC), Historia Naturalis, consta de 37
libros. Esta obra, la primera enciclopedia de la historia, abarcaba
el saber de toda su época en campos como la física, la astronomía,
la geografía, la botánica, la zoología y la medicina. Plinio recogió el
saber de más de 400 obras griegas y romanas.
Esciápodo
1
Breve historia
historia::
 Caída Imperio romano: foco en la Biblia y no en la
ciencia. Aparece libro Physiologus, escrito en griego
por una fuente desconocida, probablemente
alrededor de 200-300 dC, en Egipto, y lista 49
animales por separado, algunos de ellos de ficción.
Se utilizó ampliamente durante más de un millar de
años acompañando la Biblia.
 1400. Se forman las Universidades (Renacimiento).
Leonardo da Vinci.
 1500 descubrimiento del microscopio: contribuye
ampliamente al estudio de la biología.
1
Breve historia
historia::
La Edad Media no representó ningún
avance en el conocimiento zoológico.
La obra zoológica más notable procede de
la España musulmana, data del siglo X y
se debe a Maslama alMayriti: Tratado de
la generación de los animales.
En el siglo XIII, la figura más importante
es Alberto Magno, que señaló las
diferencias entre insectos y arácnidos y
contribuyó a eliminar los aspectos
fantásticos, mitológicos y simbolistas que
habían sido introducidos en siglos
anteriores.
•
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•
1
Breve historia
historia::
•
1
En el Renacimiento tiene
lugar un impulso renovador de la
zoología, ligado al
descubrimiento de las faunas
exóticas por las grandes
exploraciones geográficas.
Breve historia
historia::
•
•
1
Johann Conrad Gessner, naturalista y
bibliógrafo suizo
Su Historia Animalium en cuatro
volúmenes (1551-1558) se considera el
principio de la zoología moderna.
Breve historia
historia::
•
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•
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1
Siglos XVII y XVIII
Exhaustivas recopilaciones en
que se describen colecciones de
animales (Tesauros).
Se fundan los grandes museos
zoológicos.
Invención del microscopio hacia
los años 1610, por Galileo según
los italianos, o por Zacharias
Janssen en 1590, en opinión de
los holandeses.
Breve historia
historia::
•
1
Carlos Linneo (1707-1778)
resume en su magistral obra,
Systema Naturae, la sistemática
zoológica general, cuyo alcance
aún perdura, y define la especie,
conceptuándola como algo
inmutable y estableciendo el
criterio de que cada una de ellas
procede del tronco o forma que en
un principio fue creado,
obteniéndose mediante la
reproducción nuevos individuos
sustancialmente idénticos, que le
dan perdurabilidad.
Breve historia
historia::
•
•
1
Clasifica a los seres vivos en diferentes niveles
jerárquicos. Los reinos se dividen
en Filos o Phyla (en singular, Phylum) para los
animales, y en Divisiones para plantas y otros
organismos. Éstos se dividen en Clases,
Órdenes, Familias, Géneros y Especies.
Nomenclatura binomial (1731)
Breve historia
historia::
•
•
•
1
Georges Léopold Chrétien Frédéric
Dagobert Cuvier (Cuvier!)
Cuvier enuncia la esencia de la
especie diciendo que es: «un
conjunto de individuos que
descienden unos de otros o de
antepasados comunes y se parecen
entre sí tanto como a sus padres».
Fue el primer gran promotor de
la anatomía comparada y de
la paleontología.
Breve historia
historia::
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•
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1
Georges Louis Leclerc, conde de
Buffon .
Cuestionamiento de la constancia
absoluta de la especie; especula
sobre la posibilidad de un tipo
original de donde habrían
descendido el resto de los animales
mediante transformaciones
morfológicas.
Finalmente rechaza esta hipótesis
basándose en la constancia de las
especies y la infertilidad de los
híbridos.
Breve historia
historia::
•
•
1
Jean-Baptiste-Pierre-Antoine de
Monet de Lamarck
Lamarck formuló la primera teoría
de la evolución. Propuso que la
gran variedad de organismos, que
en aquel tiempo se aceptaba eran
formas estáticas creadas por Dios,
habían evolucionado desde formas
simples mediante herencia de los
caracteres adquiridos.
Breve historia
historia::
•
•
1
Charles Robert Darwin
Postuló que todas las
especies de seres
vivos han evolucionado con el
tiempo a partir de un antepasado
común mediante un proceso
denominado selección natural.
Breve historia
historia::
 Los postulados de la moderna Zoología se
enuncian en 1859, con la publicación de Darwin
de su innovadora teoría de la evolución que,
habiendo sido ensayada con múltiples variantes
por otros naturalistas, adquiere nueva fuerza y
realidad. Con profundas rectificaciones, se erige
en base de partida de la Zoología actual.
 La moderna Zoología. En el transcurso de nuestro
siglo la Zoología ha experimentado un gran
avance debido a varios factores, que podrían
sintetizarse en dos: el estudio y utilización de
métodos prácticos y la especialización en
múltiples ramas que se complementan y
sintetizan sus conceptos.
1
 Divisiones de la Zoología. Cada organismo debe
considerarse desde puntos de vista muy diferentes que
han dado origen a diversas ramas de la Zoología:
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








1
Citología.
Histología
Organología
Biofísica y Bioquímica.
Anatomía
Embriología
Genética: Filogenia, y Fenogenética
Zoogeografía
Etología
Hidrobiología, Oceanografía biológica.
Taxonomía: Malacología, Entomología, Ornitología
Mastozoología.
¿Qué es la vida
vida??
2
Caracteres generales de los seres vivos
•
2
Exclusividad química: los sistemas vivos muestran una
organización molecular exclusiva y compleja.
Macromoléculas: ácidos nucleicos, proteínas, hidratos de carbono y
lípidos.
Caracteres generales de los seres vivos
•
2
Complejidad y organización jerárquica: la materia inerte se
organiza en átomos y moléculas; en los seres vivos encontramos
macromoléculas, células (ribosomas, cromosomas, membranas),
organismos (tejidos, órganos, sistemas), poblaciones y especies.
Caracteres generales de los seres vivos
•
2
Reproducción: la vida no surge espontáneamente, solo procede de
vida anterior. En cada nivel jerárquico las formas de vida se
reproducen para generar otras formas semejantes a ellas (herencia y
variación).
Caracteres generales de los seres vivos
•
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2
Programa genético: garantiza la fidelidad de la herencia. Ácidos
nucleicos. DNA.
Metabolismo: los organismos vivos se auto mantienen obteniendo
nutrientes de su entorno: Anabolismo y catabolismo.
Desarrollo: ciclo vital característico
Interacción ambiental: todos los animales interaccionan con su
entorno
•
2
Teoría del Big Bang (la gran explosión). 10.000 a 20.000
millones de años.
•
2
Formación del sol y los planetas. 4.600 m.a.
•
2
Consolidación de la corteza sólida de la Tierra y formación
de la atmósfera y los océanos. 4.500 a 4.600 m.a.
•
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•
2
?: Primeros organismos vivos: unidades autónomas (protocélulas),
limitadas por membranas con autorreproducción(las primeras
enzimas pudieron ser RNA).
3.800 m.a.: primeros procariotas
3.400 m.a.: fotosíntesis (Estromatolitos)
2.000 m.a.: Células complejas (Eucariotas)
1.000 m.a.: Vida multicelular
Origen de la vida
2
Teorías sobre el origen de la vida
• En todas las culturas se intenta explicar:
– ¿Cómo surgió la vida?
– ¿Por qué surgió la vida?
– ¿Cuándo surgió la vida?
2
Teorías sobre el origen de la vida
• Creacionista: intervención de seres
sobrenaturales
2
Teorías sobre el origen de la vida
• Generación espontánea: los organismos
vivos complejos se generaban por la descomposición
de sustancias orgánicas. Por ejemplo, se suponía que
los ratones surgían espontáneamente en el grano
almacenado o que las larvas aparecían súbitamente en
la carne
2
 Esta teoría perduró hasta s. XIX:
 Si se deja un trozo de carne al aire aparecen
gusanos.
 En un suelo sin vida, si llueve se llena de
microorganismos.
2
•
1668. Refutación de la idea de la generación espontánea de los
gusanos (Francisco Redi)
 Demuestra que las moscas que aparecen en la carne
descompuesta no son por generación espontánea sino por otros
huevos depositados por otras moscas.
 Sin embargo, admite que algunos organismos microscópicos sí
aparecen por generación espontánea.
2
•
2
1862. Louis Pasteur demuestra que ningún organismo vivo
(incluido bacterias) puede originarse por generación espontánea.
Teorías sobre el origen de la vida
Nuevo interrogante: ¿La vida ha existido
desde siempre?
2
Teorías sobre el origen de la vida
¿No se pudo originar la vida por generación espontánea?
2
Teorías sobre el origen de la vida
La Teoría de Oparin
•
2
OPARIN (1924):
• En su libro “El origen de la vida” sentó las bases del origen abiótico de los primeros
seres vivos por un mecanismo de evolución química.
Teorías sobre el origen de la vida
•
•
2
Teoría quimiosintética: Aleksandr Ivanovich Oparin plantea que una
«sopa primitiva» de moléculas orgánicas se pudo haber generado en una atmósfera
sin oxígeno a través de la acción de la luz solar
PROCESO:
– La Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años, era una inmensa bola
incandescente en la que los distintos elementos se colocaron según su densidad.
• los más densos se hundieron hacia el interior de la Tierra y formaron el
núcleo,
• los más ligeros salieron hacia el exterior formando una capa gaseosa
alrededor de la parte sólida, la protoatmósfera, en la que había gases como el
metano, el amoníaco y el vapor de agua.
– Estos gases estaban sometidos a intensas radiaciones ultravioletas (UV)
provenientes del Sol y a fuertes descargas eléctricas que se daban en la propia
atmósfera. Por efecto de estas energías esos gases sencillos empezaron a
reaccionar entre sí dando lugar a moléculas cada vez más complejas.
– La Tierra empezó a enfriarse, y comenzó a llover de forma torrencial y estas
lluvias arrastraron las moléculas de la atmósfera hacia los primitivos mares que
se iban formando.
Teorías sobre el origen de la vida
Para la evolución química de la vida se necesitaban 4 requerimientos:
•
•
•
•
2
Ausencia total o casi completa de oxígeno libre, ya que
hubiera oxidado las moléculas orgánicas que son esenciales para la
vida.
Una fuente de energía: la tierra primitiva era un lugar
caracterizado por la presencia de vulcanismo generalizado,
tormentas eléctricas, bombardeo de meteoritos e intensa radiación,
especialmente ultravioleta
Sustancias químicas que funcionaran como "bloques de
construcción químicos": agua, minerales inorgánicos y gases.
Tiempo: la edad de la tierra se calcula en 4.600 millones de años y
los vestigios de vida más antiguos datan de 3.800 millones de años.
Teorías sobre el origen de la vida
•
2
En 1953 Stanley Miller y
Harold Urey realizaron en
Chicago el primer intento de
replicar con éxito las
condiciones que reinaron en la
tierra primitiva, logrando la
síntesis prebiótica de
pequeñas moléculas orgánicas.
Teorías sobre el origen de la vida
 Los experimentos de Miller
y otros experimentos no
probaron que la vida se
originó de esta manera, solo
que las condiciones
existentes en el planeta hace
alrededor de 3 mil millones
de años fueron tales que
pudo haber tenido lugar la
formación espontánea de
macromoléculas orgánicas.
2
Teorías sobre el origen de la vida
•
2
Panespermia: Origen extraterrestre de la vida
Teorías sobre el origen de la vida
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2
Estimado 4000 ma, primeros seres vivos
Primeros organismos vivos protocélulas: unidades autónomas,
limitadas por membranas con autorreproducción (las primeras
enzimas pudieron ser RNA), comienza la evolución
Primeros organismos fueron heterótrofos primarios? O autótrofos
como lo sostiene Carol Woese.
3000 ma la cianobacterias que liberan oxígeno, son procariontes sin
membrana nuclear
Procariotas dos líneas evolutivas: las eubacterias y las arquibacterias
Aparición de los eucariotas…………
¿Qué es un animal?
3
Caracteres diagnósticos de los animales
• Eucariontes o Eucariotas
• Células sin pared celulósica
• Pluricelulares
• Células diferenciadas (forma y función)
• Uniones celulares complejas
• Heterótrofos por ingestión
• Movimientos por fibrillas contráctiles
• Células sexuales y somáticas distintas
• Fecundación anisogámica
• Desarrollo embrionario
3
Caracteres diagnósticos de los animales
Organización celular
Eucariota y pluricelular.
3
Caracteres diagnósticos de los animales
Nutrición
Heterótrofa por ingestión (a nivel celular, por fagocitosis y pinocitosis),
a diferencia de los hongos, también heterótrofos, pero que absorben los
nutrientes tras digerirlos externamente.
3
Caracteres diagnósticos de los animales
Metabolismo
Aerobio (consumen oxígeno).
3
Caracteres diagnósticos de los animales
Reproducción
Todas las especies animales se reproducen sexualmente (algunas sólo
por partenogénesis), con gametos de tamaño muy diferente (oogamia)
y cigotos (ciclo diplonte). Algunas pueden, además, multiplicarse
asexualmente. Son típicamente diploides.
3
Caracteres diagnósticos de los animales
Desarrollo
Mediante embrión y hojas embrionarias. El cigoto se divide
repetidamente por mitosis hasta originar una blástula.
4
Caracteres diagnósticos de los animales
Movilidad
Al menos en algún estadio de su ciclo de vida
4
Caracteres diagnósticos de los animales
Simetría. Excepto las esponjas, los demás animales presentan una
disposición regular de las estructuras del cuerpo a lo largo de uno o más
ejes corporales. Los tipos principales de simetría son la radial y
la bilateral.
3
Caracteres diagnósticos de los animales
3
 Organismos pluricelulares eucariotas que no tienen pared
celular, que carecen de elementos relacionados con la
fotosíntesis; heterótrofos, donde la mayoría tiene
nutrición ingestiva, con digestión en una cavidad interna;
algunas formas muestran nutrición absortiva y varias no
tienen cavidad digestiva interna; alcanzan, en las formas
superiores, un nivel de organización y de diferenciación
tisular que excede a las de otros reinos; presentan
sistemas sensorio-neuro-motores y movilidad de los
organismos, por lo menos en un estadio de su vida (o, en
las formas que son sésiles, de sus partes), basada en la
presencia de fibras contráctiles; predomina en ellos la
reproducción sexual.
¿Qué es una especie
especie??
4
Conceptos de especie
Ascendencia común.
Es el más pequeño grupo de individuos que comparten patrones de
ascendencia y descendencia
Comunidad reproductora
Cualquier especie tiene una distribución espacial, llamada rango
geográfico y una distribución temporal, denominada duración
evolutiva.
Especies con rangos geográficos amplios son cosmopolitas, las con
distribución reducida, endémicas.
4
Conceptos de especie
•
Especie biológica (Dobzhansky, 1937 y Mayr, 1940).
•
Según este concepto, especie es un grupo (o población) natural de
individuos que pueden cruzarse entre sí, pero que están aislados
reproductivamente de otros grupos afines
4
Conceptos de especie
•
Especie evolutiva (Wiley, 1978).
•
Es un linaje (una secuencia ancestro-descendiente) de poblaciones u
organismos que mantienen su identidad de otros linajes y que
poseen sus propias tendencias históricas y evolutivas. Este concepto
difiere del anterior en que el aislamiento genético actual más que el
potencial es el criterio para el reconocimiento de la misma.
4
4
Conceptos de especie
•
Especie morfológica.
•
Según este concepto, cada especie es distinguible de sus afines por
su morfología. El concepto morfológico de especie ha recibido
numerosas críticas.
4
Conceptos de especie
•
Especie filogenética (Cracraft, 1989).
•
Este concepto reconoce como especie a cualquier grupo de
organismos en el cual todos los organismos comparten un único
carácter derivado (no presente en sus ancestros o afines).
Es un grupo irreducible de organismos, diagnósticamente
distinguible de otros grupos semejantes y dentro del cual existe un
patrón parenteral de ascendencia y descendencia.
•
4
Conceptos de especie
•
Especie Ecológica (Van Valen, 1976)
•
Según este concepto, especie es un linaje (o un conjunto de linajes
cercanamente relacionados) que explotan el mismo nicho. Por
ejemplo, parásitos emparentados entre sí y cuyo nicho se halla
dentro del hospedero (endoparásitos) alcanzarán diferencias entre
sí, en función a cuán diferentes son los hospederos en su morfología,
hábitos, recursos, etc.
4
Conceptos de especie
•
4
Concepto tipológico de especie. Es el reconocimiento científico de
la especie mediante la designación de un ejemplar típico, etiquetado
y depositado en un museo.
•
Teoría Evolución de las especies por Selección Natural (Darwin &
Wallace, 1859)  Aportó las bases para un nuevo marco conceptual en
Sistemática.
•
1950-1960 - Tres “escuelas” de la clasificación:
- Fenética : utilizan exclusivamente relaciones de similaridad (que
miden y representan).
- Taxonomía Evolutiva : tratan de ser consistentes con las relaciones
de parentesco pero consideran la divergencia/similaridad.
- Sistemática Filogenética/Cladística o Cladismo:
exclusivamente relaciones de parentesco (filogenia).
4
utilizan
Sistemática cladística – Hennig 1950, auge desde los `70
•
Método más utilizado en la actualidad.
•
El estudio de la filogenia es una ciencia empírica basada en
evidencias
• Las filogenias se construyen basándose en
caracteres (rasgos particulares) compartidos.
4
Tipos de caracteres estudiados
• Se estudian los caracteres de los organismos:
morfológicos, fisiológicos, moleculares, cromosómicos,
etológicos, biogeográficos.
• El análisis filogenético busca en los organismos rasgos
compartidos que se han heredado de un ancestro común:
homologías
Problema  analogías: homoplasia (similitud aparente
resultado de evolución independiente)
4
Términos utilizados en las filogenias
• Caracteres plesiomórficos (plesiomorfías): rasgos que
estaban presentes en la especie ancestral y permanecen en
esencia sin cambio (caracteres primitivos).
Caracteres plesiomórficos compartidos por varios taxones =
simplesiomorfías.
• Caracteres apomórficos (apomorfías): son los que no
estaban presentes en la especie ancestral, sino que
aparecieron más recientemente (caracteres derivados).
Carácter apomórfico exclusivo de un taxón determinado es una
autapomorfía y si es compartido por varios taxones se llama
sinapomorfía.
Definiciones relativas.
4
Origen y evolución de los animales
5
Origen:
•
•
5
Teoría colonial
Origen colonial a partir de los coanoflagelados. Dicha teoría se ve
avalada tanto por datos moleculares (ARN ribosómico) como
morfológicos. El antecesor de los metazoos sería una colonia hueca y
esférica de dichos flagelados.
Origen:
•
•
5
Teoría simbiótica.
Una segunda hipótesis contempla la posibilidad que diferentes
Protistas se hubiesen asociado simbióticamente originando un
organismo pluricelular. Este es el origen que se presupone para las
células eucariotas a partir de células procariotas. No obstante, no
hay pruebas que respalden el origen simbiótico de los metazoos
Teoría de la Evolución
6
Fijismo y evolucionismo
Teorías preevolutivas
Hasta el s. XIX los seres vivos son considerados inmutables;
Han existido siempre de la misma manera, sin sufrir cambios
6
Fijismo y evolucionismo
Algunos fijistas destacados:
• Carlos Linneo (1701-1778)
• Georges Cuvier (1769-1832)
• Louis Pasteur (1822-1895)
6
 TEORÍAS PREEVOLUTIVAS:
 CATASTROFISMO:
 G. Cuvier (1769-1832), estudiando una gran cantidad de
fósiles dedujo que había especies que desaparecían, se
extinguían, lo cual implicaba cambios que contradecían al
fijismo; como él era fijista, pensó que las especies aparecían
sobre la Tierra y se mantenían durante mucho tiempo sin
sufrir ningún cambio hasta que se producía una gran
catástrofe que las hacía desaparecer, tras lo cual aparecían
nuevas especies que volvían a desaparecer en otra catástrofe y
así sucesivamente.
6
Fijismo y evolucionismo
Catastrofismo (relacionado con la religión católica, e.g. diluvio
universal). Este paradigma estuvo en vigor durante los siglos XVII y
XVIII.
6
Fijismo y evolucionismo
Teorías evolutivas
Lamarckismo, Darwinismo, Teoría sintética o neodarwinismo.
Explican la sorprendente variedad de seres vivos como el resultado de un
proceso de cambio que los transforma y origina organismos nuevos.
A partir de un antecesor aparecen nuevas especies por sucesivas
modificaciones.
6
Teorías evolutivas
Lamarckismo:
•Las especies actuales provienen de especies primitivas, hoy
extinguidas, que han sufrido modificaciones sucesivas.
• Para Lamarck estas transformaciones se deben a que cuando
cambian las condiciones ambientales, los seres vivos desarrollan
caracteres que les ayudaban a vivir mejor (Adaptaciones).
•Esos caracteres se transmiten a sus descendientes, apareciendo
especies nuevas; es lo que llama la Herencia de los caracteres
adquiridos
6
6
Teorías evolutivas
Darwinismo:
Charles Darwin
En 1831, poco después de
haber dejado Cambridge,
se le ofreció que tomara
parte como naturalista en
la expedición del barco
explorador de la Armada
Inglesa Beagle. Esta oferta
cambió su vida
6
Darwinismo (segunda mitad del s. XIX)
 En las poblaciones de los seres vivos hay mucha
variedad y las diferencias pueden ser
anatómicas, fisiológicas o de comportamiento.
 Nacen más individuos de los que logran
sobrevivir.
 Es decir, existe entre los individuos de una
misma especie una competencia por el espacio y
el alimento, “lucha por la supervivencia”.
6
Darwinismo (segunda mitad del s. XIX)
 Los individuos cuyas variaciones les permiten
sobrevivir mejor se ven favorecidos, “selección
natural”.
 Los supervivientes, al reproducirse dan origen a
las siguiente generación, las variaciones más
favorables se transmiten a los descendientes.
6
Teorías evolutivas
Darwinismo:
Variabilidad intraespecífica.
Los individuos de una especie no son exactamente
iguales entre sí, presentando pequeñas variaciones.
Estas variaciones surgen en forma fortuita y son
transmitidas a los descendientes.
6
¿Qué es la biodiversidad?
•
Contexto ecológico: Norse (1986) y los 3 niveles de biodiversidad
1) Genética
6
Teorías evolutivas
Darwinismo:
Superproducción
La fecundidad de la naturaleza lleva a que nazcan más individuos de los
que el ambiente puede sostener. En consecuencia, se establece una lucha
por la existencia, donde muchos mueren en forma precoz.
6
6
Teorías evolutivas
Darwinismo:
Selección natural
Los individuos con variaciones favorables tienen más
probabilidades de sobrevivir y de reproducirse con mayor frecuencia.
Como resultado, en las siguientes generaciones habrá mayor proporción
de individuos con variaciones favorables que aquellos con variaciones
desfavorables, que tienden a desaparecer.
6
Biston betularia
6
Biston betularia
6
6
Teorías evolutivas
Darwinismo:
La acumulación de variaciones favorables a lo largo del tiempo conduce
a la transformación de una especie en otra. (Microevolución &
Macroevolución)
6
Teorías evolutivas
Neo - Darwinismo:
¿Cuál es el mecanismo de este proceso?
6
Neodarwinismo
 Posterior a los descubrimientos de Mendel.
 La evolución se produce por:
 Variabilidad genética:
 existencia de una gran abundancia de genotipos diferentes
dentro de una población.
 Aparecen nuevos caracteres que son hereditarios
 Obtenidas aleatoriamente por mutaciones
 Por recombinación genética en la reproducción sexual.
6
Neodarwinismo
 Posterior a los descubrimientos de Mendel.
 La evolución se produce por:
 Selección natural:
 Elimina las combinaciones génicas menos adaptadas
 Favorece las más adaptadas.
 Los factores ambientales también cambian por lo que los
individuos mejor adaptados también cambiarán.
6
Teorías evolutivas
Neo - Darwinismo:
¿Cuál es el mecanismo de este proceso?
Gregor Johann Mendel describió, por
medio de los trabajos que llevó a cabo con
diferentes variedades del guisante o
arveja (Pisum sativum), las hoy
llamadas leyes de Mendel que rigen la
herencia genética.
6
El caso de la oveja de pata corta
En 1971, en la granja de Seth Wrigth, en Nueva Inglaterra nació un
carnero atípico…. tenía patas cortas y torcidas
6
6
Esto le hizo pensar a Seth que si estas patas cortas se podían heredar, él sería
capaz de criar un rebaño entero de ovejas de pata corta. Entonces no necesitaría
poner vallas tan altas alrededor de su granja y gastaría menos dinero en
materiales
6
Seth utilizó el carnero para criar. Dos de las crías tenían
patas muy cortas y torcidas
6
Cruzando a estas dos ovejas, Seth obtuvo un rebaño
entero de este tipo: la raza Ancon
6
Un nuevo gen,una nueva raza
Seth tuvo suerte. La causa de que el
carnero tuviera patas cortas era un
gen cambiado: una mutación
El carnero transmitió la
mutación a algunas crías y por
lo tanto éstas también tenían
patas cortas
Al cruzar este tipo de ovejas
entre sí, Seth creó finalmente
un rebaño completo de ovejas
de pata corta. La raza Ancon.
Nunca hubiera podido hacer
un rebaño como el de la
ovejas Ancon si se hubiera
limitado a cruzar las ovejas
que en su rebaño primitivo
tenían las patas más cortas
6
Las teorías evolucionistas
6
¿Cómo se sustenta la Teoría de la Evolución?
6
Pruebas de la evolución
6
1.- Paleontológica
Demuestra la existencia de un proceso de cambio, mediante la presencia
de restos fósiles de flora y fauna extinta y su distribución en los estratos
geológicos.
6
Pruebas paleontológicas
•
El reconocimiento de que existieron organismos ya desaparecidos,
diferentes a los actuales, constituye una prueba fundamental del hecho
evolutivo.
– Serie filogenética del caballo: en su tendencia evolutiva se observa un incremento
del tamaño, una reducción del número de dedos y un aumento progresivo del la
superficie de masticación de los molares.
– Serie filogenética del cráneo de los homínidos.
– Seres que han evolucionado poco o nada ofrecen una información extraordinaria
sobre las condiciones de vida de sus antepasados: celacanto, araucaria y tuátara.
– Fósiles que muestran características de dos grupos actuales diferentes. Ejemplo:
Archaeopteryx lithographica, prueba de la relación entre aves y reptiles.
Pruebas paleontológicas. Series filogenéticas
2. Pruebas morfológicas
•
•
•
6
Las distintas especies de cada grupo de seres vivos mantienen una
organización básica semejante que pone de manifiesto su origen
común.
Por ejemplo los animales vertebrados comparten modelos de
organización:
– Poseen columna vertebral formada por vértebras separadas,
desde peces a mamíferos.
– Extremidades.
Es básico diferenciar entre órganos homólogos, órganos
análogos y órganos vestigiales.
Órganos homólogos
• Teniendo el mismo origen se usan para distintas
funciones.
• Estos órganos constituyen una prueba de la evolución
divergente o radiación adaptativa, que se da cuando se
producen distintas especies a partir de un antecesor
común , adaptadas a distintos modos de vida.
6
Tienen los mismos huesos pero distinta función:
nadar y volar
6
6
Divergencia evolutiva: fenómeno por el cual los seres vivos modelan sus
órganos según su modo de vida, el ambiente en el que están…
6
Órganos análogos
• Teniendo un origen distinto, se utilizan para
cometidos semejantes, por lo que muestran grandes
similitudes.
• Constituyen prueba de la evolución convergente, en
la que seres vivos no emparentados adoptan una
solución morfológica parecida.
6
Alas de insectos y aves empleadas para el vuelo
6
Convergencia adaptativa: fenómeno por el cual los seres vivos
repiten diseños y fórmulas que han tenido éxito
6
Órganos vestigiales
• Aquellos que han perdido su función inicial y sólo
aparecen a modo de reliquia.
• En ocasiones tienen funciones diferentes.
– Alas traseras de las moscas les sirven de equilibrio.
– Alas del avestruz.
– Apéndice, reliquia de antepasados herbívoros que debían
aprovechar al máximo el escaso valor nutritivo de los vegetales.
6
3.- Biogeografía
El hecho de que no exista una presencia uniforme de especies en todo el planeta, es
una prueba de que las barreras geográficas o los mecanismos de locomoción o
dispersión han impedido su distribución, a pesar de que existen hábitat apropiados
para su desarrollo
6
Pruebas biogeográficas
•
Las barreras geográficas logran un aislamiento de las poblaciones que
permite la evolución, por separado, de cada una.
•
El resultado final es la formación de especies distintas. Avestruz, ñandú,
emú
•
La existencia de especies terrestres semejantes aunque no idénticas unidos
en el pasado y hoy separados se explican suponiendo una evolución
divergente en cada continente a partir de un antecesor común. Ejemplo:
marsupiales.
4.- Embriología
En todas las especies se encuentran características ancestrales similares en el
desarrollo embrionario, y que desaparecen durante dicho proceso. Por este
hecho, Ernst Haeckel enunció en 1866 la teoría de la recapitulación que se
resume en: la ontogenia es una recapitulación de la filogenia, es decir, la
ontogénesis o desarrollo individual, es un compendio de la filogénesis o
desarrollo histórico de la especie
6
5 . Pruebas bioquímicas
•
Por último, las pruebas más recientes y las que mayores posibilidades
presentan, consisten en comparar ciertas moléculas que aparecen en todos
los seres vivos de tal manera que esas moléculas son tanto más parecidas
cuanto menores diferencias evolutivas hay entre sus poseedores, y al revés;
esto se ha hecho sobre todo con proteínas (por ejemplo proteínas de la
sangre) y con ADN.
•
EJEMPLO: comparación de la proteína insulina en distintos animales, la
secuencia de aminoácidos.
5.- Bioquímica comparada
Las homologías de carácter bioquímico que constituyen una de las
características más destacables de la escala evolutiva. Ejemplo: la
hemoglobina de los eritrocitos sólo se diferencia en 12 aminoácidos entre
un humano y un chimpancé; básicamente presenta la misma estructura
en todos los vertebrados.
6
6.- Domesticación
Ejemplos varios de aplicación del principio de selección, no ya natural, de
caracteres “favorables”
6
Filogenia y clasificación de los
metazoa
7
Historia de la clasificación
•
Comenzó con Aristóteles - clasificación que estuvo vigente durante
2000 años. Clasificación dicotómica; clasificó a los animales como
ya se vio anteriormente.
•
Linneo (1707-1778) - sistema de clasificación jerárquico:
ordena los organismos en una serie ascendente de grupos incluidos
unos en otros en sucesión siempre creciente.
La clasificación jerárquica obedece a características particulares de
los seres vivos
Sistemática
•
•
•
Disciplina científica que estudia la diversidad de los seres vivos e
intenta construir un sistema ordenado de clasificación de los
organismos.
El principal objetivo es reconstruir la filogenia que relaciona entre si
a todas las especies actuales y extintas.
Estas relaciones son visualizadas como árboles o hipótesis evolutivas
(filogenias).
Las clasificaciones son hipótesis.
• Taxonomía es la ciencia que se encarga de nombrar y clasificar los
organismos; establece las reglas de una clasificación (taxis: arreglo,
nomia: ley).
Sistemática
7
Las categorías principales o taxones en las que se agrupan los
organismos fueron dotadas de rango taxonómico.
Reino
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie – unidad básica de la clasificación biológica
Nomenclatura binominal  cada especie tiene un nombre en latín
compuesto por dos palabras escritas en letra cursiva, la primera palabra con
mayúscula es el nombre del género, la segunda es el epíteto específico, en
minúscula.
Ej ñandú: Rhea americana
• Sistemática Cladística: Método más utilizado en la
actualidad
• Método riguroso de reconstrucción filogenética con
organismos actuales.
• El estudio de la filogenia es una ciencia empírica basada
en evidencias (caracteres homólogos).
7
Cladograma
7
•
Árbol filogenético con dicotomías, el cual muestra un punto de
divergencia a partir de un ancestro común.
•
Cada rama, o clado, muestra una especie ancestral y su decendencia, o
sea, un grupo monofilético.
•
La especie actual en el árbol está representada por un nodo terminal.
Cada cladograma expresa una hipótesis.
Cladograma
Clado
Nodo terminal
Nodo
Ancestro común
7
Clasificaciones de la vida
•
Aristóteles
•
2 reinos: Animal y Vegetal
7
Clasificaciones de la vida
•
Ernst Haeckel (1866)
•
Reino Protista: todos los organismos unicelulares.
7
• 1956 – Herbert Copeland (1902-1968) – reino Monera:
organismos procariotas o procariontes.
 1969 – Robert Whittaker (1924-1980)
Sistema de 5 reinos:
Monera
Protista (Protoctista)
Fungi
Plantae
Animalia.
1990 – Woese, Kandler y Wheelis - datos moleculares
3 dominios monofiléticos por encima del nivel de reino:
Bacteria: bacterias verdaderas
Archaea: otros procariotas, separados de bacterias por la estructura de la
membrana y la secuencia de ARN ribosómico
Eukarya: todos los eucariotas. Relaciones entre principales linajes no está clara.
Los animales en
las diferentes
eras
5
Animales de Burguess Shale, Columbia Británica, Canada
Marrella
5
Opabinia
5
Wiwaxia
5
Anomalocaris
5
Hallucigenia
5
Haikouichthus
5
5
Endoceras
5
Ordovícico Medio (445 MA)
5
Dunkleosteus
5
Acanthostega
5
Devónico tardío (370 MA)
5
Cotylorhynchus, Ophiacodon, Varanops
5
Fines del Pérmico (250 MA)
5
Cynognathus
5
Fines del Triásico (250 MA)
5
Carnotaurus sastrei
5
Archeopteryx
5
Fines del Cretácico (65 MA)
5
?
Reciente (0 MA)
5
Hoy:
Acanthocephala, Acoelomorpha, Annelida,
Arthropoda, Brachiopoda, Bryozoa, Chaetognatha,
Chordata, Cnidaria, Ctenophora, Cycliophora,
Echinodermata, Echiura, Entoprocta, Gastrotrichia,
Gnathostomulida, Hemichordata, Kinorhyncha,
Loricifera, Micrognathozoa, Mollusca,
Monoblastozoa, Myxozoa, Nematoda,
Nematomorpha, Nemertea, Onychophora,
Orthonectida, Phoronida, Placozoa, Platyhelminthes,
Pogonophora, Porifera, Priapulida, Rhombozoa,
Rotifera, Sipuncula, Tardigrada y Xenoturbellida
5
Grupos megadiversos
370,000 species
Coleoptera:: 370,000 spp
Coleoptera
spp..
5
Grupos megadiversos
Hymenoptera:: 198,000 spp
Hymenoptera
spp..
5
Grupos megadiversos
Lepidoptera:: 165,000 spp
Lepidoptera
spp..
5
Grupos megadiversos
Araneae:: 34,000 spp
Araneae
spp..
5
Grupos megadiversos
Gastropoda:: 80,000 spp
Gastropoda
spp..
5
…más números
Vertebrata:64,000 spp
spp..
5
5
15,000 sp terrestres/año
70% insectos
Rhynchocyon udzungwensis (2008)
5
Mirza zaza (2005)
5
1,635 sp
sp/año
/año
5
Los océanos cubren el 71 % de la
superficie de la Tierra
• Mas del 50% de la superficie del planeta se encuentra
mas allá del borde de la plataforma continental
5
Dinochelus ausubeli (2010)
5
Hydrolagus mccoskeri (2006)
5
3
Gracias por su atención!