GUIA PARA EL EXAMEN DE BIOLOGIA CUARTO PARCIAL I. Instrucciones: Cada uno de los siguientes temas fueron desarrollados con un contenido mínimo para estudiar; deberás estudiar el siguiente material. EVOLUCION DE LAS BALLENAS Los cetáceos, titánicos habitantes de los mares, no siempre habitaron en ellos. Para hablar del origen de las ballenas, debemos remontarnos entre 55 y 34 millones de años atrás, en el Eoceno. Sus antepasados fueron artiodáctilos anfibios. Un artiodáctilo anfibio que existe hasta hoy día es el hipopótamo, y es que originalmente, las ballenas estuvieron emparentadas con ellos, chanchos, vacas y ciervos. Los antepasados de la ballena se acostumbraron cada vez más al hábitat acuático, hasta que con el correr de los milenios, fueron adaptando su cuerpo al nuevo entorno, hasta convertirse en las enormes criaturas de hoy día. PAKICETUS Descendiente del género mesonychidae, era similar a un lobo actual y el antepasado más antiguo de las ballenas. Los científicos aseguran que lo es debido a la estructura de su oído, propio de la ballena. Sus dientes, triangulares y aserrados, constituyen otra de las características cetáceas. Este animal comenzó a alimentarse de peces en las costas. Debido a su morfología terrestre, fue un torpe nadador y presa fácil de cocodrilos y tiburones. Se piensa que por esta razón, aguardaba agazapado a sus presas. AMBULOCETUS Sus hábitos y apariencia, recuerdan a la de un cocodrilo, de 3 metros e híbrido con lobo. A partir de esta especie es notoria la transición entre un pequeño mamífero a un corpulento animal de hábitos más bien acuáticos, ya que sus patas estaban adaptadas para la natación. Cazaban desde el agua cual cocodrilos y nadaban vertical y ondulatoriamente como nutrias y ballenas modernas. Perdió los oídos externos. RODHOCETUS Vivió hace 47 millones de años. Medían entre 1,5 y 5 metros. Al igual que el ambulocetus, sus hábitos eran mas bien acuáticos, sin embargo, esta especie salía a tierra firme para tener sus crías. Su fuerte cola funcionaba como timón y sus patas traseras como motor de nado. Sus descendientes tendrían los orificios nasales cada vez más arriba de la cabeza; en cuanto al comportamiento, se adentrarían cada vez más al mar, volviéndose animales exclusivamente marinos, convirtiéndose en animales hidrodinámicos y cada vez más corpulentos. BASILOSAURIO "Reptil rey". Con sus 18 metros de largo y su dieta depredadora, el basilosaurio fue uno de los terrores de los mares, hace 38 millones de años. Su monstruoso aspecto recuerda al de las temibles criaturas marinas narradas en las leyendas de los marineros, incluso los critpozoologos creen que algunas especies pudieron sobrevivir a la extinción, como por ejemplo el famoso Nessie (que también se dice que puede ser un plesiosaurio). Presentaban una mandíbula bien desarrollada (a diferencia de las ballenas modernas), con 44 dientes bien afilados y agrupados en dos filas, los de adelante cazaban y los de atrás desgarraban la carne. Sus patas delanteras eran aletas, parecidas a la de las focas, mientras que sus patas traseras, de apenas 60 cm, iban siendo cada vez menos útiles. Carecían de "melón", órgano de ecolocalización de los cetáceos. Su hábitat era exclusivamente acuático y se han hallado fósiles suyos en lugares tan distantes como EE.UU. y Medio Oriente. Al carecer de espiráculo (orificio por donde respiran las ballenas), el basilosaurio debía sacar la cabeza entera del agua, para inhalar grandes bocanadas de oxígeno. Cambios físicos y ambientales en los océanos, producen la aparición de los misticetos, ejemplo: ballena-el término correcto para esta especie sería rorcual-azul. La ballena azul mide alrededor de 27 metros, ostentando el récord del animal más grande del mundo. Los misticetos son las ballenas barbadas, que se alimentan mediante filtración, principalmente de krill. Aparecieron hace como 15 millones de años.Y hace alrededor de 5-8 millones de años, aparecieron los odontocetos o "ballenas con dientes", ejemplo: la orca. Los cetáceos modernos, como características vestigiales, conservan el hueso pélvico coxal. También lo que por fuera se ven como aletas delanteras, por dentro se distinguen dedos, herencia de sus primitivos antepasados. EVOLUCION DEL OSO POLAR A pesar de que el oso polar entra en la categoría de ser un oso, hay evidencia científica que demuestra que se ha convertido en una especie definida por su cuenta. Esto se debe a que hay muchas diferencias entre ellos y otros osos. La profundidad de esta investigación continúa, debido a los muchos elementos de los osos polares de los cuales aun no se conoce lo suficiente. Se cree que el oso pardo es una especie con la que está más estrechamente relacionado. Teniendo como base los datos que se tienen de los inicios de los osos pardos, los osos polares son más pequeños de lo que eran ellos en el pasado. Se cree que esto tiene que ver con los cambios físicos que tuvieron lugar en sus cuerpos para ser capaces de adaptarse mejor a su supervivencia en el agua. Tal vez como se encontraron con menos alimentos para consumir no crecieron mucho. La genética que vincula a los osos polares con los anteriores indica que estos últimos fueron no solo más grandes en tamaño, sino también que no vivieron tanto tiempo como lo hacen hoy los osos polares. Una de las principales diferencias evolutivas entre el oso polar y otros tipos de osos es dónde reside. Cuando el oso polar fue descubierto resultó muy peculiar viviera es zonas extremadamente frías del mundo. Hay pruebas que sugieren que hace más de 38 millones de años comenzó el proceso de evolución que separó por siempre al oso polar de los otros osos encontrados alrededor del mundo. La investigación científica que se ha realizado sobre el tema, incluyendo el ADN, indica que esa es la familia de la cual se derivan los osos polares. Esto se basa en la información que se tiene a partir de restos de osos polares que son aproximadamente de 100.000 años. Esos son los restos más antiguos que hasta ahora han sido descubiertos. La teoría de la mayoría de los investigadores acerca de la evolución del oso polar es muy interesante. Ellos creen que un número importante de osos pardos se aisló del resto de la población durante un período de tiempo en partes del mundo que estaban cubiertas de hielo. Por tanto, estos osos pardos evolucionaron para adaptarse y sobrevivir en el medio ambiente en el que se quedaron. Uno de los cambios más significativos que se han observado se produjo en los osos polares hace unos 20.000 años atrás. Esto tiene que ver con el tamaño y la forma de sus molares. Son muy diferentes en comparación con las de la especie oso pardo. Les permiten atrapar a través del hielo, a luchar entre sí para reproducirse, y matar a sus presas de forma rápida y sencilla. Un hecho sorprendente para los expertos a considerar es que los osos polares no hibernan, solo las hembras que están embarazadas, pero no es un estado de sueño constante. Se cree que estos osos evolucionaron a partir de la necesidad de hibernar. Son capaces de sobrevivir en un estado de vigilia gracias a las capas de grasa debajo de la piel. Otros tipos de osos hibernan, debido a la falta de alimentos en ciertas épocas del año. Sin embargo, eso no es un problema para el oso polar. El hecho de que los osos polares han sido capaces de evolucionar durante millones de años es muy impresionante. Ahora están en la parte superior de la cadena alimenticia, y eso los convierte en una parte muy importante de nuestro mundo. Habrá muchas especies que lucharán por su propio alimento y el hábitat natural. Afortunadamente los osos polares tendrán los factores adicionales de evolución que necesitan para sobrevivir durante millones de años. EVOLUCIÓN DE LOS REPTILES Los reptiles se encuentran entre los grupos de animales terrestres más antiguos. Los primeros reptiles tal como los conocemos actualmente evolucionaron de los anfibios unos 250 a 300 millones de años atrás, y proliferaron rápidamente hasta convertirse en las criaturas terrestres más comunes de su tiempo. Los reptiles primitivos tenían probablemente mucho en común físicamente con los que existen en la actualidad, con pieles finas e impermeables que los ayudan a retener la humedad, y huevos acorazados que pueden desarrollarse en ambientes secos. Estas adaptaciones los ayudaron a completar sus ciclos vitales enteros en la tierra en vez de en el agua, lo que tuvo como resultado que fueran capaces de colonizar rápidamente casi cualquier ambiente terrestre. Los reptiles que hoy en día conocemos representan un ejemplo muy pequeño de aquellas criaturas primitivas, la mayoría de las cuales evolucionaron con rapidez en otras direcciones. Los registros fósiles muestran por ejemplo que los dinosaurios y sus parientes eran descendientes de los reptiles primitivos, y no al revés. Con el tiempo, los grupos de reptiles se diversificaron, registrándose la presencia de reptiles parecidos a los mamíferos comparativamente pronto en los archivos fósiles. EVIDENCIAS DE LA EVOLUCION La teoría de la evolución se basa en una serie de pruebas aportadas por diferentes disciplinas científicas y que infieren que todos los seres vivos actuales son el resultado de la evolución. Paleontología. Examina las pruebas de la existencia de seres vivos en el pasado basándose en el estudio comparativo de fósiles. Numerosas formas fósiles indican puentes entre dos grupos de seres, como en el caso del Archaeopteryx que es una forma intermedia entre reptil y ave. También se puede dar una serie transicional entre varios fósiles de un organismo que vivió en el pasado hasta la forma actual, el caballo es uno de los ejemplos más documentado. Archaeopteryx: se pronuncia: Ar keop térix, Arqueo= antiguo, pterón= ala Biogeografía. Muchas de las especies actuales se originaron como consecuencia de un aislamiento geográfico. Por lo tanto, la distribución actual de las especies está en relación directa con su punto de origen geográfico y evolutivo. Esto explica las similitudes y diferencias existentes entre los mamíferos de África, América y Australia. La flora y fauna en las islas oceánicas es parecida a la de la porción continental más próxima. En las islas Galápagos, las especies de plantas y animales son endémicas, sin embargo se parecen a las especies de la costa sudamericana. Anatomía. Diferentes especies presentan partes de su organismo constituidas bajo un mismo esquema estructural Se usa la comparación de la estructura y el desarrollo embrionario de los organismos para establecer el grado de parentesco evolutivo entre los grupos. La anatomía comparada se apoya en tres herramientas principales: órganos homólogos, análogos y vestigiales o rudimentarios. Órganos homólogos. Órganos que tienen la misma estructura interna pero con diferentes funciones. Aquellos grupos que se han desarrollado recientemente a partir de un ancestro común presentan una estructura y un desarrollo embrionario más parecido que los presentados en grupos de origen diferente. La presencia de órganos homólogos es una fuerte evidencia evolutiva entre los miembros de un grupo dado. Por ejemplo, las extremidades de los vertebrados son estructuras homólogas, cada una consta casi de los mismos huesos, músculos, nervios e inervación. Órganos análogos. Órganos con la misma función pero con diferente estructura y con un origen embrionario diferente. Por ejemplo, el ala de un ave y el ala de la mosca, las patas de los insectos y las extremidades de los vertebrados. Órganos vestigiales. Órganos que perdieron su función y que muestran los distintos cambios producidos en su cuerpo como resultado de las adaptaciones evolutivas. El hombre tiene muchas estructuras vestigiales: el apéndice, los músculos de la nariz y las orejas, la membrana nictitante de los ojos, las muelas del juicio, el vello corporal, el pezón en el varón, segmentación del músculo abdominal y el cóccix (es un remanente de la cola). En animales, las patas traseras vestigiales de ballenas y pitones el tobillo vestigial de los huesos de la pierna del caballo y las alas vestigiales de avestruces y pingüinos. Embriología. En todas las especies se encuentran características ancestrales similares en el desarrollo embrionario, y que desaparecen durante dicho proceso. Por ejemplo, las etapas iniciales de todos los embriones de mamíferos son muy parecidas a las de peces, anfibios y reptiles. Bioquímica. Los organismos presentan similitudes y diferencias químicas que establecen una correlación de parentesco entre sí. Por ejemplo, la secuencia de aminoácidos en las cadenas a y b de las hemoglobinas de distintas especies de primates muestra considerables similitudes y también diferencias específicas; así que la hemoglobina humana es muy parecida a la del chimpancé (se diferencia por 12 aminoácidos) y menos similar a la de otros monos menos avanzados, lo que indica su relación evolutiva. Otro ejemplo son las hormonas de vertebrados que son tan parecidas, que a menudo pueden intercambiarse, constituyendo, por lo tanto, pruebas de similitudes fundamentales endocrinas entre los vertebrados. Genética. Con las modernas técnicas en biología molecular es posible estudiar la evolución en el nivel más íntimo en que se produce: el DNA. En analogía a las pruebas bioquímicas, existe una correlación entre las secuencias de nucleótidos de los genes en especies emparentadas, la diversificación de la secuencia de aminoácidos es el resultado de los cambios en las bases del DNA a través del tiempo. Las mutaciones pueden producir efectos, grandes o pequeños, eventualmente benéficos, pero predominantemente nocivos, básicamente aquellos que determinan cambios marcados. El número y estructura de los cromosomas es similar en especies relacionadas y pueden estudiarse mediante técnicas citológicas. El DNA contiene información sobre la historia evolutiva del organismo, debido a que los genes cambian por las mutaciones. Dado que la evolución tiene lugar paso a paso, el número de sustituciones en el DNA refleja la duración del período evolutivo correspondiente. Si comparamos dos organismos, como el hombre y el chimpancé, y observamos que el número de diferencias de su DNA es menor que el que hay entre cualquiera de ellos y el orangután, podemos concluir que la divergencia entre estas dos especies es más reciente que entre ellas y el orangután. Es decir, el número de diferencias en las cadenas de DNA o de proteínas es proporcional a la distancia evolutiva existente entre las especies correspondientes. ANTROPOGENESIS La evolución humana o también hominización se define como el proceso de transformación de la especie humana desde sus ancestros hasta hombre actual. El estudio de dicho proceso es una búsqueda interdisciplinaria en la que se aúnan conocimientos procedentes de ciencias como la antropología física, la lingüística y la genética. -El hombre es menos veloz que un caballo, menos poderoso que un oso; Tiene la vista, el oído y el olfato menos desarrollados que un perro o un gato. Sin embargo, controla el planeta: muchos investigadores creen que ha sido el desarrollo del cerebro y de las manos lo que ha permitido llegar a ese control. ANCESTRO COMUN DE HOMINIDOS Y SIMIOS Del tronco común de los primates, surgieron dos ramas: la de los grandes simios, como el gorila, el chimpancé y el orangután y la de los homínidos. De la evolución de los homínidos surge el hombre actual homo sapiens sapiens LOS AUSTRALOPITHECUS (“MONOS DEL SUR”): apareció hace algo más de 4 millones de años. La mayor novedad aportada por los australopitecos es que se desplazaban de manera bípeda. El tamaño de su cerebro era similar al de los grandes simios actuales. Vivían en las zonas tropicales de África, alimentándose de frutas y hojas es decir que poseían una dieta especializada. Se conocen varias especies fósiles. LUCY (AL-288): es el esqueleto de un hominido perteneciente a la especie Australopitecus afarencis , de 3,5 millones de años, descubierto por el estadounidense Donald Johanson el 24 de noviembre de 1974 a 150 km de Adis Abeba, Etiopia. HOMO HABILIS (HOMBRE HÁBIL): el primer fabricante de herramientas de piedra). Vivió aproximadamente desde 2,5 hasta 1,44 millones de años antes del presente, al comienzo del Pleistoceno. El descubrimiento de esta especie se debe a Mary y Louis Leakey, quienes encontraron los fósiles en Tanzania, África, entre 1962 y 1964. Está generalmente aceptado que Homo habilis es la primera especie del género Homo. Su nombre significa "hombre habilidoso" y hace referencia al hallazgo de instrumentos líticos confeccionados por éste. Se han realizado estudios detallados de los restos óseos de sus manos para verificar si realmente sería posible que este Homo los hubiera realizado. Los científicos concluyeron que era capaz de prensión de agarre para realizar las manipulaciones necesarias en la fabricación de utensilios de piedra. HOMO ERECTUS, “HOMBRE ERGUIDO", ERECTO , DERECHO" Vivió entre 1,8 millones de años y 300.000 años antes del presente (Pleistoceno inferior y medio). Los H. erectus clásicos habitaron en Asia oriental (China ,Indonesia). En África, se han hallado restos fósiles afines que con frecuencia se incluyen en otra especie, Homo ergaster ; también en Europa diversos restos fósiles han sido clasificados como H. erectus, aunque la tendencia actual es a reservar el nombre H. erectus para los fósiles asiáticos. El gran descubrimiento del Homo Erectus fue el fuego. El gran avance fué, más exactamente, la DOMESTICACION del fuego, ya que éste existía en su forma natural (incendios, volcanes, etc.). En principio forma hostil, el hombre lo capturó, conservó y reprodujo. Se sirvió de él para calentarse, asar alimentos, lo convirtió en el "hogar": centro de la vida social y elemento integrado en el entorno humano. Con el fuego aparecen los primeros campamentos organizados, al aire libre o en cuevas. Este es el origen del verdadero cambio psicológico de la humanidad y del desarrollo de estructuras sociales. HOMO NEANDERTHALENSIS El Hombre de Neandertal (Homo neanderthalensis) es una especie del genero Homo que habito Europa y partes de Asia occidental desde hace 230.000 hasta 29.000 años atrás, durante el Pleistoceno medio y superior y culturalmente integrada en el Paleolítico medio. -Por su desarrollo cerebral, su género de vida y su capacidad inventiva, está más próximo del homo sapiens que del pitecántropo. Se le conoce desde mucho antes que sus predecesores, puesto que en 1856 los restos de un hombre de esta raza fueron descubiertos por unos obreros en los alrededores de Dusseldorf, en una cueva del valle de Neanderthal. El Neanderthaliano, hombre bajo pero fuerte, de piernas cortas, de potentes mandíbulas, cerebro grande, bien adaptado a climas extremadamente fríos, hábil en la confección de sus ropas de pieles de animales, habitó las grutas, cuevas y abrigos lo que ha sido muy favorable para el estudio de sus restos que se han conservado bastante bien. Debió de existir entre ellos una forma de enseñanza y esto exige un lenguaje. Practicó un culto a los muertos, lo que puede asimilarse a un sentimiento religioso o una idea de que todo no acaba con la muerte. Hay algo más que la vida terrestre. Es indudable que dedicaban al cadáver cuidados especiales, como el excavar una fosa rectangular para depositarlo en ella, o el colocar un ajuar a su lado compuesto por silex tallados, huesos de animales. HOMO SAPIENS - HOMBRE DE CRO-MAGNON El termino homo sapiens sapiens significa “hombre que piensa o hombre sabio. Llamado también hombre de Cro-Magnon, el antecedente directo del hombre actual. El Homo sapiens sapiens es una subespecie del Homo sapiens la única que aún sobrevive de todo el género Homo y de los Hominidos. Por lo tanto, sus parientes vivos más cercanos son los grandes simios, como el Gorila el chimpance o el Orangutan Durante la Tercera Glaciación surgieron las primeras formas de una nueva especie: el Homo sapiens. Con el tiempo se diferenciarían dos subespecies: el Homo sapiens neanderthalensis y el Homo sapiens sapiens. En Alemania se encontró la sub especie Homo neanderthalensis que habitó Europa y partes de Asia occidental desde hace 230.000 hasta 29.000 años atrás, durante el Pleistoceno medio y superior ,culturalmente integrada en el Paleolitico medio. 1- Homo Habilis. 2- Sapiens. 3- Hombre de las flores. 4-Homo Erectus. 5-Paranthropus. 6-Heidelbergensis .7Neanderthal El Homo sapiens se extendió por Europa, Asia y África. Era un cazador especializado y se adaptó con eficiencia al medio ambiente.. Hace unos 35.000 años en el paleolítico superior empezó a manifestar su superioridad cultural frente al hombre de Neandertal, al cual desplazo Hace unos 12.000 años, el Homo sapiens sapiens es la única especie viva del género Homo. Hasta hace poco, la biología utilizaba un nombre trinomial Homo sapiens sapiens para esta especie, pero más recientemente se ha descartado el nexo Filogenetico entre el Neandertal y la actual humanidad, por lo que se usa exclusivamente el nombre binomial. Homo sapiens pertenece a una especie de Primates los hominoideos. Evolutivamente se diferenció en Africa y de ese ancestro surgió la familia de la que forman parte los homínidos. Desde África los sapiens sapiens habrían avanzado hacia el Cercano Oriente (Palestina), alrededor de 100.000 años. A Europa estos hombres modernos habrían entrado hacia los 40.000 años; a Australia, entre los 40.000 y 50.000 años, y a América, un poco más tarde por diferentes rutas . El sapiens sapiens es el antepasado más directo de la actual Humanidad. Por lo tanto, posee una desarrollada cultura, que con el correr del tiempo se hizo cada vez más compleja. Tiene una anatomía igual a la nuestra y una gran capacidad cerebral (1350 cm3). Fue la especie que invadió todos los continentes y la que organizó su vida en variadas estructuras sociales, económicas y políticas.