temas 2

Dpto. Biología-Geología
Prof. Elena Díaz Pedroche
TEMAS 2.- ¿Qué nos hizo específicamente humanos?
El largo camino hacia el evolucionismo
•
¿Cuándo se separó nuestra rama evolutiva de la de los chimpacés?
•
¿Podían hablar los neandertanles?
•
¿Cuál fue el primer homínido?
•
¿Hubo alguna relación entre caminar erguido y el desarrollo cerebral o han sido
procesos independientes?
Estas son las preguntas que hoy nos hacemos. En todas ellas está implícita la idea de cambio
evolutivo. Todas parten del convencimiento de que los organismos actuales son diferentes a los
que hubo en el pasado y a los que habrá en el futuro. Se integran en el modo de interpretar la
naturaleza actualmente vigente, que se apoya en una de las teorías científicas más sólidamente
fundadas, la teoría de la evolución.
El fijismo
•
Hasta el siglo XIX, la mayoría de las personas, incluidos los científicos, pensaban que
todas las especies habían sido creadas tal y como son ahora.
•
Las especies eran pues especies inmutables.
La perspectiva fijista se caracterizaba por:
•
La visión antropocéntrica del mundo.
•
La idea de una Tierra de apenas 6000 años de antigüedad.
•
Algunas falsas evidencias del sentido común. Observaciones que se presentaban como
pruebas irrefutables, pero que sin embargo son erróneas.
Uno de los más ilustres defensores del fijismo fue George Cuvier.
•
•
•
Su trabajo como paleontólogo permitió conocer los fósiles y comprobar que entre ellos
había especies muy diferentes a las actuales.
Fue el primer científico en hablar de la extinción de las especies.
Para admitir la existencia de especies extintas, propuso una historia de la Tierra, en la
que se producían grandes catástrofres que suprimían la mayor parte de los seres vivos.
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•
•
•
Algunos filósofos griegos ya admitían que las especies biológicas cambiaban, pero hasta
el siglo XIX no se formuló una teoría más estructurada sobre la teoría de la evolución.
Fue Jean Baptiste de Monet, cabellero de Lamarck.
Consideraba que los seres vivos tenían una tendencia natural hacia la complejidad y el
progreso. La consecuencia de esta tendencia seria la transformación de las especies,
por eso su teoría se llamó transformismo o lamarckismo.
Lamarckismo
Las ideas básicas son:
•
Los organismos cambian necesariamente a los largo del tiempo.
•
Los cambios de las condiciones ambientales hacen que las especies cambien sus
hábitos y sus necesidades.
•
Los hábitos de los organismos determinan los cambios. De manera que si un órgano se
utiliza mucho se desarrolla, mientras que se atrofiará si no se usa. La necesidad podría
originar un nuevo órgano.
•
Los cambios así adquiridos serán transmitidos a la descendencia. La acumulación de
estos cambios originaría una especie nueva.
•
El lamarckismo se denomina también teoría de los caracteres adquiridos.
•
El error de esta teoría es que: las modificaciones corporales adquiridas por un individuo
a lo largo de su vida no se transmiten a la descendencia.
¿Qué heredan los hijos?
•
El origen de cualquier persona está en la célula huevo que se forma por la unión de un
espermatozoide del padre y el óvulo de la madre. Toda la información que los padres
transmiten a los hijos está encerrada en los gametos.
•
La información genética está registrada en el ADN (ácido desoxirribonucleico)
•
El ADN es una larga molécula de forma helicoidal que se encuentra en el núcleo de
todas las células, incluidas los gametos.
•
La información contenida en el ADN se llama genotipo.
•
Las características que tengamos dependerán de la interacción entre el genotipo y las
condiciones ambientales.
•
Las características observables de un individuo es el fenotipo.
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La revolución darwiniana
•
A los 22 años, Darwin se enroló como naturalista en el Beagle, un barco de la armada
británica en el que durante 5 años daría la vuelta al mundo.
•
La recepción de una carta del naturalista americano Alfred Wallace, en la que le
comentaba unas ideas evolucionistas similares a las suyas, fue lo que le empujó a
escribir El origen de las especies por selección natural.
Las ideas básicas de la teoría evolutiva de Darwin son:
•
Nacen más individuos de cualquier especie de los que pueden sobrevivir. Los recursos
del medio (alimento, refugio, etc) son siempre limitados.
•
Entre los individuos de cualquier especie existen variaciones o diferencias heredables.
•
Se produce una selección natural. Sobrevivirán aquellos que sean más aptos.
•
La población cambia gradualmente. Se reproducen los que sobreviven, y ellos
transmiten sus variaciones ventajosas.
Selección natural y adaptación
Para Darwin, en la naturaleza, hay una selección permanente pero quien la realiza es la
naturaleza.
Lamarck y Darwin hablaban de un proceso de adaptación al medio, pero el procedimiento de
adaptación que proponían eran totalmente distintos.
•
Para Lamarck el medio inducía en los organismos el tipo de cambio más adecuado. La
evolución sería finalista o teleológica, es decir la adaptación tendría un fin. El hábito
hace al órgano.
•
Para Darwin, el medio solo puede “elegir” las opciones más ventajosas. Es decir, la
adaptación no sería un acto voluntario del organismo, ni algo inducido por el medio,
sino seleccionado por el medio.
La naturaleza tiene criterios de cambio
•
El medio ambiente también se modifica. Puede hacerlo por consecuencia de un cambio
climático, o por la entrada de un depredador, parásito o competir que no existía antes,
o por muchas causas.
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•
Un cambio de este tipo supone una modificación del criterio de selección natural.
•
Ejemplo de la polilla.
•
Una población muy homogénea resulta más vulnerable a los cambios del medio que
otra que ofrezca mayor diversidad.
La evolución después de Darwin
•
El padre de la genética, Gregor Mendel, fue contemporáneo de Darwin. Pero sus
trabajos tuvieron poca difusión y se tardaría un siglo en ser reescritos.
•
El desconocimiento de la genética fue una de las dificultades con las que se encontró
Darwin, y le impidió explicar el origen de la variabilidad entre individuos.
•
A mediados del siglo XX, las propuestas de Darwin fueron enriquecidas y actualizadas
con los nuevos conocimientos de genética y otras ramas de la ciencia. El resultado fue la
teoría sintética de la evolución.
Teoría sintética. Neodarwinismo
Entre los autores de esta teoría está Theodosius Dobzhansky, las aportaciones más importantes
son:
•
La unidad evolutiva no es el individuo sino la población.
•
Población es el conjunto de individuos de la misma especie que viven en el mismo área.
•
La selección natural actúa sobre el acervo genético de la población o conjunto de genes
con todas sus variantes que existe en la población.
•
El origen de la variabilidad está en las mutaciones.
•
Se denomina mutación al cambio que se produce en el ADN. Estos cambios hacen que
los organismos portadores muestren alguna característica diferente (la variabilidad de
Darwin).
•
Las mutaciones son heredables.
•
Las mutaciones se producen al azar y pueden ser:
 Normalmente son perjudiciales para sus portadores, que serán eliminados por
selección natural.
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 Las hay beneficiosas y proporcionan alguna ventaja a sus portadores que
sobrevivirán y la transmitirán a sus descendientes.
 También hay mutaciones neutras, son aquellas que no producen ventajas ni
inconvenientes y pueden mantenerse en la población.
Gradualismo vs saltacionismo
•
Tanto la teoría de Darwin como la sintética son teorías gradualistas, es decir, sostienen
que los cambios evolutivos se producen como consecuencia de la acumulación lenta y
progresiva de pequeños cambios.
•
Para los paleontólogos Stephen Gould y Niels Eldredge los datos que proporciona el
registro fósil no encajan con el modelo gradualista. Ellos señalan que si l evolución fuera
gradual, el registro fósil estaría lleno de especies en permanente cambio y
encontraríamos numerosas formas intermedias entre una especie y la que se ha
originado a partir de ella.
•
Por el contrario, lo que muestra el registro fósil es que las especies suelen tener largos
periodos de estabilidad interrumpidos por períodos cortos en los que ocurren
numerosos cambios.
•
Desde este modelo, la evolución parece seguir un ritmo muy irregular, con fuertes
acelerones y paradas bruscas. Es lo que se conoce como teoría de los equilibrios
interrumpidos o saltacionismo.
•
Los árboles genealógicos se utilizan para representar el grado de parentesco de las
personas.
•
Los árboles filogenéticos se emplean para representar la procedencia y el grado de
parentesco entre especies o grupos de ellas.
Evo-devo
•
Entre los miles de genes que forman el genoma de un individuo existen jerarquías. Así
mientras que unos genes regulan pequeños detalles, hay otros que controlan grandes
decisiones.
•
Una mutación en un gen de la máxima jerarquía tendrá unos efectos muy importantes.
•
Estas ideas forman parte de una teoría evolutiva emergente que se conoce como evodevo (evolución y desarrollo).
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•
Esta teoría vendría a explicar los grandes saltos evolutivos de los que se habla en la
teoría de los equilibrios interrumpidos.
•
Tanto la teoría de los equilibrios interrum-pidos como la evo-devo explican la evolución
haciendo intervenir la variabilidad entre individuos y la selección natural. Son
darwinistas, pero no proponen un modelo gradualista, sino otro que además de
pequeños cambios graduales, puede explicar los grandes saltos evolutivos.
Cómo se originan nuevas especies
El proceso por el que a partir de una especie se forman dos o más se denomina especiación.
•
Dos poblaciones de la misma especie quedan separadas por una barrera geográfica,
como el mar o una alta cordillera, aislamiento geográfico.
•
Las dos poblaciones siguen una evolución independiente. En cada una de ellas se
producirán mutaciones.
•
La acumulación de diferencias entre ambas poblaciones y la selección natural
terminarán por originar dos especies distintas.
•
Entendemos que dos poblaciones pertenecen a especies diferentes si no son
interfecundas, de manera que los cruces entre individuos de una y otra población no
tienen descendencia o esta es estéril. Se dice, entonces, que entre ambas poblaciones
hay aislamiento reproductivo.
•
El aislamiento geográfico no es única causa de especiación.
•
Cualquier proceso que interrumpa de manera continua el cruce individuos de una
población y los de otras especies puede ser la causa de especiación.
•
El aislamiento reproductivo es el criterio que se utiliza para saber si dos poblaciones
son o no de la misma especie. Aunque este criterio ofrece dificultades de aplicación
para las especies fósiles e imposible para aquellas que solo se reproducen
asexualmente.
¿Es la evolución un hecho o una teoría?
•
“En biología nada tiene sentido si no es a la luz de la evolución”, señaló es padre de la
teoría sintética T Dobzhansky.
•
Un hecho es algo que está confirmado.
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•
Un hecho es explicado por una teoría, puede hacerlo mejor o peor, pero no puede
negar el hecho.
•
Es decir, aunque una teoría no explique bien un hecho, no anula ese hecho.
•
Los datos y los argumentos que se han aportado a favor de la evolución son tantos y tan
concluyentes que la evolución se considera un hecho histórico.
•
No hay debate sobre la existencia de la evolución.
•
Lo que se debate es el cómo se ha producido la evolución.
Datos y argumentos a favor de la evolución
•
El registro fósil. Los fósiles hallados permiten comprobar que a lo largo de la historia de
la Tierra las especies han aparecido y se han extinguido.
•
La anatomía comparada. Así sabemos si los órganos son homólogos o análogos.
– Órganos homólogos: órganos con el mismo origen, p ej.: extremidades de los
vertebrados terrestres.
– Órganos análogos: órganos con distinto origen, pero la misma función.
•
El desarrollo embrionario. Los embriones de un pez, un reptil, un ave y un mamífero
son muy parecidos en sus fases tempranas.
•
La biología molecular. Todos los seres vivos, desde las bacterias a la especie humana,
están constituidos por los mismos elementos químicos.
Hijos de África
•
En 1974 un grupo d paleontólogos encontraban en Afar (Etiopía) el esqueleto de un
homínido muy antiguo.
•
Lucy es el fósil de homínido más conocido.
•
Su nombre científico es Austroloputhecus afarensis, su edad es 3,2 m.a.
•
De sexo femenino, un poco más de 1 metro, caminaba erguida y un volumen cerebral de
400 cm3, similar al de los chimpancé.
¿Dónde encajan los humanos en la evolución?
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•
Poco después de la desaparición de los dinosaurios, ocurrida hace 65 m.a., se produjo,
una gran diversificación de los mamíferos, entre los que aparecen los primates.
•
Primates: mamíferos caracterizados por tener sus extremidades acabadas en 5 dedos
provistos de uñas planas y los ojos situados en posición frontal.
•
Hominoideos: grupo de primates que incluye a los simios antropomorfos (del griego,
ántrophos, persona, y morphé, forma), por ejemplo el orangután, los chimpancés, así
como a los homínidos, representados en la actualidad por una sola especie, Homo
sapiens.
•
Entre los homínidos se incluyen también formas fósiles como Homo neandrthalensis o
Australopithechus afarensis.
•
Los linajes de humanos y chimpancés se separaron hace unos 11 m.a., aunque la
separación definitiva fue hace 6,5 m.a.
Antepasados y parientes colaterales
•
La única especie de homínido viviente es Homo sapiens, a ella pertenecemos todos los
humanos actuales.
•
Existen solapamientos entre edades de las diversas especies de homínidos, es decir,
que la evolución de los homínidos no es una cadena lineal que empieza en
Australopithecus y termina en Homo sapiens, sino que constituye un árbol con muchas
ramas laterales.
•
Las especies más relacionadas con la actual son:
•
Homo habilis (“hombre diestro”): A esta especie pertenecer los primeros fósiles, vivió
en África. Capacidad craneal de 600 cm3, capaz d fabricar y utilizar herramientas talladas
por un solo lado.
•
Homo ergaster (“hombre trabajador”): Capacidad craneana entre 800 y 1000 cm3,
fabricaba herramientas de piedra talladas por ambas caras. A partir de ella,
probablemente, se originaron dos de las primeras especies de homínidos que se
extendieron fuera de África. H. erectus y H. antecesor.
•
Homo erectus (“hombre erguido”): era fuerte y robusto con una capacidad craneana
entre 800 y 1100 cm3. Fue un homínido explorador, salió de África y ocupó Asia y
Europa central.
•
Homo antecesor (“hombre pionero”): capacidad craneana entre 1000 y 1100 cm3. se le
considera el primer europeo. En la sierra de Atapuerca (Burgos) se ha hallado el
yacimiento de homínidos más importante de Europa.
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Para los investigadores de Atapuerca, H. antecesor sería el antepasado común de las dos
últimas especies de homínidos, H. sapiens y H. neanderthalensis.
•
Homo neanderthalensis: tenía una capacidad craneana de 1500 cm3, superior a la de H.
sapiens. Carecía de mentón, su frente era huidiza, y el hueso frontal se prolongaba
sobre los ojos formando un arco supraciliar prominente (como en los anteriores
homínidos). Tenía gran fortaleza física, era buen cazador y las herramientas que
fabricaba eran ya avanzadas (cultura musteriense), conocía el fuego, cuidaba de los
ancianos y enterraba a sus muertos.
Cambios que nos hicieron humanos
•
Los fósiles más antiguos de Homo sapiens tienen 195000 años.
•
Los homínidos han evolucionado desde formas similares a los chimpancés hasta el
humano moderno; es el proceso que se denomina proceso de hominización.
•
Los cambios han afectado a diversas características anatómicas y funcionales, desde la
bipedestación hasta la adquisición del lenguaje articulado pasando por el incremento
del volumen craneal.
Caminar erguido
•
La bipedestación es el primer criterio que se utiliza para diferenciar entre los homínidos
y los simios antropomorfos. Probablemente fue el primer cambio importante ocurrido
en el proceso de hominización. Los cambios ocurridos para la marcha erguida son:
– Posición de foramen magnum.
– Disposición de la cadera.
– Cambios en el pie.
•
Posición del foramen magnum. El foramen magnum es el orificio del cráneo por donde
pasa la médula espinal y señala el lugar en el que se inserta la columna vertebral en el
cráneo. En los homínidos el foramen se orienta hacia abajo, mientras que en los simios
lo hace hacia atrás.
•
Disposición de las caderas. En los homínidos los fémures se dirigen oblicuamente desde
las caderas hasta converger en las rodillas. En los simios, se disponen verticalmente,
manteniendo separadas las rodillas.
•
Cambios en los pies. El pie se alargó y el pulgar se alineó con los demás dedos.
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•
Los simios antropomorfos al igual que los homínidos tienen el pulgar de la mano
oponible y eso les permite coger bien los objetos, esta característica se conoce como
pinza de precisión, lo que permitió fabricar herramientas de piedra.
•
Caminar erguido dio comienzo a la hominización y seguramente afectó más al cuidado
de las crías que a cualquier otra facultad. También dejó las manos libres para
transportar comida y herramientas.
Encefalización y ciclo vital
•
El humano moderno tiene un volumen cerebral entre 1300 y 1400 cm3. Pero el este
aumento generó una serie de problemas.
•
Durante el parto la cría debe atravesar la parte inferior de la pelvis, denominada canal
del parto. La adaptación al bipedismo implicó un estrechamiento de la pelvis y el
incremento del tamaño cerebral vino a aumentar la dificultad del parto.
•
La especie humana tiene al nacer un volumen cerebral de 350 cm3, similar al del
chimpancé; pero se incrementa a lo largo de su vida un 400%. Si los homínidos pudieron
incrementar el tamaño de su cerebro fue a costa de adelantar el parto y tener unas crías
prematuras, más dependientes de la madre durante mayor tiempo.
Aprender a hablar
•
Solo los seres humanos disponemos de un lenguaje articulado.
•
Para hablar hace falta tener la capacidad mental para ello y disponer del instrumento
adecuado, el aparato fonador.
•
Dos áreas del cerebro están relacionadas con esta capacidad. Ambas se encuentran en
la corteza cerebral del hemisferio izquierdo.
•
Hay evidencias de que H. habilis y H. ergaster ya tenía esas áreas cerebrales
desarrolladas, se discute si su aparato fonador estaba ya preparado, por lo que se
piensa que tendrían un lenguaje rudimentario.
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