Descarga - Buenos Aires Ciudad

Guía de estudio
BIOLOGIA
C
Educación Adultos 2000
0800-999-33822
www.buenosaires.gov.ar/educacion/comunidad/adultos2000
Material de distribución gratuita
gobBsAs
SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
Programa Educación Adultos 2000
Coordinador pedagógico:
Lic. Roberto Marengo
Equipo técnico-pedagógico:
Lic. Valeria Cohen
Lic. Daniel López
Lic. Norma Merino
Lic. Noemí Scaletzky
Lic. Alicia Zamudio
Biología C
Coordinador/a:
Prof. David Aljanati
Prof. Laura Lacreu
Equipo docente:
Prof. Marcela Charbuki
Prof. Javier Clusellas
Prof. Celina Corrado
Prof. Silvia Iglesias
Prof. Julio Manjón
Prof. Adriana Rossi
Prof. Stella Maris San Sebastián
Prof. Alejandro Tonizzo
Asesor de alumnos:
Lic. Clarisa Marzioni
Guía de estudios Biología C
Coordinación de la producción y edición:
Lic. Norma Merino
Lic. Noemí Scaltzky
Especialistas en contenidos:
Prof. David Aljanati
Prof. Laura Lacreu
Procesamiento didáctico:
Lic. Elizabeth Gothelf
Lic. Marisa Najchauz
Supervisión legal:
Dra. Fabiana Leonardo
Diseño gráfico y diagramación:
Juan Carlos Badino
Guía de estudio
BIOLOGIA
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SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
Índice
BIOLOGÍA
PRESENTACIÓN DE LA MATERIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Programa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Cómo estudiar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
UNIDAD 1:
EL NÚCLEO CELULAR:
ADN, CODIFICACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA.
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividades de anticipación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Núcleo y los ácidos nucleicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Código genético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. El código genético y su expresión: síntesis de proteínas
Transcripción del mensaje del ADN al ARNm
Traducción del mensaje: síntesis de proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. La doble función del ADN: determinación de las características genéticas
del organismo y transmisión de la información a la descendencia. . . . . .
1.5. La reproducción celular: fisión binaria y mitosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
UNIDAD 2:
LA REPRODUCCIÓN EN ORGANISMOS MULTICELULARES.
REPRODUCCIÓN SEXUAL Y HERENCIA BIOLÓGICA.
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Reproducción asexual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Reproducción sexual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La formación de las células sexuales . . . . . . . .
La determinación del sexo en los seres humanos
2.3. Meiosis y herencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Las leyes de la herencia . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4. Reproducción sexual y variabilidad . . . . . . . . . .
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Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividades de anticipación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. Sistema reproductor masculino y femenino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Sexo, genes y hormonas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ciclo menstrual y ciclo ovulatorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Concepción, embarazo y parto. Desarrollo del embrión . . . . . . . . . . . . . .
3.4. Intervención sobre los procesos de reproducción y desarrollo en humanos
Intervención con fines de diagnóstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reproducción asistida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Biología C • PRESENTACIÓN
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UNIDAD 3:
LA REPRODUCCIÓN HUMANA Y EL DESARROLLO EMBRIONARIO.
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UNIDAD 4:
LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Actividades de anticipación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.1. Constancia y diversidad en los seres vivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
La Tierra: Un mundo muy antiguo y cambiante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
La selección artificial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Selección natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
El concepto biológico de especie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
La formación de nuevas especies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.2. Estudios evolutivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Estudios evolutivos por comparación de estructuras corporales . . . . . . . . . . . 115
El árbol de la vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Los cinco Reinos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.3. La evolución humana. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Orígenes del hombre moderno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Otras posibilidades para el origen del hombre actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Cerebro y evolución humana. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Presentación de la materia
BIOLOGÍA
Esta Guía tiene por finalidad que usted adquiera conocimientos de actualidad
sobre los siguientes temas:
• los mecanismos mediante los cuales se expresa la información genética en
los organismos
• la forma en que se transmite la información genética a través de la reproducción.
• el origen de la diversidad biológica existente en nuestro planeta.
Está organizado en cuatro unidades temáticas, de acuerdo con la siguiente
estructura:
Las Unidades 1 y 2 tratan sobre la estructura y función de las moléculas biológicas que participan en la definición de las características genéticas de los
organismos (los ácidos nucleicos y las proteínas) y sobre los mecanismos a
través de los cuales se transmite y expresa dicha información genética.
El conocimiento de la molécula de ADN ha abierto las puertas a un mundo
fascinante que nos permite no sólo interpretar las características de los organismos a partir de sus constituyentes más elementales, sino también manipular esa información y modificarla con el fin de satisfacer intereses y
necesidades de los seres humanos. Esto ha colocado al hombre al borde de
convertirse en un ingeniero capaz de crear nuevas especies o modificar a
voluntad las existentes. Dicha capacidad promete grandes adelantos en
terrenos tales como los de la salud, la agricultura, la ganadería y, en general,
sobre múltiples ramas de la industria. Genera también fuertes debates como
por ejemplo, el de la legitimidad de la clonación de organismos o de la manipulación genética humana.
La Unidad 3 propone el estudio de los mecanismos que hacen posible la
reproducción humana y las posibilidades de intervenir clínicamente sobre
ellos. Estos conocimientos constituyen una importante herramienta para
tomar decisiones de manera autónoma y fundamentada acerca del propio
cuerpo y de las relaciones con los demás.
Los conocimientos que se han generado desde la medicina y la biología sobre
la reproducción humana, permiten hoy intervenir en cualquier parte del ciclo
reproductivo, ya sea para evitar o interrumpir la concepción o el embarazo, a
través de diversos métodos anticonceptivos, como para corregir problemas que
puedan impedirlos, recurriendo a lo que se conoce como fecundación asistida.
Estas posibilidades, desatan a menudo una serie de acalorados debates desde
los planos éticos o religiosos que no puede obviarse, porque sus argumentos
influyen en las decisiones que la gente toma sobre su organización familiar y
sobre su propio cuerpo.
Biología C • PRESENTACIÓN
7
En la Unidad 4 concentraremos la atención en analizar los cambios que se han
producido a lo largo del tiempo en las especies de seres vivos que habitan el
planeta. A lo largo de la historia de la vida en la Tierra muchas especies se han
extinguido, mientras que otras que no existían hicieron su aparición. Aunque
la humanidad desde su existencia al presente ha elaborado diversas explicaciones científicas y no científicas para explicar este hecho, actualmente la
teoría explicativa aceptada por la comunidad científica es la "Teoría de la
Evolución Biológica por Selección Natural".
Esta teoría explica, a partir de causas naturales, cómo se originó la diversidad
del mundo vivo, incluidos los seres humanos, y la razón por la que muchos
organismos son tan parecidos entre sí, con pequeñas y grandes variantes, y
otros aparentemente tan diferentes. Reservaremos para el final de esa unidad
los modelos científicos que, desde la perspectiva evolutiva, explican el origen
de los seres humanos.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Programa
BIOLOGÍA
UNIDAD 1:
EL NÚCLEO CELULAR:
ADN, CODIFICACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA.
1.1. Núcleo y los ácidos nucleicos
1.2. Código genético
1.3. El código genético y su expresión: síntesis de proteínas
Transcripción del mensaje del ADN al ARNm
Traducción del mensaje: síntesis de proteínas
1.4. La doble función del ADN: determinación de las características genéticas del
organismo y transmisión de la información a la descendencia.
1.5. La reproducción celular: fisión binaria y mitosis.
UNIDAD 2:
LA REPRODUCCIÓN EN ORGANISMOS MULTICELULARES.
REPRODUCCIÓN SEXUAL Y HERENCIA BIOLÓGICA.
2.1. Reproducción asexual
2.2. Reproducción sexual
La formación de las células sexuales
La determinación del sexo en los seres humanos
2.3. Meiosis y herencia
Las leyes de la herencia
2.4. Reproducción sexual y variabilidad
UNIDAD 3:
LA REPRODUCCIÓN HUMANA Y EL DESARROLLO EMBRIONARIO.
3.1. Sistema reproductor masculino y femenino
3.2. Sexo, genes y hormonas
Ciclo menstrual y ciclo ovulatorio
3.3. Concepción, embarazo y parto. Desarrollo del embrión
3.4. Intervención sobre los procesos de reproducción y desarrollo en humanos
Intervención con fines de diagnóstico
Reproducción asistida
Biología C • PRESENTACIÓN
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UNIDAD 4:
LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA
4.1. Constancia y diversidad en los seres vivos
La Tierra: Un mundo muy antiguo y cambiante.
La selección artificial
Selección natural
El concepto biológico de especie
La formación de nuevas especies
4.2. Estudios evolutivos
Estudios evolutivos por comparación de estructuras corporales
Homologías y analogías: otra forma de estudiar los cambios evolutivos.
El árbol de la vida
Los cinco Reinos
4.3. La evolución humana
Orígenes del hombre moderno
Otras posibilidades para el origen del hombre actual
Cerebro y evolución humana.
Bibliografía
Para el estudio de los temas de las unidades que integran esta Guía usted
deberá consultar:
Para Unidad 1 y 2:
Aljanati D.; Wolovelsky E.; Tambussi C., Biología III: Los códigos de la vida,
Ediciones Colihue, Buenos Aires, 1997.
Para Unidad 3
Boccalandro N., Frid D., Socolovsky L., Biología I: Biología humana y salud,
Editorial Estrada (Polimodal),Buenos Aires, 1999.
Para Unidad 4:
Aljanati D.; Wolovelsky E.; Tambussi C., Biología II: Los caminos de la evolución. Ediciones Colihue, Bs. As, 1996.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Cómo estudiar
BIOLOGÍA
¿Qué contiene esta Guía?
Aquí encontrará:
• Presentaciones de las unidades y temas que las conforman. En ellas
usted encontrará las ideas fundamentales para abordar los textos y
realizar las actividades propuestas. Recuerde que mientras lee puede
volver a consultar estas ideas en caso de que sea necesario.
• Indicaciones específicas para leer la Bibliografía.
• Actividades que le indican el proceso que le proponemos realizar
para trabajar los contenidos de la materia.
Así como en una clase el docente le propone a los alumnos trabajos y presenta
también explicaciones que orientan su aprendizaje, la Guía cumple, en cierta
manera, esas funciones. Al ser esta una modalidad a distancia, es decir sin la
presencia regular de un profesor, las guías le servirán para orientar y seleccionar las lecturas más adecuadas frente al gran universo de información existente. Además, si lo considera necesario, usted dispondrá de la posibilidad de
encuentro con un docente de la materia para satisfacer las dudas que pueda
dejar abiertas el trabajo con los distintos materiales propuestos.
¿Cómo utilizar la Guía?
Como ya lo señalamos, la Guía es la herramienta de estudio fundamental. Por
lo tanto, un uso adecuado de la misma favorecerá su proceso de aprendizaje.
Para ello tenga en cuenta las siguientes recomendaciones:
• Utilice la Guía conjuntamente con los textos recomendados.
• Respete el orden de presentación de los temas.
• Recurra a la lectura de los textos cada vez que la Guía lo señala.
• En varias oportunidades lo remitiremos a conceptos desarrollados en
otras unidades o niveles.
• El texto destacado que irá encontrando en diversas partes de esta guía
indica que se trata de un concepto importante o una indicación que
no debe pasar por alto.
Biología C • PRESENTACIÓN
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• Realice las actividades en el momento en que se lo indicamos. El proceso de comprensión de los temas del Programa requiere de la realización de esas actividades ya que le permiten relacionar la
información, comparar ideas, analizar ejemplos, aplicar conceptos a
situaciones de su realidad actual, entre otros procesos importantes.
• Asimismo, en el cuadernillo de Actividades de autoevaluación de
esta Guía le planteamos las posibles respuestas a las mismas. Allí
usted podrá reflexionar acerca de la actividad que realizó y analizar
cuáles son las ideas que debieron orientar la elaboración de las respuestas. A partir de esta lectura, podrá revisar su resolución no con
la intención de ver "si contestó igual", sino de saber si pensó su respuesta desde los conceptos e ideas adecuadas. Recuerde que este trabajo sólo podrá hacerlo si intentó responder usted mismo a las
actividades. De este modo podrá tener un indicador de lo que logró
comprender.
• Es probable que a medida que avance en el estudio, usted pueda presentar otras respuestas, complejizar las ya dadas y acaso negar alguna
de ellas. Lo invitamos a revisarlas cada vez que cierre alguna etapa
de estudio.
• Señale en la Guía aquellas actividades que logró resolver sin dificultad y aquellas que le generaron dudas, para favorecer así el trabajo en las consultorías.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Biología C • PRESENTACIÓN
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
1
El núcleo celular: ADN, codificación y
transmisión de la información genética
INTRODUCCION
En este inicio de siglo, resulta cada vez más común que la gente hable acerca
de la información genética y de la modificación de dicha información por
medio de la denominada ingeniería genética.
En los periódicos, en la TV o en la radio pueden oírse informaciones sobre,
por ejemplo, tomates que duran mucho más tiempo porque han sido manipulados genéticamente o sobre enfermedades genéticas que podrían llegar a
tener cura dentro de algunos años, también sobre la posibilidad de modificar
los genes de las células de embriones humanos y de poder elegir las características que tendrán nuestros hijos. De hecho, una parte importante de los alimentos que consumimos en la actualidad provienen de organismos
genéticamente modificados.
UNIDAD 1
UNIDAD
Esta posibilidad creciente de dominar la naturaleza hasta en sus más mínimos
detalles produce tanto fascinación como temor: ¿hasta dónde seremos capaces
de llegar? Especialmente si se piensa que este conocimiento está en manos de
unos pocos y que la mayoría de las personas carece de nociones elementales
que les permita formarse opinión al respecto.
En los últimos años, la entrada masiva de la tecnología en nuestra vida cotidiana (la posibilidad de grabar y reproducir casetes de música o video, el
acceso a las computadoras de los cajeros electrónicos o a las agendas electrónicas, etc.) ha facilitado a las personas aproximarse a las nociones relacionadas
con la información. Esta puede guardarse mediante ciertos códigos, puede ser
decodificada y expresada en un código diferente, como sucede con las imágenes de un video o con la música de un casete o CD (disco compacto).
Dichas nociones más cercanas a nuestra realidad cotidiana, nos permiten hacer
algunas analogías que ayudarán a comprender los temas de genética molecular.
También contribuirán a aceptar la idea de que en el material genético de las
células se encuentra codificada información sobre las características que
definen a los distintos organismos y que, si esta información se modifica, también lo hacen las mencionadas características.
En esta unidad nos proponemos acercarle algunas ideas básicas relacionadas con la constitución del material genético, las características de la
información genética y la manera en que esta se expresa en los organismos.
Biología C • UNIDAD 1
15
Profundizaremos los siguientes aspectos:
• Cómo está codificada la información genética en las células.
• Cómo se descifra dicha información.
• Cómo se expresa la información genética y cómo se manifiesta en las
características de los organismos.
Los contenidos de esta Unidad se relacionan estrechamente con conocimientos sobre las células, adquiridos en Biología B. Antes de comenzar a
estudiar le proponemos que realice las actividades siguientes.
Actividades de anticipación
El propósito de estas actividades es que usted recupere conocimientos ya
aprendidos e incorpore nuevos, que le serán de gran utilidad para comprender los temas de esta unidad. Por eso es importante que trate de
resolver las actividades de anticipación con lo que ya sabe y sólo recurra a
la bibliografía cuando así se lo indique.
Actividad de anticipación nº I
a. Esquematice, una célula eucarionte vegetal identificando en el esquema todos los
componentes que recuerde.
b. ¿En qué parte de la célula esquematizada se ubica el material genético?
c. Escriba brevemente cuál es la función de dicho material.
d. En relación con el material genético, ¿en qué se diferencian las células procariontes
de las eucariontes?
Para tener en cuenta
Cuando se estudian los seres vivos, es importante tener en claro cuál es el nivel de
organización en el que estamos ubicados. Los diferentes niveles de organización
hacen referencia a diferentes niveles de complejidad. Por ejemplo, los órganos que
forman nuestro cuerpo (el corazón, los pulmones, etc.) están formados por tejidos
(tejido cardíaco o tejido pulmonar). A su vez, los tejidos están formados por células
y estas por diferentes organelas. Así, los órganos son más complejos que los diferentes tejidos que lo forman y estos más complejos que los tipos celulares que los
constituyen. Por ejemplo, si queremos estudiar el proceso respiratorio podemos
hacerlo ubicándonos, al menos, en tres niveles de organización diferentes:
16
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
• Nivel de órganos o sistemas de órganos: si estamos estudiando el proceso
de respiración desde el punto de vista de los pulmones, los vasos sanguíneos
que transportan la sangre oxigenada desde los pulmones al resto de los
órganos y la sangre carboxigenada de los órganos a los pulmones.
• Nivel celular: si nuestro objeto de estudio son glóbulos rojos del tejido
sanguíneo que transportan oxígeno hacia todas las células del organismo,
o en los capilares sanguíneos que rodean los alvéolos pulmonares y cuyas
paredes están formadas por una única capa de células que permite la difusión del oxígeno y el dióxido de carbono.
• Nivel molecular: si quisiéramos analizar cómo se combina la molécula
de hemoglobina (que está dentro de los glóbulos rojos) con el oxígeno y
cómo este, una vez dentro de la célula, reacciona químicamente con la
glucosa y libera energía.
Sin duda alguna, todo esto sucede simultáneamente, pero nosotros, para estudiar, necesitamos ubicarnos en uno u otro nivel, según cuál sea el aspecto del
fenómeno que queramos analizar.
Es importante no perder de vista que, cualquiera sea el nivel en que centremos nuestra atención con fines de estudio, el organismo funciona
como un todo y lo que sucede en un nivel tiene estrecha relación con lo
que sucede en otros niveles.
Actividad de anticipación nº II
En la siguiente lista le presentamos un conjunto de componentes de los seres vivos,
correspondientes a distintos niveles de organización: mitocondria - célula - ribosomas ADN - agua - núcleo celular -proteína.
a. Complete el cuadro colocando al lado de cada nivel los componentes de la lista que
correspondan. (Puede haber más de un componente en un mismo nivel).
Nivel de organización
Componentes
Celular
Subcelular
Macromolecular
Molecular
b. Teniendo en cuenta lo que se dice en la introducción de la unidad:
¿En cuál o cuáles de estos niveles le parece que centraremos nuestra atención en esta
unidad?
Biología C • UNIDAD 1
17
Uno de los principales desafíos para comprender las nociones relacionadas con
la genética molecular es ubicarnos en los distintos niveles en que estamos estudiando un determinado fenómeno y tener en cuenta que lo que ocurre en un
determinado nivel se manifiesta y tiene consecuencias en los otros. Así, lo que
sucede a una escala tan pequeña como es el nivel macromolecular representado por el ADN, no sólo afecta a las células que lo contienen, también puede
afectar al organismo en su totalidad e incluso a su descendencia.
Para interiorizarse acerca del nivel macromolecular, le proponemos que
busque información sobre las proteínas y los ácidos nucleicos y resuelva las
actividades n° III y IV.
Actividad de anticipación nº III
Busque en la bibliografía información acerca de la composición, estructura y funciones de las
proteínas.
a. ¿Por qué se dice que las proteínas son polímeros? ¿Cómo se denominan los monómeros o unidades estructurales que las forman?
b. ¿Qué son las enzimas?, ¿Qué función cumplen en el organismo?
c. ¿Cómo se explica que, disponiendo de apenas unos 20 tipos de aminoácidos, las
células de los organismos puedan fabricar miles de proteínas diferentes? ¿Qué importancia tiene el orden en que se encuentran los aminoácidos en las proteínas?
Actividad de anticipación nº IV
Busque en la Bibliografía información acerca de la composición, estructura y funciones del ADN.
a. ¿Por qué se dice que el ADN es un polímero? ¿Cómo se denominan los monómeros
que lo forman?
b. ¿Cuántas cadenas de estos monómeros forman la estructura del ADN? ¿Qué nombre
se le da a esa estructura?
c. Se dice que la estructura del ADN se asemeja a una escalera en la cual se distinguen
las "barandas" y los "peldaños". ¿Qué parte de los monómeros forman las
"barandas" y qué parte forman los "peldaños"?
d. Si se recorre dicha escalera, una de estas partes siempre es igual, mientras que la otra
va cambiando. ¿Cómo está formada la parte cambiante?
18
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad de anticipación n° V
A medida que fue resolviendo las actividades nº I a IV seguramente fue relacionando los
conceptos de ADN, material genético, cromosomas, genes.
Redacte un texto breve donde quede claramente expuesta la relación entre dichos
términos.
A lo largo de esta Unidad volveremos a revisar estos mismos conceptos.
Por esta razón es importante que usted conserve las respuestas de estas
primeras actividades y los resultados de sus investigaciones bibliográficas.
De esta manera podrá recurrir a ellos cuando lo necesite, ya sea para recuperar información o para constatar en qué medida sus apreciaciones sobre
este tema son acertadas.
1.1. El núcleo y los ácidos nucleicos
En esta sección centraremos la atención sobre el núcleo celular, que es la
parte de la célula donde se encuentra "custodiada" la información genética. Esto significa que nos concentraremos en las células eucariontes.
Recuerde que las células procariontes carecen de núcleo.
Actividad nº 1
Busque en la Bibliografía información sobre el núcleo celular.
a. Elabore una síntesis, prestando especial atención a las siguientes cuestiones:
• las características de la membrana nuclear y sus diferencias con la membrana
plasmática.
• las explicaciones sobre la relación entre cromatina y los cromosomas,
• las explicaciones sobre las funciones del nucleolo.
b. La membrana plasmática puede ser atravesada por sustancias como agua, sales
disueltas y algunas otras sustancias formadas por moléculas pequeñas, pero no por
moléculas muy grandes. En cambio, entre el núcleo y el citoplasma existe un intercambio de moléculas de gran tamaño.
• ¿Cuál de las características de la membrana nuclear permite ese intercambio?
Biología C • UNIDAD 1
19
Actividad nº 2
Busque en la bibliografía información acerca de los ácidos nucleicos para responder las siguientes
preguntas:
a. ¿Cuál es la estructura básica de los ácidos nucleicos?
b. ¿Cuántos ácidos nucleicos diferentes hay?
c. ¿Cómo se diferencian, en cuanto a su composición, las moléculas de ADN de las moléculas de ARN?
d. Una con flechas el nombre de cada uno de los ARN con la función que cumple en la
síntesis de proteínas:
ARN de
transferencia
Lugar físico donde se produce la unión
de los aminoácidos.
ARN
mensajero
Transporta los aminoácidos y
los ubica en el lugar correspondiente.
ARN
ribosomal
Copia la información del ADN en el
núcleo y la lleva al citoplasma.
Actividad nº 3
Tanto en el núcleo celular como en el citoplasma se pueden encontrar ácidos nucleicos.
Sin embargo, mientras que en el núcleo se encuentran todos los tipos de ácidos
nucleicos, en el citoplasma sólo aparecen algunos de ellos.
a. Indique qué ácidos nucleicos aparecen exclusivamente en el núcleo y cuáles se
encuentran tanto en el núcleo como en el citoplasma.
b. Justifique su respuesta anterior basándose en la diferencia en las funciones de cada
uno de los ácidos nucleicos.
Hasta ahora, a través de la lectura bibliográfica orientada por las actividades, usted se ha interiorizado acerca del ADN y de la información genética que este contiene. Ahora debemos responder a la pregunta ¿qué es lo
que informa la información genética?
En el ADN de cada una de las células de cualquier organismo está codificada la
información referida a las características biológicas de dicho organismo. La importancia del núcleo celular radica fundamentalmente en su contenido de ADN.
20
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Así, en el ADN que hay en el núcleo de cada una de nuestras células, se
encuentra codificada la información que "indica", por ejemplo, que nuestros
miembros anteriores sean brazos y no alas como en las aves, ni aletas como en
los peces. Esta información es compartida por todos los miembros de nuestra
especie.
También es en el ADN donde está codificada la información correspondiente
a ciertas características que los seres humanos compartimos con otros animales, tales como un par de ojos, uno a cada lado de la nariz. La información
genética "indica", además, el color de esos ojos pero dicha característica puede
ser o no ser compartida con otros miembros de nuestra propia especie. (Todos
tenemos algún color en los ojos, pero no todos los individuos tienen el mismo
color).
En el ADN no sólo está codificada la información relacionada con características estructurales del organismo, sino también con el comportamiento de las
diferentes especies. Por ejemplo, algunas arañas construyen telas con las cuales
atrapan insectos, pero la forma de la tela es particular y diferente en cada
especie, y la información sobre "cómo tejer la tela" también está codificada en
el ADN de las células de las arañas: nadie enseña a las arañas a tejer.
Al comportamiento que está determinado genéticamente se lo
denomina comportamiento innato. Se diferencia del comportamiento adquirido, que es aquel que ha sido aprendido.
Existen muchas investigaciones destinadas a descubrir cuáles de los comportamientos tanto de los animales como de los humanos son innatos - y por lo
tanto genéticamente determinados - y cuáles son adquiridos a través del aprendizaje o la experiencia. Las investigaciones demuestran que, salvo en algunos
casos, los límites entre innato y adquirido en relación con el comportamiento
no son claros sino más bien difusos. Aunque parece que existen bases genéticas
para determinados comportamientos, la influencia del entorno en que se desarrolla el individuo es de fundamental importancia para que esa potencialidad
innata se manifieste o, por el contrario, se reprima. En los seres humanos,
estos estudios se hacen fundamentalmente con gemelos dado que, teniendo
exactamente la misma información genética, todas las diferencias en el comportamiento pueden atribuirse a influencias ambientales.
Biología C • UNIDAD 1
21
1.2. El código genético
Anteriormente se mencionó que la información genética correspondiente a todas
las características de un individuo está codificada en las moléculas de ADN, que
se encuentran en el núcleo de cada una de sus células. En este punto cabe preguntarse: ¿cómo es posible que esa información, contenida en dichas moléculas, invisibles a nuestros ojos y de cuya presencia ni nos damos cuenta, se
exprese en características visibles y detectables por nuestros sentidos?
Es importante que centre su atención sobre esta pregunta, ya que las explicaciones siguientes tratarán de responderla y lo ayudarán a analizar los fenómenos vinculados con la genética molecular. Una de las claves para comenzar
a comprender esta cuestión está en las proteínas.
Usted ya se ha informado acerca de la gran variedad de proteínas existentes y de las
funciones que cumplen en el organismo. Le sugerimos que revise el resultado de su
investigación sobre las proteínas de la Actividad de Anticipación n° III que está muy
vinculada con lo que desarrollaremos a continuación.
Para que no queden dudas
Existen proteínas estructurales que forman parte de las estructuras de las
células, de sus membranas o de pigmentos y existen otras proteínas, denominadas proteínas funcionales, porque regulan funciones. Un ejemplo de estas
últimas son algunas hormonas, como la insulina; otro ejemplo son las
enzimas, que son proteínas que regulan todas las reacciones químicas que
tienen lugar en cada una de las células. Las enzimas tienen gran importancia
ya que la mayor parte de las sustancias que forman los organismos, y que
hacen que este funcione, provienen de o participan en numerosas reacciones
químicas reguladas por enzimas.
Entonces, podemos afirmar que:
Las características particulares de cada uno de los organismos y la especie a la
que pertenecen están determinadas por la acción de las proteínas.
Analizaremos a continuación la relación entre la información genética contenida en el ADN y las proteínas que cumplen las más diversas funciones en los
seres vivos.
22
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
El ADN es una especie de archivo en el cual se encuentra la información necesaria para que se sinteticen de todas las proteínas de
un organismo. Este archivo es lo que se denomina, en conjunto,
información genética o programa genético.
Para evitar confusiones
Es conocida la importancia de ingerir alimentos ricos en proteínas. Así, por
ejemplo, las personas consumimos proteínas contenidas en la carne de vaca, de
cerdo, de pollo o de pescado; en los lácteos, en los huevos y aún en algunos
vegetales.
Sin embargo, muchas de las proteínas humanas son diferentes de las de los
animales o vegetales que consumimos. (Recuerde que son las proteínas las que
definen las características de los organismos).
¿Cómo es posible que las proteínas que forman parte de nuestro organismo
sean diferentes de aquellas que consumimos?
La cuestión es que, durante la digestión, las proteínas se descomponen en sus
monómeros, es decir, en sus aminoácidos, que son los que en realidad llegan
a cada una de las células a través de la sangre. A su vez, en cada una de las
células y según las instrucciones del programa genético, se sintetizan las
proteínas propias del organismo utilizando los aminoácidos provenientes
de los alimentos.
Todas las proteínas de todos los organismos están formadas por los mismos
monómeros: los 20 aminoácidos. Pero en cada organismo, durante la síntesis
de proteínas, estos aminoácidos se combinan en diferente proporción y
secuencia, dando lugar a miles de proteínas distintas.
Actividad nº 4
Busque en la Bibliografía información sobre el código genético para responder estas preguntas:
a. ¿Cuáles son las "letras" o símbolos en que está "escrita" la información en el ADN?
b. ¿ Cuáles son las "letras" o símbolos en que está "escrita" la información en las proteínas?
c. El código genético expresa la relación entre los símbolos del ADN y los símbolos de
las proteínas. ¿En qué consiste esa relación?
d. ¿Cómo influye la secuencia de nucleótidos de la molécula de ADN en las características de las proteínas que se sintetizan a partir de ellos?
e. ¿Qué significa que el código genético es universal?
Biología C • UNIDAD 1
23
La siguiente actividad le permitirá mejorar su comprensión sobre la relación que existe entre la secuencia de bases del ADN y la secuencia de aminoácidos de las proteínas.
Actividad nº 5
A continuación le presentamos un cuadro que muestra una pequeña porción del código
genético:
Tr i p l e t e d e n u c l e ó t i d o s
Aminoácidos
Abreviaturas
GGA
PROLINA
(pro)
TTG
ASPARAGINA
(asn)
GCA
ARGININA
(arg)
CAA
VALINA
(val)
Con esos datos se puede escribir una secuencia de nucleótidos que forman una porción
imaginaria del ADN y a partir de allí deducir la secuencia de aminoácidos correspondiente.
Por ejemplo, una secuencia como la siguiente:
GCAGGAGGACAAGCATTGGGATTG
es la información codificada en símbolos del ADN (secuencia de nucleótidos), que se traduce en una secuencia de aminoácidos o proteína como:
arg~pro~pro~val~arg~asn~pro~asn
Ahora, considere la siguiente secuencia de aminoácidos de una proteína hipotética:
val~pro~arg~arg~val~asn~asn~asn~val~pro~arg
a. Escriba la secuencia de nucleótidos correspondientes.
b. Vuelva a escribir la secuencia de nucleótidos que elaboró en el punto a, pero eliminando un nucleótido cualquiera. ¿Qué sucede con los tripletes? Vuelva a escribir la
proteína. ¿Es la misma? ¿Por qué?
c. Tomando en cuenta lo que respondió en el punto b. ¿Cuál es la consecuencia del
cambio de un solo nucleótido en la secuencia de una molécula de ADN?
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 6
Busque en la Bibliografía la definición de gen.
Escriba qué entiende por gen, utilizando los siguientes términos:
ADN- proteínas- secuencia de nucleótidos- gen.
Actividad nº 7
Busque en la bibliografia la información necesaria para completar la siguiente frase:
Cuando se produce un cambio en la secuencia de nucleótidos de un determinado gen,
ya sea porque se elimine, se agregue o se cambie uno o más nucleótidos, ese cambio se
denomina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
En esta sección usted ha tenido oportunidad de conocer la importancia del
ADN como archivo de la información de las características de los organismos. Asimismo, estudió en qué consiste el código genético y cómo se
expresa a través de las proteínas.
Esto último se puede representar en el siguiente esquema:
ADN
Proteína
(secuencia de tripletes)
(secuencia de aminoácidos)
En la próxima sección analizaremos el mecanismo a través del cual la
maquinaria celular interpreta la información genética contenida en el
ADN y cómo se sintetizan las proteínas a partir de ese patrón. En otras
palabras, cuál es el mecanismo que permite que una información que está
codificada como una secuencia de nucleótidos sea traducida en la
secuencia de aminoácidos de una proteína.
1.3. El código genético y su expresión:
síntesis de proteínas
Este tema se encuentra en la mayor parte de los libros de texto bajo el
título "Síntesis de proteínas". Le sugerimos que lea en la Bibliografía el
tema completo y luego resuelva las actividades siguiendo las orientaciones
de esta Guía*.
Comenzaremos por hacer un resumen de los conceptos de la sección anterior, que le serán útiles para comprender los temas siguientes:
* Sus respuestas a las Actividades n° 1 a 6 le podrán ser de utilidad para comprender mejor este tema.
Biología C • UNIDAD 1
25
• Las moléculas de ADN son las portadoras de la información genética. En
las células eucariotas el ADN se encuentra en el núcleo celular*.
• La información genética se expresa en los organismos a través de la acción
de las proteínas.
• La información genética está "escrita" en un "lenguaje" diferente del de
las proteínas.
• Existe una correspondencia (código genético) entre ambos "lenguajes".
Actividad nº 8
Teniendo en cuenta que la síntesis de proteínas se puede describir como un proceso que
ocurre en dos pasos:
1. la transcripción del mensaje del ADN
2. la traducción del mensaje transcripto
Responda:
a. ¿En qué parte de la célula (núcleo o citoplasma) ocurre la transcripción del mensaje?
b. ¿En qué parte de la célula (núcleo o citoplasma) ocurre la traducción del mensaje?
c. ¿Qué ácidos nucleicos participan del proceso de transcripción?
d. ¿Qué ácidos nucleicos participan del proceso de traducción?
e. Vuelva a leer su respuesta a la Actividad n° 3 y compárela con sus respuestas a esta
actividad.
TRANSCRIPCIÓN DEL MENSAJE DEL ADN AL ARNm
Estos son algunos conceptos centrales del proceso de transcripción del mensaje de ADN a los que usted deberá prestar mayor atención.
• El ARNm es la copia complementaria de una de las cadenas de la molécula de ADN.
• Las moléculas de ADN están formadas por dos cadenas de nucleótidos,
unidos entre sí a través de sus bases complementarias (A-T, G-C). Las
moléculas de ARN mensajero (ARNm) están formadas por una sóla
cadena de nucleótidos.
• Los nucleótidos del ARNm están formados por las mismas bases nitrogenadas que el ADN, con la excepción de una de ellas: la timina (T).
* Recuerde que en las células procariontes, también el ADN es el portador de la información genética, sólo que se encuentra libre
en una zona del citoplasma, ya que este tipo de células carece de núcleo.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Los ARNm (y todos los ARN) están formados por adenina (A), citosina
(C), guanina (G) y uracilo (U).
• El ARNm se sintetiza en el núcleo con la intervención de enzimas que
van uniendo uno a uno los nucleótidos siguiendo el "molde" del ADN
del siguiente modo:
Molde de ADN
Copia de ARNm
Si hay una A
La enzima coloca una U
Si hay una T
La enzima coloca una A
Si hay una G
La enzima coloca una C
Si hay una C
La enzima coloca una G
• Para que el ARNm pueda sintetizarse, la doble hélice se desenrolla y se
abre en la porción cuya información va a ser copiada.
• Una vez sintetizado, el ARNm pasa a través de los poros de la membrana
nuclear al citoplasma, donde se une con los ribosomas. Una vez en los
ribosomas, el ARNm actúa como "molde" para la síntesis de las proteínas.
El cuadro anterior muestra las equivalencias de bases durante el proceso de
copia del ARN mensajero: como el ADN tiene una doble cadena, cuando en
una de ellas hay una A, en la otra cadena hay una T. En cambio, cuando se
copia ARN, en la cadena de este último va una U en correspondencia con la
A del ADN que le sirve de molde.
Las moléculas de ARNm formadas contienen una secuencia de nucleótidos
que es equivalente a la del molde de ADN de donde fue copiado. De este
modo, la información del ADN ha sido transcripta a una molécula que puede
abandonar el núcleo.
Teniendo en cuenta que el ADN es el molde patrón de la información genética total de un organismo, sería muy riesgoso que abandonara el núcleo, ya
que en ese caso podría alterarse toda la información. La existencia de los
ARNm es ventajosa por esta razón y por otras más:
• Sólo se copian las porciones de ADN que son necesarias en un determinado momento.
• Se pueden hacer varias copias sucesivas de la misma porción de ADN, lo
cual permite que en el citoplasma se sinteticen simultáneamente muchas
moléculas de la misma proteína, si esto es necesario.
Biología C • UNIDAD 1
27
A continuación le presentamos un cuadro con el código genético completo.
En él se destacan en color todos los tripletes del ARNm y al lado, los aminoácidos que corresponden a dichos tripletes:
Triplete
UUU
AminoTriplete
ácido
PHE
UUC
Aminoácido
UCU
UCC
SER
Triplete
Aminoácido
Triplete
Aminoácido
UAU
TYR
UGU
CYS
UAC
UGC
UCA
UAA
parar
UGA
parar
UUG
UCG
UAG
parar
UGG
TRP
CUU
CCU
CAU
HIS
CGU
UUA
CUC
LEU
LEU
CCC
PRO
CAC
CGC
CGA
CUA
CCA
CAA
CUG
CCG
CAG
AUU
ACU
AAU
AUC
ILE
ACA
AUA
AUG
MET
GUU
GUC
ACC
VAL
THR
AAC
AAA
ACG
AAG
GCU
GAU
GCC
ALA
GAC
GUA
GCA
GAA
GUG
GCG
GAG
GLN
ASN
LYS
ARG
CGG
AGU
SER
AGC
AGA
AGG
ARG
GGU
ASP
GGC
GLY
GGA
GLU
GGG
Note que a cada aminoácido le corresponde más de un triplete. Además, tres de
los tripletes no se corresponden con ningún aminoácido. Cuando, durante la síntesis de proteínas, la enzima que une los aminoácidos "lee" alguno de estos tripletes, (señalados como "parar"), se detiene en ese sitio la síntesis de la proteína.
Actividad n° 9
A continuación le presentamos una secuencia imaginaria de nucleótidos de una de las
cadenas de ADN:
CGCTACATG
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
a. Escriba cómo sería la secuencia de nucleótidos que corresponde a la cadena complementaria de ese ADN. Para eso, complete en los recuadros las bases que correspondan.
Doble
Cadena
de ADN
C
G
C
T
A
C
A
T
G
b. Suponga ahora que la doble cadena de ADN que usted representó se abre y es
copiada por una enzima formando ARNm. Complete los recuadros con los nucleótidos correspondientes a ese ARNm.
Cadena
“molde”
de ADN
C
G
C
T
A
C
A
T
G
Cadena
de ARNm
copiado
Actividad nº 10
Imagine un gen formado por la siguiente secuencia de nucleótidos:
TTGCAATTGGCAGCACAAGGACAA
a. Escriba la secuencia del ARNm que se formaría al copiarse.
b. Tomando como base las referencias del cuadro de tripletes (código) presentado anteriormente, escriba ahora la proteína que se formaría.
c. Suponga que, durante la copia, la enzima encargada de unir los nucleótidos para formar
el ARNm cometió un error: agregó un nucleótido de más, por ejemplo, un uracilo (U).
Vuelva a escribir la secuencia nueva de nucleótidos intercalando el uracilo donde
usted desee y luego la proteína que se formaría.
d. Compare esta proteína con la que elaboró en el punto b. ¿qué conclusión extrae?
e. Vuelva a la Actividad nº 5 y lea sus respuestas a los puntos b y c. ¿Qué relación encuentra
con esta actividad? ¿Qué relación encuentra entre su respuesta a la Actividad nº 7 y esta
actividad?
Biología C • UNIDAD 1
29
TRADUCCIÓN DEL MENSAJE: SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Una vez que las moléculas de ARNm son sintetizadas en el núcleo, pasan al
citoplasma, donde se unen a los ribosomas. Ahora el sistema está listo para
comenzar a sintetizar las proteínas.
Los ribosomas están constituidos por un tipo particular de ARN, el ARN
ribosomal (indicado como ARNr). Como todo ARN, el ARNr está formado
por nucleótidos y se sintetiza en el núcleo, copiando una porción de ADN.
Actividad nº 11
Para resolver esta actividad busque información en la Bibliografía sobre los ribosomas y el ARNr.
a. ¿Cómo se denomina la zona del núcleo donde se encuentra la porción de ADN con la
información para el ARNr?
b. ¿Qué otras moléculas forman parte de los ribosomas, además de las de ARN?
c. ¿Cuál es la función de los ribosomas en la síntesis de proteínas?
Hasta ahora hemos visto que la síntesis de ARNm consiste en una copia en el
mismo lenguaje, es decir con el mismo tipo de símbolos (nucleótidos) del
ADN. En la síntesis de proteínas se trata de una traducción de un lenguaje con símbolos de nucleótidos a otro lenguaje, con símbolos de aminoácidos. Esto requiere de algún "traductor", es decir de alguna molécula
capaz de reconocer simultáneamente ambos lenguajes. Ese traductor está
representado por las moléculas de ARN de transferencia (ARNt).
Actividad nº 12
Busque información en la Bibliografía sobre el ARNt para responder estas preguntas.
a. ¿Cuántos ARNt diferentes existen?. ¿A qué se debe esa diversidad?
b. Analice un esquema de un ARNt e indique qué partes de esa estructura son las que
aseguran la traducción.
c. ¿Qué significa que cada ARNt es específico para un determinado aminoácido?
En la siguiente actividad usted podrá visualizar el papel de "traductor" del
ARN de transferencia.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 13
Cada triplete en el ARNm se denomina codón. Cada ARNt posee un triplete complementario de algún codón. A ese triplete del ARNt se lo denomina anticodón.
Dada la siguiente secuencia de nucleótidos en el ADN: AGACAC
Escriba:
a. Los codones resultantes.
b. Los anticodones correspondientes de cada ARNt.
c.
Los aminoácidos correspondientes.
Al comienzo de la sección denominada Código genético nos preguntamos
cuál es el fenómeno que permite que la información contenida en las
moléculas de ADN se manifieste a través de características visibles para
todos. La siguiente actividad le servirá para integrar los conceptos que
aprendió y lo ayudará a responder ese interrogante.
Actividad nº 14
a. Complete las líneas punteadas del esquema que se encuentra a continuación, utilizando los siguientes términos:
membrana nuclear- ADN- codón- anticodón- ARNt- ARNm- ribosoma- núcleo celularaminoácidos- proteína- citoplasma.
__________
______
Esquema que representa la síntesis proteica.*
b. ¿De dónde provienen los aminoácidos que se usan para la síntesis de proteínas?
* Fuente: Biología III, Los códigos de la vida, Aljanati, D., Wolovelsky, E., Tambussi, C., Editorial Colihue, 1998.
Biología C • UNIDAD 1
31
A continuación reseñamos los conceptos más importantes desarrollados
sobre la síntesis de proteínas. Si tiene dudas sobre algún punto, le sugerimos que antes de continuar vuelva a revisar esta sección.
• La información genética para la síntesis de proteínas se encuentra codificada en el ADN. En las células eucariontes esa información se encuentra
dentro del núcleo celular, como una secuencia de nucleótidos.
• La maquinaria necesaria para la síntesis de las proteínas (principalmente
ARNm, ARNt, ribosomas y aminoácidos) se encuentra en el citoplasma.
• La función del ARNm es transportar la información genética para la síntesis de proteínas, desde el núcleo hasta el citoplasma. Los ARNm se forman
copiando una determinada secuencia de nucleótidos del ADN.
• La síntesis de proteínas requiere de un sistema que traduzca de un lenguaje
de nucleótidos a un lenguaje de aminoácidos. Para la traducción es importante
que la secuencia de aminoácidos coincida con la secuencia de nucleótidos
"ordenada" por el ADN. Por ello, el ARNm se ubica en los ribosomas y el
ARNt va ubicando los aminoácidos siguiendo los tripletes o codones del
ARNm que está en los ribosomas. En este proceso, el ARNr que forma los
ribosomas, ayuda a una buena ubicación. Finalmente, los aminoácidos son
unidos unos a otros por una enzima especial. El conjunto de aminoácidos así
unidos, en la secuencia indicada, constituye una proteína cuyas características
se corresponden con la información que estaba en el ADN nuclear.
Para concluir con este tema, es importante que usted tenga en cuenta que las
células son sistemas dinámicos y sumamente complejos, en los cuales se están
copiando cientos de ARN de distintas clases y sintetizando distintos tipos de
proteínas simultáneamente. En organismos multicelulares, esta situación se
repite en cada una las células del cuerpo.
32
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
1.4. La doble función del ADN: determinación de las
características genéticas del organismo y transmisión
de la información a la descendencia
Si bien el microscopio es un instrumento que se utiliza desde mediados del siglo
XVII, recién hacia la primera mitad del siglo XIX se desarrollaron microscopios
más precisos y técnicas que permitieron observar los núcleos celulares.
Una de estas técnicas consiste en agregar colorantes a los preparados de células. El
resultado es que algunas partes de la célula se colorean más que otras y eso permite
distinguir estructuras diferentes. La tinción de los núcleos celulares facilitó la observación en su interior de estructuras que se coloreaban mucho más intensamente que
otras. Esta es la razón por la cual muchas de ellas llevan el prefijo cromo, que en latín
significa color. Es el caso de cromosoma, cromatina o cromátide.
Por aquellos tiempos no se conocía la composición química de estas estructuras.
Hoy se sabe que el material que se observa en el núcleo de las células eucariontes
- y que se colorea fuertemente - está constituido fundamentalmente por ácidos
nucleicos y proteínas. Tampoco se comprendía muy bien cuáles eran sus funciones ni el sentido de su presencia en el núcleo: mientras que en algunas células
se observaba un material coloreado y disperso en el núcleo, como una madeja
enredada, en otras - o en las mismas células pero en momentos diferentes - se
observaban dentro del núcleo pequeñas unidades con formas definidas y fuertemente coloreadas. Al material disperso se lo llamó cromatina y a las unidades
definidas las denominaron cromosomas.
Como estas estructuras se observaban en distintas células y en distintos
momentos de la vida de una célula, se suponía que eran cosas diferentes e
independientes unas de otras.
Cromatina.
Cromosomas.
Actividad nº 15
Revise sus resultados de la Actividad nº 1 a..
Amplíe información buscando en la Bibliografía para responder las siguientes consignas:
a. ¿Cuál es la composición química de la cromatina?
b. ¿Qué sucede cuando las fibras de cromatina dispersas en el núcleo se condensan o
superenrollan?
c. ¿Cómo se interpretan hoy la cromatina y los cromosomas, que antiguamente se consideraban entes independientes?
Biología C • UNIDAD 1
33
En la vida de una célula se pueden distinguir dos períodos importantes: un
período de crecimiento y un período de reproducción. Actualmente sabemos
que la cromatina se organiza de distinta manera según las funciones que se
están llevando a cabo: la cromatina desenrollada corresponde al crecimiento,
mientras que los cromosomas (fibras de cromatina condensadas o superenrollada) están asociados a la reproducción.
El período de crecimiento es el período más activo desde el punto de vista
metabólico: las células incorporan alimento, lo transforman, respiran, reparan
partes dañadas de las membranas, aumentan de tamaño, producen organelas
nuevas. Toda esta actividad metabólica requiere tanto de proteínas estructurales para la formación de nuevas estructuras como de enzimas que regulan las
reacciones químicas. Por lo tanto, es una etapa en la cual la síntesis de proteínas, tal como la vimos en la sección anterior, es una actividad esencial.
Actividad nº 16
Revise sus conocimientos sobre la transcripción y traducción del mensaje genético, es
decir sobre la síntesis de proteínas y responda:
a. Describa como se vería la cromatina en una célula que se encuentra en la fase de crecimiento
• Como cromatina desenrollada.
• Como cromatina superenrollada (cromosomas).
b. Justifique su respuesta.
Aunque puede haber células más grandes que otras, ninguna crece ilimitadamente. Llegado un cierto momento de su desarrollo, y alcanzado un
cierto tamaño, las células dejan de crecer y se reproducen.
Cuando una célula se reproduce, lo que sucede básicamente es que hace una
copia de sí misma, de modo que una célula madre da origen a dos células
hijas. Cada una de las células hijas posee una vida independiente y ambas son
idénticas a la célula madre que les dio origen.
En las próximas actividades le proponemos reflexionar sobre la transmisión de la información genética. La Actividad N° 17 está centrada en el
núcleo celular (o sea se ubica en el nivel de organización subcelular). En
cambio las Actividades N° 18 y 19 se ubican en el nivel macromolecular.
34
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 17
Lea el siguiente texto y luego responda las preguntas:
La célula se divide al llegar a cierto punto de su crecimiento. Se forman dos núcleos y
de un solo ser resultan dos nuevos. Ambos son productos del primero y ya no se puede
distinguir una célula madre y una célula hija. El primer ser ha desaparecido y en esa
desaparición se manifiesta un instante fundamental de la continuidad de dos seres.
a. ¿Cuál es la importancia de que se formen dos núcleos antes de la división celular?
b. ¿Qué debería suceder con cada uno de esos núcleos durante la división celular para
que ocurra efectivamente la continuidad entre dos seres?
Actividad nº 18
Busque en la Bibliografía información sobre la replicación o duplicación del ADN.
a. ¿En qué consiste este proceso? ¿En qué parte de la célula ocurre?
b. ¿Qué similitudes y diferencias encuentra con otros procesos estudiados?
c. ¿Cuál es la importancia de la duplicación del ADN para la reproducción celular?
Actividad nº 19
Investigue en la Bibliografía el mecanismo de reproducción de los virus.
a. ¿De dónde provienen los nucleótidos con los que se replica el ADN viral?
b. ¿De dónde provienen los aminoácidos con que se sintetizan las proteínas virales?
c. ¿Qué relación encuentra entre el mecanismo de reproducción de los virus con el hecho
de que el código genético sea universal?
Al resolver la Actividad nº 16 usted debió responder que
durante el período de crecimiento, en que la célula está sintetizando activamente proteínas, la cromatina se encuentra
desenrollada, ya que se requiere que los nucleótidos estén
expuestos para la transcripción del mensaje al ARNm.
Del mismo modo, durante la duplicación del ADN la cromatina está desenrollada y dispersa en el núcleo.
Una vez que el ADN se ha duplicado, la célula está lista para
formar dos nuevos núcleos, repartir el material genético
equitativamente entre dichos núcleos y dividirse, dando
como resultado dos células hijas.
Biología C • UNIDAD 1
35
Actividad Nº 20
a. ¿Cuál es la importancia de que el material genético se reparta equitativamente en
las células hijas? ¿Qué consecuencias traería si no lo hiciera?
b. ¿Qué consecuencias traerían a las células hijas que, durante el proceso de copiado, la
enzima encargada de unir nucleótidos cambiara uno por otro, omitiera o agregara
alguno?
Los procesos que hemos descrito hasta el momento ocurren cuando las fibras
de cromatina se encuentran desenrolladas y dispersas en el núcleo. Como
vimos, esto es lo que posibilita que la información sea transcripta y copiada.
Sin embargo, la distribución equitativa de la información genética no puede
llevarse a cabo en semejante "maraña" de fibras que no se distinguen entre sí.
Por ello, luego de que el ADN se ha duplicado, comienza un proceso de
enrollamiento de las fibras de cromatina, de manera que cada fibra y su
copia se pueden distinguir de las otras. (Algo así como comenzar a ovillar
los hilos de varias madejas mezcladas, formando madejas individuales).
De este enrollamiento de las fibras de cromatina resultan los cromosomas.
Actividad nº 21
El siguiente esquema representa de una manera muy simplificada un cromosoma luego
de la duplicación del ADN y del enrollamiento de la cromatina.
Busque información sobre los cromosomas y resuelva las siguientes consignas:
a. Ubique en las líneas punteadas los siguientes términos: centrómero- brazos del cromosoma- cromátides o cromátidas hermanas.
b. ¿Cuál es la relación entre la duplicación del ADN y la existencia de cromátides hermanas?
36
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Para que no queden dudas
Es importante que no confunda la formación de dos cromátides, como resultado de duplicación del ADN, con la estructura de doble cadena de la molécula de ADN. Revisaremos la
definición de algunos términos que usted ya conoce:
• ADN
Es el ácido- desoxirribonucleico.
Cada molécula de ADN es un polímero cuyos monómeros son los nucleótidos.
Cada nucleótido está formado por un azúcar y una base nitrogenada.
Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas de nucleótidos,
unidos a lo largo por sus bases nitrogenadas.
La estructura típica del ADN es la doble cadena helicoidal Como su nombre lo
indica, esta doble cadena no es recta, sino que forma una doble hélice en el espacio.
• Cromatina
Es el conjunto formado por ADN y proteínas.
La cromatina es la manera en que se encuentra el material genético en las
células eucariontes.
En las células procariontes se dice que el ADN está "desnudo" ya que no se
encuentra asociado con proteínas.
La cromatina puede estar dispersa en el núcleo o condensada en cromosomas.
Esto depende del momento de la vida de la célula.
• Duplicación del ADN
Cuando el ADN se está duplicando, la cromatina se encuentra dispersa en el núcleo
celular. De esta manera, la doble cadena puede abrirse y ambas cadenas pueden
copiarse. La duplicación del ADN da como resultado dos moléculas de ADN, es
decir, dos moléculas formadas, cada una, por una doble cadena helicoidal.
Estas dos moléculas resultantes de la duplicación tienen idéntica información
genética.
Las nuevas moléculas también están asociadas con proteínas, formando la cromatina.
• Formación de cromosomas
Luego de la duplicación del ADN y antes de la división celular la cromatina
se organiza y da lugar a los cromosomas.
Los cromosomas se forman por condensación (superenrrollamiento) de la cromatina (ADN + proteínas).
Biología C • UNIDAD 1
37
Como el ADN se ha duplicado, cada cromosoma está constituido por un par
de dobles cadenas del ADN duplicado. Cada una de las cadenas dobles del par
forma, superenrollándose, una cromátide del cromosoma.
Volvamos por un momento a ubicarnos nuevamente en el nivel celular:
1
Las amebas son protistas,
es decir organismos unicelulares eucariotas
Hasta el momento, podemos definir al ciclo celular como el período que
va de una división celular a otra. Cuando una célula se divide, se forman dos
células hijas. Cada una de ellas, a su vez, crecerá durante un tiempo y volverá
a dividirse. Por lo general, dependiendo del tipo de célula, este período puede
variar. Por ejemplo, el ciclo celular de las amebas1 es de unas 5 horas, mientras
que el de una bacteria puede ser de 15 minutos o menos. También la duración
del ciclo celular es variable si se comparan distintos tipos de células de nuestro
cuerpo. Por ejemplo, las células del estómago se dividen cada 2 días, mientras
que las de la piel lo hacen cada 13 y los glóbulos rojos no lo hacen nunca.
Aunque la duración del ciclo celular es variable, la mayoría de las células eucariontes atraviesan períodos similares durante su ciclo de vida.
Actividad nº 22
Se puede representar el ciclo celular con un círculo, dividiendo sectores que representan
las diferentes etapas del ciclo:
G1:
período de actividad metabólica, en que la célula
aumenta de tamaño.
S:
período en que se duplica el material genético.
G2:
período en el cual la célula se prepara para la división.
M:
período en que la célula se divide.
Relacione los siguientes acontecimientos con alguno de los cuatro períodos mencionados. Para ello, coloque al lado de cada acontecimiento la letra y número que identifica al período (puede haber más de un período para el mismo acontecimiento):
• Formación de los cromosomas.
• Síntesis de ARNm.
• Formación de dos núcleos.
• Traducción del mensaje genético.
• Duplicación del ADN.
• La cromatina se encuentra dispersa.
• La cromatina se encuentra condensada.
38
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
La cantidad de cromosomas también es variable entre una especie y otra.
Todas las células que forman a los organismos de una misma especie poseen un
número de cromosomas característico. Por ejemplo, todas las células que forman
el organismo humano tienen 46 cromosomas, y cuando estas se dividen, cada
una de las células hijas que resulta de la división celular también "hereda" 46
cromosomas.
Todos los individuos de nuestra especie tenemos 46 cromosomas en cada
una de nuestras células*.
A continuación le presentamos una tabla que muestra el número de cromosomas característico de distintas especies:
Nombre común
Nº de cromosomas
Hombre
Perro
Paloma
Mosquito
Hongo penicillium
Cebada
Tabaco
46
78
80
6
4
14
48
Como se desprende de cuadro anterior, la cantidad de cromosomas no tiene
relación directa con la complejidad o el tamaño del organismo que se trate:
por ejemplo, la cantidad de cromosomas de una paloma casi duplica a la de
un ser humano.
En la próxima sección trataremos a fondo la forma en que ocurre la división celular, tanto en organismos procariotas como eucariotas.
1.5. Reproducción celular: Fisión binaria y
mitosis.
Todos los seres vivos se reproducen, es decir, generan nuevos individuos.
Mediante la reproducción, la información genética es transmitida de padres a
hijos; esto permite que las especies sobrevivan en el tiempo.
Comenzaremos estudiando la reproducción en los organismos unicelulares
procariotas.
* Las células sexuales o gametas (óvulos y espermatozoides) son la única excepción en cuanto al número de cromosomas, ya que,
como explicaremos más adelante, sólo poseen 23 cromosomas
Biología C • UNIDAD 1
39
Fisión binaria
Actividad nº 23
Lea atentamente el siguiente texto* :
"Consideremos una bacteria. La célula contiene una gran variedad de moléculas
grandes y pequeñas. La molécula más grande es una cadena doble de ADN que,
desenrollada, tiene una longitud 500 veces mayor que la de la bacteria. Este hilo
finísimo, de aproximadamente 1 mm de largo, constituye el "patrimonio hereditario" de la célula y permitirá su reproducción. En una solución nutritiva adecuada,
esta célula se dividirá cada veinte minutos.
En cada una de estas divisiones, las dos células hijas quedan dotadas con la herencia
del código genético de la célula madre. Pero para que esto ocurra es necesario que
antes de la división se haya elaborado una copia exacta de la secuencia compuesta
por los tres millones de pares de nucleótidos que componen ese largo hilo del ADN,
puesto que es precisamente esa secuencia lo que contiene - como si se tratara de un
mensaje escrito en clave - las instrucciones para la nueva célula."
Responda las siguientes preguntas:
a. ¿Cuáles son las diferencias entre las células procariontes y las eucariontes?
b. ¿En qué se diferencia el material genético de ambos tipos celulares?
(Si no lo recuerda, revise su respuesta a la Actividad de Anticipación I.d. de esta Unidad).
c. ¿Cómo piensa usted que serán las células hijas de una bacteria respecto de la progenitora: similares, idénticas o diferentes? Justifique su respuesta.
Actividad n° 24
La reproducción de las bacterias corresponde al tipo de división celular más sencillo
denominado fisión binaria.
Busque en la Bibliografía información acerca de este tipo de división.
a. Esquematice el ciclo celular de una bacteria, tomando como modelo el gráfico realizado para células eucariontes en la Actividad nº 22.
b. Relate lo que sucede en cada etapa, teniendo en cuenta las diferencias entre las
células procariontes y las eucariontes.
Hasta ahora hemos estudiado el ciclo celular de las células eucariontes,
pero no hemos abordado el tema de la división celular. En las próximas
páginas nos detendremos particularmente en ese punto.
* Bresch, Carsten, "La vida un estadio intermedio", Ed. Salvat, Barcelona(1987)
40
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Mitosis
En los organismos Eucariotas, luego de que se forman los cromosomas, sucede
un conjunto de acontecimientos, cuyo resultado es el reparto equitativo del
material genético en los dos polos del citoplasma celular.
Finalmente, el citoplasma se divide por estrangulamiento, dando lugar a dos
células. Este último proceso es similar al que ocurre durante la fisión binaria.
Al conjunto de acontecimientos del proceso de división celular se lo denomina
mitosis.
Así como la fisión binaria es el modo de reproducción de las células procariontes, la mitosis es el modo de reproducción típico de todas las células
eucariontes.
Como vimos, en el ciclo celular podemos reconocer dos grandes períodos:
1)
Mitosis: período en el cual la célula se está dividiendo. (Ver en la
Actividad n° 22 el Período M del ciclo celular,)
2)
Interfase: período en el que la célula no se está dividiendo (Períodos
G1, S y G2 del ciclo celular.)
Actividad nº 25
Busque en la Bibliografía información sobre mitosis e interfase. Luego:
a. Lea los sucesos que se mencionan más abajo. Ordénelos temporalmente, tomando
como referencia una célula en interfase. Luego escriba la letra correspondiente en la
columna izquierda del cuadro. (Ver cuadro pág. 42)
b. Represente dichos sucesos, en la columna de la derecha, denominada Representación
gráfica. Considere que se trata de una célula con 4 cromosomas.
Sucesos:
A. Las cromátides hermanas se separan y comienzan a migrar, guiadas por el huso mitótico, cada una hacia el polo celular más cercano.
B. La cromatina comienza a enrollarse y se empiezan a hacer visibles los cromosomas formados por dos cromátides hermanas. Comienza a disolverse la membrana celular y a
formarse el huso.
C. La cromatina se encuentra dispersa en el núcleo y encerrada dentro de la membrana
nuclear.
D. Los cromosomas, ubicados en los polos, comienzan a desenrollarse; se inicia la formación de la membrana nuclear y la citocinesis.
E. Los cromosomas, unidos a las fibras del huso, se ubican en el plano ecuatorial de la
célula.
Biología C • UNIDAD 1
41
Sucesos
Representación Gráfica
1º
Célula eucarionte
2º
Célula eucarionte
3º
Célula eucarionte
4º
Célula eucarionte
5º
Célula eucarionte
c. Las siguientes preguntas retoman conceptos que usted ya estudió en las secciones anteriores.
1. ¿En cuál o cuáles de los sucesos mencionados los cromosomas están formados por
dos cromátides y en cuál o cuáles, sólo por una?
2. La formación de cromátides hermanas es fundamental para que pueda repartirse
el material genético en las células hijas. ¿Cómo se llama el proceso por el cual se
forman? ¿En qué etapa del ciclo celular ocurre dicho proceso?
3. ¿Cuántos cromosomas tiene la célula progenitora? ¿Cuántos cromosomas tendrán
las células hijas?
4. ¿Qué diferencia encuentra entre los cromosomas de la célula progenitora y los de
las células hijas en relación a la cantidad de cromátides? ¿Cómo explica esa diferencia?
42
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 26
Aunque la mitosis es un proceso continuo en el cual no es posible separar los sucesos de
una manera rotunda, para facilitar su estudio y la comunicación de sus observaciones,
los científicos han establecido distintas fases.
• Estudie las fases en las cuales se divide la mitosis. ¿A cuáles de dichas fases (metafase,
telofase, etc.) corresponde aproximadamente cada uno de los sucesos que usted
ordenó en el cuadro de la actividad anterior? Escríbalo en las líneas punteadas que
aparecen a continuación.
1º suceso: ____________________________________
2º suceso: ____________________________________
3º suceso: ____________________________________
4º suceso: ____________________________________
5º suceso: ____________________________________
La próxima actividad tiene por objeto una reflexión más profunda sobre
los temas tratados hasta el momento. Es una actividad "optativa" en el
sentido de que su resolución no es indispensable para su preparación con
vistas al examen. Sin embargo nos parece interesante que usted pueda
interpretar un texto de las características del que se le propone en la actividad, así como "integrar" una serie de conceptos fundamentales para la
biología y que están contenidos en los temas que estudió.
Actividad nº 27
Lea detenidamente el siguiente texto:
Ningún jardinero que haya experimentado - tras la ardua tarea de limpiar su
huerto- cómo sus plantas se vuelven a inundar de semillas al cabo de unas semanas,
negará los espectaculares índices de crecimiento de que son capaces los seres vivos.
Pensemos, si no, en un bebé que pesa al nacer 3,6 kg y que sólo nueve meses antes era
una pequeña partícula que pesaba unos pocos gramos. Para aumentar de tamaño los
seres vivos no se inflan como balones, ni añaden unidades prefabricadas a las existentes, como lo hacen los cristales.
El secreto del crecimiento está en que los organismos de plantas y animales
están estructurados en células, unidades vitales generalmente menores de 0,1
mm. Cada célula tiene posibilidades de expansión limitadas, ya sea en un organismo
de una sola o de millones de ellas.
Para que exista auténtico crecimiento, la célula tiene que dividirse en dos,
y normalmente se divide de un modo rítmico y cíclico.
Nuestra visión no está preparada para percibir a simple vista objetos de menos de 0,1
mm. Debido a esta limitación, consideramos el crecimiento de los seres vivos como un
Biología C • UNIDAD 1
43
proceso continuo. En períodos largos, podemos apreciar que una planta se hace más alta
y añade hojas nuevas a las ya existentes o que nuestros hijos aumentan de estatura, y lo
que nuestros sentidos nos dicen sobre estos cambios naturales se añade a este gradualismo.
La apariencia externa del crecimiento de un brote es de un fluir continuo.
El proceso de crecimiento subyacente es, sin embargo, bastante distinto; en
última instancia, cualquier crecimiento continuo consiste en la producción
de nuevas subunidades vivientes, es decir, de células. Las nuevas células sólo
pueden crearse mediante el proceso de división, durante el cual una célula se divide
en dos. La pareja de células que resulta de este proceso de escisión es capaz, tras un
período de tiempo que puede durar entre media hora y varios días, de repetir el
mismo proceso de división.
Mediante este proceso esencialmente discontinuo y cíclico, las células se reproducen,
se crea una nueva materia y tiene lugar el crecimiento. Por lo tanto, por debajo del
nivel decisivo de organización, las actividades del crecimiento de los seres vivos no
son simples expansiones. Más bien consisten en cantidades ínfimas de crecimiento
cuya suma parece ser continua. La situación percibida por el ojo humano es el promedio del total de millones de divisiones de las células.
Texto adaptado de "Los ritmos de la vida", Ayenyu y Whirfield, Ed Debate, 1983
Lea las siguientes frases extraídas del texto y, utilizando los conocimientos que adquirió,
responda las preguntas con sus palabras.
a.
"El secreto del crecimiento está en que los organismos de plantas y animales están estructurados en células".
• ¿Qué significa que los organismos están estructurados en células?
• ¿Por qué dice que ese es el secreto del crecimiento?
• ¿Con qué otras formas de crecimiento se compara en el texto el crecimiento de los
seres vivos?
b. "Para
que exista auténtico crecimiento, la célula tiene que dividirse en dos, y normalmente
se divide de un modo rítmico y cíclico."
• ¿Cómo se denomina el proceso de división celular?
• ¿Por qué dice que la división es rítmica y cíclica?
c. "La apariencia externa del crecimiento de un brote es de un fluir continuo. El proceso de creci-
miento subyacente es, sin embargo, bastante distinto, en última instancia, cualquier crecimiento continuo consiste en la producción de nuevas subunidades vivientes, es decir, de células."
• ¿A qué se refiere cuando dice "crecimiento subyacente"?
• ¿Considera que el crecimiento es un proceso continuo o discontinuo? Justifique su
respuesta.
Usted ha finalizado el estudio de la Unidad I
Realice las actividades de autoevaluación que se encuentran en el cuadernillo que
lleva ese nombre. Lo ayudarán a comprobar el aprendizaje que usted logró de los
temas de la unidad y lo orientarán sobre los temas que necesita profundizar.
44
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
2
La reproducción en organismos multicelulares
Reproducción sexual y herencia biológica
INTRODUCCIÓN
La información genética de cada persona es única. Salvo en el caso de los gemelos,
que se originan de un único huevo, no existen dos seres humanos que compartan
la totalidad de sus genes. Sin embargo, en general los integrantes de una misma
familia de origen se parecen más entre sí que a los de otras familias.
A su vez, todas las personas son más parecidas entre sí que si se las compara
con otros mamíferos.
UNIDAD 2
UNIDAD
Estamos hablando de similitudes y diferencias y, en parte, el estudio de la
genética trata de explicar justamente estas cuestiones: el por qué de los parecidos y, por lo tanto, el por qué de las desigualdades*.
En la Unidad anterior usted ha aprendido que el código genético es universal
y que también es universal el mecanismo a través del cual dicho código se
expresa en los organismos. La gran variedad de seres vivos se debe a las diferencias en la información genética, es decir, a las diferencias en la secuencia de
nucleótidos del material genético contenido en sus células.
Hoy sabemos que en todos los organismos que se reproducen sexualmente, la
información genética se transmite a través de las células sexuales, y que, luego
de la fecundación, se forma una célula huevo que se divide sucesivamente
hasta originar un individuo completo. En cada una de esas divisiones se
cumple un ciclo celular y el material genético pasa de una célula a la otra por
el mecanismo de mitosis.
A lo largo de esta unidad nos centraremos en el proceso de reproducción
y en la transmisión de la información genética en organismos multicelulares. Estudiaremos también algunas consecuencias de los cambios que
pueden ocurrir en la información genética.
Trataremos algunos interrogantes tales como:
• Cómo se transmite la información de padres a hijos a través de las
gametas.
• A qué se deben las similitudes entre los organismos de una misma familia.
* Por supuesto, nos estamos refiriendo a desigualdades que tienen un origen biológico. Las diferencias sociales, culturales, de clases,
etc. no tienen un origen biológico, y por lo tanto no son tratadas por la genética.
Biolgía C • UNIDAD 2
45
• Por qué algunos individuos son más parecidos a algún abuelo que a sus
propios padres.
• Por qué los organismos de una misma especie son más parecidos entre sí
que a los de otras especies.
Como usted ha visto en la Unidad anterior, la reproducción es la formación
de nuevos individuos, los hijos, a partir de los progenitores. En el caso ya estudiado de los organismos unicelulares, es todo el organismo el que participa de
la reproducción, de manera tal que, al final del proceso, se originan dos células
hijas, entre las cuales ya no es posible distinguir entre el progenitor y la descendencia. Cada una de esas células hijas, al cabo de un tiempo, pasa a ser un
progenitor que nuevamente originará descendencia.
En el caso de los organismos pluricelulares la cuestión es diferente, ya que sólo
una parte del organismo participa del proceso de reproducción, y el individuo
progenitor queda invariante luego del mismo.
En la mayor parte de los animales y de las plantas la reproducción involucra
la concurrencia de dos individuos de sexo diferente. En ese caso se habla de
reproducción sexual.
Sin embargo, los organismos de algunas especies pueden generar descendencia
a partir de una parte del mismo. En ese caso el proceso de denomina reproducción asexual. La mayor parte de los organismos multicelulares que se
reproducen asexualmente también pueden hacerlo sexualmente.
2.1. Reproducción asexual*
Cuando un organismo es capaz de generar un descendiente sin la necesidad de
aparearse con individuos del sexo opuesto, denominamos a este tipo de reproducción asexual (sin sexo). La mayoría de los organismos que se reproducen
asexualmente lo hacen a partir de una parte de su cuerpo que separada del
mismo regenera un individuo completo.
Por ejemplo, animales como las esponjas y los corales se pueden reproducir
asexualmente. En estos organismos se forma una yema o brote cuyo crecimiento posterior puede dar lugar a otro organismo completo y con vida independiente. Para el caso de las esponjas la fragmentación accidental o
provocada de una parte del organismo también es capaz de regenerar una
esponja completa.
* En la bibliografía recomendada la reproducción asexual está desarrollada de un modo superficial. Para profundizar un poco más,
usted puede consultar cualquier texto de Biología para 2º año de la escuela media.
46
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
En las plantas los mecanismos de reproducción asexual son más variados.
Entre ellos se encuentran los rizomas que son tallos subterráneos que emite
hacia el exterior tallos aéreos pequeños que originaran una nueva planta. Los
lirios, por ejemplo, se pueden reproducir de esta forma. Otra forma de reproducción asexual en plantas lo constituyen los bulbos, que son tallos subterráneos cortos y gruesos que almacenan sustancias de reserva. Entre los ejemplos
más conocidos de plantas que se reproducen por bulbos están el ajo, la cebolla
o los tulipanes.
Actividad nº 28
Como vimos anteriormente (Actividades nº 23 a 26) la reproducción celular puede ser de
dos tipos: la fisión binaria y la mitosis. Entonces, si consideramos la forma en que se
reproducen los organismos unicelulares, encontraremos que mientras que los procariotas (bacterias) se reproducen por fisión binaria, todos los organismos unicelulares
eucariotas lo hacen por mitosis.
• ¿Considera que la fisión binaria y la mitosis son formas de reproducción sexual o
asexual?
Justifique su respuesta.
Actividad nº 29
Sabiendo que muchos organismos pueden producir nuevos organismos (reproducirse) a
partir de una porción de su cuerpo.
Para profundizar en este tipo de reproducción tome, por ejemplo, el caso de la gemación en las hidras o los corales.
a. ¿Qué acontecimientos deben suceder en las células de la porción del organismo progenitor (yema) para que a partir de ella se pueda formar otro individuo completo?
b. Teniendo en cuenta dicho mecanismo reproductivo ¿Cómo será la descendencia con
respecto a los progenitores: diferente, similar o idéntica?
Justifique su respuesta*.
* Tenga en cuenta que al responder a esta pregunta, usted se ha ubicado primero en el nivel celular y subcelular (parte a) y luego,
en la parte b centró su atención en el nivel individuo multicelular. Recuerde que ambos niveles están siempre muy relacionados
entre sí.
Biología C • UNIDAD 2
47
2.2. Reproducción sexual
Como ya expresamos, la mayor parte de los animales y plantas se reproducen
sexualmente. Aún algunos de los que en determinadas circunstancias pueden
reproducirse asexualmente, alternan este tipo de reproducción con la reproducción sexual.
En esta Unidad presentaremos una introducción general a la reproducción
sexual. En la Unidad 3 nos centraremos específicamente en la reproducción humana.
Aunque las variaciones entre las distintas especies son muy grandes, la reproducción sexual en todas ellas tiene algo en común: los nuevos individuos se
forman a partir de la unión de dos células diferentes, las células sexuales o
gametas, una masculina y otra femenina.
Actividad nº 30
Busque en la Bibliografía información sobre la reproducción sexual, tanto de animales como de plantas.
a. ¿Qué nombre reciben las gametas femeninas y masculinas de los animales? ¿y de los
vegetales?
b. Estas células se desarrollan en órganos especializados denominados gónadas. ¿Cómo se
denominan las gónadas femeninas y masculinas de los animales? ¿ y de los vegetales?
c. La clave de la reproducción sexual está en el proceso de fecundación. ¿En qué consiste
la fecundación? Describa lo más detalladamente posible lo que sucede a partir del
encuentro entre el óvulo y el espermatozoide.
d. Como resultado de la fecundación se forma una célula huevo (también llamada
cigota). La cigota es una célula cuyo núcleo es el resultado de la unión del núcleo del
óvulo y el del espermatozoide. ¿De dónde proviene el citoplasma de la cigota?
En todos los organismos que se reproducen sexualmente, la formación de
un nuevo individuo requiere de la fecundación. La fecundación es un proceso común a todos ellos. Sin embargo, en las distintas especies, los mecanismos y órganos mediante los que se asegura el encuentro de las gametas son
muy diferentes.
48
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 31
Busque en la bibliografía información referida a la fecundación en animales.
a. Distinga entre fecundación interna y externa y complete el siguiente cuadro.
Ejemplos de animales con
fecundación interna
Ejemplos de animales con
fecundación externa
Busque en la bibliografía un ejemplo de animal con fecundación interna y uno con fecundación
externa.
b. Complete el siguiente cuadro especificando el ambiente donde viven, los mecanismos
(es decir, cómo ocurre la fecundación) y las estructuras (es decir, las partes del cuerpo)
que participan de la fecundación.
Tipo de
fecundación
Animal
Ambiente en
el que vive
Mecanismos para
la fecundación
Estructuras para
la fecundación
Interna
Externa
Luego de la fecundación comienza el proceso de formación del embrión. El
embrión se desarrolla a partir de una única célula, la cigota, que se divide a
través de numerosas divisiones mitóticas, dando lugar a los miles y miles de
células que conforman a un individuo completo.
La cigota no es otra cosa que una célula cuyo citoplasma y organelas citoplasmáticas provienen del óvulo materno y cuyo núcleo está formado por el
material genético aportado por ambos progenitores. La cigota, luego de formada, se divide por mitosis dando lugar a dos células hijas. Estas últimas
vuelven a dividirse por mitosis y dan lugar a cuatro y así sucesivamente, hasta
que se forma el individuo completo formado por miles o millones de células.
Como estas células derivan por mitosis de la cigota, todas ellas poseerán la
misma información genética.
Biología C • UNIDAD 2
49
En la Unidad 1 vimos que cada especie posee un número característico de cromosomas, que es igual para todas las células que forman a los organismos de
esa especie. Pero no sólo el número es característico, también lo es la forma y
el tamaño de los cromosomas.
En la actualidad existen técnicas muy precisas gracias a las cuales se pueden
observar y fotografiar los cromosomas de las células a través del microscopio.
La representación gráfica o fotográfica del número, tamaño y forma de los cromosomas de una especie se denomina cariotipo.
La siguiente ilustración* muestra un esquema del cariotipo humano. Le sugerimos que
observe detenidamente y describa la cantidad de cromosomas, la forma, la manera de
designarlos. No es necesario que busque información en la bibliografía. Utilice su criterio y recurra a la información que recuerde o haya adquirido previamente a esta
materia. Usted podrá completar sus conocimientos en el transcurso del estudio de esta
sección.
Del total de los cromosomas de cada célula, una mitad proviene de la madre
y la otra mitad proviene del padre. Por cada cromosoma materno hay uno
paterno equivalente. Esto permite ordenarlos por pares de igual forma y
tamaño. A cada uno de estos pares se lo denomina par de cromosomas
homólogos. En la ilustración del cariotipo humano presentada anteriormente, vemos los 23 pares de cromosomas (es decir, 46 cromosomas totales)
característicos de nuestra especie.
* Biología, Helena Curtis, Ed. Panamericana, 2000.Pág. 402. Con autorización de Editorial Médica Panamericana, M.T. de
Alvear 2145, C1122AAG, Bs. As., Argentina.
50
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Si presta atención a la numeración, observará que sólo están numerados 22 de
los 23 pares. El par 23 no tiene número sino que lleva dos letras: una x y una
y. Este par representa los cromosomas sexuales, es decir, aquellos cuya información "indica" si el individuo es varón o mujer. Si el par 23 está formado por
dos cromosomas X (XX) entonces esa célula pertenece a un individuo de sexo
femenino, en cambio si el par 23 está formado por un cromosoma X y otro
cromosoma Y (XY), el individuo es de sexo masculino. A los 22 pares de cromosomas se los denomina cromosomas somáticos o autosomas, para distinguirlos del par 23, que son los cromosomas sexuales.
Más adelante, en esta misma unidad, retomaremos este tema.
El repaso de lo estudiado hasta ahora sobre la reproducción sexual dejará al
descubierto una contradicción que, como veremos a continuación, es sólo
aparente.
Si la cigota se forma por la unión de dos núcleos, uno proveniente de una
gameta masculina y otro de una femenina, ¿resultaría entonces que el núcleo
de la cigota tendría 92 cromosomas (46 del padre y 46 de la madre)? No, de
ningún modo. Si esto fuera así, ese número aumentaría de generación en generación.
Nosotros sabemos que todos los organismos de la misma especie tienen
células con la misma cantidad de cromosomas y que este número se mantiene constante a lo largo de las generaciones.
¿Cómo se explica esto?
Las gametas son las únicas células que poseen la mitad del número de cromosomas característico de la especie. Por ejemplo, tanto los óvulos como los
espermatozoides humanos poseen en su núcleo sólo 23 cromosomas. Al unirse
estos núcleos en la fecundación, vuelve a reestablecerse la cantidad de 46 cromosomas típicos de la especie.
A las células sexuales, por poseer la mitad del número de cromosomas característico de la especie, se las llama células haploides,
mientras que al resto de las células del organismo, que poseen un
doble juego de cromosomas, se las denomina células diploides.
Biología C • UNIDAD 2
51
Actividad nº 32
Busque en la Bibliografía más información sobre los términos "haploide" y "diploide".
a. Explique el significado de cada término.
b. ¿A cuál de ellos se le asigna el valor n y a cuál el valor 2n? Justifique su respuesta.
c. Según esta clasificación, ¿cómo calificaría a las células de la piel, de los músculos, del
hígado humanos? ¿y a las gametas humanas? ¿y a la cigota humana? Justifique sus
respuestas.
La siguiente pregunta sería ¿cómo es posible que, si todas las células de un
organismo se forman por sucesivas divisiones de la cigota (que es diploide y
tiene 46 cromosomas), haya unas células - las gametas - que tienen la mitad
de los cromosomas?
La respuesta a esta pregunta la encontrará en la siguiente sección en la que se
explica cómo se originan las gametas.
LA FORMACIÓN DE LAS CÉLULAS SEXUALES*
Usted ya ha estudiado que, en la mayor parte de los animales, las células
sexuales o gametas se originan en unos órganos específicos, las gónadas: los
óvulos, en los ovarios y los espermatozoides, en los testículos.
En los tejidos que forman las gónadas, se encuentran las células germinales o
células madre de las gametas, todas ellas diploides, con un número 2n de cromosomas. A partir de la división de las células germinales se originan las
gametas que son haploides ya que tienen un número n de cromosomas.
En el caso de los testículos, las células germinales se denominan
espermatogonios que, al dividirse, dan lugar a los espermatozoides. En los ovarios, los oogonios u ovogonios se dividen y originan los óvulos.
El proceso de formación de gametas se denomina gametogénesis,
que en el caso de los espermatozoides se llama espermatogénesis
y de los óvulos, ovogénesis.
* Desarrollaremos este tema sólo para los animales, dado que en el caso de los vegetales el proceso es similar.
52
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
A continuación representamos esquemáticamente este proceso:
Espermatogenésis y Ovogenésis
espermatogonia
oogonia
espermatocito
primario
ovoocito
primario
espermatocitos
secundarios
ovoocitos
secundarios
óvulo
espermatozoides
fecundación
cigota
La clave para comprender por qué las gametas tienen la mitad de los cromosomas
está en que la división de oogonios y espermatogonios es diferente de la división
mitótica donde se originan células con el mismo número de cromosomas.
Por el contrario, se trata de un tipo de división en la que se reduce el número
de cromosomas.
Las gametas se originan a partir de una división celular denominada
Meiosis.
La meiosis posee las siguientes características:
• Se producen dos divisiones sucesivas.
• Como resultado se forman 4 células hijas.
• Cada célula hija tiene la mitad de cromosomas que la célula progenitora.
Actividad n° 33
Busque en la Bibliografía información sobre la meiosis. Lea la información e interprete los esquemas
que la representan.
a. ¿En cuál de las dos divisiones meióticas se produce la reducción en el número de cromosomas?
Biología C • UNIDAD 2
53
b. En el siguiente cuadro le presentamos una serie de eventos de la meiosis. En cada
evento, señale si corresponde a la meiosis I o a la meiosis II.
Eventos
Meiosis I
Meiosis II
Separación de cromátides hermanas
Apareamiento de cromosomas
homólogos.
Separación de cromosomas
homólogos.
Migración de las cromátides hacia
los polos.
c. ¿En cuál de las dos divisiones meióticas el material genético se reparte de la misma
forma que en la mitosis?
Actividad n° 34
Vuelva a revisar el proceso de gametogénesis esquematizado en la pág. 53 y relaciónelo con el proceso de división meiótica:
a. ¿En cuál de las flechas del esquema de ovogénesis y espermatogénesis ubicaría a la
meiosis I? Justifique su respuesta.
b. ¿En cuál de las flechas del esquema de ovogénesis y espermatogénesis ubicaría a la
meiosis II? Justifique su respuesta.
Actividad nº 35
Imagine un espermatocito primario en cuyo núcleo se observen 6 cromosomas.
a. ¿Se trata de una célula haploide o diploide?
b. ¿Cuántos pares de cromosomas hay?
c. ¿Cuántas cromátides hay?
d. Dibuje un esquema donde se visualicen los cromosomas del espermatocito que imaginó.
e. Realice un esquema de cómo se verían los cromosomas en metafase I y otro esquema
que muestre los cromosomas en metafase II.
Al finalizar la meiosis I:
f. ¿Cuántas células se habrán formado?
g. ¿Cuántos cromosomas tiene cada célula?
h. ¿Cuántas cromátides tiene cada cromosoma?
i. Cada célula formada, ¿es haploide o diploide?
54
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Al finalizar la meiosis II:
j. ¿Cuántas células se habrán formado?
k. ¿Cuántos cromosomas tiene cada célula?
l. ¿Cuántas cromátides tiene cada cromosoma?
m. Cada célula formada ¿es haploide o diploide?
Para que no queden dudas
• Al comenzar la meiosis, en la fase denominada profase I, ocurre un
evento fundamental: los cromosomas homólogos (uno del padre y uno
de la madre) se aparean, y sus cromátides intercambian material genético. Este intercambio se denomina entrecruzamiento o crowsingover.
(Esquema 1)
cromosomas
homólogos
cromátides hermanas
Esquema 1
Biología C • UNIDAD 2
55
• Durante la metafase I, los cromosomas homólogos se ubican apareados
en la placa ecuatorial de la célula, de manera que uno de los homólogos
"mira" hacia un polo y el otro "mira" hacia el otro. Esto permite que
cuando se separen, cada célula hija reciba igual cantidad de cromosomas
del mismo tipo, como lo muestra el esquema 2.
Esquema Nº 2
Núcleo de un espermatocito primario antes de la división meíotica.
Núcleos del espermatocito primario durante la metafase I.
En el esquema se muestran las
distintas disposiciones disponibles de los cromosomas
homólogos.
Núcleos posibles de los espermatocitos secundarios, luego
de la anafase I. Los espermatozoides que se originen
tendrán la misma información genética, ya que se formarán por la separación de
los cromátides hermanas.
• La separación de los cromosomas homólogos en la anafase I no sigue una
regla fija en relación con cuál es el miembro del par que migra hacia cada
lado. Por ejemplo, en una célula cuyo 2n = 6, pueden migrar todos los
cromosomas maternos hacia un polo y todos los paternos para el otro;
pero también pueden migrar 2 maternos y uno paterno hacia un polo y
2 paternos y 1 materno hacia el otro. En el esquema 2 se representan
todas las alternativas posibles:
56
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
• La reducción en el número de cromosomas ocurre en la primera división meiótica, cuando en la anafase I se separan los cromosomas homólogos, como quedó representado en el esquema 2.
• Al concluir la meiosis II, el resultado final es la formación de 4 células
con un número n (la mitad del número diploide) de cromosomas.
LA DETERMINACIÓN DEL SEXO EN LOS SERES HUMANOS
Para saber cómo se define el sexo durante la fecundación, analizaremos qué
ocurre con los cromosomas sexuales durante la meiosis.
En este punto le sugerimos que repase lo estudiado hasta ahora prestando
especial atención para no confundir las células sexuales con los cromosomas sexuales. En particular, recuerde que los cromosomas sexuales se
encuentran en todas las células de los organismos y no sólo en las gametas.
Para que no queden dudas
• Las células sexuales o gametas (óvulos y espermatozoides) se forman en
unos órganos llamados gónadas.
• Las células sexuales se forman a partir de la división meiótica de los oogonios y espermatogonios.
• Los oogonios y espermatogonios poseen un número diploide de cromosomas. En el caso de los seres humanos, ese número es 46 (22 pares de
autosomas y 1 par de cromosomas sexuales).
• El número de cromosomas de los óvulos y espermatozoides es haploide.
En el caso humano, cada óvulo y cada espermatozoide posee 22 autosomas y un cromosoma sexual (x ó y).
• Al unirse un óvulo con un espermatozoide, durante la fecundación, se
forma una cigota en la cual se restituye el número diploide; es decir, 22
pares de autosomas y 1 par de cromosomas sexuales. Esto significa que
todas las células del organismo que se formen a partir de la cigota por
mitosis, poseerán los 22 pares de autosomas y el par de cromosomas
sexuales.
En el siguiente esquema representamos sintéticamente el proceso por el cual
se originan las gametas (gametogénesis), que usted ya ha estudiado. Para no
complicar el dibujo sólo representaremos los cromosomas sexuales, pero no
olvide que en los oogonios y los espermatogonios, al igual que en todas
las células del cuerpo, hay 23 pares de cromosomas que se separan para
dar lugar a los gametos haploides.
Biología C • UNIDAD 2
57
Como puede verse, los óvulos siempre llevan un cromosoma x; en cambio, los
espermatozoides pueden llevar un cromosoma x o uno y.
Veamos ahora, en un cuadro de doble entrada, cuáles son los posibles cigotos
que podrían resultar al fecundarse estas gametas.
ESPERMATOZOIDES
OVULOS
x
x
y
xx
xy
Estos cuadros se construyen de la siguiente manera: los casilleros sombreados
representan dos ejes. Los ejes muestran cada uno de los elementos que se van a
cruzar. En uno de los ejes (en este caso el vertical), colocamos los cromosomas
posibles de los óvulos. Como los óvulos no pueden tener más que un cromosoma X, sólo representamos uno de ellos. En el otro eje (en este caso, el horizontal), colocamos los cromosomas posibles de los espermatozoides. Como los
espermatozoides pueden llevar un cromosoma X o uno Y, los representamos en
dos casilleros. En los casilleros centrales, colocamos las combinaciones que
podrán resultar de las cruzas. Así, si se encuentran un óvulo con un espermatozoide que lleva un cromosoma X, se formará un cigoto XX, es decir, de sexo
femenino. En cambio, si se encuentra un óvulo con un espermatozoide que lleva
un cromosoma Y, se formará un cigoto XY, es decir, de sexo masculino.
A lo largo de esta sección usted estudió los sucesos que ocurren en diferentes niveles de organización: la gametogénesis (nivel celular) en los
organismos pluricelulares (nivel organismo), la fecundación (niveles
celular y subcelular), la formación del cigoto (nuevamente en el nivel
celular) y la formación de un nuevo organismo pluricelular por división
mitótica de la cigota.
En el siguiente esquema le presentamos una síntesis de los aspectos más
importantes relacionados con los procesos mencionados.
58
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
INDIVIDUO PLURICELULAR
DIPLOIDE (2n)
Gónadas (2n)
Célula madre de las gametas (2n)
MEIOSIS
Gameta
hapolide (n)
Gameta
hapolide (n)
FECUNDACION
CIGOTA
(una única célula)
DIPLOIDE
(2n)
SUCESIVAS
MITOSIS
Individuo
pluricelular
diploide (2n)
Al finalizar esta sección es probable que usted se esté formulando una pregunta inevitable:
Si todas las células de un individuo se forman por división mitótica a partir de
una única célula, la cigota, ¿cómo es que nuestras células son tan diferentes
entre sí?
Obviamente, si todas las células derivan por mitosis de la cigota, todas nuestras
células deben tener la misma información. Sin embargo sabemos, por ejemplo,
que las células nerviosas tienen una forma particular y cumplen funciones bien
distintas a las de las células de la piel, cuya forma y función en nada se parecen
a las neuronas. La respuesta a esta pregunta es:
si bien todas las células de un organismo poseen la misma información genética,
esta información no está igualmente disponible en todas las células. En cada tipo
celular (neuronas, glóbulos blancos, células epiteliales, células musculares, etc.)
sólo se expresa una parte de la información total y el resto está “reprimida”.
Los mecanismos por los cuales ciertas zonas del ADN se reprimen o desreprimen a lo largo del desarrollo de un organismo son muy complejos y escapan
al nivel de este curso. Por otra parte, este es un tema que aún se está estudiando
en la comunidad científica y sobre el cual penden numerosos interrogantes.
Biología C • UNIDAD 2
59
2.3. Meiosis y herencia
Al comenzar esta Unidad nos preguntábamos sobre las similitudes entre
los miembros de una misma familia y sobre la manera en que se transmite
la información genética. En esta sección reflexionaremos sobre algunas
respuestas a esas preguntas, teniendo en cuenta los conocimientos adquiridos en la Unidad 1 y en esta Unidad. Para ello usted debería recordar:
• La relación entre ADN, cromatina, cromosoma.
• La noción de información genética y su relación con la síntesis de proteínas.
• El proceso de formación de las gametas, la recombinación de la información durante el entrecruzamiento y la reducción del número de cromosomas durante la meiosis.
• El proceso de fecundación, la fusión de los núcleos y la restitución del
número diploide de cromosomas en la cigota.
Si bien la información genética determina las características de los organismos,
no todas las características de los individuos son una consecuencia directa de
la información genética.
Por ejemplo, la formación de tejido muscular y las propiedades de este tejido que
hacen que aumente y se fortalezca con el ejercicio, son ambas características que
tienen su origen en la información genética. Pero el grado de fortaleza que
alcancen los músculos, dependerá en gran medida de las condiciones y del medio
en que cada individuo se desarrolle (calidad de la alimentación, ejercitación, etc.).
Así, se distingue entre características hereditarias y características adquiridas.
Las características hereditarias son aquellas cuya información se
encuentra en los genes y por lo tanto pueden transmitirse a la
descendencia, mientras que las características adquiridas no se
transmiten a la descendencia.
En relación con este tema, le recordamos un fragmento de la Unidad 1 bajo el título "El
núcleo y los ácidos nucleicos":
"En el ADN, no sólo está codificada la información relacionada con características estructurales; también, [está codificada la información relacionada] con el comportamiento de las
diferentes especies. Por ejemplo, algunas arañas construyen telas con las cuales atrapan
insectos, pero la forma de la tela es particular y diferente en cada especie, y la información
sobre "cómo tejer la tela" también está codificada en el ADN de las células de las arañas:
60
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
nadie enseña a las arañas a tejer. A este tipo de comportamiento que está determinado genéticamente se lo denomina comportamiento innato, y se diferencia del comportamiento
adquirido, que es aquel que ha sido aprendido".
Cuando se habla de la relación entre la conducta o comportamiento y la herencia, es
necesario tener en cuenta la influencia del aprendizaje en la conducta. En aquellos animales cuyo sistema nervioso es tan simple que prácticamente no admite ningún tipo de
aprendizaje (como la araña), casi la totalidad de la conducta está determinada genéticamente. Esto trae como consecuencia que estas especies no puedan modificar su conducta frente a situaciones nuevas o diferentes de las habituales. Pero cuando se trata de
animales más complejos, que pueden aprender y entonces adecuar sus conductas a situaciones diferentes, se hace más difícil establecer los límites entre lo que es innato y lo que
es adquirido. Así, podemos reconocer en los animales domesticados ciertas conductas
que son compartidas por todos los individuos de su misma especie (conductas innatas,
determinadas genéticamente) y otras que son el resultado del aprendizaje y, que por lo
tanto, dependen de las condiciones en que ese individuo se desarrolle y que no son compartidas por el resto de la especie.
En el caso de los seres humanos, salvo algunas conductas reflejas, es extremadamente
difícil definir qué aspectos del comportamiento son innatos. Hay que tener en cuenta
que una característica distintiva de la especie humana es la capacidad de crear cultura y
los comportamientos humanos son fundamentalmente resultado de dicha cultura. En
ese caso, como la cultura y los comportamientos culturales se transmiten de generación
en generación por medio de la enseñanza y del aprendizaje, se habla de herencia cultural.
Pero las maneras en que esta herencia se transmite y las leyes que las explican no corresponden al campo de la biología, sino al de ciencias sociales.
Este ítem está dedicado al estudio de la herencia y por lo tanto, en lo que
sigue, sólo haremos referencia a las características que están determinadas
genéticamente y que se transmiten a través de los genes de una generación a otra.
LAS LEYES DE LA HERENCIA
En los organismos que se reproducen asexualmente, la transmisión de las características de una generación a otra no presenta grandes incógnitas. Al tratar este
tema en el punto b. de la Actividad nº 29 usted debió responder que los organismos resultantes de la reproducción asexual (gemación) son idénticos a sus progenitores. Esto es así porque hay un único progenitor que, mediante el proceso de
mitosis, produce nuevos individuos, de manera que la información genética heredada por los descendientes es idéntica a la del progenitor.
Pero cuando se trata de organismos cuya reproducción es sexual, los resultados
ya no son tan sencillos de explicar y merecen un estudio más detallado.
Biología C • UNIDAD 2
61
Actividad nº 36
Teniendo en cuenta lo estudiado en relación con la formación de gametas y la fecundación, responda las siguientes preguntas:
a. Como resultado de la reproducción sexual se forma un nuevo organismo. ¿Cómo es
ese organismo respecto de sus progenitores (idéntico, similar o totalmente distinto)?
b. ¿Cómo son entre sí los distintos descendientes de un mismo par de progenitores
(idénticos, similares o totalmente distintos)?
c. Busque en la bibliografía información relativa a mellizos y gemelos.
¿Cómo son los mellizos entre sí? ¿Cómo son los gemelos entre sí?, ¿y respecto de sus
padres? Justifique sus respuestas.
Las leyes de la herencia intentan explicar cuáles son los mecanismos que determinan que, a pesar de ser diferentes, los miembros de una familia presentan
rasgos comunes, no sólo entre padres e hijos o entre hermanos, sino también
entre abuelos y nietos, o entre tíos, sobrinos y primos. (Aunque esta terminología es aplicada a los humanos, también es válida para pensar las relaciones
entre los miembros de cualquier grupo de organismos, ya sean vegetales o animales, emparentados entre sí).
Las explicaciones sobre la herencia fueron elaboradas por el naturalista Gregor
Mendel, mucho antes de que se conociera el ADN y las explicaciones en el
nivel macromolecular (como la transcripción y la traducción de información
genética). La genética mendeliana, a diferencia de la genética molecular, analiza la apariencia de los individuos y la forma en que esta se expresa o no en la
descendencia. Este será el tema de la presente sección.
Para resolver las siguientes actividades, busque y lea en la Bibliografía el capítulo
referido a las leyes de la herencia o a las leyes de Mendel.
Actividad n° 37
A continuación le presentamos desordenadas, algunas características y sus variantes,
correspondientes a las plantas estudiadas por Mendel:
textura de la semilla - largo o corto - axial o terminal color de las flores - color de la semilla - blanca o lila longitud del tallo - lisa o rugosa - amarillo o verde posición de las flores.
a. Ordénelas en el siguiente cuadro:
62
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Características
Alelos
b. ¿Cuáles serían algunos alelos posibles para el color de ojos en la población humana?
Mencione al menos cuatro.
c. ¿Cuál es el número máximo de estos alelos que puede encontrarse en un mismo individuo?
d. ¿Cómo se relaciona su respuesta a la pregunta c. con la existencia de cromosomas
homólogos?
Actividad n° 38
a. Busque en la Bibliografía información sobre los siguientes términos y escriba su definición:
Fenotipo - Genotipo - Alelo dominante - Alelo recesivo - Individuo homocigota Individuo heterocigota.
b. Imagine tres plantas:
Planta A, cuya flor es roja.
Planta B, cuya flor es blanca.
Planta C, cuya flor es roja.
Sabiendo que el genotipo para el color de la flor de la planta C es Rr, ¿cuál es el alelo
dominante?, ¿cuál es el alelo recesivo?
c. Complete los siguientes cuadros:
CUADRO 1. Escriba en los casilleros los genotipos y fenotipos correspondientes al color
de la flor (tenga en cuenta que para cada casillero puede haber más de una posibilidad).
Genotipo
Fenotipo
Planta A
Planta B
Planta C
Rr
Biología C • UNIDAD 2
63
CUADRO 2. Marque con una cruz en los casilleros que corresponda, teniendo en cuenta
el color de la flor (para cada casillero puede haber más de una posibilidad).
Organismo
Heterocigota
Homocigota
recesivo
Homocigota
dominante
Planta A
Planta B
Planta C
d. ¿Cuál es el único caso en que es posible estar seguro del genotipo de un individuo,
conociendo sólo el fenotipo? Justifique su respuesta.
Actividad n° 39
Observe el siguiente esquema que representa un cruzamiento entre arvejillas:
PLANTA 1
Lisas
PLANTA 2
x
Rugosas
LL
ll
L
l
Lisas
(Ll)
a. Ubique sobre las líneas punteadas los siguientes términos donde corresponda:
gametas, filial 1(F1), parental (P).
b. ¿Cuál es el alelo dominante y cuál es el alelo recesivo?
c. ¿Cuántas gametas distintas podrá originar la F1? ¿Cómo sería cada una?
d. Tomando los datos del esquema anterior, complete el siguiente cuadro:
Planta 1
Fenotipo
Genotipo
64
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Planta 2
Descendencia
e. Escriba en las líneas punteadas los genotipos que correspondan para el carácter "textura de la semilla":
Homocigota recesivo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Heterocigota: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Homocigota dominante: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
En la actividad anterior esquematizamos la cruza entre dos individuos homocigotas (un
homocigota dominante y otro recesivo). En estos casos, la única posibilidad es que la
descendencia sea heterocigota. Todos los individuos resultantes de esa cruza serán heterocigotas. En otros tipos de cruzas, los genotipos de los descendientes son más variados.
Para visualizar mejor todos los posibles genotipos de los descendientes de una cruza, se
utiliza el llamado cuadro de Punnet, formado por varios casilleros como se representa a
continuación:
En los casilleros horizontales se
colocan los genotipos posibles
(correspondientes a la característica que se está estudiando) de las
gametas de uno de los progenitores (en este caso los masculinos)
En los casilleros centrales se ubican los
genotipos posibles (correspondientes a la
característica que se está estudiando) resultantes de las cruzas de las gametas de los
progenitores.
En los casilleros verticales se colocan los genotipos posibles (correspondientes a la característica que se está estudiando) de las
gametas de uno de los progenitores (en este
caso los femeninos).
Por ejemplo, la cruza de la Actividad nº 39 quedará representada de la siguiente manera:
L
L
l
Ll
Ll
l
Ll
Ll
Todas las gametas de este progenitor
tendrán el alelo dominante (liso) del
factor que determina la textura de la
semilla
Todas las gametas de este progenitor tendrán el alelo recesivo
(rugoso) del factor que determina la
textura de la semilla
El genotipo de todos los
descendientes de esta
cruza será heterocigota
para la textura de la
semilla
Biología C • UNIDAD 2
65
Veamos ahora cómo se representaría la cruza de dos individuos heterocigotas para la
altura. A: es el alelo dominante (alto) y a: es el alelo recesivo (enano).
Aa
A
a
a
aA
aa
A
AA
aA
Aa
Este progenitor producirá algunas gametas
que llevan el alelo
dominante (A) y otras
gametas que llevan el
alelo recesivo (a).
Si se unen una gameta con el
alelo dominante, y otra con el
alelo recesivo, los descendientes tendrán un genotipo
heterocigota para la altura
Este progenitor producirá algunas
gametas que llevan el alelo dominante (A) y otras gametas que
llevan el alelo recesivo (a).
Si se unen dos gametas con el alelo
recesivo, los descendientes tendrán
un genotipo homocigota recesivo
para la altura
Si se unen dos gametas con el alelo dominante, los descendientes tendrán un genotipo homocigota dominante
para la altura
Actividad n° 40
Considere un progenitor femenino homocigota dominante para el carácter "color de la
semilla" y otro progenitor heterocigota para ese mismo carácter. (Para el carácter color
de la semilla, el alelo dominante es el que determina el color amarillo (Y) mientras que
el recesivo es el que determina el color verde (y))
a. Represente la cruza de ambos progenitores en un esquema como el de la Actividad nº 39,
indicando los genotipos de los padres y de sus gametas, así como también los genotipos
posibles de sus descendientes.
b. Represente la misma cruza completando el cuadrado de Punnet que se encuentra a
continuación:
Actividad n° 41
La Primera Ley de Mendel puede resumirse en la siguiente frase: "Todo individuo tiene en sus células un par de factores que determina una cierta característica.
Durante la formación de los gametos, esos factores se separan. Al producirse la fecundación, el nuevo individuo heredará uno de los factores de cada progenitor para cada
una de sus características".
Aunque en la época de Mendel (siglo XlX) no se conocían los genes, ni los cromosomas
ni el proceso de meiosis, hoy es posible explicar la primera ley que él enunció con los
conocimientos actuales.
66
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Revise lo que ya ha estudiado hasta el momento y responda las siguientes preguntas:
a. ¿A qué corresponde, según las teorías actuales, lo que Mendel denominó “factores”?
b. ¿Cómo se explica actualmente que esos factores se encuentren de a pares en cada individuo?
c. ¿En qué etapa de la formación de los gametos se separan los factores de Mendel?
d. Tomando la característica referida a la textura de las semillas, esquematice el proceso
de formación de gametas (meiosis) a partir de un espermatogonio de un individuo
heterocigota para ese carácter.
Para tener en cuenta
• Para cada característica de un individuo existe un par de alelos. Por lo
tanto, cada individuo posee en sus células un enorme número de alelos
que corresponden a todas las características de un individuo.
• Cuando se dice que un individuo es homocigota o heterocigota, siempre
se está haciendo referencia a un determinado carácter. Así, una planta
puede ser homocigota dominante para el color de la flor, pero puede ser
a la vez homocigota recesiva para la textura de la semilla, y también heterocigota para el color de la misma semilla.
• Cuando Mendel realizó sus primeros experimentos, eligió sólo algunas
características para centrar su atención, y analizó cada una sin tomar en
cuenta qué sucedía con las otras. De esos experimentos deriva la Primera
Ley de Mendel.
Mendel se interesó por estudiar qué sucedía cuando analizaba la herencia
simultánea de dos características a la vez. Por ejemplo, cómo era la herencia de la
textura de las semillas al analizarla junto con la herencia del color de las mismas.
Podría haberse formulado preguntas como las siguientes: ¿hay alguna relación
entre la herencia de la textura y la del color? Si las semillas resultantes de una cruza
son rugosas y amarillas, ¿siempre que las semillas sean rugosas serán también
amarillas, es posible que haya descendientes con semillas rugosas y verdes?
El resultado de estas observaciones fue la Segunda Ley de Mendel.
Actividad n° 42
Lea en la Bibliografía la Segunda Ley de Mendel y resuelva las siguientes situaciones:
a. En el esquema que aparece a continuación hemos completado algunos datos, pero
faltan otros que deberá agregar usted. Complete los genotipos faltantes y ubique
sobre las otras líneas punteadas los siguientes términos donde corresponda: filial (F),
gametas filial (gametas F) y parental (P).
Biología C • UNIDAD 2
67
REFERENCIAS:
L: Semillas lisas
Y: semillas amarillas
l: Semillas rugosas
y: semillas verdes
__________
Gametas P
LLYY
llyy
LY
ly
_________
__________
__________
LY
_______
lY
_______
b. Vuelva al esquema 2 de la página 56 y explique cuál es la relación entre la distribución al azar de los cromosomas que allí se representan y la Segunda Ley de Mendel.
Las cruzas que toman en cuenta dos caracteres, como la de la Actividad nº 42,
también pueden representarse mediante el cuadrado de Punnet. En este caso,
en los casilleros de las gametas se ubican todas las combinaciones posibles de
los alelos que determinan las dos características que se están estudiando. En el
caso de la Actividad nº 42, el cuadro sería como el que sigue:
LLYY
LY
LY
ly
LlYy
LlYy
ly
LlYy
LlYy
llyy
En este caso toda la descendencia es heterocigota para los dos caracteres.
68
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad n° 43
A continuación le presentamos un cuadro de Punnet en el que se representan las gametas
de dos progenitores heterocigotas para ambos caracteres (textura y color de la semilla).
LlYy
LlYy
LY
Ly
lY
ly
LY
lY
Ly
ly
a. Complete el cuadro con los genotipos posibles de los descendientes de dicha cruza.
b. ¿Qué proporción o porcentaje de individuos tendrán fenotipo dominante para ambos
caracteres?
c. ¿Qué proporción o porcentaje de individuos tendrán fenotipo recesivo para ambos
caracteres?
d. ¿Qué proporción o porcentaje de individuos tendrán fenotipo dominante para el
carácter textura de la semilla?¿y para el color?
e. ¿Qué proporción o porcentaje de individuos tendrán fenotipo recesivo para el
carácter textura de la semilla?¿y para el color?
Para que no queden dudas
• La primera ley de Mendel explica cómo se heredan las características de una generación a otra. Para formular esta ley,
Mendel analizó de a una característica por vez.
• La segunda ley de Mendel explica la relación que existe entre
la herencia de una característica y la de otra cualquiera, y
muestra que una se hereda independientemente de la otra.
Para formular esta ley, Mendel hizo sus estudios analizando
la herencia de dos características simultáneamente.
2.4. Reproducción sexual y variabilidad
Una de las consecuencias más notorias de la reproducción sexual es la variabilidad genética dentro de una población.
Efectivamente, el proceso que ocurre durante la meiosis provee una fuente
enorme de posibles variaciones sobre el genotipo de los progenitores. A la vez,
la combinación de alelos maternos y paternos luego de la fecundación aporta
mayores posibilidades aún de variaciones en los descendientes.
Biología C • UNIDAD 2
69
La variabilidad dentro de una especie es importante para su supervivencia,
porque le ofrece mayores posibilidades de adaptación frente a los cambios
ambientales.
Más adelante, en la Unidad 4, trataremos más a fondo el concepto de
variabilidad y las posibilidades que esta ofrece para la supervivencia de las
especies.
Actividad n° 44
Imagine dos especies vegetales:
• La especie 1 se reproduce asexualmente por medio de estolones. Aunque posee
raíces poco profundas y hojas anchas (que evaporan rápidamente el agua que
absorben), sobrevive muy bien en los ambientes húmedos que rodean a lagos y
lagunas.
• La especie 2 posee flores y se reproduce sexualmente. Dentro de esta especie se
pueden encontrar distintas variedades que combinan raíces más o menos profundas, con hojas que pueden ser bastante anchas. En una de las variedades, las
hojas son anchas pero cuando hay mucho sol se pliegan sobre sí mismas, evitando
así la evaporación.
a. ¿Cuál de las dos especies sobrevivirá mejor a largos períodos de sequía?
b. Enumere las características de ambas especies que usted tuvo en cuenta para responder la pregunta a.
c. ¿A qué atribuye las diferencias en cuanto a variedad entre ambas especies? Justifique
su respuesta.
Tenga en cuenta que la meiosis y la reproducción sexual no
son la única fuente de variabilidad para las especies. Otra
fuente importante la constituyen las mutaciones.
Actividad n° 45
Repase el concepto de mutación, ya estudiado en la Unidad 1.
a. Escriba un texto explicando en qué consiste una mutación.
b. Suponga que se produce una mutación en una célula de la piel o del corazón de un
organismo con reproducción sexual. ¿Piensa que este cambio tendrá alguna
influencia en la descendencia de dicho organismo? ¿por qué?
c. ¿En qué células deberá producirse una mutación para que influya en la variabilidad
de una especie? Justifique su respuesta.
70
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
d. En la Unidad 1 usted estudió distintas posibilidades en las que la información genética se expresa defectuosamente (porque falla la transcripción, porque falla la síntesis
de un ARNt o hay algún error en los ribosomas). Para cerrar esta Unidad, explique por
qué estas fallas no tienen influencia sobre la variabilidad de una especie.
A continuación le proponemos que resuelva la autoevaluación correspondiente
a la segunda Unidad. Seguramente, luego de haber trabajado con la anterior,
usted ha mejorado sus estrategias para encarar esta tarea.
Esperamos que, en cada una de estas situaciones, además de realizar una revisión, le resulte una ejercitación para su examen.
Biología C • UNIDAD 2
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72
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
3
La reproducción humana
y el desarrollo embrionario
INTRODUCCIÓN
En las unidades anteriores usted ha estudiado los mecanismos generales a través
de los cuales los organismos generan descendencia y, junto con ello, cómo se
transmite la información genética de una generación a otra. A través de ese análisis, hemos puesto de manifiesto aquellos aspectos que son universales, presentes en todos los seres vivos: la función de reproducción, la existencia de
información genética, la forma en que esta se encuentra codificada y los mecanismos a través de los cuales se expresa. Pero también desarrollamos aquellos
aspectos que muestran la diversidad en los seres vivos en cuanto a las formas de
reproducción y a las características particulares de las distintas especies.
UNIDAD 3
UNIDAD
Dentro de esta diversidad, el estudio de la reproducción humana cobra particular interés, ya que su conocimiento constituye una importante herramienta
para que podamos tomar decisiones de manera autónoma y fundamentada
acerca de nuestro propio cuerpo y de las relaciones con los demás.
Al tratar el tema de la reproducción no podemos desconocer que esta función
biológica está muy modulada e influenciada, en el caso de los humanos, por
aspectos culturales y afectivos. Así por ejemplo, la edad reproductiva biológicamente establecida por la maduración de los órganos involucrados, puede o
no coincidir con la edad en que las distintas sociedades establecen y consideran aceptable que sus miembros tengan hijos. Del mismo modo, “lo femenino” y “lo masculino” son conceptos que cobran distintos significados
dependiendo del medio socio-cultural.
En esta Unidad, centraremos nuestra atención en el estudio de la reproducción humana en los aspectos específicamente biológicos, tanto anatómicos
como fisiológicos. Pero en el último punto, abordaremos también algunos
de los modos en que, a partir de los desarrollos científicos, es posible intervenir sobre los procesos biológicos, en particular, sobre el ciclo reproductivo.
Guiarán nuestro trabajo preguntas tales como:
• Cuáles son las características principales del sistema reproductor humano.
• Cómo participan las hormonas en el proceso reproductivo.
• Cuáles son los sucesos que ocurren cuando la cigota se ha formado y
comienza el desarrollo del embrión.
• Qué posibilidades existen actualmente, a partir del conocimiento biológico
y la tecnología médica, para intervenir en el proceso reproductivo humano.
Biología C • UNIDAD 3
73
Actividades de anticipación
El propósito de las siguientes actividades es retomar los conocimientos que
usted posee sobre la reproducción sexual y utilizarlos como punto de partida
para adquirir otros nuevos. Por eso le sugerimos que trate de responder con lo
que usted sabe y sólo recurra a la Bibliografía cuando la actividad lo solicite.
Actividad de anticipación nº I
a. Enumere todas aquellas características físicas que, a su juicio, permiten distinguir
entre varones y mujeres.
b. ¿Cuáles de dichas características están presentes desde el nacimiento?, ¿cuáles sólo se
manifiestan luego de la adolescencia?
c. Complete el siguiente cuadro en base a lo respondido en los puntos a y b.
Corrobore y/o complete sus respuestas recurriendo a la Bibliografía.
Caracteres sexuales
primarios
Caracteres sexuales
secundarios
Femeninos
Masculinos
Actividad de anticipación nº II
Para realizar esta actividad recurra a los conocimientos que ha adquirido acerca de la reproducción
sexual en la Unidad 2.
a. ¿Cómo se llaman las gametas femeninas y masculinas?
b. ¿Dónde se forman las gametas femeninas? ¿y las masculinas?
Ahora, consultando los textos...
c. Complete el siguiente cuadro comparativo entre las gametas femeninas y masculinas.
Escriba para cada caso el tamaño relativo (cuál es mayor y cuál es menor), la movilidad (si se desplaza o no por sus propios medios) y la cantidad de gametas que se
libera cada vez (una o millones).
Gametas
femeninas
Tamaño relativo
Movilidad
Cantidad liberada cada vez
74
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Gametas
masculinas
3.1. Sistema reproductor masculino y femenino
Usted ya ha estudiado en la Unidad anterior que la función del sistema
reproductor – en los organismos que se reproducen sexualmente – es la de
producir los óvulos y los espermatozoides que, al unirse mediante el proceso de fecundación, darán lugar a un nuevo individuo. En el caso de los
organismos que poseen fecundación interna, también se desarrollan unas
estructuras, llamadas órganos copuladores, que facilitan el encuentro
entre ambas gametas.
Actividad nº 46
A continuación, le presentamos un conjunto de esquemas que representan los sistemas
reproductores femenino y masculino, en los que señalamos algunas de sus partes.
a. Complete las líneas punteadas con las palabras que aparecen debajo de cada uno de
los esquemas.
Sistema reproductor masculino (y su relación con el sistema urinario):
Esquema 1
Vista lateral*
vejiga urinaria – próstata – vesículas seminales – testículo – epidídimo – canal o conducto
deferente – escroto – pene – uretra – glande – prepucio.
* M.G. Barderi, F. Cuniglio y otros. Biología. Citología, Anatomía y Fisiología. Genética. Salud y Enfermedad. Ediciones
Santillana, Buenos Aires, 2000.
Biología C • UNIDAD 3
75
Esquema 2
Vista de frente*
vejiga urinaria – pene – testículo –conductos deferentes
Esquema 3
Vista de un testículo (corte longitudinal)**
túbulos seminíferos – epidídimo – conducto deferente.
* Lacreu y otros; op. cit.
** Barderi y otros; op. cit.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Sistema reproductor femenino (y su relación con el sistema urinario):
Esquema 4
Vista de perfil*
vejiga urinaria – uretra – ovario – trompas de Falopio – útero – vagina – labios vaginales –
clítoris.
Esquema 5
Vista de frente*
vejiga urinaria – útero – ovario – trompa de Falopio - vulva
* Lacreu y otros, op. cit.
Biología C • UNIDAD 3
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Esquema 6
Corte transversal de útero y vagina*
útero – cuello del útero – vagina – endometrio.
Esquema 7
Vista de frente de ovarios y trompas de Falopio*
ovario – trompa de Falopio
b. ¿Cuáles de las partes mencionadas son los órganos copuladores femenino y masculino?
* Lacreu y otros, op. cit.
78
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad n° 47
Lea en la Bibliografía la información relativa al sistema reproductor masculino y responda las
siguientes preguntas:
a. Además de la fabricación de espermatozoides, ¿qué otra función tienen los testículos?; ¿cuál es la importancia de esta función?
b. Describa esquemáticamente el camino que siguen los espermatozoides desde los
tubos seminíferos, donde son producidos, hasta que llegan a la uretra, por donde son
eyaculados.
c. ¿Cómo está compuesto el semen o fluido seminal?, ¿qué función cumplen la próstata
y las vesículas seminales?
Actividad n° 48
Lea en la Bibliografía información relativa al sistema reproductor femenino y responda las
siguientes preguntas:
a. Además de la fabricación de óvulos, ¿qué otra función tienen los ovarios?; ¿cuál es la
importancia de esta función?
b. Describa esquemáticamente el camino que siguen los óvulos desde el ovario, donde
son producidos, hasta que llegan al útero.
c. ¿En qué parte del recorrido de los óvulos tiene lugar la fecundación?
d. ¿Cuál es la función del útero?
3.2. Sexo, genes y hormonas
Ya hemos visto que el sexo de un individuo está determinado genéticamente. También aprendió que la información genética se expresa en los
individuos a través de la síntesis de proteínas, ya sea porque estas actúan
directamente (como en el caso de algunos pigmentos o de algunas hormonas), o porque participan como enzimas en la síntesis de la mayor parte
de las sustancias que forman el organismo. En las siguientes actividades le
propondremos vincular los conceptos aprendidos con el tema de la determinación del sexo en los seres humanos.
Actividad n° 49
Lea el siguiente texto:
Aproximadamente 38 días después de la fecundación comienzan a formarse las
gónadas, y dentro de ellas, las células madre de las gametas. Hasta ese momento
Biología C • UNIDAD 3
79
del desarrollo, las gónadas no se han diferenciado en testículos o en ovarios, es decir,
aún no se distingue entre varón o mujer. Es en esta etapa en la que se va a manifestar la información genética contenida en los cromosomas sexuales. Si en las células
embrionarias está presente el cromosoma Y, este cromosoma dirige la síntesis de una
sustancia que actúa sobre las células de las gónadas, y hace que estas se desarrollen en
los testículos. Los testículos secretarán hormonas masculinas o andrógenos, que coordinarán el desarrollo de los genitales masculinos externos. Si en las células embrionarias no está presente el cromosoma Y (es decir si el par 23 es XX) dicha sustancia
no se sintetizará, y el desarrollo será femenino.
a. Complete el siguiente cuadro que compara el proceso de formación de las gametas
femeninas y masculinas :
Cromosomas XX
Cromosomas XY
Nombre de la célula
germinal
Nombre de la gameta
Etapa del desarrollo en que
las células germinales
comienzan a dividirse por
meiosis
Actividad n° 50
Busque en la Bibliografía información acerca de las hormonas que intervienen en la reproducción y
responda las siguientes preguntas:
a. ¿En qué órgano se producen los factores liberadores de gonadotrofinas o gonadotropinas? ¿Sobre qué órgano actúan?
b. ¿En qué glándula se producen la HL* (hormona luteinizante) y la HFE** (hormona
folículo estimulante)? ¿Cuáles son sus órganos blanco?
c. ¿En qué momento del desarrollo comienzan a secretarse estas hormonas?
d. ¿En qué momento del desarrollo (comenzando desde la formación del embrión) se
manifiestan las características sexuales primarias?, ¿y las secundarias?
* En algunos libros la encontrtará como LH (luteinizan hormone), ya que responde a su nombre en inglés.
** En algunos libros la encontrará como FSH (folículo stimulant hormone), ya que responde a su nombre en inglés.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
CICLO MENSTRUAL Y CICLO OVULATORIO
A continuación analizaremos en detalle la ovulación y la menstruación.
Veremos que es un proceso que ocurre de manera cíclica en las mujeres e
involucra la combinación de distintas hormonas.
Si bien el estudio del sistema reproductor que usted ha realizado hasta el
momento le servirá para lograr una adecuada comprensión del presente tema,
presentamos otros conceptos que deberá tener en cuenta:
• Las gónadas, tanto masculinas como femeninas, se desarrollan muy tempranamente en el embrión.
• La maduración de las células sexuales ocurre durante la pubertad, bajo
la acción conjunta de las hormonas hipofisiarias y las hormonas producidas por las gónadas.
• Las espermatogonias (células germinales masculinas) comienzan su proceso de división meiótica recién cuando el individuo llega a la pubertad.
A partir de ese momento, esta producción se renueva continuamente
durante toda la vida.
• Las oogonias (células germinales femeninas) comienzan la división meiótica muy tempranamente en el embrión, dando lugar a oocitos primarios
que permanecen en el estadio de profase I hasta la pubertad. A partir de
ese momento, una vez cada mes, un oocito primario completa su división
liberando un óvulo. A este proceso se lo denomina ciclo ovulatorio.
Antes de comenzar el estudio del ciclo ovulatorio, realice la siguiente actividad con los conocimientos que usted posee sobre el tema:
Actividad n° 51
a. ¿Por qué se produce la menstruación en las mujeres?
b. ¿Qué relación hay entre la ovulación y la menstruación?
c. ¿Qué relación hay entre la fecundación y la menstruación?
d. ¿Por qué durante el embarazo no se produce la menstruación?
e. ¿Qué es la menarca?
f. ¿Qué es la menopausia?
Resuelva ahora las siguientes actividades y, una vez que las haya completado, vuelva a revisar sus respuestas a la Actividad nº 51
Biología C • UNIDAD 3
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Actividad n° 52
Busque en la Bibliografía información sobre la maduración del óvulo o ciclo ovulatorio.
a. Complete el siguiente esquema* con los nombres que se presentan en la lista:
folículo inmaduro – folículo en maduración – oocito primario – ovario – folículo maduro
– oocito secundario – ovulación – óvulo – cuerpo lúteo (o cuerpo amarillo)Ciclo ovulatorio.
b. ¿Qué hormonas estimulan la maduración del folículo?
c. ¿Qué hormona es producida por el folículo durante su maduración?
d. ¿Qué hormona es producida por el cuerpo lúteo?
Junto con la ovulación, el organismo femenino se prepara para la gestación. Es
decir que luego de la fecundación del óvulo, la cigota se implanta en el útero
donde ocurrirá su desarrollo hasta el nacimiento.
El proceso de ovulación y los cambios hormonales que lo acompañan están
estrechamente relacionados con los cambios que ocurren en el útero.
* Aljanati y otros; op. cit.
82
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad n° 53
Como hemos visto, la ovulación es un proceso cíclico que ocurre aproximadamente cada
28 días. Por medio de esta actividad usted estudiará la relación entre los principales
sucesos de la ovulación y la preparación del organismo materno para la gestación.
a. ¿Qué es el endometrio?
b. ¿Cuál es la acción de las hormonas ováricas sobre el endometrio?
c. ¿Qué sucede con el cuerpo lúteo si no se produce el embarazo? ¿Qué consecuencias
trae este hecho sobre la producción de hormonas y sobre el endometrio?
d. ¿Qué relación existe entre la producción de hormonas y la menstruación?
Actividad nº 54
La ovulación es un proceso cíclico y por lo tanto cualquier día puede ser tomado como
el inicio del ciclo, ya que al cabo de todo el proceso se llegará nuevamente a dicho
momento. Sin embargo, por convención se ha establecido el inicio del ciclo ovulatorio
en el comienzo de la menstruación. De esta forma, el día en que empieza la menstruación se toma como día cero de todo el ciclo y se empieza a contar el resto de los días a
partir de ese momento.
a. ¿Cuáles son los días del ciclo menstrual en los que es más probable que ocurra la
fecundación? Justifique su respuesta.
b. ¿Cuáles son los días del ciclo menstrual en los que es menos probable que ocurra la
fecundación? Justifique su respuesta.
Revise sus respuestas a la Actividad nº 51 y compárelas con la nueva información y los
conceptos que adquirió investigando en la bibliografía.
3.3. Concepción, embarazo y parto. Desarrollo
del embrión
Luego de la fecundación –encuentro entre el óvulo y el espermatozoide- se
forma la cigota y comienza el proceso de desarrollo del embrión.
Recuerde que la cigota es una célula cuyo citoplasma y organelas citoplasmáticas provienen del óvulo materno y cuyo núcleo está formado por la fusión
entre el núcleo del óvulo y el del espermatozoide. Así, se restablece el número
diploide de cromosomas, que en el caso de los humanos es 46.
En este apartado estudiaremos el desarrollo del embrión y los sucesos
que se producen antes y durante el parto. Si necesita revisar algunos conceptos relacionados con la fecundación, vuelva a leer sus respuestas a la
Actividad n° 30 de la Unidad 2.
Biología C • UNIDAD 3
83
Actividad nº 55
Busque en la Bibliografía los sucesos que ocurren luego de la fecundación.
a. ¿Cuánto tiempo transcurre desde que se forma la cigota hasta que se implanta en el
endometrio?
b. ¿Qué le sucede a la cigota durante ese tiempo?
c. ¿Cuál es su fuente de energía?
Al cabo de una semana aproximadamente, la cigota ya ha sufrido unas cuantas
divisiones y como resultado se ha formado un conjunto de aproximadamente
120 células.
Algunas células de este conjunto comenzarán a diferenciarse dando lugar, por un
lado, al embrión propiamente dicho y por otro lado, a una serie de membranas
que lo protegerán y nutrirán.
Las reservas alimenticias que proveía el óvulo desde que se forma la cigota
hasta que se implanta en el endometrio se están agotando y, a partir de ese
momento, el embrión se nutrirá a través de la placenta.
Para que le quede más claro, observe el siguiente esquema*, en los cuales se
muestran las etapas iniciales de la implantación del embrión en las paredes del
útero materno, antes de que se forme la placenta.
IMPLANTACIÓN DEL EMBRIÓN.
endometrio
células que
formarán el
embrión
* Bocalandro N., Frid D., Socolovsky L., Biología 1 “Biología humana y salud”. Editorial Estrada (Polimodal), Buenos Aires, 2000.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad n° 56
Recurra a la Bibliografía para responder las siguientes preguntas:
a. ¿Qué es el amnios y qué función cumple?
b. ¿Qué es el corion y qué función cumple?
c. ¿Cuál es la función de la placenta?, ¿cómo se forma?
d. ¿Cuál es la función del cordón umbilical?, ¿cómo está constituido?
Antes de resolver la actividad siguiente, le sugerimos que revise los conceptos relacionados con
el control hormonal de la ovulación y el embarazo que estudió en las Actividades nº 51 a 53.
Actividad n° 57
a. Complete los cuadros vacíos con los siguientes términos:
estrógenos – endometrio – gonadotrofina coriónica – progesterona
Placenta
secreta
actúa sobre
Cuerpo
lúteo
secreta
evita la caída del
Biología C • UNIDAD 3
85
El siguiente gráfico muestra la variación en las concentraciones de distintas hormonas
sexuales durante el embarazo. Las líneas punteadas representan a la progesterona;
mientras que la llena, a los estrógenos.
concentración
hormonal
tiempo
embarazo
semana nº 12
parto
b. A partir del análisis del gráfico anterior, complete el cuadro colocando una X en las
hormonas que se segregan antes y después de la semana N° 12.
Estrógeno de
origen
ovárico
Estrógeno de
origen
placentario
Progesterona
de origen
ovárico
Progesterona
de origen
placentario
Antes de la semana
nº 12
Después de la
semana nº 12
c. ¿Qué datos le permitieron decidir cuáles hormonas son de origen ovárico y cuáles de
origen placentario? Para responder tenga en cuenta el análisis del gráfico, la acción
hormonal y el desarrollo embrionario.
d. ¿Por qué durante el embarazo se interrumpen las menstruaciones?
Durante los 9 meses que dura el embarazo, el embrión se va desarrollando. El desarrollo implica varios procesos entre los cuales podemos destacar los siguientes:
a. División celular: da como resultado el crecimiento.
b. Diferenciación celular: se inicia a los pocos días de formada la cigota,
cuando comienzan a diferenciarse grupos de células que van a cumplir
funciones diferentes. Está relacionada con la especialización celular. Este
proceso continúa con la formación de los tejidos y de los órganos.
c. Morfogénesis: es una consecuencia de la diferenciación y especialización
celular y consiste en la adquisición de la forma humana, es decir del plan
general característico del cuerpo humano.
86
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad n° 58
Estudie en la Bibliografía el desarrollo del embrión durante los nueve meses de gestación.
a. Escriba los sucesos que recuerde según la secuencia que se plantea en el cuadro:
Etapas del
desarrollo
Sucesos
Primer trimestre
Segundo
trimestre
Tercer trimestre
Corrobore sus respuestas apelando nuevamente a la Bibliografía.
b. Revise si ubicó los siguientes sucesos en el cuadro anterior. Si no lo hizo, inclúyalos:
• Se perciben los latidos del corazón y la madre percibe los movimientos del feto.
• Los nervios desarrollados permiten que el feto reaccione frente a los estímulos
externos.
• El corazón puede bombear sangre y ya se puede distinguir el sexo.
Actividad nº 59
Busque en la Bibliografía información acerca del parto y responda las siguientes preguntas:
a. ¿Cuáles son los sucesos que indican que un parto es inminente?
b. ¿Qué función cumple la hormona oxitocina durante el parto? ¿En qué casos se administra esta hormona por vía endovenosa?
c. ¿Cuál es la posición normal de parto del bebé?
d. ¿Qué cambios hormonales provoca la expulsión de la placenta? ¿Cómo influyen estos
cambios en la posibilidad de que se produzca una nueva fecundación?
Todas las personas poseen ideas y creencias sobre el embarazo, el parto y el cuidado
del bebé. Muchas de estas creencias se transmiten de boca en boca, de madres experimentadas a madres novatas y por lo general son útiles porque orientan y contienen a
quienes tienen hijos por primera vez.
Pero también, muchas veces, se dicen cosas que no son del todo correctas. A veces
estas creencias pueden generar temor en los padres primerizos y no les permite disfrutar de este período tan importante de la vida. Otras veces, las falsas creencias y las
recomendaciones erróneas pueden poner en riesgo la vida de la madre y del bebé.
Biología C • UNIDAD 3
87
Por esa razón, para completar este tema le sugerimos que concurra al hospital o sala
de primeros auxilios más cercano y se interiorice sobre las siguientes cuestiones:
•
Cuidados prenatales de la madre y el bebé (alimentación de la madre, actividad
física, el papel del padre, los controles médicos periódicos, vacunación de la embarazada, etc.).
•
Riesgos y prevención durante el embarazo y el parto.
•
Preparación para el parto. Parto y puerperio.
•
Cuidados del recién nacido. La lactancia. Cuidados de la madre durante la lactancia. El rol del padre.
•
Controles médicos de la madre y el bebé en el primer mes de vida.
•
Planes existentes de asistencia social para la embarazada, la madre y el niño.
Si tiene la posibilidad de hacerlo, le recomendamos que vea el video “El milagro de la
vida” disponible en el Centro de Recursos Multimediales de la sede central del Programa
Educación Adultos 2000.
3.4. Intervención sobre los procesos de reproducción y desarrollo en humanos
Al comienzo de esta Unidad mencionábamos la importancia de los conocimientos sobre la reproducción, porque nos ponen en mejores condiciones para
tomar decisiones personales y fundamentadas sobre nuestro cuerpo. En las secciones anteriores usted ha podido aprender nociones sobre la anatomía y fisiología humana relacionadas con la reproducción, el embarazo y el parto. En esta
última sección, abordaremos los modos de intervención sobre ellos.
En los últimos años la ciencia y la tecnología, puestas al servicio de la salud,
han aportado una gran cantidad de métodos y técnicas que permiten intervenir sobre los procesos de reproducción y desarrollo humano.
Al hablar de intervención, estamos haciendo referencia a un conjunto de
acciones de lo más diversas, que van desde la intervención para obtener datos
(como puede ser el test de embarazo) o para modificar una situación (por
ejemplo evitar el embarazo).
Para terminar esta Unidad, abordaremos los siguientes temas:
• Intervención con fines de diagnóstico (test de embarazo, seguimiento del
embarazo, diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas).
• Intervención para evitar embarazos (métodos anticonceptivos).
• Intervención para favorecer el embarazo (reproducción asistida).
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
INTERVENCIÓN CON FINES DE DIAGNÓSTICO
Actividad nº 60
Revise sus conocimientos relativos al embarazo y responda las preguntas.
a. ¿Cuál es el primer síntoma que permite sospechar que una mujer está embarazada?
Justifique su respuesta.
b. ¿En qué consiste el test hormonal de embarazo?, ¿por qué no se utiliza la presencia de
altas concentraciones de progesterona y estrógenos para diagnosticar el embarazo?
El siguiente texto explica las funciones que cumple la ecografía como
método de diagnóstico en el embarazo.
Ecografía
“La ecografía o ultrasonido es el método diagnóstico más utilizado en la actualidad
para controlar el crecimiento, el desarrollo y el bienestar del feto durante el seguimiento del embarazo. De manera general, este estudio permite confirmar el embarazo, visualizar el saco amniótico, la placenta, ver el número de fetos presentes en
el útero, calcular su edad aproximada midiendo la longitud del cráneo, ver la posición del feto y medir diferentes partes de su cuerpo para controlar su normal desarrollo. Como su nombre lo indica, este método se basa en la utilización de ondas
sonoras, que se reflejan en ecos, que son transformados en imágenes gráficas que se
visualizan en una pantalla. [...]
Todos los sonidos se inician con la vibración de un objeto. En la ecografía el sonido
es producido por un cristal que vibra muy rápido. El dispositivo que emite el
sonido, denominado transductor, se coloca sobre el abdomen de la mujer embarazada, en contacto íntimo con la piel, sobre la que se extiende una sustancia gelatinosa para mejorar la acústica. Las ondas de sonido entran en contacto con
diferentes tejidos, se reflejan y emiten ecos que son detectados por el transductor.
Según el tipo de tejido, el patrón de ecos será diferente. El transductor recibe los
ecos y los transforma en imágenes móviles que se visualizan en un monitor. [...]
El ultrasonido no tiene efectos nocivos sobre el feto o la madre, a diferencia de la técnica de rayos X, utilizada para las radiografías, que podrían afectar la salud del feto.”*
Mientras que las ecografías permiten identificar características visibles del feto, hay
ciertos tipos de enfermedades que no se manifiestan externamente. Muchas de ellas
son enfermedades genéticas y para detectarlas existen otros tipos de estudios.
* Bocalandro, Frid, Socolovsky, Biología I - “Biología humana y salud”, Editorial Estrada. Buenos Aires 1999
Biología C • UNIDAD 3
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Actividad n° 61
Lea el siguiente texto y luego responda las preguntas:
En los últimos años se han desarrollado técnicas que permiten obtener células fetales
que luego pueden ser estudiadas para detectar posibles enfermedades. Una de estas
técnicas, la amniocentesis, se basa en el hecho de que en el líquido amniótico se
encuentran células que se han desprendido del feto a lo largo de su desarrollo.
Consiste en extraer con una jeringa una porción del líquido amniótico del interior
del útero, y luego separar las células fetales que se encuentran en su seno. La extracción se realiza monitoreando constantemente mediante ecografía para evitar que la
punción afecte al feto. Este estudio deber realizarse a las 16 semanas de embarazo
para asegurar que haya suficiente líquido amniótico y células fetales.
Otro método es el denominado muestreo de vellosidades coriónicas. Consiste en
extraer una muestra de células de estas vellosidades. La extracción se hace por aspiración, introduciendo un catéter a través de la vagina hasta llegar al útero. Esta
extracción también se realiza bajo monitoreo por ecografía.
Una vez que se obtienen las células por alguno de los métodos mencionados, se
pueden realizar estudios sobre la secuencia de nucleótidos de las cadenas de ADN, o
bien se puede realizar un cariotipo. Estos estudios permiten detectar posibles enfermedades genéticas, y también el sexo del futuro bebé.
A pesar de que se ha avanzado muchísimo en los controles de seguridad sobre este tipo
de intervenciones, es importantísimo que cualquiera que necesite someterse a ellas se
informe acerca de los riesgos que podrían traer aparejados. Toda persona tiene
derecho a averiguar cuáles son las consecuencias de este tipo de intervenciones, y los
médicos y servicios de salud están obligados a brindar toda la información necesaria.
a. ¿Cuál es la razón por la que las células de las vellosidades coriónicas aportan datos
sobre el material genético fetal?
b. ¿Qué información brinda la secuencia de nucleótidos de una porción de ADN?, ¿por
qué esa información permite detectar posibles enfermedades?
c. Si fuera necesario conocer el sexo de un bebé durante los primeros meses de embarazo, ¿qué tipo de estudio haría, una secuencia de nucleótidos o un cariotipo?
Justifique su respuesta.
d. ¿Cualquier célula del feto serviría para detectar el sexo? ¿También servirían las células
de las vellosidades coriónicas? Justifique su respuesta.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
MÉTODOS ANTICONCEPTIVOS
“La Conferencia Internacional sobre Población y Desarrollo celebrada en el
Cairo en 1994, en la que participaron representantes de 180 países, estableció
que los derechos reproductivos [...] se basan en el reconocimiento del derecho
básico de todas las parejas e individuos a decidir libre y responsablemente el
número de hijos, el espaciamiento de los nacimientos y a disponer de la información y de los medios para ello, y el derecho a alcanzar el nivel más elevado
de salud sexual y reproductiva. También incluye su derecho a adoptar decisiones relativas a la reproducción sin sufrir discriminación, coacción, ni violencia, de conformidad con lo establecido en los documentos de derechos
humanos...”*
Actividad n° 62
Busque información en la Bibliografía sobre los distintos métodos anticonceptivos y clasifíquelos
según los criterios que se formulan en el siguiente cuadro:
Acción
Impide la entrada Impide la entrada
de los
de los
espermatozoides espermatozoides
al útero
a la vagina
Inhibe la
ovulación
Evita la fecundación o la implantación
Métodos
[...] “Los comportamientos que los hombres mostramos son el producto de la compleja interacción entre biología y cultura. Es por ello que la calificación de
“naturales” que se utiliza para designar determinados comportamientos humanos,
especialmente en el terreno de la sexualidad, frecuentemente son sólo intentos de
imponer –justificándolo desde la pretendida objetividad científica- ciertas normas
morales o éticas de un sector de la sociedad sobre otro. Estos argumentos “científicos”, no pocas veces se utilizan para implementar políticas discriminatorias (a
veces refrendadas con leyes de carácter nacional) sobre aquellas personas o grupos
sociales que responden a otros parámetros de la moral o de la ética o cuestionan los
ya establecidos.” **
Es nuestra intención propiciar que usted como adulto reflexione sobre el
texto anterior y lo vincule con experiencias de personas conocidas y con
temas como el embarazo en adolescentes, la homosexualidad, el uso de
los métodos anticonceptivos, el aborto y otras situaciones.
* Bocalandro, Frid, Socolovsky, Biología I - “Biología humana y salud”, Editorial Estrada. Bs. As. 1999.
** Aljanati, Wolovelsky, Tambussi,“Los códigos de la vida”. Ediciones Colihue. Bs. As. 1996.
Biología C • UNIDAD 3
91
Actividad n° 63
Uno de los temas mencionados en el texto anterior se relaciona con un debate actual.
Algunas opiniones al respecto pueden esquematizarse como sigue:
1. Un anteproyecto del dictamen para la Cámara de Diputados
considera el momento de la fecundación (contacto del
espermatozoide con el óvulo) como inicio de la vida.
2. La Iglesia Católica acepta el momento de la fertilización
(unión de los núcleos de ambas gametas) como el inicio de
un nuevo ser.
3. Algunos médicos proponen el inicio de un nuevo ser
cuando el embrión tiene aproximadamente 4 semanas.
4. Otros médicos afirman que, aunque haya vida, el embrión
en desarrollo, no puede ser considerado una persona.
a. ¿Cuál es, para usted, la importancia que le asignan distintos sectores de la sociedad
a fijar el momento en el que se considera el inicio del nuevo ser? ¿Cuáles son las
razones por las que se generan opiniones tan diversas alrededor de este tema?
b. Sobre la base de los textos que leyó anteriormente en relación con la salud reproductiva ¿Considera usted que el momento de inicio de un nuevo ser es el único tema
a tener en cuenta para resolver el debate? ¿Habría que tener en cuenta otras consideraciones en el debate? ¿Cuáles?
REPRODUCCIÓN ASISTIDA
“Aproximadamente entre un 10 y un 15 % de las parejas en edad fértil tienen dificultades para lograr el embarazo. Se considera que puede haber alteraciones en la
fertilidad de una pareja cuando, luego de un año de mantener relaciones sexuales
en forma regular y sin utilizar métodos anticonceptivos, no es capaz de gestar. Este
es un concepto práctico que utilizan los especialistas a fin de establecer un plazo
para que la pareja inicie los estudios que determinen las causas de la infertilidad
y orienten acerca del modo de superarla.”*
* “Los códigos de la vida”, Aljanati, Wolovelsky, Tambussi. Ediciones Colihue. Buenos Aires. 1996.
92
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad n° 64
Lea en la Bibliografía información sobre reproducción asistida y responda las siguientes preguntas:
a. ¿Cuáles pueden ser las causas de infertilidad? Clasifíquelas en psicológicas y orgánicas.
b. Dé un ejemplo de técnicas de fertilización asistida de baja complejidad y otro de alta
complejidad.
c. Sintetice las características principales de las siguientes técnicas de fertilización asistida:
• Inseminación artificial.
• Fecundación in vitro con transferencia embrionaria (FIV-TE).
• Transferencia de gametas a las trompas de Falopio (GIFT).
d. La técnica de FIV-TE implica la producción de varios embriones que quedan como
reserva, congelados. ¿Qué problemas y debates genera esta situación? ¿Cuál es su
opinión? Escríbala brevemente.
Como lo hicimos anteriormente, para cerrar la Unidad le proponemos que
resuelva las actividades destinadas a la autoevaluación de los conocimientos
adquiridos durante el estudio.
Biología C • UNIDAD 3
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94
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
4
La evolución biológica
INTRODUCCION
Desde el inicio de lo que llamamos “humanidad”, los hombres dependieron de
otros seres vivos para alimentarse y para abrigarse. Simultáneamente debieron
aprender a defenderse de algunos de ellos para no morir entre sus garras o intoxicados. Así fue como aprendieron a reconocer la inmensa diversidad de seres
vivos que habitaban con ellos el planeta y formaban parte de su entorno.
Algunas descripciones que nos llegaron de pueblos del pasado muestran que
eran muy observadores a la hora de reconocer las similitudes y diferencias
entre los organismos y su posible utilidad para la vida cotidiana.
UNIDAD 4
UNIDAD
También les preocupaban cuestiones más “espirituales” relacionadas con el
tema. Por ejemplo, ¿cómo se originó tal diversidad?; ¿cómo se originaron los
propios hombres?; ¿existe alguna relación entre el origen de otros seres vivos y
el de los seres humanos?. Muchas de las respuestas que dieron a estos problemas quedaron plasmadas en mitos y leyendas, como así también forman
parte de las cosmovisiones religiosas de prácticamente todos los pueblos.
El otro tema que llamó su atención es la aparente “armonía” entre la forma del
cuerpo, el tipo de estructuras de plantas y animales y el medio en que habitan.
Es decir, de la aparentemente “cuidadosa” adaptación de los organismos a su
ambiente.
Ambos problemas, diversidad y adaptación, promovieron desde mucho
tiempo atrás una incansable búsqueda de explicaciones. Muchas de esas explicaciones fueron de orden religioso y recurrían a un “Creador”, cuya voluntad
dio origen a cada una de las formas vivas que habitan el planeta, incluidos los
hombres. Otros pensadores buscaron explicaciones en la misma naturaleza, ya
que no veían la necesidad de recurrir a una explicación basada en la voluntad
divina.
Surgieron así distintas respuestas científicas al problema del origen de los seres
vivos y del hombre, de las cuales una es actualmente aceptada de manera
incondicional por la comunidad científica: la evolución biológica.
Hacia el año 1850, dos naturalistas, Charles Darwin y Robert Wallace propusieron la “Teoría de la Evolución Biológica por Selección Natural”.
Esta teoría propone una explicación, a partir de causas naturales, sobre cómo
se originó la diversidad del mundo vivo incluidos los seres humanos y el por
qué muchos organismos son tan parecidos entre sí y otros aparentemente tan
diferentes. También esta teoría explica la adaptación de los organismos al
ambiente.
Biología C • UNIDAD 4
95
A lo largo de esta unidad concentraremos nuestra atención sobre los siguientes
interrogantes:
• Qué origen atribuye la ciencia a la diversidad del mundo vivo
• Cuáles son los mecanismos que proponen los científicos para explicar la
adaptación de los seres vivos al ambiente donde viven
• Cuáles son los principales argumentos que aporta la teoría de la evolución
para explicar el origen de nosotros mismos
Actividades de anticipación
Antes de comenzar a estudiar los temas específicos de la unidad, le proponemos que realice las tres actividades siguientes, que esperamos lo ayuden
a introducirse en la temática. Recuerde que es importante que usted
resuelva estas actividades con lo que ya sabe, sin recurrir a la bibliografía.
Más adelante tendrá la oportunidad de revisar y ampliar sus respuestas.
Actividad de anticipación nº I
Comencemos considerando una lista de animales por todos conocidos, como por ejemplo:
gato, perro, zorro, paloma, merluza, canario, bagre, cóndor.
Establezca todas las diferencias que pueda entre cada uno de estos animales, basándose
en las características exteriores observables en cada uno. En la siguiente tabla damos
algunos ejemplos de esas características y lo convocamos a completarla con otros que
usted considere relevantes.
Características Estructura para
Cuerpo
la locomoción cubierto por
Ser vivo
Gato
patas
Perro
pelos
Zorro
Paloma
plumas
Merluza
aletas
Canario
patas y alas
escamas
Bagre
Cóndor
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad de anticipación nº II
En esta actividad retomaremos el cuadro que usted elaboró en la actividad anterior.
a. Probablemente haya encontrado características comunes entre algunos animales del
listado. Vuelva a leer el cuadro y clasifique los animales en grupos, basándose en las
similitudes que poseen.
b. ¿Qué nombre le pondría a cada grupo?
c. ¿Por qué considera que algunos organismos presentan similitudes entre sí respecto
de otros?
Actividad de anticipación n° III
a. Ahora intente un agrupamiento de los organismos señalados en la Actividad n° I,
según el medio en el que habitan o pueden desenvolverse.
Organismos que habitan el
medio acuático
Organismos que habitan el
medio terrestre
Organismos que pueden
desenvolverse en el medio
aéreo
b. ¿Qué características corporales de los animales tuvo en cuenta para determinar el
medio en el que habitan o se desenvuelven?
4.1. Constancia y diversidad en los seres vivos.
Como decíamos en la Introducción, en su intento por explicar la diversidad y
la adaptación de los seres vivos los hombres inventaron diversos mitos y
leyendas, basados en que, a primera vista, parecían “fabricados” para un
ambiente determinado. Si así fuera, era lógico pensar en un “fabricador”.
A partir del siglo VII antes de Cristo, en la antigua Grecia, a los filósofos y
naturalistas también se preocuparon por esas cuestiones. Pronto, en medio de
discusiones y controversias, surgieron dos concepciones contrapuestas y excluyentes para explicar las similitudes y diferencias entre los organismos:
a. Los partidarios de la Inmutabilidad de los seres vivos: creían que los seres
vivos habían surgido tal como se los conocía y desde ese momento nunca
más cambiaron. Según sus concepciones, lo que hoy vemos es lo que
siempre estuvo y estará.
Biología C • UNIDAD 4
97
b. Los partidarios de la Mutabilidad: creían en el cambio como origen de
las diferencias.
Mucho más tarde, en la Europa del siglo XIX, esas dos concepciones se expresaron en dos grandes corrientes de pensamiento, que intentaban explicar el
origen de la diversidad y de la adaptación de los seres vivos desde un punto de
vista científico:
• La corriente fijista o fijismo que era sostenida, entre otros por Karl
Linnê y George Cuvier.
• La corriente transformista o transformismo, sostenida entre otros por
George Buffon y Jean Baptiste Lamarck.
Actividad nº 65
a. Realice una investigación en la Bibliografía disponible y resuma las diferencias entre las ideas
fijistas y transformistas para explicar la diversidad biológica.
b. ¿Cuál de estas corrientes se corresponden con la concepción de la inmutabilidad?
Justifique su respuesta.
c. Basándose en su respuesta al punto anterior, ¿en cuál de las dos posturas – fijista o
transformista - ubicaría la siguiente afirmación? Justifique su respuesta.
“Contamos tantas especies como formas diversas fueron creadas en el principio del
mundo”.
LA TIERRA: UN MUNDO MUY ANTIGUO Y CAMBIANTE.
Paralelamente al debate sobre el origen de la diversidad y la adaptación en los
seres vivos, existía un fuerte debate sobre la “edad de la Tierra”. Algunos le
asignaban apenas 5 o 6.000 años de antigüedad, basándose en el relato bíblico,
mientras que otros hablaban de millones y hasta miles de millones de años de
existencia. La resolución de este debate resultó fundamental para que se
abrieran paso las ideas transformistas y con ellas la teoría de la Evolución por
Selección Natural, que más adelante estudiaremos con cierto detalle.
Actividad nº 66
a. ¿Por qué piensa que el debate sobre la Edad de la Tierra tuvo tanta importancia en
la discusión acerca de si las especies pueden transformarse a lo largo del tiempo o si
las especies son inmutables? Responda esta pregunta con su opinión.
b. Busque en la Bibliografía información sobre la edad de la Tierra. Compare su respuesta con lo que
dice en el libro.
98
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 67
Lea el siguiente texto y luego resuelva la consigna que se le formula:
A principios del siglo XIX, Napoleón llevó a Francia desde Egipto varias especies de
vegetales y animales que habían sido momificados junto con momias humanas. Estos
hallazgos son comunes ya que los egipcios momificaban y colocaban en las tumbas a
los más destacados personajes de su comunidad junto con algunos de sus bienes. La
edad de las momias era de aproximadamente 5.000 años.
El gran naturalista francés George Cuvier analizó estas especies vegetales y animales,
así como a las momias humanas, y las comparó con representantes vivos de su propio
siglo. Al no encontrar prácticamente diferencias entre las especies momificadas y las
vivas, sostuvo que sus observaciones eran una prueba irrefutable de que las especies
no cambian con el tiempo.
Sabiendo que Cuvier tenía razón en cuanto a que no hay diferencias muy importantes entre las especies actuales y las de hace 5000 años atrás:
• Elabore por escrito una crítica a la posición de G. Cuvier, tomando como referencia
los conocimientos actuales sobre la Edad de la Tierra.
Otra idea importante que favoreció la hipótesis transformista, fue la de que la
Tierra es un planeta inestable, que sufrió grandes transformaciones en la
composición de su atmósfera, la temperatura, el clima y hasta en la distribución de los continentes en la superficie del planeta, a lo largo de su historia. Si
bien esta idea formaba parte de la visión bíblica (recuerde el relato sobre la
ocurrencia de un diluvio universal), esta era de tipo catastrofista, ya que
creían que los cambios eran violentos y de escasa duración (“40 días y 40
noches” en el relato del diluvio). En cambio la explicación de los geólogos de
mediados del siglo XIX era gradualista (cambios lentos y persistentes).
Actividad n° 68
Busque en la Bibliografía información sobre por qué las ideas catastrofistas resultaban una traba
para considerar la trasformación de unas especies en otras.
Actividad nº 69
a. Investigue en la Bibliografía cuáles fueron los cambios y procesos más importantes que ocurrieron en el planeta desde su origen hasta el presente. Centre su atención en los siguientes
aspectos:
• la forma y posición de los continentes.
• los cambios climáticos.
• la formación de organismos fósiles y el lugar donde actualmente se encuentran.
Biología C • UNIDAD 4
99
b. Teniendo en cuenta la información que relevó en el punto anterior, elabore una justificación de los siguientes fenómenos:
1. En las altas montañas y llanuras de la Patagonia, a miles de kilómetros de la costa
del mar, se encuentra gran cantidad de fósiles de organismos marinos. En muchos
de esos mismos lugares es posible hallar fósiles de organismos terrestres, como por
ejemplo, dinosaurios.
2. El petróleo que se acumula en el subsuelo Patagónico es el producto de la descomposición de organismos que vivieron en ese territorio, hoy desértico, hace
millones de años. Este y otros indicios hacen suponer que dicha zona en algún
momento fue selvática y de clima húmedo y caluroso.
3. Algunos de los fósiles de organismos que se encuentran en el Sur de América son
muy similares a los fósiles de organismos que se encuentran en las costas del Sur de
África. Se calcula que esos organismos vivieron hace unos 150 millones de años.
Resumiendo lo que trabajamos hasta el momento diremos
que:
• La naturaleza llama la atención de las personas que
buscan explicaciones para los objetos y fenómenos que
observan. Los mitos, leyendas e ideas religiosas son algunas
de las maneras de interpretar esos fenómenos. Por lo general
los atribuyen a seres o mentes superiores que dirigen los destinos del mundo y de los hombres.
• Las explicaciones científicas pretenden explicar esos
fenómenos a través de procesos naturales que no requieran
de una voluntad superior.
• La explicación científica aceptada actualmente para el
origen de la diversidad de seres vivos que habitan el planeta
supone que los organismos se transforman lenta y gradualmente a través de miles de millones de años.
Las ideas provenientes del campo de la geología sobre una Tierra muy antigua,
en la que se sucedieron cambios graduales y no catastróficos dio un gran
impulso a las ideas transformistas, ya que permitió justificar el hecho de que los
organismos, a lo largo de las generaciones, tuvieron el tiempo suficiente para ir
evolucionando.
100
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
LA SELECCIÓN ARTIFICIAL
Como usted ya ha podido comprobar a partir de sus lecturas, las ideas transformistas empezaron poco a poco a dominar el pensamiento de los naturalistas. Sin embargo, dentro de estas corrientes, coexistían diferentes propuestas
– como las de Buffón y Lamarck - para explicar el origen de esas transformaciones y ninguna de ellas era suficientemente convincente. Como dijimos, es
a mediados del siglo XIX cuando surgió la teoría de Darwin y Wallace que
proveía una explicación más aceptable tanto para el tema de la diversidad
como para el de la adaptación: la transformación gradual de unas especies
en otras por selección natural.
Un hecho que llamó la atención de Darwin y Wallace y que contribuyó al
desarrollo de sus teorías fue que los criadores y granjeros que intentaban
mejorar la calidad de sus productos de campo ejercían una acción, año a año,
que ellos llamaron “selección artificial”. Pensaron que –tal vez – en la naturaleza ocurría algo similar y lo llamaron selección natural. Primero veremos
entonces, con cierto detalle, los mecanismos de selección artificial.
Para comprender en qué consiste la selección artificial, le proponemos realizar las Actividades nº 70 a nº 72.
Actividad n° 70
Suponga usted que es un chacarero o una chacarera cuya producción principal la constituyen los zapallos. Usted compra las semillas la primera vez, las siembra y luego recoge
los frutos. Algunas plantas dan frutos pequeños y algunas pocas dan frutos excepcionalmente grandes.
a. ¿Cuál de esos frutos guardaría para sembrar sus semillas en la próxima temporada?
b. Justifique su respuesta en función del resultado esperado para su próxima cosecha.
Si usted decidió guardar “para semilla” los frutos de mayor porte, esperando
lograr una producción con frutos cada vez más grandes, ha actuado como lo
hacen los cultivadores y criadores de todo el mundo desde hace milenios.
A este proceso se lo denomina “selección artificial”.
Se habla de “Selección” porque se seleccionan los frutos sobre la
base de una característica en particular. Se dice que es “artificial”
porque el hombre realiza la selección y promueve que se reproduzcan aquellos ejemplares con las características más deseables
(zapallos grandes, vacas que producen mucha leche, etc).*
* Es interesante el hecho de que las espigas de trigo obtenidas en las tumbas egipcias de hace 5000 años son muchísimo más
pequeñas que las que actualmente se producen. Cinco mil años de selección artificial produjo, evidentemente, sus frutos. Cuvier
no se percató (o no quiso ver) estas diferencias en su estudio comparativo de especies vegetales y animales recolectadas de las
tumbas con las de su época.
Biología C • UNIDAD 4
101
Los naturalistas dieron el nombre de reproducción diferencial a
este proceso por el cual se seleccionan para dejar descendencia
sólo a los individuos que presentan la característica deseable y se
niega la reproducción de aquellos que no la presentan.
Actividad nº 71
Lea atentamente el siguiente texto y luego responda las preguntas:
De Guerreros y Cangrejos*
En las aguas del mar Interior del Japón, se pueden encontrar unos cangrejos llamados
Heike, cuyos caparazones presentan, naturalmente, diversos “dibujos”. Aunque esos
dibujos pueden ser variados, más del 60 por ciento de los cangrejos presentan en su
caparazón un grabado que se parece notablemente a la cara de un guerrero Samurai.
Es una creencia de los pescadores de la zona que, estos últimos cangrejos, representan
el espíritu de los antiguos guerreros de la tribu Heike que murieron ahogados a
manos de sus enemigos, durante una batalla naval ocurrida en el año 1185.
Actualmente, la población de esa zona, está formada fundamentalmente por descendientes de la tribu Heike.
La carne de cangrejo es muy apreciada por estos pobladores como alimento. Sin
embargo, por respeto a aquellos guerreros, cuando alguien pesca un cangrejo con el
rostro de un Samurai grabado en su caparazón, lo devuelve al mar.
a. ¿Cómo explicaría usted el hecho de que haya una mayor proporción de cangrejos con
la cara de un samurai?
b. ¿Qué sucedería si alguna vez los descendientes de los Heike abandonaran la zona?
¿Variaría la proporción de cangrejos con la “cara del guerrero” en relación con los
que no la tienen? Justifique su respuesta.
Actividad n° 72
Busque en la Bibliografía el concepto de selección artificial y otros ejemplos que lo ilustren.
* Sagan, K. “Cosmos”. Ed. Planeta, Bs. As. 1992.
Le sugerimos ver el video N° 2 de Cosmos “Una voz en la fuga Cósmica”. También encontrará información ampliatoria sobre selección artificial en el libro del mismo nombre al comienzo del capítulo 2. (Carl Sagan, Cosmos, Editorial Planeta). Tanto el video
como el libro están disponibles en el Centro de Recursos Multimediales de la sede central del Programa Educación Adultos 2000.
102
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Resumiendo:
El concepto de selección artificial comprende las siguientes
ideas:
• La selección artificial es realizada por las personas ya sea
voluntariamente, como en el caso de los zapallos de la
Actividad nº 70, o involuntariamente, como en el caso de
los cangrejos de la Actividad nº 72.
• La selección artificial actúa sobre las variaciones que
existen entre individuos de una misma especie (variaciones de tamaño de los zapallos o en el dibujo del caparazón de los cangrejos).
• La selección artificial consiste en favorecer la reproducción de algunos individuos de la especie, que presentan
ciertas características y evitar la reproducción de individuos con otras. Dado que se favorece la reproducción de
ciertos individuos y se niega la de otros, este mecanismo
se denomina reproducción diferencial.
• Como consecuencia de la selección artificial, aumenta la
proporción de individuos de una misma especie que presentan las características seleccionadas (zapallos grandes o
cangrejos “samurai”).
LA SELECCIÓN NATURAL
A partir del conocimiento de determinadas acciones humanas que permiten
seleccionar en forma más o menos voluntaria ciertas características de individuos de una misma especie, a través de la reproducción diferencial, surge la
pregunta de si es posible que la naturaleza pueda actuar de forma parecida,
aunque – por supuesto – sin intención alguna.
Charles Darwin conocía muy bien las experiencias de selección artificial a
partir de sus observaciones sobre el trabajo de los criadores y agricultores
ingleses y de experiencias que el mismo realizó. Preocupado por explicar
algunas de las observaciones sobre las características de animales actuales y de
fósiles que registró durante su largo viaje por las costas centro y sudamericanas, pensó que la naturaleza podía actuar de forma parecida a la de los granjeros, seleccionando algunas características por sobre otras.
Como este proceso no está dirigido por los hombres, sino que es un proceso
natural, le dio el nombre de selección natural.
Biología C • UNIDAD 4
103
La siguiente actividad plantea un caso concreto de selección natural que
ha sido estudiado por los científicos.
Actividad nº 73
Lea atentamente el siguiente texto:
En los bosques de Inglaterra habita un tipo particular de mariposa cuyo nombre
científico es Biston betularia. Se observan dos variedades en esta especie: una de color
oscuro, llamada carbonaria, y otra más clara. Normalmente la corteza y el follaje de
estos árboles son de un verde claro y de las dos variedades de mariposas que allí
habitan, la clara es la más abundante.
En los años 60, el investigador Kettlewell observó que, en las zonas donde había
industrias los bosques eran fuertemente afectados por la polución y los árboles originalmente de color claro, tomaban un color oscuro por el hollín que se adhería a su
corteza y follaje. En esas zonas, la variedad dominante de mariposas era de color
oscuro y sólo se observaban unos pocos ejemplares claros.
A la vez, Kettlewell comprobó que los pájaros se alimentaban de estas mariposas y se dio
cuenta que el color oscuro de aquellas que vivían en zonas industriales permitía que se
confundan mejor con la corteza igualmente oscura de los árboles cubiertos de hollín.
A partir de esta lectura conteste:
a. ¿Qué relación encuentra entre el trabajo del agricultor que selecciona las semillas de
los zapallos más grandes para plantarlas (Actividad n° 70) y la acción predadora de
los pájaros sobre las mariposas?
b. ¿Qué sucedería con la variedad de mariposas oscuras si se erradicara la industria de la
zona y paulatinamente los árboles volvieran a tomar su color claro original? ¿Variaría
la proporción de mariposas oscuras en relación con las claras? Justifique su respuesta.
La siguiente actividad tiene por objetivo que usted reflexione sobre las
posibles causas del cambio en el color de las mariposas en las zonas industrializadas. No es nuestra intención que, por el momento, aclare este
punto sino que pueda registrar su opinión antes de estudiar con mayor
profundidad el tema.
Actividad n° 74
En el texto de la Actividad nº 73 se dice que en los bosques afectados por la polución la
mayoría de las mariposas son de color oscuro y una pequeña proporción mantienen el
color claro.
• ¿A que atribuiría usted el hecho de que haya aumentado la proporción de mariposas de color oscuro en los bosques de las zonas industrializadas?
104
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad n° 75
En principio hay dos respuestas posibles para las preguntas que se formulan en la actividad anterior:
Una es que al cambiar el ambiente (en este caso al volverse oscura la corteza de los
árboles), este cambio influye de alguna forma para que las mariposas se adapten al
mismo cambiando su coloración de claras a oscuras.
La otra respuesta es que las variedades clara y oscura de las mariposas existían antes de
que se modificara el color de los árboles y que la acción predadora de las aves actúa
como un factor de selección, eliminando la variedad con menores posibilidades de ocultarse entre los árboles.
¿Cómo decidir cuál de ellas es la correcta?
a. Relea detalladamente el texto de la Actividad nº 73 prestando atención a las siguientes
frases:
“Normalmente la corteza y el follaje de estos árboles son de un verde claro y de las
dos variedades de mariposas que allí habitan la clara es la más abundante.”
“En esas zonas, la variedad dominante de mariposas era de color oscuro y sólo se
observaban unos pocos ejemplares claros.”
b. En función de lo que allí se dice, ¿cuál de las posibles respuestas considera adecuada?
Justifique.
Las primeras teorías para explicar la adaptación observada de los seres vivos al
ambiente fueron las propuestas por Jean B. Lamarck. Este naturalista propuso
que el ambiente actuaba sobre los organismos induciéndolos a cambiar
algunas de sus características en función de esos cambios ambientales determinando su adaptación. La teoría de Lamarck recibió el nombre de herencia
de los caracteres adquiridos y usted puede encontrarla en la bibliografía, si
quisiera estudiar más a fondo.
Sin embargo, hoy en día se considera errónea la teoría de Lamarck. Los conocimientos actuales nos permiten afirmar que el ambiente selecciona de entre
variedades que existían previamente a los cambios ambientales.
Para que no queden dudas:
Las condiciones ambientales “seleccionan” cuál de estas variedades tienen mejores
posibilidades de dejar descendientes y esto determinará cuál es la proporción
mayoritaria de la variedad presente en la población. En el ejemplo de las mariposas Biston betularia, hemos llegado a la conclusión de que las variedades claras
y oscura existían previamente a la polución ambiental producida por la industria.
Lo que ocurre es que en los bosques afectados por la polución, los pájaros
Biología C • UNIDAD 4
105
“extraen” con mayor facilidad a las mariposas claras porque sus cuerpos resaltan
en el color oscuro de los árboles, mientras que tienen mayor dificultad para
encontrar y comerse a las oscuras. Por lo tanto, las mariposas oscuras tendrán
mejores posibilidades de dejar más descendientes y paulatinamente constituirán
la mayoría de la población.
En los bosques no contaminados la situación es exactamente la inversa: las mariposas claras se confunden mejor en el color verde claro de los árboles y las mariposas oscuras son mas fácilmente detectadas y consumidas por los pájaros. Es por
eso que allí la variedad clara de mariposas tiene más posibilidades de dejar descendientes y constituye la parte mayoritaria de la población de mariposas.
Ahora vincularemos estas explicaciones con conceptos estudiados en la
Unidad 2 de esta Guía. Particularmente con lo aprendido sobre genética
mendeliana.
Actividad n° 76
Para contestar esta pregunta, repase la primera y la segunda ley de Mendel.
¿Qué relación encuentra entre el concepto de selección natural y la genética mendeliana?
Si lo considera necesario, relea sus respuestas de las Actividades nº 36 a 45, prestando atención
principal a las Actividades nº 44 y 45 donde se define variabilidad, se retoma el concepto de mutación y su papel en el origen de dicha variabilidad.
Actividad n° 77
Esta actividad retoma conceptos estudiados en las Actividades nº 36 y 37 de esta guía de
estudios.
a. Suponiendo que la letra C corresponde al alelo dominante que define el color claro
en las mariposas y c al alelo recesivo (color oscuro), complete el siguiente cuadro con
los posibles genotipos para las mariposas Biston betularia y los fenotipos correspondientes.
Genotipo
106
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Fenotipo
b. Realice la siguiente cruza de dos mariposas heterocigotas para el color de sus
cuerpos.
Cc
Cc
c. Simule la acción de los pájaros en las zonas de polución industrial, eliminando los descendientes que muestran el fenotipo “Claro”. Complete el siguiente esquema, mostrando la cruza entre el descendiente cuyo fenotipo sea color oscuro, con un
heterocigota para el color del cuerpo.
d. Como resultado de esta nueva cruza, ¿se incrementó la proporción de fenotipos color
oscuro respecto de la de color claro?
e. ¿Qué sucedería si a lo largo de las generaciones se fueran eliminando siempre a los
individuos de color claro y la cruza se produjera entre dos individuos oscuros o entre
un individuo claro y otro oscuro?
Ahora bien, en este ejemplo hemos podido comprobar que la selección natural
puede actuar privilegiando la reproducción de determinados individuos de
una población, a partir de las variedades que existen dentro de la población
considerada. Como resultado de esta selección aumentará la proporción de
individuos que presenten las características más adaptativas al ambiente en que
habitan. Pero si las condiciones cambian, esas mismas características pueden
no resultar ya adaptativas.
Con lo estudiado hasta el momento podemos respondernos algunos de los
interrogantes sobre la forma en que se originan adaptaciones en los seres vivos
y que les permiten desenvolverse en un ambiente determinado. Sin embargo
quedan aún interrogantes sin responder.
Para clarificar los conceptos planteados, le sugerimos volver a leer el punto b. de la
Actividad n° 73 .
Biología C • UNIDAD 4
107
Darwin se planteó un problema mucho más ambicioso que explicar cómo la
selección natural privilegia a unos fenotipos frente a otros, en función de la
capacidad adaptativa que estos fenotipos le confieren a los organismos, en un
ambiente dado. Su problema era explicar cómo todo el mundo vivo existente
proviene de la transformación paulatina de unas especies en otras, dando
como resultado organismos tan disímiles como un elefante y una hormiga.
Para abordar este problema tenemos primero que recurrir a un concepto
que, si bien hemos repetido una y otra vez a lo largo de la Guía, aun no
hemos definido: el concepto de especie.
EL CONCEPTO BIOLÓGICO DE ESPECIE
La definición del concepto de especie ha sido muy controvertida a lo largo de
la historia y por ello esta tarea ha sido dificultosa para los expertos.
Literalmente, especie significa forma externa o visible. Desde el comienzo de
la guía hemos utilizado esta idea intuitiva, según la cual dos animales con
forma exterior muy parecida pertenecerían a la misma especie y, por el contrario, dos animales de formas muy diferentes serían de distintas especies.
Siguiendo esta definición, en principio, parecería bastante fácil diferenciar
unas especies de otras. Sin embargo, el tema presenta algunas dificultades.
De hecho, si nos propusiéramos comparar a las diferentes razas de perro entre
sí, apelando a características tales como tamaño, color y otras, podríamos
llegar a la conclusión de que muchos de ellos pertenecen a especies distintas
(pensemos en una comparación entre doberman, ovejeros, gran danés,
caniche, chiguagua, etc) y esto es... falso.
A la vez, existen animales – como los lobos – que son más parecidos a algunas
razas de perro que muchas de las razas de perros entre sí (pensemos en un ovejero alemán y un caniche, por ejemplo). Estaríamos tentados entonces de considerar al ovejero y al caniche como pertenecientes a especies diferentes y al lobo
y al ovejero como pertenecientes a una misma especie y esto también es falso: el
lobo y el perro pertenecen a especies diferentes.
Dentro de una misma especie, existen variedades con características externas
considerablemente diferentes. Por lo tanto no basta con identificar las diferencias visibles en los organismos para establecer si éstos pertenecen a la misma
especie o, por el contrario, son especies diferentes.
Profundizaremos en este tema resolviendo las siguientes actividades.
108
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 78
Busque en la Bibliografía la definición de especie y basándose en su interpretación responda:
a. ¿Cómo explica que todas las razas de perros pertenecen a la misma especie, pese a
las notables diferencias que se advierten entre ellas?
b. ¿Por qué los lobos no pertenecen a la misma especie que los perros?
Otro ejemplo que ilustra de la dificultad para establecer claramente si dos
individuos pertenecen o no a la misma especie basándose sólo en las diferencias morfológicas (de la forma) y fisiológicas (de funcionamiento del organismo), es el caso de las especies que presentan un marcado dimorfismo
sexual. En estas especies los individuos de sexo opuesto son tan diferentes
entre sí que es prácticamente imposible reconocerlos como de la misma
especie. Como vimos en la Unidad 3, los seres humanos también presentamos
cierto dimorfismo sexual. Entre esas características biológicas definidas por el
sexo se encuentran la existencia de mamas, de vagina, el poco vello corporal y
una voz aguda en el sexo femenino y la presencia de pene, de abundante vello
corporal y la voz gruesa en el sexo masculino.
Actividad nº 79
Vamos a trabajar ahora sobre los resultados de un experimento imaginario:
Supongamos que se recolectó una muestra de individuos muy semejantes entre sí, habitantes de un mismo territorio y se realizó una serie de pruebas de laboratorio destinadas
a establecer si pertenecen o no a la misma especie. El experimento consistió en realizar
el cruzamiento de los individuos, aislándolos por parejas y analizar la cantidad de veces
que se aparean y la calidad de la descendencia, en cuanto a su capacidad para procrear.
En la siguiente tabla se consignan los resultados del experimento, nombrando a los
representantes de cada grupo de individuos como A, B, C y D respectivamente.
Cruzamientos
Número de
apareamientos
Calidad de
descendencia
A con B
2
estéril
A con C
50
fértil
A con D
15
estéril
B con C
0
----------
B con D
1
----------
C con D
20
estéril
Biología C • UNIDAD 4
109
En base a los resultados consignados en la tabla, responda las siguientes preguntas:
a. ¿Cuántas especies distintas hay?
b. ¿Cuáles son?
Actividad n° 80
Es sabido que los caballos pueden cruzarse con los burros. Como resultado de dicha
cruza se obtienen las mulas. Sabiendo que las mulas son individuos infértiles (no pueden
reproducirse):
• ¿Se puede considerar a los burros y a los caballos como pertenecientes a la misma
especie? Justifique su respuesta.
RECUERDE
Desde el punto de vista biológico, pertenecen a una misma
especie todos los individuos que pueden cruzarse entre sí y
dejar descendientes fértiles.
Esta definición de especie nos independiza de las similitudes
o diferencias en cuanto al aspecto, la fisiología o el comportamiento de los individuos considerados y nos centra en la
posibilidad que tienen de intercambiar sus genes y propagarlos a los descendientes a partir de la fecundación.
LA FORMACIÓN DE NUEVAS ESPECIES
Siguiendo la definición biológica de especie, es posible agrupar a todos los
seres vivos que habitan el planeta en diferentes especies, tomando como criterio único si pueden o no cruzarse entre sí y dejar descendientes fértiles.
Hasta el momento se han definido aproximadamente un millón y medio de
especies, pero la mayoría de los investigadores supone que debe haber varios
millones más aún no identificados.
Pero surge una pregunta de gran importancia:
Si aceptamos que – como plantea la teoría de Darwin y Wallace – una especie
siempre se origina a partir de cambios graduales que ocurren en individuos
pertenecientes a otra especie, ¿cómo es posible que a lo largo de la historia de
la vida en el planeta hayan surgidos tantas especies, muchas de las cuales son
tan diferentes entre sí?
Otra forma de hacerse la misma pregunta es ¿cómo surgió la enorme diversidad biológica por transformación gradual de unas especies en otras?
110
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Los ejemplos estudiados en las actividades anteriores ponían el centro en la
variabilidad biológica dentro de una misma especie: hemos estudiado que
dentro de una misma especie pueden existir variantes de forma (morfológicas) y
fisiológicas importantes. Existen casos en que las variantes en los comportamientos (etológicas) también son fundamentales.
En las siguientes actividades estudiaremos la teoría de la evolución por
selección natural y su consecuencia – la formación de nuevas especies –
sobre la base de algunos ejemplos concretos.
Actividad n° 81
Busque en la Bibliografía las explicaciones sobre el origen de la variabilidad y estudie las conclusiones derivadas de los actuales conocimientos en genética.
A continuación lea el siguiente texto y responda las preguntas:
La diversidad que existe en el mundo vivo no puede explicarse recurriendo al concepto de reproducción diferencial y su incidencia en la propagación de ciertos alelos
presentes en la población. Necesariamente debe tenerse en cuenta que ocurren mutaciones que se transmiten de generación en generación.
a. ¿Cuál es la razón de esta afirmación?
b. ¿Qué condición es necesaria para que una mutación pueda transmitirse a través de
los mecanismos de la herencia genética.
Actividad nº 82
Recurra a la Bibliografía sugerida para estudiar la teoría de la Selección Natural.
A partir de su lectura:
a. Realice un resumen con las principales conclusiones que obtuvo Darwin de sus observaciones sobre los pinzones de las islas Galápagos.
b. Elabore un texto que permita relacionar los cuatro postulados básicos de la “Teoría
de la Evolución por Selección Natural”. Estos son:
1. Evolución propiamente dicha
2. Origen común
3. Evolución gradual
4. Selección Natural
NOTA: Uno de los ejemplos tradicionales que usted encontrará en la bibliografía y que
le recomendamos estudiar a fondo para responder a estas preguntas, es el de los pinzones de las islas Galápagos o pinzones de Darwin. También el ejemplo de las tortugas
Galápagos le será de la misma utilidad.
Biología C • UNIDAD 4
111
Los naturalistas del siglo XIX y el propio Darwin se servían de las diferencias
corporales, fisiológicas y etológicas para caracterizar a las especies, porque aún
el concepto biológico de especie no estaba bien establecido.
Hoy podemos decir que a partir de una especie A se ha formado una nueva
especie B, si los individuos de A no pueden cruzase con los de B o si se cruzan
y la descendencia resultante no es fértil. Si eso sucede es porque los cambios
que se produjeron en los individuos de B impidieron la libre cruza entre A y
B. Es decir, surgió una barrera reproductiva ente ambos grupos.
Actividad nº 83
Busque en la Bibliografía ejemplos concretos sobre modelos de especiación (formación de nuevas
especies).
Tome nuevamente el ejemplo de los pinzones y tortugas de Galápagos mencionado al
comienzo de esta sección. ¿Qué factores pueden haber favorecido el aislamiento reproductivo de la población original de los Pinzones de Galápagos y la posterior acumulación
de diferencias entre las diferentes poblaciones que habitan las islas?
En resumen
Según el darwinismo, el aislamiento reproductivo de una
población original a partir de fenómenos geológicos u otros
(tales como el surgimiento de una cordillera, la separación de
continentes, la migración a otros habitats de parte de una
población, etc), y la posterior acumulación gradual de mutaciones en cada una de estas poblaciones, puede llevar a que
se generen barreras reproductivas biológicas y por lo tanto a
la formación de especies diferentes a partir de la población
original.
Este proceso de especiación es la base para explicar tanto la diversidad biológica como la adaptación de los organismos al ambiente donde habitan. El proceso evolutivo continúa y es la explicación de la existencia de todos los
organismos que habitaron, habitan y habitarán el planeta.
Eventualmente, el proceso por el cual las poblaciones continúan acumulando
mutaciones determinará que se separen cada vez más, tanto en aspectos morfológicos como fisiológicos y etológicos, hasta que sus diferencias sean tan
grandes que “a simple vista” no pueda reconocerse su parentesco evolutivo.
112
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
4.2. Estudios evolutivos
Actualmente existen diversos métodos para estudiar las relaciones evolutivas entre
los organismos, desde los primeros estudios basados en comparaciones directas
sobre las características anatómicas y fisiológicas de los organismos vivos y su
comparación con fósiles, hasta los métodos más modernos y sofisticados, tales
como el establecimiento de similitudes y diferencias en las secuencias de ADN,
estudios sobre las características de las proteínas y otros. Sin embargo, el trabajo
de comparación anatómica sigue siendo importante y muy utilizado.
Ese tipo de comparación permite identificar similitudes y diferencias entre grupos
diferentes de organismos y, a partir de ello, establecer los grados de parentesco
evolutivo entre los mismos. En estos estudios, cuando se tiene material suficiente,
no sólo se incorpora a los organismos vivos sino también a los fósiles.
Uno de los casos mejor estudiados en este sentido es el caballo, que usaremos
como modelo para que usted pueda comprender mejor este tema.
Los antecesores del caballo tienen un origen americano. Sin embargo, para la época
de la conquista de América por parte de los españoles, no quedaba ni un caballo vivo
en estas latitudes y fueron ellos quienes los introdujeron en el año 1535 (un total de
72 caballos).
El repoblamiento en las Pampas por los caballos fue vertiginoso y pocos años después
millones de ellos pastaban en nuestras llanuras. Ya Darwin, quien halló un diente fosilizado de caballo cerca de Bahía Blanca, se percató de tales hechos, expresándolo de la
siguiente forma:
“Ciertamente es maravilloso en la historia de los mamíferos que en Sudamérica haya
vivido y desaparecido un caballo indígena, sucedido en edades posteriores por las incontables manadas descendientes de los pocos introducidos por los colonos españoles”
Actividad nº 84
Los cambios que fueron sufriendo las diferentes especies antecesoras del caballo actual,
a lo largo de millones de años, están bien identificados. Esta es la razón por la que se
logró reconstruir gran parte de la historia evolutiva de este animal. Dicho de otro modo,
se pudo saber cómo, a través de la selección natural, distintas especies de caballos, hoy
extinguidas, condujeron a especies actuales evolutivamente emparentadas..
El gráfico muestra algunos de los cambios que han experimentado los caballos a lo largo
de su historia evolutiva.
Biología C • UNIDAD 4
113
Reducción
de los dedos
Molares con
superficie de
masticación
Equus
(Pleistoceno)
Pliuhippus
(Pleistoceno)
Merychippus
(Mioceno)
Mesohippus
(Oligoceno)
Pradera
América
del Sur
do
de
lo
os
so
ed
un es d
n
r
o
t
c
n
co
Equus
Stylo
Hipparion
Nannippus
Neo-Hipparion
Calippus
Hipparion
Hipparion
Hypohippus
Mega Hippus
Sabana
Bosque
Hace 37
m.a.
Hace 26
m.a.
Merychippus
Archaco
Hippus
Selva
Hypohippus
Architherium
Parahippus
Architherium
Miohippus
Mesohippus
Epihippus
Orohippus
Este esquema ha sido tomado del libro de
Curtis, H. y Barnes, N.“Biología”.
Ed. Panamericana,Madrid, 1993. (pág.
1034-1035)
Caballos pasteadores
Caballos ramoneadores
Hace 53
m.a.
Viejo Mundo
América del Norte
Equus
Grupo
Hippidion
Pliohippus
Sabana
Hace 5
m.a.
Hace 1,8
m.a.
Hace0,01
m.a.
Hyracotherium
(Eoceno)
Palaeotheres,
etc.
Hyracotherium
(Ecohippus)
Con autorización de Editorial Médica
Panamericana, Marcelo T. de Alvear 2145
(C 1122 AAG), Bs. As. Argentina.
a. De acuerdo al gráfico ¿cuáles fueron los principales cambios evolutivos que han experimentado los caballos?
b. ¿Qué relación se puede reconocer entre el ambiente que habitaba cada uno de ellos
y sus hábitos alimentarios?
c. ¿Cómo podría explicar que, cuando los españoles llegaron a América, no había caballos en ninguna parte del continente?
114
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
ESTUDIOS EVOLUTIVOS POR COMPARACIÓN DE ESTRUCTURAS
CORPORALES
Sabemos ahora que las similitudes entre diferentes especies y grupos muy diferentes de organismos (por ejemplo entre peces y aves) pueden explicarse a
partir del origen evolutivo común.
A través de la comparación anatómica entre organismos se pueden establecer
las relaciones filogenéticas entre los mismos.
Se denominan relaciones filogenéticas a las relaciones de parentesco evolutivo entre diferentes grupos de organismos.
Las estructuras que tienen un origen común en organismos diferentes se denominan estructuras homólogas.
Se consideran estructuras homólogas a aquellas que pertenecen a
organismos de diferentes grupos y cuya similitud anatómica o de
función son el producto de un origen evolutivo común.
El establecimiento de homologías es uno de los datos más importantes con el
que cuentan los evolucionistas que trabajan investigando el grado de parentesco evolutivo entre grupos diferentes de organismos.
Un ejemplo de las homologías mencionadas es el de las extremidades de los
vertebrados:
Tetrápodo ancestral de cuatro patas
Cocodrilo
Ave
Ballena
Caballo
Murciélago
Biología C • UNIDAD 4
Hombre
115
En el ejemplo seleccionado, las estructuras consideradas (las extremidades de los
vertebrados) presentan una marcada similitud. Sin embargo, un estudio anatómico
o funcional detallado de los organismos muestra también que, a veces, estructuras
que no guardan una similitud evidente entre sí, son también homólogas.
En muchos casos estructuras anatómicamente parecidas o que cumplen funciones similares tienen un origen evolutivo muy diferente. A este tipo de
estructuras se las denomina estructuras análogas. Un ejemplo de estructuras
análogas son las alas de los insectos y de las aves que tienen funciones similares
pero un origen evolutivo diferente. En ambos casos, las adaptaciones de los
seres vivos al ambiente han generado estructuras parecidas, pero en forma
totalmente independiente.
Actividad n° 85
Para profundizar en este tema, busque en la Bibliografía la definición y ejemplos de estructuras
homólogas y análogas y responda a las siguientes preguntas:
a. ¿Para establecer relaciones filogenéticas se utilizan estructuras homólogas o análogas? Justifique su respuesta.
b. ¿A qué se denomina convergencia evolutiva?
Actividad nº 86
Observe las diferentes especies de pinzones estudiados por Darwin en la Bibliografía sugerida.
a. ¿En qué estructuras se basó Darwin para diferenciar dichas especies?
b. ¿Se trata de un caso de estructuras análogas u homólogas? Justifique su respuesta.
EL ÁRBOL DE LA VIDA
A partir de estudios comparativos entre organismos extinguidos y actuales,
estudios genéticos, análisis moleculares y de otro tipo, los biólogos construyeron representaciones gráficas de las relaciones filogenéticas (relaciones de
parentesco evolutivo) entre los organismos. Este tipo de relaciones pueden ser
representadas como las ramificaciones de un árbol, donde se muestran las diferentes líneas evolutivas desde el pasado hasta el presente.
Representaremos aquí uno de estos árboles que muestran las relaciones
filogenéticas entre diferentes grupos de organismos.
116
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Como vemos en la representación, todos los seres vivos existentes y extinguidos del planeta tienen un único origen en el grupo mas antiguo de
organismos procariotas.
Angiospermas
Vertebrados
Artrópodos
Dicotiledóneas
Ascomicetes
Monocotiledóneas
Anélidos
Cordados
primitivos
EUCARIOTAS
Gimnospermas
Basidiomicetes
Molúscos
Briofitas
Equinodermos
Helechos
Nematodes
Algas verdes
Deuteromicestes
Cnidarios
Platelmintos
Zigomicetes
Algas pardas
Algas rojas
Poriferos
Oomicetes
PROCARIOTAS
Flagelados
Rizópodos
Archibacterias
Cilíados
Eubacterias
Biología C • UNIDAD 4
117
Actividad nº 87
Analice el esquema anterior y con la información que obtenga responda las siguientes preguntas:
a. ¿Cuántos grupos de organismos se pueden diferenciar en ese esquema?
b. ¿Cuál es el grupo de organismos que pudo haber dado origen a todos los grupos restantes?
c. ¿Cuál es el grupo de organismos que pudo haber dado origen a hongos, animales y plantas?
Realice una búsqueda Bibliográfica y confronte sus respuestas.
LOS CINCO REINOS
A partir de la publicación del libro El origen de las especies, Charles Darwin
puso fin a muchas de las preguntas que se hacían los naturalistas sobre el
origen de la diversidad, y junto con ello estableció nuevos criterios para clasificarla en los diferentes grupos taxonómicos. Darwin señaló que todo sistema
de clasificación de los seres vivos, ya sean éstos extinguidos o que viven en la
actualidad, debe basarse en dos criterios:
• su genealogía (ascendencia común o parentesco evolutivo) y
• el grado de similitud (cantidad de cambios evolutivos).
Originalmente, y basándose en la clasificación del filósofo griego Aristóteles,
Linnê utilizó la categoría taxonómica Reino como la mayor de todas, reconociendo tres reinos en la naturaleza: animal, vegetal y mineral.
Actualmente, cuando los científicos se refieren a los Reinos solo lo hacen en
relación con los seres vivos (actuales o extinguidos) y por lo tanto se eliminó
la idea de la existencia de un reino “mineral” o “inorgánico”.
Los conocimientos actuales desterraron la antigua idea de que el mundo vivo se clasifica en sólo dos reinos (animal y vegetal). Ateniéndose a los criterios evolutivos, se
distinguen cinco reinos diferentes: Animales, Plantas, Hongos, Protistas y Moneras.*
Para tener en cuenta
Los cinco reinos se corresponden con los grupos de organismos del “arbol de la
vida” mencionados en el apartado anterior.
Todos los organismos fósiles o vivos conocidos pertenecen a alguno de estos
cinco reinos.
* Es necesario aclarar que algunos investigadores proponen la existencia de seis reinos en vez de cinco. Así, subdividen al Reino Moneras
en dos, considerando a las Archibacterias (bacterias antiguas) un reino aparte de las bacterias evolutivamente más “modernas”
(Eubacterias).
118
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad nº 88
Investigue en la Bibliografía las características de cada reino y complete la tabla que se presenta
mas abajo. Seleccione características tales como: tipo celular (procariota u eucariota), forma de
obtener el alimento (heterótrofos u autótrofos), formas de reproducción (sexual, asexual u otra),
ecología (ambientes donde prosperan) y otras que le parezcan importantes.
Reino*
Características que lo definen
Ejemplos
Moneras
Protistas o protoctistas
Hongos o Fungi
Plantas o Plantae
Animales o Animalia
Hasta el momento se han clasificado cerca de 1.500.000 especies distintas pertenecientes a uno o a otro de estos cinco reinos. Sin embargo se cree que puede
haber varios millones de especies vivas aún no identificadas y es probable que
a lo largo de la historia se hayan extinguido muchas más aún.
En resumen
• A partir de estudios comparativos entre organismos extinguidos y
actuales, se pueden establecer relaciones filogenéticas que indican el
grado de parentesco evolutivo entre los seres vivos que habitan el planeta.
• Dentro de estos estudios comparativos toma gran importancia el de las
estructuras homólogas que nos muestran como se pudieron ir transformando determinadas características anatómicas, a lo largo del tiempo, en
los diferentes grupos de organismos evolutivamente emparentados.
• La teoría de la evolución propone que todos los organismos tienen un
origen común en aquellos que surgieron en la tierra primitiva. A partir de
este grupo original se fueron diversificando el resto de los grupos de organismos conocidos, tanto actuales como extinguidos.
• Los criterios de clasificación de los organismos apelan a establecer su
genealogía (ascendencia común o parentesco evolutivo) y el grado de
similitud (cantidad de cambios evolutivos) entre ellos.
• En base a estos criterios, hoy se considera que todos los organismos que
habitan el planeta pertenecen a uno de los cinco reinos en que se subdivide el mundo vivo.
* Se da el nombre en castellano y también la denominación en latín que es la que usan los científicos.
Biología C • UNIDAD 4
119
4.3. La evolución humana
ORÍGENES DEL HOMBRE MODERNO
Una de las cuestiones que más debates generaron en su tiempo, cuando se
impusieron las ideas evolucionistas, fue en relación con las explicaciones sobre
el origen de la especie humana.
La teoría darwiniana sobre el origen de la diversidad biológica no podía dejar
de incluir al hombre como un producto de los cambios operados en las especies, a lo largo de la historia de la vida en la Tierra.
No resultó difícil pensar que las similitudes entre los simios* y los hombres
podían derivarse de que unos y otros eran el producto de cambios graduales
que se fueron acumulando a partir de algún ancestro común. De allí surge la
famosa frase “el hombre desciende del mono”.
Apoyaban estas ideas el estudio de los fósiles de “hombres primitivos” que se
encontraron en diversas partes del mundo, principalmente en el continente
africano.
Actividad n° 89
Busque en la Bibliografía la discusión sobre el sentido de la frase “el hombre desciende del mono” y
luego responda:
a. ¿Qué argumentos podrían ser utilizados para afirmar que dicha frase es correcta?
b. ¿Qué argumentos podrían ser utilizados para afirmar que dicha frase es incorrecta?
Todos los monos son denominados primates. Dentro de estos hay dos grandes grupos:
los grandes monos africanos (como el gorila y el chimpancé) o asiáticos (como el orangutang) y los pequeños monos americanos (como el tití, el caí y otros).
Todos los estudios evolutivos demuestran que nuestro origen hay que buscarlo en antecesores comunes que dieron origen, por un lado, a los grandes monos africanos y por el otro
al linaje de los humanos**. Un grupo muy particular de primates es considerado como
parte del origen del hombre actual: aquellos primates que pertenecen al género “Homo”.
De este género nosotros somos los únicos representantes vivos, pero existen varias especies
extinguidas y que son consideradas nuestros ancestros evolutivos.
* El nombre orangutang dado por los nativos a ese enorme mono asiático (y que nosotros también utilizamos para designarlo) significa, literalmente, “hombre de la selva”. Esto da una idea de la gran similitud anatómica, fisiológica y etológica entre monos y
hombres que los antiguos pueblos de la zona ya habían observado.
** Indudablemente, si nos remontamos muy atrás en el tiempo encontraremos un antecesor común a los grandes monos africanos
y a los pequeños monos del “nuevo mundo”. Para ver estas relaciones filogenéticas puede recurrir al esquema de la página 149
de la bibliografía recomendada.
120
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
Actividad N° 90
Existen varias explicaciones sobre las relaciones evolutivas que dieron origen al hombre
actual (Homo sapiens). Incluso en los últimos años se ha ido modificando mucho la idea
de cuáles fueron nuestros antecesores más cercanos. Aquí tomaremos una de las explicaciones que figuran en la bibliografía:
Homo
Homo
sapiens
sapiens
Homo
Homo
erectus
erectus
Homo
Australopithecus
Australopithecus
Homo
Australopithecus
Australopithecus
habilis
robustus
boisei
habilis
robustus
boisei
Australopithecus
Australopithecus
Australopithecus
africanus
africanus
aethiopicus
Australopithecus
Australopithecus
afarensis
afarensis
Según el esquema anterior:
a. ¿Se puede considerar al Australopithecus robustus como antecesor el hombre?
b. ¿Cuál de los autralopithecinos es el antecesor más inmediato de los hombres?
c. ¿Cuál es el más antiguo?
Actualmente, independientemente de las diferencias de opinión entre los investigadores sobre la forma en que surgió la especie humana, todos aceptan que el
origen del hombre es africano.
La siguiente actividad nos permitirá interiorizarnos un poco mas sobre las
teorías del origen de nuestra especie.
Biología C • UNIDAD 4
121
Actividad N° 91
Estudie de la Bibliografía las teorías sobre el surgimiento del género Homo con sus tres representantes:
• Extinguidos: Homo habilis y Homo erectus.
• Actual: Homo sapiens.
Sobre esa base responda:
a. ¿Cuáles son, según el texto, los cambios de comportamiento que resultan de mayor
interés para la antropología y que se derivan de los fósiles encontrados de Homo
erectus?
b. Busque ejemplos de representantes de Homo erectus cuyos restos fueron encontrados en diversas regiones del planeta.
OTRAS POSIBILIDADES PARA EL ORIGEN DEL HOMBRE ACTUAL
En el siguiente esquema se puede ver una de las interpretaciones más
modernas que surgen del análisis de los fósiles encontrados y de otros estudios
evolutivos humanos. Se lo presentamos con la intención de despertar su curiosidad y brindarle información más actualizada, por si le interesa indagar por
su cuenta en esta interesante temática. Por ello, no es necesario que usted
memorice ni los nombres ni las épocas que allí se mencionan.
0
HOMO
HOMO
SAPIENS NEANDERTALENSIS
HOMO
HEIDELBERGENSIS
1
HOMO
ANTECESSOR
HOMO
ERECTUS
HOMO
ERGASTER
MILLONES DE AÑOS
HOMO
RUDOIFENSIS
AUSTRALOPITHECUS
ROBUSTUS
HOMO
HABILITIS
AUSTRALOPITHECUS
AFRICANUS
2
AUSTRALOPITHECUS
AETHIOPICUS
AUSTRALOPITHECUS
AFARENSIS
3
RAMA DE
LOS CHIMPANCES
AUSTRALOPITHECUS
ANAMENSIS
4
ARDIPITHECUS
RAMIDUS
5
ANCESTRO COMUN
DE HOMINIDOS Y CHIMPANCE
EL HOMBRE Y SUS ANCESTROS
Ramírez Rozzi, Fernando. El dónde, cuándo y cómo del origen del hombre. Ediciones Colihue. Bs. As. 2001
122
AUSTRALOPITHECUS
BOISET
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
CEREBRO Y EVOLUCIÓN HUMANA.
En el transcurso del estudio de esta guía usted ha analizado textos, interpretado gráficos, ha relacionado la información presentada con conceptos adquiridos previamente a este curso, ha adquirido nuevos conceptos, etc. Ha
utilizado las denominadas funciones superiores del cerebro.
Se denomina funciones superiores a la capacidad del cerebro
humano, a diferencia de cualquier otro grupo de animales,
para captar y procesar grandes cantidades de información a
alta velocidad.
El debate sobre el lugar que ocupa el cerebro en las características esencialmente
humanas no es trivial y tiene una larga historia. Las ideas de que el cerebro era el
centro de los sentimientos y el pensamiento surgieron en oposición a la idea de
que residían en el corazón o eran una manifestación de un “alma”, que no tenía
residencia fija en ninguna parte del cuerpo. Hipócrates fue un médico y filósofo
griego que, hace dos mil años dijo: “Y el hombre debería saber que sólo del cerebro
proceden la alegría, la risa y las bromas, así como las penas, los pesares, el desaliento y las lamentaciones...por el mismo órgano nos volvemos locos y delirantes y
nos asaltan miedos y temores...y de él proceden los sueños, divagaciones inoportunas, preocupaciones inadecuadas e ignorancia de las circunstancias presentes,
inquietudes y torpezas.”
Actividad n° 92
Si observamos a los representantes del Reino animal actualmente existentes, veremos que
los distintos grupos de animales presentan sistemas nerviosos de diferente complejidad.
En los organismos más simples, no existe una concentración de neuronas en la parte
anterior del cuerpo, como sucede en los animales superiores. A medida que avanzamos
hacia niveles mayores de complejidad, se puede observar una verdadera cefalización.
Esto significa que muchas neuronas se concentran en la parte anterior del cuerpo definiendo una “cabeza”. En los vertebrados existe una verdadera cabeza, pero el tamaño
y complejidad de sus cerebros se hacen máximos en los mamíferos*.
Busque en la Bibliografía el tamaño comparativo del cerebro en distintos grupos de vertebrados.
a. ¿Cuál es la diferencia en la composición entre las llamadas “sustancia gris” y “sustancia blanca” del cerebro de los vertebrados?
b. ¿Cómo se llama la parte del cerebro de los vertebrados que más se ha desarrollado a lo
largo de la evolución biológica? ¿Qué funciones se atribuyen a esa porción del cerebro?
* No se debe confundir la tendencia evolutiva al aumento de tamaño y complejidad del cerebro en los animales, con ciertas creencias de que un ser humano con un cerebro más voluminoso que otro es necesariamente más “inteligente”. Las diferencias de
tamaño en los cerebros de los seres humanos dependen de diferentes factores y, por lo que se sabe hasta el momento, no tienen
relación alguna con el grado de inteligencia, como llegaron a sostener los neurólogos del siglo XIX y principios del XX o como
popularmente todavía se cree.
Biología C • UNIDAD 4
123
Es un hecho que los seres humanos tenemos el cerebro más grande (y no cabe
duda que el más complejo) de todo el mundo vivo. El tamaño y la complejidad
de nuestros cerebros hace, por ejemplo, que los humanos seamos los únicos ejemplares de los sistemas vivos que tenemos la potencialidad de comunicarnos a
través del lenguaje oral y escrito, imaginar, aprender y enseñar, etc. En síntesis, los
únicos capaces de desarrollar una cultura con todas sus virtudes y defectos.
De estas palabras se deduce una conclusión que, a primera vista, parece simple:
la evolución de los seres humanos desde los antepasados no humanos está estrechamente ligada a la evolución del cerebro.
Actividad n° 93
Busque en la Bibliografía un esquema del cerebro humano.
Identifique en el mismo:
• La corteza cerebral
• Las circunvoluciones de la corteza cerebral
• Los hemisferios cerebrales
• El cuerpo calloso
• El cerebelo
• El nacimiento de la médula espinal
Actividad n° 94
Busque en la Bibliografía y repase los temas relacionados con los acontecimientos más importantes
que llevaron al surgimiento de los hombres actuales desde sus antepasados simiescos.
a. ¿Qué pruebas paleontológicas apoyan la idea de que la evolución humana está estrechamente ligada al incremento en el tamaño cerebral?
b. ¿Qué otros elementos del registro fósil se toman en cuenta, además del aumento del
tamaño cerebral, cuando se evalúa el progresivo proceso de hominización?
c. ¿Cuál es el fósil más antiguo de homínidos que se ha encontrado?
d. ¿Cuál es el cálculo que se hace del tamaño de su cerebro? Compárelo con el volumen promedio de 1350 cm3 (o el peso de 1,5 Kg) que tiene el cerebro de un ser humano moderno.
Dos teorías rivalizan en cuanto a la forma en que se produjo la evolución
humana. Una de ellas sostiene que nuestros antecesores no humanos, desde los
simios pasando por los homínidos hasta el hombre actual, fueron desarrollando paulatinamente un cerebro cada vez más grande, antes que una postura
124
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
erecta. La otra sostiene que antes del desarrollo cerebral surgió el bipedalismo
(o bipedismo), que es la característica típicamente humana de caminar
siempre erguidos, dejando las manos en libertad.
Actividad n° 95
Observe el siguiente diagrama y complete los cuadros en blanco escribiendo “bipedismo” o “encefalización” para indicar el momento en el que se supone surgieron cada
una de esas características.
Teoría A
Teoría B
SIMIO
SIMIO
______________
SIMIO
INTELIGENTE
______________
HOMINIDO
BIPEDO
______________
______________
HOMINIDO
BIPEDO
INTELIGENTE
HOMINIDO
BIPEDO
INTELIGENTE
HUMANO
HUMANO
Le sugerimos que lea el artículo “Todos nosotros, los monos” en la página
127 de esta guía de estudios.
Biología C • UNIDAD 4
125
AL FINALIZAR ESTA UNIDAD ES IMPORTANTE QUE USTED HAYA COMPRENDIDO LO SIGUIENTE:
•
Todos los organismos tienen un origen común que se ubica
en el inicio de la vida en la Tierra.
•
El origen de la variabilidad y de la adaptación de los organismos que habitaron y habitan el planeta es, según la propuesta darwinista, la transformación de unas especies en
otras por acumulación gradual de cambios.
•
Esta transformación es posible debido a la selección genética de los organismos en función de las condiciones
ambientales basadas en la reproducción diferencial. Esto
significa que los organismos con características tales que
les confieren mejores posibilidades de dejar descendientes
en un medio determinado, transmitirán esas variaciones a
sus descendientes con mayor éxito que los que no las presentan.
•
La acumulación de diferencias puede determinar que un
grupo de organismos se aparte del grupo original, hasta
quedar reproductivamente aislado de éste. Es decir, formando una nueva especie.
•
Todas las especies de organismos vivos y extinguidos pertenecen a uno de los cinco reinos en que han sido agrupados los seres vivos utilizando criterios basados en
diversos estudios evolutivos.
•
El proceso que llevó desde los simios africanos primitivos a
los simios africanos actuales y al hombre fue una parte de
este proceso evolutivo general.
•
Los hechos evolutivos principales que condujeron a la formación de la especie humana fueron el bipedismo y el
aumento en el tamaño cerebral (con las funciones particulares que ello determina).
Como lo hicimos anteriormente, para cerrar la Unidad le invitamos a realizar las actividades de autoevaluación de los conocimientos adquiridos.
126
EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
TRIBUNA ABIERTA
Todos nosotros, los monos
La información genética está saldando deudas con las viejas discusiones sobre el
origen de las especies, descarta la existencia de razas distintas y sale al cruce de conductas de las multinacionales farmacéuticas.
Alberto Kornblihtt.
Biólogo Molecular
Profesor Titular UBA e
Investigador CONICET
La vieja discusión sobre si el hombre desciende del mono está saldada. El hombre no
desciende del mono: el hombre es un mono. Más precisamente, un mono africano,
al igual que el chimpancé y el gorila, pero no un mono asiático como el orangután.
En efecto, hay fuertes evidencias de que la especie humana se originó en África hace
unos 150.000 a 200.000 años y que, desde el África, migró y colonizó el resto del planeta. La especie viviente más cercana al hombre, genéticamente hablando, es
el chimpancé. No obstante, para encontrar ancestros comunes con este primo debemos
remontarnos a 5 o 7 millones de años atrás. El hombre (Homo sapiens sapiens) no fue
la única especie del género que existió, pero sí la única que sobrevivió. Hace 30.000
años se extinguió otra especie de hombre, el Homo neanderthalensis u hombre de
Neanderthal, con la cual no sólo coexistimos por más de 100.000 años sino que además
convivimos en Europa y oeste de Asia. Sabemos que no era un antepasado nuestro sino
una especie distinta, y que poseía cultura. No sabemos si podíamos cruzarnos y dar descendencia con ellos, aunque la evidencia fósil indica que es poco probable.
Tampoco sabemos por qué se extinguió ni si tuvimos alguna responsabilidad en
ello. No sería impensable que la tuviéramos: hemos dado cabal cuenta de nuestra
capacidad de invadir territorios y exterminar gente de nuestra propia especie.
Mucho de lo que hoy podemos asegurar sobre nuestros orígenes es consecuencia del estudio del ADN, la sustancia portadora de la información genética.
El ADN se encuentra en los cromosomas del núcleo de nuestras células y su estructura
en forma de doble hélice fue descubierta por James Watson y Francis Crick hace sólo
50 años. Resulta notable que las bodas de oro del ADN coincidan con el
haber completado el desciframiento del genoma humano. Llamamos genoma
a todo el ADN de los cromosomas y a los genes que éste contiene. Los genes son segmentos de ADN, cada uno de los cuales codifica para una proteína; pero sólo un
30% del genoma humano está compuesto por genes. El 70% restante, que también
es ADN, constituye las llamadas regiones intergénicas, no codifica para nada, y su
función, si es que la tiene, no es muy clara.
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Se piensa que las regiones intergénicas cumplieron una función en la evolución de
los vertebrados, es decir, en el camino por el cual cada especie de vertebrado llegó a
ser como es. Esto no quiere decir que necesariamente cumplan una función en el
presente de la especie. Por ejemplo, el reciente desciframiento del genoma del pez
globo Fugu (tan vertebrado él como nosotros) mostró que a pesar de tener un
número de genes similar al nuestro, sus regiones intergénicas son muchísimo más
cortas. ¡Y se las arregla perfectamente!
El desciframiento de varios genomas, además del humano, reveló algo inesperado
en cuanto a la relación entre la complejidad de un organismo y el número de sus
genes. Por ejemplo, las levaduras —esos hongos gracias a los cuales fabricamos pan,
cerveza, vino y otras delicias— tienen 6.000 genes; la mosca Drosophila melanogaster, unos 14.000 genes; el gusano microscópico Caenorhabditis elegans, unos
19.000; y nosotros, los ratones (y muy probablemente todos los mamíferos), unos
30.000 genes. Estos números muestran a la vista que no es el número de genes lo
que nos diferencia de los ratones, lo cual no asombra tanto porque es sabido que los
ratones son muy parecidos a los humanos (¡sobre todo a algunos!).
Pero lo más sorprendente es que tengamos menos que el doble de genes que un
gusano, cuya complejidad y habilidades no hay duda de que son muchísimo más
limitadas que las nuestras. La respuesta a semejante paradoja fue el descubrimiento
de que los 30.000 genes humanos son capaces de codificar, en proporción, muchas
más proteínas que los 19.000 genes del gusano, mediante un proceso llamado splicing alternativo. Este mecanismo, que hace que un gen pueda codificar más de un
tipo de proteína y cuya regulación estudiamos en nuestro laboratorio, ya se conocía
desde hace años pero se lo creía menos importante.
Otra de las sorpresas del estudio del genoma es que la variación genética
entre los humanos es mucho menor de lo que se pensaba. El ADN está formado por la seguidilla o secuencia de cuatro bases o “letras” químicas, llamadas
adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). Cualquier segmento de
ADN representa un “texto”, cuya información depende del ordenamiento en que se
encuentren sus bases. Se trata de un texto escrito con un alfabeto de cuatro letras.
Si se analiza un mismo segmento de ADN, entre centenares de humanos de distintos orígenes, se comprobará que su secuencia es muy similar, presentando en promedio 3,7 cambios entre un individuo y otro, cada 10.000 letras leídas. Esto
quiere decir que nuestros genomas son aproximadamente 99,9% idénticos entre sí.
Si se compara el mismo segmento entre decenas de chimpancés se comprobará que
su variabilidad es 3 a 4 veces mayor. Es decir, los escasos 150.000 chimpancés que
habitan las sabanas y selvas africanas y los zoológicos de la Tierra son mucho más
distintos entre sí que los 6.000 millones de humanos del mismo planeta.
Nuevamente la paradoja tiene su explicación: los cambios de letras en las secuencias
de ADN se acumulan con el paso del tiempo y los humanos (no importa cuántos
seamos) somos mucho más jóvenes como especie que los chimpancés.
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
La fiebre por completar la secuencia del genoma del chimpancé parece haberse
declarado. Dos grandes laboratorios, uno en Japón y el otro en Estados Unidos, han
decidido colaborar en vez de competir. En el congreso de la Organización del
Genoma Humano realizado en México el mes pasado, se presentó la secuencia del
cromosoma 22 de chimpancé, homólogo del 21 humano. Por ahora se concluye que
tenemos una similitud del 98% y que el número de genes es prácticamente
el mismo. No obstante se sospecha que la regulación de los mismos marcará las
diferencias cualitativas que nos hacen humanos. Tal vez, al completar el proyecto,
se encuentre que tenemos uno o unos pocos genes de más o, por qué no, de menos.
Las comparaciones de secuencias de ADN entre humanos indican que solamente un
10% de la variabilidad existente puede atribuirse a las diferencias entre las llamadas “razas”. Por el contrario, las diferencias genéticas entre individuos tomados
de a dos dan cuenta del 90% de la variabilidad genética existente. En términos más
sencillos, una persona por ejemplo de Europa puede compartir muchas más
variantes de secuencia de ADN con un asiático o un africano que con otro
europeo del mismo color de piel. Dos negros africanos pueden distar mucho más
genéticamente entre sí que cualquiera de ellos respecto de un blanco. Esto hace, por
ejemplo, que en muchos casos la histocompatibilidad entre un negro y un blanco sea
mayor que entre dos individuos de la misma “raza” y como consecuencia, un negro
sea más apto como donante de órganos para un blanco que otro blanco.
Políticamente correcto
El genetista Svante Paabo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de
Leipzig, Alemania, es la autoridad más reconocida en genómica comparada de
humanos y primates. Sus datos moleculares recientes no hacen otra cosa que confirmar las viejas, y tan polémicas como finalmente ciertas, afirmaciones del famoso
genetista italiano Luca Cavalli-Sforza: las razas humanas no existen.
En un reciente artículo en la prestigiosa revista Nature, Paabo dice: “... (las llamadas “razas”) no están caracterizadas por diferencias genéticas fijas. Se ha comprobado que las pretensiones sobre diferencias genéticas fijas entre razas son debidas
a un muestreo insuficiente. Además, debido a que el patrón principal de variación
genética a lo ancho y a lo largo del globo forma un gradiente ... (continuo)..., la
observación de diferencias genéticas entre “razas” es debida a errores de muestreo
por estudiar poblaciones separadas por distancias geográficas grandes. En este contexto, vale la pena hacer notar que la historia de la colonización de los Estados
Unidos es el resultado de un muestreo (parcial) de la población humana...(a partir
de) pueblos de Europa, frica occidental y sudeste de Asia. Por consiguiente, el hecho
de que los ‘’grupos raciales’’ de los Estados Unidos difieran en frecuencias génicas
no puede ser tomado como evidencia de que tales diferencias representan una verdadera subdivisión del reservorio genético humano a escala mundial. En vez de
pensar en ‘’poblaciones’’, ‘’etnias’’ o ‘’razas’’, una manera más constructiva de pensar
acerca de la variación genética humana es considerar al genoma de cada individuo
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particular como un mosaico de variantes de secuencia...(en donde)...cada uno de
nosotros contiene una vasta proporción de la variación encontrada en nuestra
especie...
Todo parece indicar que ninguna “raza” tiene un grado de homogeneidad
genética que la diferencie de las otras como para que sea lícito quitarle las comillas al término.
A conclusiones similares llegó un trabajo que analiza la estructura de las poblaciones humanas con métodos estadísticos, publicado en la revista Science el pasado
diciembre. Si bien existen variantes genéticas que confieren a quien las porta
riesgos mayores de padecer ciertas enfermedades o respuestas diferenciales al tratamiento con medicamentos, muy pocas de tales variantes están confinadas a una
“raza” o población en particular, como para dictar un criterio médico a aplicar al
grupo entero.
No obstante, existen diferencias observables en la incidencia de enfermedades y en
los resultados de los tratamientos entre distintas poblaciones, pero no tienen nada
que ver con la genética sino que están causadas por factores sociales, económicos o
discriminatorios restringidos a ciertas poblaciones. La genetista norteamericana
Mary-Claire King, quien otrora ayudó a las abuelas de Plaza de Mayo a identificar a sus nietos raptados por la última dictadura militar argentina mediante el
análisis de ADN, afirma al respecto en el mismo número de Science: “la susceptibilidad a enfermedades puede estar agrupada genéticamente pero no geográficamente; geográficamente, pero no genéticamente; de ninguna de las dos maneras, o
de ambas”. Estos conceptos son una seria advertencia para las multinacionales farmacéuticas que, entusiamadas por la farmacogenómica, se proponen diseñar fármacos hechos “a medida” de las características genéticas del paciente. Esta estrategia
podrá funcionar para individuos aislados, familias o incluso para ciertas poblaciones pequeñas con historias muy recientes (y alto grado de consanguinidad), pero
parece difícil que sea aplicable a las llamadas “razas”.
Lo que King acertadamente menciona como condicionante geográfico pasa fundamentalmente por la vergonzosa asimetría en la distribución de riquezas a lo
largo del eje Norte-Sur del planeta, que causa más enfermedades, más hambre y
más muerte que cualquier condicionante genético.
Podemos ponernos muy contentos porque la biología moderna nos brinda resultados “políticamente correctos” al demostrar que no hay razas, pero no creo que
podamos conformarnos. Aun si la ciencia de los genes dijera que las razas
existen, el racismo seguiría siendo injustificable.
Las políticas discriminatorias y racistas no necesitaron nunca de bases científicas
para ser practicadas. La utilización de esclavos negros por parte de los europeos que
conquistaron América respondió a una necesidad económica de mano de obra para
la conquista por parte de los imperios. La diferencia de color de piel y de cultura
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EDUCACIÓN ADULTOS 2000 • Biología
(por más que hoy sepamos que la primera responde a una diferencia de unos pocos
genes y la segunda, a la de ninguno) fueron justificativos más que suficientes para
la esclavización. No les hizo falta recurrir a reflexiones más profundas sobre la existencia de razas. Tampoco le hizo falta al nazismo una base genética robusta para
elaborar la patraña científica racista que pretendió justificar la exterminación en
masa de judíos y gitanos. La verdadera base del racismo es socioeconómica y
no biológica.
Parecerá extemporáneo hablar sobre estos temas en la Argentina de mayo de 2003.
Sin embargo, en los comienzos de un nuevo gobierno, reflexiones sobre la ciencia y
la sociedad deberían llamar la atención de la ciudadanía de un país con un
increíble caudal de científicos y jóvenes generaciones preparadas y talentosas, pero
con escasísima inversión estatal en ciencia y tecnología. La ciencia, invento
exclusivamente humano (los chimpancés no la practican), es una actividad no sólo
inevitable porque está en la esencia de nuestro comportamiento, sino también
generadora de pensamiento crítico, capital intelectual y capacidad tecnológica,
valuartes sin los cuales será imposible construir una sociedad más justa, más próspera y más independiente.
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