Download - Historia pensamiento evolutivo
HISTORIA DEL PENSAMIENTO
EVOLUTIVO
Arpon Files 2016
1800-1900 Siglo XIX
Extinciones – CUVIER
Evolución – LAMARCK
Similitud y Desarrollo – VON BAER
Bioestratigrafía – SMITH
Uniformitarismo – LYELL
Génes Discretos – MENDEL
Selección Natural – DARWIN y WALLACE
Evolución y Desarrollo – HAECKEL
Biogeografía – WALLACE y WEGENER
Evolución Humana – HUXLEY Y DUBOIS
Cromosomas y Mutaciones – MORGAN
EVOLUCIÓN Y DESARROLLO
HAECKEL defendió la idea de que la ancestría comúnpodía ser vista en el desarrollo de un organismo. Cadaancestro de una especie está secuencialmenterepresentado en el desarrollo de esa especie – laontogenia recapitula la filogenia.
EVOLUCIÓN Y DESARROLLO
DARWIN: la similitud entre embriones tiene sentido si la vidaevolucionaba por selección natural. "El Origen de las Especies": muchos científicos se preguntaron
- ¿El desarrollo de los embriones registra la historia evolutivade sus especies?
Tunicados (Chordata, Urochordata): desarrollan notocorda enestado embrionario. Notocorda: en vertebrados se transforma en los discos que
se encuentran entre las vértebras y en los tunicados adultosse degenera.
Se ha señalado que un organismo similar a los tunicadospodría haber sido el ancestro de los vertebrados.
EVOLUCIÓN Y DESARROLLO
¿LA ONTOGENIA RECAPITULA LA FILOGENIA? El estudio evolutivo de los embriones alcanzó un alto
nivel a finales del siglo XIX gracias a los estudios deERNST HAECKEL (1834-1919).
Defensor de DARWIN: pero creía que la vida formóuna serie de organismos superiores, con embrionesde forma superior "recapitulando" a los inferiores.
Tiempo + Evolución: adición de nuevos estados paraproducir nuevas formas de vida y el desarrolloembrionario era el registro de la historia evolutiva.
"Ley de la Biogenética": "La Ontogenia recapitula ala Filogenia".
EVOLUCIÓN Y DESARROLLO
¿LA ONTOGENIA RECAPITULA LA FILOGENIA?
Principios del siglo XX: con el surgimiento de lagenética y la síntesis moderna se vino abajo.
BIOGEOGRAFÍA
WALLACE señaló que la distribución de una especie es elresultado de su historia evolutiva.
WEGENER propuso que los continentes alguna vezformaron un súper-continente y desde entonces se hanseparado en un movimiento lento hasta su posiciónactual.
BIOGEOGRAFÍA
WALLACE: a la sombra de DARWIN con respecto a la teoría de laevolución por medio de la selección natural.
Gran naturalista que supo utilizar la teoría de la evolución parainterpretar el mundo natural.
Estableció los bases de la Biogeografía: estudio de la distribuciónde las especies y sus causas.
PATRONES DE DISTRIBUCIÓN DE LAS ESPECIES
Demostró en que forma ocurría la evolución y cómo la geografíaafectaba la distribución de las especies.
Afirmó que los patrones de distribución que encontró eran unaevidencia de la evolución.
BIOGEOGRAFÍA
Ríos y cadenas montañosas marcan las fronteras para la distribución de muchas especies.
Regiones con climas muy similares presentan especies muy diferentes.
WALLACE y DARWIN: la biogeografía es un registro de la herencia.
Al viajar por el archipiélago Indomalayo, se dio cuenta de la clara diferencia entre la fauna de las islas del NO y las del SE. Sumatra y Java eran más similares con Asia, y Nueva Guinea más similar con Australia. Trazó una línea que serpenteaba entre las islas y que posteriormente se llamó "Línea de WALLACE".
BIOGEOGRAFÍA
TECTÓNICA DE PLACAS
Las regiones biogeográficas propuestas por WALLACEcoinciden aproximadamente con los continentes. Pero enel siglo XX, los científicos coincidieron que la biogeografíaera más dinámica de lo que se suponía.
ALFRED WEGENER (1880-1930): fósiles de las mismasplantas y animales se encontraban en lados opuestos delAtlántico. El océano era tan amplio que era difícil suponerque lo hallan cruzado. Propuesta: los continentes alguna vez estuvieron
conectados.
WAGENER encontró que la distribución de los fósiles
de varios organismos apoyaban su teoría de que
alguna vez los continentes estuvieron unidos
BIOGEOGRAFÍA
Mapeo del lecho marino (1960-): mecanismo que hacíaposible la deriva continental - la tectónica de placas.
BIOGEOGRAFÍA
Biogeógrafos actuales: los continentes colisionan, lasespecies pueden mezclarse y cuando los continentes seseparan, las especies se van con ellos.
África, India, Sudamérica, Australia y NuevaZelanda, alguna vez estuvieron unidos en un súper-continente llamado Godwana.
Los continentes se separaron uno por uno, primeroÁfrica, después India, Nueva Zelanda y finalmenteAustralia y Sudamérica.
Árboles evolutivos: muestran el mismo patrón –relación de especies.
EVOLUCIÓN HUMANA
El trabajo de HUXLEY y DUBOIS dio peso a la teoría deque los humanos fueron diferentes en el pasado, esdecir, también evolucionaron con el tiempo.
EVOLUCIÓN HUMANA
El Origen de las Especies: nada sobre el origen del hombre. Registro fósil nulo. Instrumentos junto a fósiles “pertenecientes a alguna tribu
salvaje”.
DESCUBRIMIENTO DEL PRIMER FÓSIL HUMANO Cráneo fósil: Alemania 1857. HERMAN SCHAAFFHAUSEN: lo describe “ser humano de una
tribu bárbara. THOMAS HUXLEY: humano ubicado en un nivel inferior al
Homo sapiens.
EVOLUCIÓN HUMANA
DARWIN PUBLICA SOBRE EL ORIGEN DEL HOMBRE DARWIN (1871): "La
Descendencia del Hombre y la Selección en Relación con el Sexo“
El hombre evolucionó de un ancestro común compartido con los simios.
Especula un origen africano. Selección sexual: las mujeres
eligen determinados rasgos en los hombres.
EVOLUCIÓN HUMANA
MÁS FÓSILES HUMANOS
Segundo fósil humano: Bélgica, 1886.
Claramente proviene rocas antiguas.
Hombre de Neandertal.
EUGENE DUBOIS: fósil no humano y no simio, Java 1887.
Pithecanthropus erectus = Homo erectus.
EVOLUCIÓN HUMANA
SIGLO XX
Varios fósiles de humanos y homínidos.
Ca. 20 homínidos. 6 millones de años.
Origen africano (DARWIN lo especuló).
Evolución de los homínidos: coexistencia de varias especies, excepto los últimos 30 mil años.
Aún existen muchas preguntas por resolver.
O – Homo sapiens
N – Homo neanderthalensis
M – Homo heilderbergensis
L – Homo erectus
K – Homo ergaster
J – Homo habilis
I – Homo rudolfensis
G – Paranthropus boisei
F – Paranthropus robustus
E – Paranthropus aethiopicus
H – Australopithecus garhi
D – Australopithecus africanus
C – Australopithecus afarensis
B – Australopithecus anamensis
A – Ardipithecus ramidus
CROMOSOMAS Y MUTACIONES
Los cromosomas contienen el material hereditario.MORGAN encontró que las mutaciones generalmentetienen poco efecto en el material hereditario.
CROMOSOMAS Y MUTACIONES
1890: redescubrimiento de los trabajos de Mendel.
LOS CROMOSOMAS Y EL MATERIAL GENÉTICO Finales del siglo XIX: descubrimiento del núcleo y los
cromosomas. Núcleo: división celular mitosis y meiosis.
Cromosomas: almacén de la información necesaria paraformar un individuo completo rasgos genes.
Herencia: transferencia de esta información a lassiguientes generaciones.
– HUGO DEVRIES: experimentos que redescubren la proporción 3:1 de MENDEL.
– Clara interpretación 2 copias del mismo gen, una por cada padre sólo una se expresa.
CROMOSOMAS Y MUTACIONES
REDESCUBRIENDO A MENDEL
CROMOSOMAS Y MUTACIONES
¿MUTACIÓN DE GENES = ESPECIES NUEVAS?
Especulación científica: DEVRIES señaló que laevolución ocurre cuando mutan los genes.
THOMAS HUNT MORGAN: trabaja con moscas de lafruta para crear mutantes.
Un linaje no alterado presentó una mutación.
CROMOSOMAS Y MUTACIONES
MUTACIÓN ESPECIACIÓN
MORGAN: cruzó la mosca de ojos blancos 2a generaciónproporción 3:1 ojos rojos : ojos blancos.
– Sólo los machos presentan ojos blancos este carácter seencuentra ligado al sexo.
– Otros caracteres probablemente residían en cromosomasespecíficos genes.
NACIMIENTO DE LA GENÉTICA Experimentos de MORGAN: nueva ciencia la Genética.
1900- Siglo
XX- Mutaciones al Azar – FISHER, HALDANE y
WRIGHT
La Síntesis Moderna – DOBZHANSKY
Especiación – MAYR
ADN – WATSON y CRICK
Datación Radiométrica – PATTERSON
Endosimbiosis – MARGULIS
Evolución y Desarrollo – GOULD
Similitud Genética – WILSON, SARICH,
SIBLEY y AHLQUIST
MUTACIONES AL AZAR
FISHER, HALDANE y WRIGHT, genetistas poblacionales,elaboraron modelos matemáticos en sus estudios deevolución. La evolución ocurre por pequeñasmutaciones y no por cambios drásticos. La herencia delos caracteres adquiridos y la fuerza interna que losimpulsa no explican el cambio evolutivo.
MUTACIONES AL AZAR
Después de la publicación de “El Origen de lasEspecies”, parecía que la sombra de LAMARCK seguiría aDARWIN.
Muchos creían en la evolución: ancestro común.
Selección Natural: controversial.
DARWIN: selección natural gradual.
Genetistas: evolución en grandes saltos.
MUTACIONES AL AZAR
LA SELECCIÓN NATURAL EN UN MUNDOMENDELIANO
1920: los genetistas comienzan a reconocer que laselección natural puede actuar sobre los genes.
RONALD FISHER, JBS HALDANE y SEWALL WRIGHT:mostraron como podría actuar la selección natural.
Experimentos con algo nuevo: modelos matemáticossofisticados, que revelaron como surgen lasmutaciones, como podrían ser favorecidas por laselección natural y como se distribuía en lapoblación.
– Genética de poblaciones: elemento clave en laSíntesis Moderna (Neodarwinismo)
MUTACIONES AL AZAR
– Evolución: acumulación de pequeñas mutaciones.
– Cambios drásticos perjudiciales.
SELECCIÓN NATURAL Y MUTACIONES EN LA NATURALEZA
– Distribución de la malaria y de la anemia falciforme.
– Anemia falciforme: herencia de copias de un gen defectuoso involucrado en la fabricación de la hemoglobina.
• Pros – protección contra la malaria.
• Contras – fatiga.
MUTACIONES
CAMBIO O ALTERACIÓN EN EL MATERIAL GENÉTICO
Mutaciones génicas o moleculares. Se consideran las verdaderas mutaciones debido a que cambian la estructura del ADN. Cambio en una de las bases de un par, formación de “huecos" o de dímeros.
Transiciones = sustitución de un par purina-pirimidina por otro, o un par pirimidina-purina por otro
Cambio de AT GC, TA CG
Transversiones = sustitución de un par purina-pirimidina por un par pirimidina-purina o viceversa
Cambio de AT TA GC CG
MUTACIONES
Mutaciones génicas o moleculares
Inserciones/eliminaciones. Una o más bases son incluidas o removidas
Mutaciones cromosómicas (Figura). Afectan la estructura del cromosomas.
Deleción.
Duplicación.
Inversión.
Inserción.
Translocación.
MUTACIONES
Mutaciones genómicas o cariotípicas. Cambio en el número de cromosomas poliploidia, haploidia o aneuploidía. Separación anormal de los cromosomas durante la meiosis.
Las mutaciones son al azar.
No tienen direccionalidad.
No todas las mutaciones son susceptibles de evolución. P. ej. células somáticas.
Deben ser heredadas – transmitidas a través de las células reproductivas.
DERIVA GÉNICA
En cada generación, algunos individuos y sólo por azar, dejan más
descendencia que otros individuos. En la siguiente generación los
genes más frecuentes de la población serán los de aquellos
individuos con mayor "suerte" y no necesariamente los de los más
saludables o "mejores" adaptados.
DERIVA GÉNICA
Fluctuaciones al azar de las frecuencias génicas.
Reduce la variabilidad genética en la población y potencialmente la
capacidad de tener éxito en respuesta a nuevas presiones
selectivas.
Actúa de manera rápida y tiene efectos más drásticos en
poblaciones pequeñas, como en especies raras o amenazadas.
Contribuye a la especiación – p. ej. una población pequeña y
aislada puede divergir de una más grande a través de la deriva
genética.
Resultado de cambios no necesariamente adaptativos.
DERIVA GÉNICA
Cuello de botella
– Reducción drástica en el número de individuos.
– Puede llevar a la extinción.
– Escasa variabilidad genética.
– Frecuencias génicas muy diferentes a las originales.
FLUJO GENÉTICO
También se conoce como migración. Es otra fuente de variabilidad
genética en una población.
Es el movimiento de genes de una población a otra.
FLUJO GENÉTICO
Dentro de una población.
Introduce o reintroduce genes a la
población, incrementando la
variabilidad genética.
A través de varias poblaciones.
Hace posible que varias poblaciones
distantes sean genéticamente
similares una con otra y por lo tanto,
reducir la posibilidad de especiación.
A menor flujo génico, mayor
posibilidad de que dos poblaciones
distantes evolucionen en dos
especies.
MECANISMOS DE EVOLUCIÓN
Variabilidad genética
Flujo génico o migración
Deriva génica
Selección Natural
Todos causan efectos en la
frecuencia génica de una
población.
La selección natural y la deriva
génica no operan si no existe
variabilidad genética.
LA SÍNTESIS MODERNA
• DOBZHANSKY combinó genética e historia natural paramostrar como las mutaciones, variabilidad genética yaislamiento actúan para crear especies nuevas. Sutrabajo inspiró a otros para integrar los datos y la teoríade la genética, paleontología, sistemática y otraciencias, en los estudios de cambio evolutivo y selecciónnatural.
LA SÍNTESIS MODERNA
• FISHER, HALDANE y WRIGHT fundamentaron el conceptode selección natural con base en la genética. Dejaron anuevos investigadores la explicación de ¿cómo es ellenguaje de los genes?, ¿qué son las especies? y ¿cómose originan?
• Las respuestas a estas preguntas comenzaron a surgiren 1930 gracias en gran parte al genetista rusoTHEODOSIUS DOBZHANSKY (1900-1975).
– 1928: emigra a EUA y trabaja en el laboratorio deMORGAN.
– Trabajos de WRIGHT: tamaño de la población/taza demutación y su dispersión.
– Interés: descubrir la genética que determina lasdiferencias entre las poblaciones de una especie.
LA SÍNTESIS MODERNA
• POBLACIONES GENÉTICAMENTE VARIABLES
– Una especie genéticamente similar.
– DOBZHANSKY: Drosophila pseudoobscura – Canadá aMéxico genéticamente diferentes.
– ¿Qué mantiene a una especie diferente de otra? lareproducción incompatibilidad de genesespecíficos.
• FORMANDO NUEVAS ESPECIES
– DOBZHANSKY (1937): “Genética y el Origen de las Especies”.
– Explica como se forman las especies.
LA SÍNTESIS MODERNA
• La combinación de la genética con la historia naturalhizo que DOBZHANSKY convenciera a muchos de tratar deencontrar una explicación de cómo ocurre la evolución.
– Síntesis Moderna de la Evolución(Neodarwinismo): trabajo combinado de varioscientíficos para crear una poderosa explicación de laevolución, mostrando como las mutaciones y laselección natural pueden producir cambios evolutivosa gran escala.
– Frase célebre: “Nada tiene sentido en Biología sino es a la luz de la Evolución”
ESPECIACIÓN
• MAYR encontró que el aislamiento geográficodesempeña un papel importante en la acumulación dediferencias genéticas entre especies incipientes.
Especiación
• El libro de DOBZHANSKY cautivó al ornitólogo ERNST
MAYR, que estudiaba las aves del paraíso de NuevaGuinea.
• MAYR se especializaba en descubrir nuevas especies.Las especies de aves del paraíso se distinguen por elcolor de su plumaje, pero de un sitio a otro encontrabauna gran variación en otros rasgos: la longitud en lasplumas de la cola o en otras partes del cuerpo.
• VARIACIÓN ENTRE POBLACIONES
– Una solución: reconocer subespecies.
– MAYER: solución no satisfactoria.
– Posible solución: la genética.
ESPECIACIÓN
• AISLAMIENTO GEOGRÁFICO
– MAYR (1942): “Sistemática y el Origen de lasEspecies”.
– División de una población por aparición de unabarrera 2 poblaciones aislamiento geográfico +tiempo incompatibilidad genética 2 especies.
• OTRAS FORMAS DE ESPECIACIÓN
– Cambio genético en una parte de la población +fuerte selección natural sobre esa parte especienueva.
– Selección sexual en una parte de la población.
Especiación
• ¿Qué es una especie?
– Categoría taxonómica
– Entidad biológica
– Concepto biológico: grupo de poblacionesnaturales, genéticamente similares, inter-fértiles yaisladas reproductivamente de otros grupossemejantes.
– Concepto evolutivo: linaje de poblaciones queevolucionan separadamente de otros linajes y queposeen papeles y tendencias evolutivas propias.
Especiación
– Concepto de selección: sistema de individuos quese mantienen como una unidad cohesiva a causa deun conjunto de presiones de selección natural, quebalancean las fuerzas desorganizadoras de lasmutaciones y recombinación genética.
– Concepto ecológico: linaje que evolucionaseparadamente de otros linajes y que posee supropio nicho ecológico.
– Concepto cladístico o filogenético: muestramenor de organismos que se autoperpetúan, la cualse detecta por uno o más caracteres apomórficos.
Especiación
Conjunto de procesos que llevan a la aparición deun nuevo linaje a partir de una especie ancestral.
– Factores Extrínsecos: condiciones en las que laespeciación ocurre.
– Factores Intrínsecos: cambios genéticos, ecológicos,etológicos y reproductivos que caracterízan ymantienen aisladas a las nuevas especies.
– La distribución geográfica y la filogenia permitedeterminar cual fue el tipo de especiación queocurrió: alopátrica, parapátrida, peripátrida,simpátrida o por hibridación.
Especiación
ESPECIACIÓN
EQUILIBRIO PUNTUADO
• GRADUALISMO
– Uniformidad en el ritmo del
cambio evolutivo
– Ritmo regular
– Registro fósil incompleto
• EQUILIBRIO PUNTUADO
– Período de estasis
– Período de cambio evolutivo
Especiación
– Ritmo irregular
– Registro fósil no incompleto
• Alopátrida (alo = otro, pátrida = lugar)
– Peripátrida (peri = cercano, pátrida =
lugar)
• Parapátrida (para = junto, pátrida =
lugar)
• Simpátrida (sim = mismo, pátrida =
lugar)
• Hibridación
Especiación
Especiación Alopátrida
• Geográfica o por un evento de vicarianza
• Evolución de barreras reproductivas y divergencia de poblaciones
que se encuentran geográficamente separadas por barreras físicas
(cadenas montañosas, cuerpos de agua, hábitat desfavorable,
desiertos, etc)
• Aislamiento geográfico flujo genético minimizado
Especiación Alopátrida
• Ocurre cuando dos o más poblaciones de una especies son
aisladas geográficamente una de otra lo suficiente para que no se
entrecrucen
El itsmo de Panamá surgió aproximadamente hace 3 millones de años
Alopátrida
Especiación Peripátrida
• Es una forma particular de la
especiación alopátrida por
dispersión Efecto de fundador
• Ocurre cuando una población
pequeña puede salvar una barrera
ya presente y coloniza un nuevo
espacio geográfico.
• La deriva génica es el principal
mecanismo de un cambio rápido en
las frecuencias génicas, que da
lugar a la especiación
Peripátrida
Especiación Parapátrida
• Evolución de barreras reproductivas y divergencia en poblaciones
que habitan regiones adyacentes. No existe una barrera externa.
Presiones de selección muy fuertes y heterogéneas.
Parapátrida
Especiación Simpátrida
• Formación de barreras reproductivas y divergencia entre diferentes
segmentos de una población, independiente de factores espaciales
• No requiere grandes distancias geográficas para reducir el flujo génico
• La exploración o explotación de un nuevo nicho puede reducir el flujo
génico
• Es el resultado de factores intrínsecos adquisición de alguna
particularidad biológica
• Las poblaciones simpátridas se aíslan genéticamente aun cuando su
distribución se sobrelape
• Importante en plantas – Poliploidía multiplicación en el número
normal de cromosomas (x 2, x 3)
Simpátrida
• La Mojarra del Desierto: Herichthys minckleyi
Peces Moluscos Detritus
Especiación Simpátrida
Especiación Simpátrida
Hibridación
• Dos especies afines y en simpatría pueden entrecruzarse y producir
descendencia fértil
• La población híbrida puede adquirir características propias a lo largo
del tiempo y separarse de las especies parentales
HA B C
Hibridación
Fundulus
Ammocrypta bifascia
Ammocrypta beani
Ammocrypta clara
ADN
• WATSON, CRICK y FRANKLIN descubrieron la estructuradel ADN y permitió el entendimiento de las mutaciones,cambios en el ADN, que producen la evolución.
ADN
Probablemente, el ADN es una de la molécula másfamosa en nuestros días. Sin embargo, tomó tiempopara que a los científicos les llamara la atención.
MENDEL (1850): encontró algo que regulaba la herencia.Casi 100 años después, se descubre el ADN.
Principios del siglo XX: redescubrimiento de losprincipios de MENDEL
La vida se encontraba codificada en los genes. Eraun misterio de que estaban hechos.
Síntesis Moderna: establecida antes del descubrimientodel ADN.
ADN• ESTRUCTURA DEL ADN
JAMES WATSON: la clave eraentender la estructura del ADN.
– Instrumento para ver moléculas:rayos X.
– JAMES WATSON (Estados Unidos,1928- ) se une a FRANCIS CRICK:(Inglaterra, 1916-2004) analizanlos datos de ROSALIND FRANKLIN
(Inglaterra, (1920-1958).
– 1953: encuentran el arreglo de losácidos nucleicos “escalera” enespiral, con los “barandales”formados por fosfatos y azúcares,y los “escalones” por bases.
ADN
– WATSON, CRICK y otros: buscan como trabaja el ADN.
– Se descubre la secuencia de los pares de bases ycomo se replica el ADN.
• UTILIZANDO EL ADN
– La biología evolutiva se revoluciona.
– Mutaciones: cambios en los par de bases.
– Antes: comparación del cuerpo y células
– Ahora: comparación de bases individuales, génes, ...
DATACIÓN RADIOMÉTRICA
• PATTERSON determinó que la Tierra es realmente vieja –4.5 mil millones de años. Esto es un tiempo suficientepara que la evolución y la selección natural hallanproducido la diversidad que hoy conocemos.
DATACIÓN RADIOMÉTRICA
• Geólogos del siglo XIX: conocían los procesos deformación de la roca pero no el tiempo que tardaba, nila antigüedad de los fósiles.
– Sólo suponían que eran muy antiguos.
• UNA TIERRA ANTIGUA
– Principios del siglo XX: los físicos descubren que loselementos no son eternos.
– Átomos: pueden fusionarse creando nuevoselementos o dividirse formando partículassubatómicas que pasan de un elemento a otro.
– Sol: genera energía al fusionar átomos formandonuevos elementos.
Datación Radiométrica
– Nube primordial de polvo cósmico: átomos noestables = isótopos radiactivos.
– Decaimiento o desintegración de isotopos: constante.
Rubidio 87 Sirconio 87: 48 600 ma.
Uranio 238 Plomo 206: 4 500 ma.
Potasio 40 Argon 40: 700 ma.
Carbono 14 Carbono 12: 5 730 años
– Radioactividad calendario número de átomosproducidos por decaimiento edad de la roca.
– CLAIR PATTERSON (Estados Unidos, 1922-1995): En1956 calcula la edad de la Tierra en 4,550 millonesde años.
Datación Radiométrica
• VIDA ANTIGUA
– Las fechas que los relojes radioactivos han puesto ala historia evolutiva son impresionantes:
• Origen de la vida: 3.9 mil millones de años
• Explosión del Cámbrico: 535 ma.
• Origen de los mamíferos: 200 ma.
• Extinción del Cretácico-Triásico: 65 ma.
• Hombre moderno: 100 000 años (0.002%)
Endosimbiosis
• MARGULIS propuso que en una época muy temprana enla historia de la vida, organismos de muy distintoslinajes se unieron simbióticamente y formaron nuevoslinajes. Aunque mucha de la diversidad de la vida seexplica por la divergencia de linajes, algunos eventosimportantes en la historia de la vida ocurrieron a travésde la endosimbiosis.
Endosimbiosis
• La Síntesis Moderna establece que con el tiempo, laselección natural, que actúa sobre las mutaciones,puede generar nuevas adaptaciones y nuevas especies.¿Significa que un nuevo linaje y sus adaptaciones sólose origina por la divergencia de uno más antiguo y laherencia de sus genes?
– LYNN MARGULIS (Estados Unidos, 1938- ) mostró queun evento importante en la historia de la vida,probablemente involucró la unión de dos o máslinajes a través de la endosimbiosis.
– 1965: estudia la estructura de la célula mitocondrias y cloroplastos muy similares abacterias.
Endosimbiosis
– Se descubre ADN en su interior.
– 1970: "El Origen de la Célula Eucariótica“
EVIDENCIA GENÉTICA
– 1970: nuevos métodos para comparar genes.
– CARL WOESE (Estados Unidos, 1928- ) y FORD DOOLITTLE
(Estados Unidos, 1942- ): estudian ADN de mitocondrias ycloroplastos similar al de bacterias causantes de tifus yal de cianobacterias respectivamente.
EVOLUCIÓN Y DESARROLLO
• GOULD predijo que el cambio en los genes que regulanel desarrollo podría ser una fuente importante devariación para que la evolución tenga lugar. Estudiandocomo los genes controlan el desarrollo, es posibleconocer la forma en que trabaja la evolución.
EVOLUCIÓN Y DESARROLLO
• Con el derrumbe de la Ley Biogenética de HAECKEL, laembriología se enfocó más a entender como era eldesarrollo embrionario sin implicaciones evolutivas.
• NUEVO ENCUENTRO ENTRE LA EVOLUCIÓN Y ELDESARROLLO
– STEPHEN JAY GOULD (Estados Unidos, 1941-2002):consideró a los embriones como cápsulas de tiempoevolutivo.
– 1977: "Ontogenia y Filogenia"
– Documenta la historia que dio lugar a la confusióncreada alrededor de la embriología y la evolucióndespués de la propuesta de HAECKEL.
Evolución Y Desarrollo
• LA GENÉTICA DESENCADENA EL CAMBIO EN ELDESARROLLO
– Heterocronía: cambios en los lapsos de tiempo en eldesarrollo, que dan lugar a transformaciones deforma y tamaño.
– GOULD (1977): señala que los genes encargados de laheterocronía y otros cambios en el desarrollo no sonlos mismo que controlan otras partes del cuerpo.
– JUNHYONG KIM (1999): trabaja con Drosophylla
descubre que los genes que controlan el desarrolloson los mismos en diferentes especies y que lasdiferencias entre las especies, se encuentra en eltiempo de expresión de los genes.
Similitud Genética
• Las secuencias genéticas son una herramientaimportante para determinar relaciones evolutivas. Lostrabajos de SARICH y WILSON con proteínas y los deSIBLEY y AHLQUIST con secuencias genéticas, así comoestudios de comportamiento, anatomía y desarrollo,apoyan las estrechas relaciones entre los humanos yotros primates.
Similitud Genética
• Para investigar las relaciones filogenéticas de unorganismo, a mediados del siglo XX, se observaban lasdiferencias y similitudes en la anatomía del organismo.En la actualidad se puede analizar el código genético.
– Después del descubrimiento del ADN, varioscomenzaron a estudiar sus productos: las proteínas.
• SIMILITUD UTILIZANDO ANTICUERPOS
– VINCENT SARICH (Estados Unidos, 1934-1994) yALLAN WILSON (Nueva Zelanda, 1934-1991):proteínas + técnicas inmunológicas relaciónhumanos – simios.
– Estimación: humanos, gorilas y chimpancescompartieron un ancestro común hace 5 ma.
Similitud Genética
• SIMILITUD UTILIZANDO ADN
– CHARLES SIBLEY (Estados Unidos, 1917-1998) y JON
AHLQUIST (Estados Unidos): hibridación ADN-ADN ADNmás similar entre humanos y chimpances que con gorilas yorangutanes.
Evolución Biológica
Descendencia con modificación.
Evolución a pequeña escala o Microevolución –
cambios en las frecuencias génicas de una
generación a otra en una población
Evolución a gran escala o Macroevolución –
Diferentes especies que descienden de un ancestro
común.
Nos permite entender la historia de la vida.
Evolución Biológica
No es simplemente cambio a través del tiempo.
Involucra diferentes procesos.
La idea central es que toda la vida sobre la Tierra tiene
una historia, ha cambiado a través del tiempo y las
diferentes especies comparte ancestros comunes.
A través del proceso de descendencia con modificación,
el ancestro común de toda la vida sobre la Tierra dio
origen a la diversidad de organismos que conocemos del
registro fósil y la que observamos hoy en día.
Evolución Biológica
El proceso de evolución produce un patrón de
relaciones entre especies.
Los linajes evolucionan, se ramifican, heredan
sus características y sus caminos evolutivos
difieren. Esto produce un patrón ramificado de
relaciones evolutivas.
Estudiando la herencia de sus características y
otros eventos históricos, se pueden reconstruir
las relaciones evolutivas y representarlas en una
filogenia.
Evolución Biológica
Filogenia de los Vertebrados
ÁRBOLES EVOLUTIVOS Y CLADOGRAMAS
Clado: grupo monofilético que incluye un
ancestro común y todos sus descendientes.
Evolución Biológica
Polifilético Parafilético
TIEMPO: Datación radiométrica, estratigrafia y
reloj molecular
Evolución Biológica
1800-1900 Siglo XIX
Extinciones – CUVIER
Evolución – LAMARCK
Similitud y Desarrollo – VON BAER
Bioestratigrafía – SMITH
Uniformitarismo – LYELL
Génes Discretos – MENDEL
Selección Natural – DARWIN y WALLACE
Evolución y Desarrollo – HAECKEL
Biogeografía – WALLACE y WEGENER
Evolución Humana – HUXLEY Y DUBOIS
Cromosomas y Mutaciones – MORGAN
1900- Siglo XX-
Mutaciones al Azar – FISHER, HALDANE yWRIGHT
La Síntesis Moderna – DOBZHANSKY
Especiación – MAYR
ADN – WATSON y CRICK
Datación Radiométrica – PATTERSON
Endosimbiosis – MARGULIS
Evolución y Desarrollo – GOULD
Similitud Genética – WILSON, SARICH,
SIBLEY y AHLQUIST