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Lesson 3.2Gathering Evidence About Inheritance

Traits and ReproductionLesson Guides

Lesson 3.2

© The Regents of the University of California

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Traits and Reproduction—Lesson 3.2—Activity 2

Second Read of “Why Are Identical Twins Rare?

You are investigating the question: How do organisms get their genes?

• Read and annotate the second two paragraphs of the “How We Get Our Genes” section of the “Why Are Identical Twins Rare?” article. Identify evidence that helps you answer the above question.

• Review the Sexual Reproduction diagram from the article (included below). Annotate the image.MSSCI_TR_AR_142

Sexual Reproduction Possible Reproductive Cell Combinationsreproductive cells from mother (egg cells) reproductive cells from father (sperm cells)

cells of different possible offspring, each with a different combination of genes

Sexual Reproduction Possible Reproductive Cell Combinations

© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved. Permission granted to photocopy for classroom use.

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Gathering Evidence from the Sim

Part 1: Gathering Evidence from the Sim: the Bristle Feature

Launch the Sim. As your teacher models this activity, make observations about Otis and Anne’s offspring.

Feature Trait Gene versions

bristle sparse R1R2

Feature Trait Gene versions

bristle dense R1R1

Otis

Anne

Write your observations of the offspring below.

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Gathering Evidence from the Sim (continued)

Part 2: Gathering Evidence from the Sim: the Body Color Feature

Launch the Sim and follow the steps below.

1. Press BODY COLOR to observe Otis and Anne’s traits and gene versions for this feature. Record your observations in the first table.

2. Mate Otis with Anne by moving Anne over Otis until a dotted circle appears.

3. Press CREATE REPRODUCTIVE CELLS. Once the reproductive cells have been created, press RANDOMLY FERTILIZE. Observe as the egg and sperm cells come together to create new offspring.

4. Examine the traits and combinations of gene versions for each offspring. Then, record your observations in the second table below.

Parents Gene versions Trait

Otis

Anne

Gene version from Otis

Gene version from Anne

Gene versions Body color trait

Offspring 1

Offspring 2

Offspring 3

Offspring 4

Parents

Offspring


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Homework: Reading “Why the Corpse Flower Smells So Bad”

You have been learning about how spiders pass on their traits through reproduction, but what about plants? Read and annotate the “Why the Corpse Flower Smells So Bad” article to learn more about a unique organism called the corpse flower. Then, answer the questions below.

Why does the corpse flower smell so bad?

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Why does the corpse flower need to attract insects to reproduce?

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What is another plant adaptation that helps a plant reproduce?

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Active Reading Guidelines

1. Think carefully about what you read. Pay attention to your own understanding.

2. As you read, annotate the text to make a record of your thinking. Highlight challenging words and add notes to record questions and make connections to your own experience.

3. Examine all visual representations carefully. Consider how they go together with the text.

4. After you read, discuss what you have read with others to help you better understand the text.


Why Are Identical Twins Rare? D1

Why Are Identical Twins Rare?Everyone is different. We can recognize one another’s faces because every face is unique, with different combinations of traits like eye color, skin color, nose shape, and so on. All these differences are called variation. Where does variation come from? Genes instruct for proteins, which determine our traits. People have different traits because our protein molecules are different, and our proteins are different because our genes are different. Every human has a unique set of genes, different from anyone else’s…at least, almost all of us do.

Imagine knowing someone who looks almost exactly like you—so much like you that people often mistake you for each other. You are the same height, your hair and eyes are the same colors...even the shape of your smile is the same. If you are an identical twin, you already know what that’s like.

Identical means “exactly the same.” Identical twins look so much alike because they have the same proteins, and they have the same proteins because their genes are the same. How can two different people end up with identical genes?

Identical twins are identical because their genes are the same.

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D2 Why Are Identical Twins Rare?

While all other cells contain two gene copies, reproductive cells are different. They contain just one gene copy.

Sexual Reproduction

How We Get Our Genes

We inherit our genes from our biological parents through the process of sexual reproduction. Each parent has a complete set of genes. These genes are organized on matching pairs of chromosomes. Each chromosome pair has two copies of each gene. However, the two copies of any particular gene can be the same version or different versions.

Sexual reproduction involves special reproductive cells from both parents. The mother’s reproductive cells are called eggs, and the father’s reproductive cells are called sperm. Unlike other cells that have two copies of every gene, egg cells and sperm cells only have one copy of each gene, which means the cell only contains one version of each gene. If a parent has two different versions of the gene, some reproductive cells will end up with one version, while other reproductive cells will end up with the other version. Each time these special cells are produced, the division of genes is different and random. Every sperm or egg cell is unique!

This is a simplified diagram. It shows a cell with just one pair of chromosomes. People don’t really have one pair: we have 23 pairs! That’s too many to show in this diagram.

Chromosome Pair

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Reproductive cells can combine in lots of different ways. This diagram shows four possible combinations for just one chromosome. Remember, humans have 23 chromosomes! The possibilities are practically endless.


When the egg and sperm cells from two parents come together, fertilization occurs. Fertilization is when these cells combine to form the first cell of a new offspring. This new cell has two copies of each gene, one from each parent. Each parent randomly passes on only one copy of each gene, so there can be lots of possible combinations of genes passed on from two parents. The many possible combinations of genes are what give us variation.

All variation in humans comes from sexual reproduction. Identical twins DO vary from their parents; however, identical twins have the same gene versions as each other. How is this possible? To understand why, let’s think about the difference between identical twins and fraternal twins.

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D4 Why Are Identical Twins Rare?

Not All Twins Are Identical

Many sets of twins are fraternal twins. Unlike identical twins, fraternal twins have different traits. They may have different eye colors and different heights, and can even be different sexes. There can be lots of variation between fraternal twins.

The difference between fraternal twins and identical twins has to do with fertilization. In fraternal twins, fertilization happens twice. A sperm cell from the father combines with an egg cell from the mother to form the first cell of one twin. At around the same time, a different sperm cell from the father fertilizes another egg cell from the mother to form the first cell of the other twin. The cells of these two twins inherit completely different combinations of genes from the parents. Because they inherited different genes, the fraternal twins will have different proteins—which will interact to determine different traits. Because sexual reproduction happens twice, and each time one copy of each gene is randomly passed on to each of the offspring, fraternal twins have lots of opportunities for genetic variation.

Because fraternal twins inherit totally different combinations of genes from their parents, they can vary genetically.

Fraternal Twins

Fraternal twins can be of the same sex or different sexes.

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Identical twins are the result of one fertilized egg splitting into two. Both twins have the same genes, which means they also have the same genetic traits.

Identical twins happen when one fertilized egg splits into two cells. The two cells have exactly the same genes.

Identical Twins

How Identical Twins Get Identical Genes

On the other hand, in identical twins, fertilization happens only once. A sperm cell from the father combines with an egg cell from the mother to form a cell. Then this single cell copies itself and splits, forming two identical cells—the first cells of two identical twins. The cells of these twins inherit the same combinations of gene versions, because they were produced from the same egg and sperm cells. Because they have the same genes, the identical twins will have identical genetic traits.

Of course, even identical twins will develop in different ways over their lives, becoming individual people with different talents and experiences. One twin may train to become a muscular body builder, while the other may sit at a computer writing all day. Just because they inherited the same genes, that doesn’t mean they are the same person. Even identical twins aren’t identical in every way.

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Why the Corpse Flower Smells So BadSending out a terrible smell may not seem like the best way to increase your chance of reproducing. However, it’s a very successful adaptation for the plant Amorphophallus titanum, or corpse flower.

Rotting meat smells awful to humans, but that same odor smells like a good meal to insects that eat rotting meat, like flesh flies and carrion beetles. In order to attract these insects, the corpse flower releases a powerful smell of decay. In addition, the plant has structures that increase reproductive success. For example, the petal of its flower is a deep red that’s similar to the color of meat, and at the peak of its reproduction process, it gets warm, like a piece of rotting meat would be. All of these adaptations help the corpse flower attract insects that feed on decaying meat. By tricking insects into landing on it, the flower increases its odds of reproducing successfully.

Why does the corpse flower need to attract insects to reproduce? Flowering plants can’t reproduce on their own: they need the pollen produced by their flowers to be moved from one plant to another, and they need animals to do the moving. This process is called pollination. Most plants are pollinated by bees, butterflies, moths, or bats. To make pollination more likely, some plants put out smells that attract the type of animal most likely to pollinate them—a sweet smell to attract bees, for example. In the case of the corpse flower, a rotting-meat smell attracts flies and beetles to help with pollination. More insects mean more chances to reproduce.

Many plants have structures and behaviors that increase their odds of reproducing.. In fact, that’s why flowers have scents and colors in the first place—to attract a variety of pollinators. Other plants have structures like seeds that catch the wind or stick to animals passing by, which helps them come into contact with new environments. These adaptations all arose from random mutations in the plants’ genes. Even though they were random, these particular mutations happened to help individual organisms reproduce and pass their genes on, and so the genes became more common in the population. So smelling like rotting meat might not be a great strategy for humans—but for the corpse flower, it’s just the right thing.

When it blooms, the corpse flower can reach six feet tall.

Why the Corpse Flower Smells So Bad F1

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Rasgos y reproducción—Lección 3.2—Actividad 2

Segunda lectura de “¿Por qué son poco comunes los/as gemelos/as idénticos/as?”

Estás investigando la pregunta: ¿Cómo obtienen los organismos sus genes?

• Lee y añade apuntes a los segundos dos párrafos de la sección titulada “Cómo obtenemos nuestros genes” en el artículo “¿Por qué son poco comunes los/as gemelos/as idénticos/as?”. Identifica evidencia que te ayude a contestar la pregunta.

• Repasa el diagrama titulado “Reproducción sexual” en el artículo (incluído debajo). Añade apuntes a la imagen.


células reproductivas de la madre (óvulos) células reproductivas del padre (espermatozoides)

células de diferentes posibles descendientes, cada célula con una combinación diferente de genes

Reproducción sexual Posibles combinaciones de células reproductivas

© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved.

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Reunir evidencia de la Simulación

Parte 1: reunir evidencia de la Simulación: el atributo para el pelo

Inicia la Simulación. Mientras tu maestro/a modela esta actividad, haz observaciones sobre la descendencia de Otis y Anne.

Atributo Rasgo Versiones de genes

pelo escaso R1R2

Atributo Rasgo Versiones de genes

pelo denso R1R1

Otis

Anne

Escribe tus observaciones de la descendencia en las siguientes líneas.

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Reunir evidencia de la Simulación (continuación)

Parte 2: reunir evidencia de la Simulación: el atributo del color de cuerpo

Inicia la Simulación y sigue los pasos a continuación.

1. Oprime BODY COLOR (color de cuerpo) para observar los rasgos y versiones de genes de Otis y Anne para este atributo. Apunta tus observaciones en la primera tabla.

2. Cruza a Otis con Anne pasando a Anne por encima de Otis hasta que aparezca un círculo de puntos.

3. Oprime CREATE REPRODUCTIVE CELLS (crear células reproductivas). Una vez que se hayan creado las células reproductivas, oprime RANDOMLY FERTILIZE (fertilizar al azar). Observa mientras los óvulos y los espermatozoides se juntan para crear descendientes nuevos.

4. Examina los rasgos y las combinaciones de versiones de genes para cada descendiente. Luego, apunta tus observaciones en la segunda tabla.

Progenitores Versiones de genes Rasgo

Otis

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Versión de gen de Otis

Versión de gen de Anne

Versiones de genes

Rasgo para el color de cuerpo

Descendiente 1

Descendiente 2

Descendiente 3

Descendiente 4

Progenitores

Descendencia


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Tarea: leer “Por qué la flor cadáver huele tan mal”

Has estado aprendiendo sobre cómo las arañas transmiten sus rasgos a través de la reproducción, pero ¿qué hay de las plantas? Lee y añade apuntes al artículo “Por qué la flor cadáver huele tan mal” para aprender más sobre un organismo singular llamado flor cadáver. Luego, contesta las siguientes preguntas.

¿Por qué huele tan mal la flor cadáver?

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¿Por qué necesita la flor cadáver atraer insectos para reproducirse?

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Nombra otra adaptación de planta que ayuda a una planta a reproducirse.

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Pautas de la Lectura Activa

1. Piensa cuidadosamente sobre lo que lees. Presta atención a tu propia comprensión.

2. Mientras lees, añade apuntes al texto para tener un registro de tus ideas. Destaca las palabras difíciles, y agrega notas para apuntar tus preguntas y hacer conexiones con tu propia experiencia.

3. Examina cuidadosamente todas las representaciones visuales. Considera cómo se relacionan con el texto.

4. Después de leer, discute lo que leíste con otros/as estudiantes para ayudarte a comprender mejor el texto.


¿Por qué son poco comunes los/as gemelos/as idénticos/as? D1

¿Por qué son poco comunes los/as gemelos/as idénticos/as?Todos/as somos diferentes. Podemos reconocer las caras porque cada cara es única, con diferentes combinaciones de rasgos como color de ojos, color de piel, forma de nariz, etc. Estas diferencias se llaman variación. ¿De dónde viene la variación? Los genes dan instrucciones para las proteínas, las cuales determinan nuestros rasgos. Las personas tienen diferentes rasgos porque nuestras moléculas de proteínas son diferentes, y nuestras proteínas son diferentes ya que nuestros genes son diferentes. Cada humano tiene un conjunto único de genes, diferente al conjunto de cualquier otra persona… bueno, este es el caso para casi todas las personas.

Imagina que conoces a alguien que se ve casi idéntico/a a ti, que es tan parecido/a a ti que la gente los/as confunde a ustedes con frecuencia. Tienen la misma altura, su pelo y sus ojos son de los mismos colores… hasta la forma de su sonrisa es igual. Si eres un/a gemelo/a idéntico/a, ya sabes cómo es.

Idéntico quiere decir “exactamente igual”. Los/as gemelos/as idénticos/as se parecen tanto porque tienen las mismas proteínas, y tienen las mismas proteínas porque sus genes son iguales.

¿Cómo pueden dos personas diferentes tener genes idénticos?

Los/as gemelos/as idénticos/as son idénticos/as

porque sus genes son iguales.

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D2 ¿Por qué son poco comunes los/as gemelos/as idénticos/as?

Este es un diagrama simplificado. Muestra una célula

con solo un par de cromosomas. En realidad no tenemos

un solo par: ¡Tenemos 23 pares! Eso es demasiado como

para mostrarlos todos en este diagrama.

Mientras que todas las otras células contienen dos copias de cada gen, las células reproductivas son diferentes.

Contienen solo una copia de cada gen.

Par de cromosomas

Reproducción sexual

Cómo obtenemos nuestros genes

Heredamos nuestros genes de nuestros progenitores biológicos a través del proceso de reproducción sexual. Cada progenitor tiene un conjunto completo de genes. Estos genes están organizados en pares iguales de cromosomas. Cada par de cromosomas tiene dos copias de cada gen. Sin embargo, las dos copias de cualquier gen específico pueden ser la misma versión o versiones diferentes.

La reproducción sexual implica células reproductivas especiales de ambos progenitores. Las células reproductivas de la madre se llaman óvulos, y las células reproductivas del padre se llaman espermatozoides. A diferencia de otras células que tienen dos copias de cada gen, los óvulos y los espermatozoides tienen solo una copia de cada gen, lo cual significa que la célula contiene solo una versión de cada gen. Si un progenitor tiene dos versiones diferentes del gen, algunas células reproductivas terminarán con una versión, mientras que otras células reproductivas terminarán con la otra versión. Cada vez que estas células especiales son producidas, la división de genes es diferente y aleatoria. ¡Cada espermatozoide u óvulo es único!

dos diferentes versiones del mismo gen

célula de la madre

células reproductivas

de la madre (óvulos)

células reproductivas

del padre (espermatozoides)

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Las células reproductivas pueden combinarse de muchas maneras diferentes. Este diagrama muestra cuatro

combinaciones posibles para un solo cromosoma. Recuerda, ¡los humanos tienen 23 cromosomas! Las posibilidades

son prácticamente infinitas.

Reproducción sexual Combinaciones posibles de células reproductivas

Cuando se juntan el óvulo y el espermatozoide de dos progenitores, la fertilización ocurre. La fertilización tiene lugar cuando estas células se combinan para formar la primera célula de un nuevo descendiente. Esta nueva célula tiene dos copias de cada gen, una de cada progenitor. Cada progenitor transmite aleatoriamente solo una copia de cada gen, así que puede haber muchas combinaciones posibles de genes que serían transmitidas de los dos progenitores. Las muchas combinaciones de genes es lo que nos da variación.

Toda variación en los seres humanos viene de la reproducción sexual. Los/as gemelos/as idénticos/as SÍ varian de sus progenitores. No obstante, los/as gemelos/as idénticos/as tienen las mismas versiones de genes ellos/as dos. ¿Cómo es posible? Para entender por qué, pensemos en las diferencias entre los/as gemelos/as idénticos/as y los/as mellizos/as.

células reproductivas de la madre (óvulos) células reproductivas del padre (espermatozoides)

células de diferentes descendientes posibles, cada célula con una combinación diferente de genes

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D4 ¿Por qué son poco comunes los/as gemelos/as idénticos/as?

Los/as gemelos/as idénticos/as vs. los/as mellizos/as

A diferencia de los/as gemelos/as idénticos/as, los/as mellizos/as tienen rasgos diferentes. Pueden tener diferente color de ojos y diferente altura, e incluso pueden ser de diferente sexo. Puede haber mucha variación entre mellizos/as.

La diferencia entre los/as mellizos/as y los/as gemelos/as idénticos/as tiene que ver con la fertilización. En los/as mellizos/as, la fertilización sucede dos veces. Un espermatozoide del padre se combina con un óvulo de la madre para formar la primera célula de un/a mellizo/a. Alrededor de ese mismo momento, un espermatozoide diferente del padre fertiliza otro óvulo de la madre para formar la primera célula del/de la otro/a mellizo/a. Las células de estos/as dos mellizos/as heredan combinaciones de genes completamente diferentes de los progenitores. Ya que heredaron genes diferentes, los/as mellizos/as tendrán proteínas diferentes, las cuales van a interactuar para determinar rasgos diferentes. Ya que la reproducción sexual

Los/as mellizos/as pueden ser del mismo sexo o de

diferentes sexos.

Ya que los/as mellizos/as heredan combinaciones de genes totalmente diferentes de sus progenitores, pueden

variar genéticamente.

Mellizos/as

sucede dos veces, y cada vez se transmite una copia de cada gen aleatoriamente a cada descendiente, los/as mellizos/as tienen muchas oportunidades para variación genética.

células reproductivas de la madre (óvulos)

células reproductivas del padre (espermatozoides)

primeras células de

mellizos/as, cada

uno/a con una diferente

combinación de genes

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Cómo los/as gemelos/as idénticos/as reciben genes idénticos

Por otra parte, en los/as gemelos/as idénticos/as, la fertilización sucede una sola vez. Un espermatozoide del padre se combina con un óvulo de la madre para formar una célula. Entonces esta célula única se copia y se divide, formando dos células idénticas, las primeras células de dos gemelos/as idénticos/as. Las células de estos/as gemelos/as heredan las mismas combinaciones de versiones de genes, porque fueron producidas de las mismas células: un óvulo y un espermatozoide. Ya que tienen los mismos genes, los/as gemelos/as idénticos/as tendrán rasgos genéticos idénticos.

Por supuesto, incluso los/as gemelos/as idénticos/as se desarrollarán de diferentes maneras durante sus vidas, haciéndose personas individuales con diferentes talentos y experiencias. Quizá un/a gemelo/a entrene para hacerse fisicoculturista con músculos bien desarrollados, mientras el/la otro/a se siente a la computadora todo el día escribiendo. Solo porque heredaron los mismos genes no quiere decir que sean la misma persona. Ni siquiera los/as gemelos/as idénticos/as son idénticos/as en todo.

Los/as gemelos/as idénticos/as son el resultado de

un óvulo fertilizado dividiéndose en dos. Ambos/as

gemelos/as tienen los mismos genes, lo cual significa

que también tienen los mismos rasgos genéticos.

Los/as gemelos/as idénticos/as resultan cuando un óvulo fertilizado se divide en dos células. Las dos células tienen

exactamente los mismos genes.

Gemelos/as idénticos/ascélulas reproductivas de la madre

(óvulos)

una célula que se divide en dos

células reproductivas del padre (espermatozoides)

primeras células de dos gemelos/as idénticos/as, cada una con conjuntos

de genes idénticos

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Por qué la flor cadáver huele tan mal F1

Por qué la flor cadáver huele tan malQue uno emita un olor horrible quizá no parezca la mejor manera de aumentar las probabilidades de reproducirse. Sin embargo, es una adaptación muy exitosa para la planta Amorphophallus titanum, o flor cadáver.

Para los seres humanos, la carne podrida huele horrible, pero el mismo olor huele a una buena comida para insectos que comen carne podrida, como las moscas de carne y los escarabajos carroñeros. Para atraer estos insectos, la flor cadáver emite un olor poderoso a putrefacción. Además, la planta tiene estructuras que aumentan su éxito reproductivo. Por ejemplo, el pétalo de su flor es un rojo profundo similar al color de la carne, y en el momento clave de su proceso de reproducción, se pone tibia, como un pedazo de carne podrida. Estas adaptaciones ayudan a la flor cadáver a atraer insectos que se alimentan de la carne podrida. Al engañar a los insectos que aterrizan en ella, la flor aumenta sus probabilidades de reproducirse exitosamente.

¿Por qué necesita la flor cadáver atraer insectos para reproducirse? Las plantas florecientes no pueden reproducirse por su propia cuenta. Necesitan que el polen producido por sus flores sea transportado de una planta a otra, y necesitan animales que se encarguen de este transporte. Este proceso se llama polinización. La mayoría de las plantas son polinizadas por abejas, mariposas, polillas o murciélagos. Para hacer más probable su polinización, algunas plantas emiten olores que atraen el tipo de animal que tiene más probabilidades de polinizarlas: un olor dulce para atraer abejas,

Cuando florece, la flor cadáver puede alcanzar seis pies de alto.

por ejemplo. En el caso de la flor cadáver, un olor a carne podrida atrae moscas y escarabajos para ayudar con la polinización. Mientras más insectos, más chances hay de reproducirse.

Muchas plantas tienen estructuras y comportamientos que aumentan sus probabilidades de reproducirse. De hecho, es justamente por eso que las flores tienen aromas y colores, para atraer una variedad de polinizadores. Otras plantas tienen estructuras como semillas que aprovechan el viento o que se adhieren a animales que pasan, lo que les ayuda a entrar en contacto con nuevos ambientes. Todas estas adaptaciones emergieron de mutaciones aleatorias en los genes de las plantas. Aunque eran aleatorias, estas mutaciones específicas ayudaron a organismos individuales a reproducirse y transmitir sus genes, y como consecuencia esos genes llegaron a ser más comunes dentro de la población. Así que oler a carne podrida tal vez no sea una buena estrategia para seres humanos, pero para la flor cadáver, es justo lo que necesita.

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