1BACH La diversidad de los seres vivos

Concepto de biodiversidad.

Diversidad genética.

Diversidad de especies.

Diversidad ecológica.

Los biomas.

Origen de la biodiversidad

Adaptaciones de los seres vivos.

Biosfera: Todos los seres vivos de la Tierra.

Los seres vivos son sistemas abiertos, que mantienen su orden a costa de aumentar la entropía del entorno.Toman energía y materia del medio, devuelven materia y energía degradada.

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Diversidad biológica o biodiversidad

BIODIVERSIDAD

Niveles de organización de complejidad creciente de la biodiversidad Es evidente su estrecha interacción, de tal modo que no es posible concebir ninguno de ellos aisladamente.

Incluye varios niveles de organización:

“Es la variedad de organismosque viven en nuestro planeta.

Diversidad genética.

Diversidad de poblaciones, especies y comunidades,que abarca a todas las especies vivientes.

Diversidad de ecosistemas,en los que se integran los niveles anteriores en estrecha interacción entre sí y con el medio físico donde viven.

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219

• La información genética de un organismo está organizada en una o más moléculas de ADN: cromosomas.

• Gen: fragmento de ADN que porta información para un determinado carácter. Cada gen ocupa un locus en el cromosoma.

• El conjunto de genes de un organismo se denomina genotipo.

• La manifestación externa de ese genotipo, junto a la influencia ambiental, se denomina fenotipo.

• El genoma de una especie es el número de genes y cromosomas de la misma, siendo éste característico.

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¿Somos todas las personas en este aula iguales? No.

Esto es debido a que los individuos de cada especie difieren en la información que codifican sus genes, existiendo alternativas para un mismo carácter: alelos.

Salvo individuos clónicos, nadie es idéntico a otro individuo de la misma especie.

¿Qué tipo de reproducción produce clones?¿Existen clones en la especie humana?

x

El color de pelo de los ratones viene determinado por 3 alelos Cn (negro) = Cs (sepia) > Ca (albino).Sabiendo que del cruce de dos razas puras negra y sepia se obtuvo una F1 con manchas de ambos colores.Realizar el cruce indicando los fenotipos y genotipos de la F2.

Realizar un cruce de un albino y un individuo de la F1 indicando los fenotipos y genotipos posibles.

¿Es posible que un individuo negro y otro sepia tengan descendencia albina? Justifica tu respuesta.

Vamos a recordar genética.

No entra

219

Causas de la diversidad genética

Mutaciones

Y vamos a ver un vídeo…https://www.youtube.com/watch?v=hOfRN0KihOU

Reproducción sexual

• Génicas• Cromosómicas• Genómicas

• Sobrecruzamiento• Aleatoriedad en el reparto a los gametos

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Estimación de la diversidad genética.• Diversidad de fenotipos.

• Índice de heterocigosis: nº heterocigotos/ total

Se compara con lo esperado,asumiendo apareamiento al azar.

• Diversidad de alelos (análisis genéticos).

• Índice de polimorfismos.

x

No entra

220

¿Qué es una

especie?

Conjunto de individuos que pueden reproducirse entre sí produciendo descendencia fértil.

220 Debéis conocerejemplos.

Beefalo

Balfín

Ligre

Tigón

Colinabo

Pomelo

Uva tempranillo

Clementina

Triticale

¿Os suenan estos híbridos?

220

PROBLEMAS

Especies con reproducción asexual (se recurre a criterios morfológicos, fisiológicos y genéticos).

Especies extintas: se desconoce la capacidad de hibridación

En época de Linneo, era más fácil. Se consideraban las especies invariables.

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Causas de la diversidad específica

Especiación ALOPÁTRICA

Especiación SIMPÁTRICA

Mecanismos de ESPECIACIÓN*

* Proceso mediante el cual, a partir de una población, surge una especie nueva.

Aislamiento geográfico

Aislamiento reproductivo

Se dificulta (antes de que se produzca) o impide (tras producirse) la viabilidad del cruzamiento.

1. Aparece una barrera física que fragmenta una población.

2. Tiene lugar la selección natural en cada medio.

3. Se acumulan diferencias en las subpoblaciones.

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Especiación ALOPÁTRICA

Aislamiento geográfico

Especiación SIMPÁTRICA

Aislamiento reproductivo

1. Aislamiento ecológico.2. Aislamiento mecánico.3. Aislamiento gamético.4. Aislamiento etológico.5. Aislamiento estacional.6. Descendencia no viable

o no fértil

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¿Qué factores impiden el cruzamiento de dos poblaciones?

…viven en hábitats diferentes.

…tienen aspectos diferentes.

…se comportan de forma diferente.

…su descendencia no sobrevive o es estéril.

…sus gametos son incompatibles.

…se reproducen en momentos distintos.

221

1. ¿Por qué el aislamiento geográfico y el ecológico no es lo mismo?

2. En el ejemplo de los pinzones de Darwin, ¿qué mecanismos de especiación se dieron?

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Estimación de la diversidad de especies.• Índices de riqueza específica.

Nºde especies, sin tener en cuenta su importancia relativa.

• Índices de equitabilidad: • Índice de Shannon:Mide uniformidad directamento respecto a la equitabilidad

• Índice de Simpson:Mide dominancia indirectamento respecto a la equitabilidad.

222

1. ¿Cuál presenta mayor riqueza específica?2. ¿Cuál de los dos presenta mayor equitabilidad?3. ¿Cuál presentará un índice de Shannon mayor? ¿Y un

índice de Simpson mayor?4. Calcula el índice de Shannon de ambas.

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Productores

ConsumidoresDescomponedores

Organismo: Unidad funcional esencial.

Población: Conjunto de individuos de la misma especie que coexisten en el tiempo y en el espacio. Desde el punto de vista ecológico conforman un acervo o pool genético.

Gremio: Grupo de poblaciones que explotan la misma clase de recursos, mismo nicho (comentado más adelante). Tienen la misma necesidad y la misma forma de suplirla.

Comunidad: Combinación de poblaciones interactuando entre sí y con el medio (persiste el concepto de espacio y tiempo).

Ecosistema: Conjunto de organismos vivos que se relacionan con el medio inerte haciendo que fluya la energía y materia entre ellos.

ECOSISTEMA

Biotopo

Biocenosis o comunidad

Autótrofos

Heterótrofos

Medio donde se desarrollan las actividades de una comunidad (terrestre, acuático) (OJITO CON CONFUNDIRLO CON HÁBITAT!!)

relaciones

Especie: Grupo de individuos similares entre sí, capaces de reproducirse y producir descendientes fértiles.

Hábitat: es el lugar físico en un ecosistema que ocupa una especie y que reúne las condiciones necesarias para que ésta pueda vivir en él.

Por tanto, ¿en qué se distingue hábitat de biotopo?

223

Ecosfera: es el conjunto formado por todos los ecosistemas de la tierra, o sea, es el gran ecosistema planetario

Paisaje: Conjunto de ecosistemas diferenciados con alta heterogeneidad tutelado por las actividades humanas.

Bioma: Sistema regional con comunidades parecidas.

Biosfera: Sistema autosuficiente conformado por todos los organismos vivos del planeta, con capacidad autorreguladora y amortiguadora ante perturbaciones.

Toda la biosfera se puede considerar como un único ecosistema (ecosfera).Ecosfera: Biosfera+ Ambiente no vivo

223

223

DIVERSIDAD ECOLÓGICA

Relaciones seres vivos-biotopo

Relaciones seres vivos entre sí (biocenosis)

Cambios en el ecosistema a lo largo

del tiempo

El medio ambiente en el que se desarrolla una población viene determinado por:

FACTORES ABIÓTICOS: BIOTOPOFACTORES BIÓTICOS: BIOCENOSIS

Ambos regulan y modulan poblaciones manteniendo el equilibrio.

Pro

ceso h

istó

rico,

pro

gre

siv

o

Para un determinado factor, una especie presenta un valor óptimo o ZONA ÓPTIMA, donde se desarrolla mejor, crece más rápido y produce descendientes de forma más efectiva.

223

1. Relaciones seres vivos- biotopo

CURVAS DE TOLERANCIA

CRECIMIENTO

Ley del mínimo de LiebigLa distribución de una

especie viene determinada por el factor ambiental para el que el

organismo tiene un rango de adaptabilidad o

control más estrecho.(FACTOR LIMITANTE)

Ley de tolerancia de Shelford

Todo ser vivo presenta ante los distintos factores ambientales unos límites entre los que puede vivir,

tanto superiores como inferiores, entre los

cuales se sitúa su óptimo ecológico.

(LÍMITE DE TOLERANCIA)

Por ejemplo, una planta puede crecer a cualquier temperatura, desde 0ºC a 87ºC; pero requiere entre el 70-73% de humedad relativa.

Límites de tolerancia para la Tº: 0ºC a 87ºC.Límites de tolerancia para la humedad: 70-73%.

x

1. Relaciones seres vivos- biotopo

CURVAS DE TOLERANCIA

Representación gráfica de zona óptima y límites de tolerancia de acuerdo

a los factores ambientales que

determinan el crecimiento y desarrollo

de una especie.

Estenoica: rango estrecho (esteno).Eurioica: rango amplio (euri).

Valencia ecológica

223

1. Relaciones seres vivos- biotopo

EURIOICAS (amplio)

Especies poco exigentes respecto a

los valores alcanzados por un

determinado factor. Límites de

tolerancia de gran amplitud.

TOLERANTES.

Número máximo de individuos no

muy elevado.

Suelen ser estrategas R …(rápida

reproducción, producción de muchas

crías que no son atendidas…)

Son generalistas: Especies con un

nicho ecológico flexible. Las especies

pioneras suelen ser de este tipo.

(R estrategas+eurioicas =

OPORTUNISTAS).

ESTENOICAS (estrecho)

Especies muy exigentes respecto a

los valores alcanzados por un

determinado factor. Sus límites de

tolerancia son estrechos. EXIGENTES.

El número de individuos puede llegar

a ser muy elevado, si se desarrollan

en torno al óptimo.

Suelen ser estrategas K (baja

natalidad, cuidado de crías)

Son especialistas: nicho ecológico

muy restringido, limitadas a un

hábitat concreto.

223

Algunos ejemplos de organismos y su respuesta a los factores ambientales.

Veremos las adaptaciones más adelante.

Estenotérmico vs. Euritérmico.

Estenohídricovs. Eurihídrico.

Estenohalino vs. Eurihalino.

Individuos de la misma especie, o especies próximas taxonómicamente. Parasitismo de nidada (golondrinas) en la misma especie, en el

que los individuos dejan los huevos en la nidada próxima. Cleptoparasitismo (cuco) en especies próximas

taxonómicamente

Los individuos de una población se ayudan unos a otros en el cuidado de crías, caza, o defensa del grupo.

FAMILIAR (objetivo reproducción y cuidado de prole), GREGARIO (relaciones temporales por razones de

alimentación, transporte, etc. Ej: bandadas), ESTATAL (permanentes, se forma una sociedad con

especialización de funciones fuera de la cual no es posible la vida individual. Ej. Abejas)

COLONIAL (permanente, individuos unidos físicamente existiendo reparto de tareas. Ej. Corales). Deriva en muchas ocasiones en comportamientos jerárquicos de distribución de funciones en la población (hormigas, abejas, leones).

Los individuos luchan por los mismos recursos, bien sea alimento, espacio, hembras, luz. Deriva en comportamientos jerárquicos fuertes dentro de las poblaciones y territorialidad entre poblaciones vecinas, así como en un control de la densidad o cobertura.

Relaciones intraespecíficas

Competencia

Cooperación

Parasitismo social

223

2. Relaciones de los seres vivos entre sí.

Relaciones interespecíficas

Se beneficia una o dos especies. Ninguna sale perjudicada.SIMBIOSIS

OBLIGATORIO. Las dos obtienen beneficio. Se distingue el mutualismo permanente (interacción continuada, como líquenes (hongo+alga). El mutualismo intermitente, en el que una de las especies es la que principalmente necesita tal relación (yuca y mariposa de la yuca).

Mutualismo ++

NO OBLIGATORIO. Siempre intermitente, ambas especies salen beneficiadas (diseminación de semillas).

Cooperación ++

Una especie es el comensal (beneficio) y otra hospedadora (indiferente). Puede ser permanente (obligatoria para el comensal, epifitosis de liquen sobre un arbol). Puede ser intermitente (foresia de ratones transportando insectos NO PARÁSITOS).

Comensalismo +0

223

2. Relaciones de los seres vivos entre sí.

Relaciones interespecíficas

Una de las dos especies, al menos, sale perjudicada.ANTAGONISMO

Una de las especies se denomina amensal y la otra inhibidora. En el caso de la inhibidora tal relación no le supone beneficio ni perjuicio. Por el contrario el amensal sale perjudicado (inhibición del desarrollo de bacterias por el hongo Penicillium)

Amensalismo -0

Ambas especies salen perjudicadas, pero al ser especies diferentes, el grado de perjuicio es distinto. Se trata de una lucha por un recurso común. Resulta en una reducción del nicho precompetitivo.

Competencia --

Relación obligatoria permanente. La especie parásita sale beneficiada, y la hospedadora perjudicada (pulgas y perro).

Parasitismo +-

La especie beneficiada se denomina predador/depredador, la perjudicada presa. Es una relación intermitente (lobo y liebre). (Se diferencia del detritivorismo en que la presa está viva en el primer ataque).

Depredación +-

* La depredación tiene un efecto de control en las poblaciones, y una gran importancia en el flujo de

energía en el ecosistema.

223

2. Relaciones de los seres vivos entre sí.

Cambios en el biotopo y/o biocenosis.

Cambios cíclicos: Normalmente estacionales.

Fluctuaciones: cambios en la abundancia de especies o individuos.

Sucesiones: cambios profundos en el ecosistema, evolutivos, hacia una mayor complejidad.

223

3. Cambios de los ecosistemas en el tiempo.

223

3. Cambios de los ecosistemas en el tiempo.

Cambios cíclicos: Normalmente estacionales.

Migraciones, reproducción, hibernación…

Fase inicial en la que el crecimiento de la población es relativamente lento (1),

seguido de una fase de aceleración rápida (crecimiento logarítmico) (2).

Luego, a medida que la población se aproxima a la capacidad de carga del ambiente, la tasa de crecimiento se hace más lenta (3 y 4)

y finalmente se estabiliza (5), presentando fluctuaciones alrededor de la capacidad de carga.

223

3. Cambios de los ecosistemas en el tiempo.

Fluctuaciones: cambios en la abundancia de especies o individuos.

Modelo Lotka-Volterra: Fluctuación de las poblaciones depredador-presa.

Observa el diagrama sobre las fluctuaciones en el número de individuos de dos poblaciones. Descríbela.

223

3. Cambios de los ecosistemas en el tiempo.

Sucesiones: Tienden a alcanzar la etapa clímax, acorde a las condiciones ambientales.

La estimación de la diversidad ecológica es más compleja. Ya que en los límites entre ecosistemas (ecotonos), no están bien definidos.

223

223

Estimación de la diversidad ecológica. Se distinguen 3 niveles de diversidad:

• Diversidad alfa. Riqueza de un ecosistema. Riqueza de un pinar.

(¿Qué era la riqueza?)

• Diversidad beta.Diferenciación de la diversidad entre áreas. Se define como la tasa de reemplazo de especies entre hábitats. Es la diversidad a lo largo de un gradiente.

(¿Qué es un gradiente?)

• Diversidad gamma o regional.Riqueza de especies del conjunto de comunidades de una región. Engloba las anteriores. Riqueza de aves en España.

¿Qué gradientes observas?

Los biomas son el conjunto de comunidades características (ecosistemas o unidades ecológicas) que se extienden por una amplia zona geográfica, caracterizada, entre otros factores, por el clima, la fisonomía de su vegetación y la fauna.

TERRESTRES ACUÁTICOS

TaigaTundra

Praderas y estepas

Bosque caducifolio

Selva tropical

Bosque mediterráneo

Sabana Desierto

Dulceacuícolas

Lóticos Lénticos

Marino

Pelágico Abisal

232 No entra

232 No entra

Origen de la vida pág 224 https://www.youtube.com/watch?v=GrMh-IkFMUE

https://www.youtube.com/watch?v=B-m1gx0s0Ro

Resumen de páginas 224-225 https://www.youtube.com/watch?v=xefoK59P5NE

224

225

Evidencias de la evolución

Los organismos cada vez más simples a medida que retrocedemos en el tiempo geológico, o las series evolutivas.

Registro fósil

225

Evidencias de la evolución

Órganos homólogos: muestran evolución divergente.Estructuras anatómicas similares que por adaptación al medio toman formas diferentes.

Órganos análogos: muestran evolución convergente.Estructuras antómicasdiferentes, que por adaptación al medio tomas formas similares.

Anatomía comparada

1. ¿Órganos homólogos?2. ¿Órganos análogos?

225

Evidencias de la evolución

Órganos vestigiales

Órganos reducidos o sin función aparente. Derivan de órganos o estructuras funcionales de un antecesor.

El apéndice, los músculos de la nariz y las orejas, las muelas del juicio, el vello corporal, el pezón en el varón y el cóxis.

¿Órganos vestigiales en el hombre?

225

Evidencias de la evolución

Embriología

Estudio comparado del desarrollo embrionario.En las primeras etapas del desarrollo embrionario, presentan características comunes.

¿Cuál es el embrión humano?

Opciones: ratón, humano, perro, elefante.

225

Evidencias de la evolución

Biogeografía

Estudia la distribución geográfica de los seres vivos, dependiendo de los factores bióticos y climáticos, también de sus descendientes con sus antepasados comunes.

Ñandú

Avestruz

Casuario

225

Evidencias de la evolución

Biología molecular

Las especies que se han diversificado desde hace tiempo tienen más diferencias en sus proteínas correspondientes, reflejando cambios en los aminoácidos a través del tiempo.

A mayor similitud en ADN (también en sus proteínas)

mayor parentesco entre especies

más cerca en la escala evolutiva

menos tiempo entre ambas…

225

Evidencias de la evolución

Genética molecular

Aparición o desaparición de órganos en función de la necesidad. Los caracteres adquiridos se transmiten a la descendencia.

Variabilidad + Selección natural de individuos mejor adaptados.

Variabilidad de poblaciones causada por variabilidad genética (gracias a mutaciones y reproducción sexual). Selección sobre la población, no sobre individuo.

Las mutaciones son neutras, selección natural al azar; aumentando o disminuyendo la proporción de los alelos en la población.

Contrario al darwinismo. Se dan periodos de “calma evolutiva”, y periodos de alta diversificación y especiación.

Descubrimiento de “genes Hox”, que regulan la expresión de otros genes. Su modificación puede causar innovaciones evolutivas.

Incluyen la epigenética.

226

Teorías evolutivas

Lamarckismo

Darwinismo

Neodarwinismo

Neutralismo

Equilibrio puntuado

Evo-devo

Eco-Evo-Devo

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MECANISMOS EVOLUTIVOS

*Microevolución

*Macroevolución

Mecanismos:• Mutación• Reproducción sexual• Deriva genética• Migración• Selección natural.

Mecanismos:• Cambios epigenéticos• Remodelación genes Hox

En una población, en pocas generaciones. Genera especies próximas entre sí.

A gran escala, largos periodos de tiempo. Produce nuevos grupos taxonómicos y la

extinción de otros existentes.

¿Cómo se generan cambios evolutivos?

*Son dos niveles diferentes del mismo proceso evolutivo.

Dadme un ejemplo, por favor.

Dadme otro ejemplo, por favor.

Biston betularia y el “mimetismo industrial”La Biston betularia, o mariposa del abedul es un lepidóptero nocturno que durante el díadescansa en las ramas o troncos de los árboles. El color blanco de las alas contribuye aque sean confundidas con la base sobre la que se posan.

A mediados del siglo XIX comenzaron a observarse cada vez más ejemplares de coloroscuro (melánicas). A este proceso, se la ha llamado melanismo industrial.

Ya antes del proceso de industrialización existían formas melénicas, como atestiguanantiguas colecciones de mariposas. ¿Por qué era precisamente en ese momento cuandocomenzaban a predominar? ¿Qué mecanismo evolutivo estaría implicado en este proceso?

El efecto fundador se produce cuando unos pocos miembros de la población original establecen una colonia. Este pequeño tamaño poblacional implica que la colonia puede tener:

o poca variabilidad genética, respecto a la población original.o una muestra no aleatoria de los genes de la población original.

Los cuellos de botella y el efecto fundador

En la distribución de los seres vivos en el planeta influyen:

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• Factores abióticos: Clima: temperatura y humedad.Latitud: temperatura e intensidad lumínica.Altitud: temperatura, espesor de suelo, humedad.Otros: Relieve, orientación, continentalidad, pH, salinidad, presión, disponibilidad de nutrientes, etc.

• Factores bióticos: relaciones intra e interespecíficas ya vistas. Principio de exclusión competitiva.

229

LUZ

229

Tº

230

Humedad

230

Luz

230

Tº

230

Según el medio

En función de las adaptaciones de la especie y su distribución, encontramos especies generalistas, oportunistas, endémicas, especialistas…

De las especies de la izquierda, ¿cuáles son oportunistas y cuáles especialistas?

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