Filogenia del ser humano

La evolución: Filogenia del ser humano

Filogenia de ser humano

Tres facetas de la EvoluciónTres facetas de la Evolución

I. Lo que la evolución No es:

– La evolución no es el estudio del origen primordial de la vida en el universo, ni del significado de la vida (cuestiones filosóficas o teológicas fuera del alcance de la ciencia).

– La evolución no obedece a una fuerza impulsora o manifiesta un irresistible progreso hacia una mayor complejidad (es simplemente una adaptación al entorno local).

Tres facetas de la EvoluciónTres facetas de la Evolución

II. Lo que la evolución Si es:

La evolución significa:– Que todos los organismos están emparentados,

ligados por lazos genealógicos que se remontan hasta antepasados comunes, siguiendo las ramas de la vida(Taxonomía).

– Que a lo largo del tiempo, las estirpes alternan su forma y su diversidad, por un proceso natural de cambio: ‘la descendencia con modificación’ según Darwin (Paleontología).

El árbol de la vida

Tres facetas de la evolución La genealogía y el cambio no bastan para conferir

a la evolución la categoría de ‘ciencia’.– Objetivos de la ciencia:

• Descubrir y registrar el estado fáctico del mundo, • Diseñar y poner a prueba explicaciones de por

qué el mundo funciona como funciona. La genealogía y el cambio solo dan solución al 1º

objetivo: descripción hecho evolución Necesario conocer mecanismos del cambio

evolutivo: Darwin: teoría selección natural.

Lamarck, a principios del s. XIX, plantea abiertamente la teoría de la evolución, pero con algunas afirmaciones equivocadas:

• La evolución se produce cuando las especies se esfuerzan por adaptarse al medio en que viven. • Desarrollan aquellos órganos que más usan por motivos de necesidad y se atrofian los no usados. • Las características adquiridas por el uso o desuso se transmiten hereditariamente a la descendencia.

Las dos afirmaciones últimas: la función crea el órgano y la transmisión hereditaria han sido rebatidas por los descubrimientos genéticos del s. XX.

LOS PRECURSORES DE LA EVOLUCIÓN

Teorías de la evolución

Darwin and Wallace, 1850– Teoría evolutiva que

mantiene que las especies actuales de plantas y animales proceden de organismos simples que existieron hace millones de años.

– Darwin, On the origin of species, 1859

– Influenciado por el uniformismo de Lyell

Teoría de la Selección Natural 1º Una población crece hasta aproximarse

al límite de sus recursos; 2º En la lucha por al existencia tienen más

posibilidades de vivir y de reproducirse los individuos cuyos rasgos les permiten superar las fuerzas adversas del entorno (hambre, enfermedad, un clima duro y los ataques de los depredadores);

3º La progenie tiende a heredar los rasgos favorables de sus padres y a transmitirlos a las futuras generaciones;

Teoría de la Selección Natural 4º Los individuos con desventajas en la lucha con las

fuerzas adversas no tienen tantas probabilidades de alcanzar la madurez y, por tanto, de reproducirse y sus rasgos tenderán a desaparecer de la población;

5º En el curso de muchas generaciones este proceso, que conserva y fortalece algunos rasgos mientras elimina otros, va gradualmente transformando la especie;

6º A la mirada del espectador que sólo ve restos fósiles y el fin de un segmento particular de la historia de la vida, las leves modificaciones habidas de generación en generación se aparece como si una nueva especie hubiera sido creada de pronto;

Selección Natural

Teorías evolucionistas rivales

Teorías evolucionistas rivales a las que tuvo que enfrentarse el darwinismo en el paso del siglo XIX al XX

Evolucionismo teísta o finalismoNeolamarckismoTeoría de la mutación (Saltacionismo)Ortogénesis

Teoría sintética de la evolución

E. Mayr

F. Ayala

G. Simpson

T. Dobzhansky

• Supera la polémica entre mutacionistas y darwinismo clásico que ocupa los primeras décadas del s. XX. (Años 40 y 50 del siglo XX)

• Afirma que las mutaciones y la selección natural son procesos complementarios entre sí, ya que resultan indispensables para la evolución de los organismos.

• El descubrimiento del ADN y los grandes avances de la biología molecular aportan pruebas a favor de la teoría sintética.

TEORÍA SINTÉTICA O NEODARWINISMO

Teorías alternativas al Neodarwinismo:

Teoría de los equilibrios interrumpidos

Stephen J. Gould Niles Eldredge

• Darwin creía que las especies evolucionaban de forma gradual mediante cambios progresivos apenas apreciables.• En 1972 Gould y Eldredge proponen su teoría del equilibrio punteado. Las especies evolucionan rápidamente en muy poco tiempo, pero, una vez evolucionadas, se estancan durante periodos larguísimos hasta que repentinos cambios rompen otra vez el equilibrio, produciéndose un nuevo salto evolutivo.• Hoy se acepta que la evolución actúa simultáneamente mediante estos dos procesos.

Teoría del equilibrio puntuado

Tres facetas de la EvoluciónTres facetas de la Evolución

III. Y a nosotros ¿qué nos importa?:– La evolución responde a las perturbadoras y

fascinantes preguntas del tipo: ¿quiénes somos?, ¿ con qué otros seres estamos emparentados y cómo?, ¿cuál es la historia de nuestra interdependencia con el mundo natural?, ¿por qué estamos aquí?

– Ataca nuesta arrogancia derribando nuestra convicción de nuestra posición central y preponderante en el universo, la idea de que somos únicos y especiales..

Nuestros parientes los monos

La pregunta fundamental es cual es la posición de la humanidad en la Naturaleza.

Problema: a veces la taxonomía refleja hasta cierto punto los prejuicios e ideas preconcebidas de los taxónomos.

Clásico esquema darwiniano sobre el origen humano

Humanos Simios

Antepasado Simiesco

Este esquema subrayaba la idea de que si bien el ser humano procedía de los mismos antecesores que los monos antropomorfos, la evolución humana había continuado hasta las alturas actuales, mientras en los monos se había detenido antes de que tuviera la oportunidad de ponerse en marcha

El hombre entre los primates

P R IM A TE S

Tarseros(Tars iifo rm es )

C ercop iteco id eos

H ilob á tid os(H ylob a tes )

g ib on es

P ó n g id os(P on g id ae)

O ran g u tan esG orilas y C h im p an cé s

H om ín id os(H om in id ae)

H u m an osy su s an tep asad os

H om in o id eos

C ata rrin os(C a ta rrh in i)

P la tirrin os(P la tirrin os )

H ap lo rrin os E s trep s irrin os

Antropoides o simios

Antropoides oSimios

PRIMATES

HAPLORRINOS

ANTROPOIDEOS O SIMIOS

CATARRINOS

Los Hominoideos, monos de nuestra misma rama

Tipos de Hominoideos. Orangutanes (Pongo pygmadeus), gorilas (Gorilla gorilla), chimpancés comunes (Pan troglodytes) y humanos.

El contraste taxonómicoEl contraste taxonómico ¿Cuál fue el criterio que se estableció para

diferenciar a los grandes monos antropomorfos de los humanos en dos grupos diferentes?:– Rasgos exclusivamente humanos:

• bipedismo

• liberación de las manos

• tamaño del cerebro

• cuerpo relativamente débil y sin pelo, etc

– Aspectos comunes en los simios, que no se dan en los humanos:

• hábitat (muchos viven en la selva tropical)

• tamaño y forma (ej. brazos muy largos en relación con las piernas)

• mezcla de movimientos arborícolas (braquiación) con adaptaciones a la vida terrestre(apoyo en los nudillos)

El contraste taxonómicoEl contraste taxonómico

Esqueletos de primates. Locomoción cuadrúpeda del chimpancé.

Otras características distintivas

La receptividad sexual constante y la ocultación de la fertilidad

La posición ventral para la cópula El orgasmo femenino La menstruación Un parto difícil Unas crías prematuras La menopausia

El caso del RamapithecusEl caso del Ramapithecus Descubrimiento de restos fósiles (fragmentos de

mandíbula y dientes) de un primate: Ramapithecus (14 millones de años)

Se postula como antepasado de la especie humana: caninos pequeños como consecuencia de haber sustituido su función cortante por el empleo de instrumentos.

Demostraba que el linaje humano es antiguo, y que la separación de otros primates se había producido hace más de 20 m.de años.

Ramapithecus

La revolución genéticaLa revolución genética Investigaciones de la útima decada

demuestran que humanos y simios no forman un grupo de especies hermanas– Consecuencia de dos descubrimientos:

• Paleontológico:Ramapithecus es antepasado de simios asiáticos (orangután). Las similitudes reflejan la anatomía del antepasado común de todos los antropoides. Los orangutanes fueron los primeros en divergir y son la especie hermana de gorilas, chimpancés y humanos.

La revolución genéticaLa revolución genética

• Genético: La comparación de secuencias de ADN determina el grado de divergencia, que demuestra que la especie hermana de la humanidad no es el grupo de simios antropoides, ni siquiera el grupo de simios africanos, sino con seguridad el chimpancé y sólo el ( 5-7m. años).

La taxonomía debe reflejar la genealogía y no necesariamente las similitudes.

La revolución genética

La revolución genética

Clasificación de los hominoideos

Clasificación de años 60-70

Clasificación actual

Filogenie de Hominidea

• La filogenia estudia el origen y desarrollo de las especies a partir de un tronco común.

• Hace 50 millones de años la evolución de los monos se ramificó en dos direcciones como consecuencia de la separación de los continentes: Nuevo y Viejo Mundo.

• En este último se produjo después la divergencia entre gorila, chimpancé y ser humano.

• Entre cinco y siete millones de años se considera que pasaron para diferenciación entre monos antropomorfos y nuestra especie.

El árbol filogenético del ser humano

El origen de los homínidosEl origen de los homínidos El registro fósil de los

homínidos comienza con el Ardipithecus ramidus (4’4 millones de años). El único rasgo propio de homínido publicado es la reducción del canino. No todos los investigadores admiten que sea suficiente para incluirlo dentro de los homínidos.

Africa, nuestra cuna

East Side StoryEast Side Story El más antiguo homínido es el

Australopithecus Anamensis (4 m. años)

Modelo para explicar el origen de los homínidos: East Side Story. El Rift Valley y las altas montañas asociadas habrían aislado geográficamente la región del este de Africa. En esa porción de Africa ecuatorial habrían evolucionado los homínidos en aislamiento con respecto a las selvas húmedas del centro de Africa y el Golfo de Guinea.

La aparición de los primeros rasgos distintivos humanos

Australopithecus Afarensis. Período: hace entre 3,9 y 3 m. de años. Rasgos: brazos simiescos, con espina dorsal, pelvis y miembros inferiores aptos para una postura erguida y un paso bípedo.

Problema : ¿Cómo se produjo el paso a la bipedestación?

Causas hipotéticas delCausas hipotéticas delbipedismobipedismo

El niño de TaungEl niño de Taung Australopithecus

Africanus:

Período: hace entre 3 y 2,3 m. de años.

Distribución: Africa meridional.

Rasgos: cavidad craneal más alta y redondeada que el afarensis, pero con miembros menos adaptados al bipedismo.

Cambio climático y evolución humana

El planeta tierra ha venido experimentado en los últimos 4 millones de años una clara tendencia hacia un clima más frío y seco.

Un momento de notable acentuación del proceso se sitúa sobre 2,8 m. de años.

Efectos en el este de Africa: expansión de ecosistemas más o menos abiertos.

Consecuencias: Aparición de homínidos adaptados a estos hábitats (primeros humanos y parántropos).

Los parántropos Homínidos que hacen su

aparición coincidiendo con el cambio climático y la reducción a gran escala del bosque en Africa.

Grupo monofilético. Hiperdesarrollo del aparato

masticador adaptado a una dieta de granos y semillas.

Homínidos de pequeño tamaño y posiblemente de un gran diformismo social y una biología social diferente.

Carecían de lenguaje y de tecnología lítica.

Paranthropus Bosei

¿Quién preparó la piedra?¿Quién preparó la piedra? Sentidos de cultura

– Lo no transmitido genéticamente, sino a través del aprendizaje (ampliamente entre los primates).

– Transmisión de ideas y creencias (sólo en los humanos)

Los chimpancés no tallan la piedra. Registro fósil del este de Africa

piedras toscamente talladas de hace 2,5 m. de años.

¿Los australopitecos inventores de la talla lítica?

El primer Homo El primer registro del género Homo

aparece hace 1,8 m. años en el este de Africa.

Homo Habilis: Se sitúa morfológicamente entre los australopitecos y otros homo más parecidos a nosotros.

Industria lítica. Ligero aumento del cerebro (600-

700cm3). Se espera sea la especie

fundadora del género Homo. Problemas:– Homo ergaster– Homo rudolfensis

Homo Habilis

Cuando nos hicimos carnívoros Para que se produjera la

expansión cerebral era necesaria la reducción compensatoria del aparato digestivo afín de equilibrar el metabolismo

La incorporación de carne y grasas a la dieta, que los instrumentos líticos hicieron posible, permitió la reducción del tubo digestivo.

Mas tarde vendría el aumento del cerebro.

Esta fue la solución del género Homo ante el cambio de hábitat.

Chimpancés bípedos y humanos de cuerpo moderno.

Las proporciones y altura de australopitecos, parántopos y Homo habilis pueden considerarse primitivas (‘chimpancés bípedo’).

Homo Erectus: (otros autores hablan de Homo Ergaster). Ej. Niño de Turkana. 1’8 m. años.

Claro incremento cerebral y una reducción del aparato masticador.

Proporciones y estatura comparables a nuestra especie.

Homo Ergaster

La expansión cerebral El coeficiente de encefalización

de los australopitecos y parántropos apenas excede el del chimpancés.

Incremento en el Homo habilis que aumenta el tamaño cerebral sin que lo haga el corporal.

No hay un aumento claro del coeficiente de encefalización en el Homo ergaster, en el que el incremento cerebral, muy notable, coincide con el de la talla.

Vinculada a la industria Achelense (bifaces).

El descubrimiento del fuegoEl descubrimiento del fuego

Homo erectus: Originada en Africa hace 1,8 m. de años.; algunas poblaciones emigraron a Asia y luego a Europa.

Desapareción hace algo menos de medio millón de años.

Primera aparición de los homínidos fuera de Africa.

La primera aparición de la caza sistemática

la primera fabricación sistemática de herramientas,

La primera utilización del fuego La primera indicación de la

prolongación de la infancia

El poblamiento de Europa

En Europa hay fósiles humanos datados en 800.000 años en el yacimiento de la Gran Dolina en la sierra de Atapuerca.

Se ha creado la especie Homo Antecessor como el último antepasado común de neandertales y humanos modernos.

El hombre que vino del fríoEl hombre que vino del frío Los Neandertales constituyen una especie

de sapiens, resultado de una evolución independiente en condiciones de aislamiento geográfico y genético.

Analisis de ADNmt apunta a una separación con el humano actual de 500.000 años.

Sus antepasados podrían denominarse Homo Heidelbergensis (600.000-250.000)

Su distribución geográfica se amplió mucho en el Pleistoceno Superior (128.000-10.000) llegando hasta Oriente Próximo y Asia central.

Los últimos neardentales: menos de 30.000 años.

El hombre que vino del frío

Tanto los neandertales como los humanos tuvimos un antepasado común hace unos 500.000 años.

El hombre que vino del fríoEl hombre que vino del fríoCaracterísticas del Homo Neanthertalensis:

No muy alto (1,70 promedio), complexión física robusta

Cuerpo ancho (no parece una especialización, sino una condición primitiva retenida).

Acortamiento de tibias y antebrazos (especialización en términos de termorregulación).

Rasgos cerebrales:– prominentes arcos superciliares

– carencia de frentes altas y barbillas pronunciadas

– grandes fosas nasales (para calentar aire frío y seco)

– cara en forma de cuña (para adaptación al frío).

– cerebro más voluminoso que el nuestro (1500cc)

Uso del fuego y enterramientos

El hombre que vino del frío

¿Eran menos inteligentes que nosotros?; ¿Podían hablar?; ¿Tenían sentimientos parecidos a los nuestros?

La Eva negra Los estudios de biología

molecular, sobre todo basados en el ADN mitocondrial que se transmite por vía materna, demuestran el origen reciente y tardío de las poblaciones humanas actuales.

Todas las líneas convergen hacia atrás hacia una ‘eva’ que vivió en Africa hace entre 100.000 y 200.000 años.

La especie humana es sorprendentemente homogénea.

Neandertales y Cromañones Los cromañones no

descienden de los neandertales, salieron de Africa y se extendieron por todo el mundo.

La salida de Africa se produjo, al menos, en dos etapas. La primera colonizó Asia y Australia (+40.000 años). A Europa llegó posteriormente (+35.000).

En la región mediterránea período de coexistencia entre cromañones y neardentales.

¿Cuál fue la causa de su extinción?

La desaparición de los Neandertales

¿Por qué desaparecieron los Neandertales?•Competencia por los recursos•Competencia por el espacio•Pobre diversidad genética•Exterminación•Enfermedades•Cambios climáticos•Mixogénesis o hibridación

Neandertales y Cromañones El encuentro entre Neandertales y

Cromañones tuvo lugar en Oriente Próximo (50 - 80.000 años)

Todos los humanos, excepto los africanos, compartimos un 2,5% de genes neandertales.

Estos genes ayudaron a mejorar las probabilidades de supervivencia y reproducción de nuestros antepasados.

Entre ellos, tres genes implicados en el desarrollo cognitivo y cuya mutación puede desembocar en males como el síndrome de Down, la esquizofrenia y el autismo.

Árbol de la evolución humanaÁrbol de la evolución humana

Esquema evolutivo de los primeros homínidos

Esquema evolutivo para el Esquema evolutivo para el género Homogénero Homo