113
HISTORIA DEL PENSAMIENTO EVOLUTIVO Arpon Files 2016

Historia pensamiento evolutivo

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Historia pensamiento evolutivo

HISTORIA DEL PENSAMIENTO

EVOLUTIVO

Arpon Files 2016

Page 2: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 3: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 4: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 5: Historia pensamiento evolutivo
Page 6: Historia pensamiento evolutivo

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".

Page 7: Historia pensamiento evolutivo

EVOLUCIÓN Y DESARROLLO

¿LA ONTOGENIA RECAPITULA LA FILOGENIA?

Principios del siglo XX: con el surgimiento de lagenética y la síntesis moderna se vino abajo.

Page 8: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 9: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 10: Historia pensamiento evolutivo

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".

Page 11: Historia pensamiento evolutivo
Page 12: Historia pensamiento evolutivo
Page 13: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 14: Historia pensamiento evolutivo

WAGENER encontró que la distribución de los fósiles

de varios organismos apoyaban su teoría de que

alguna vez los continentes estuvieron unidos

Page 15: Historia pensamiento evolutivo

BIOGEOGRAFÍA

Mapeo del lecho marino (1960-): mecanismo que hacíaposible la deriva continental - la tectónica de placas.

Page 16: Historia pensamiento evolutivo
Page 17: Historia pensamiento evolutivo
Page 18: Historia pensamiento evolutivo
Page 19: Historia pensamiento evolutivo
Page 20: Historia pensamiento evolutivo
Page 21: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 22: Historia pensamiento evolutivo
Page 23: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 24: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 25: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 26: Historia pensamiento evolutivo
Page 27: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 28: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 29: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 30: Historia pensamiento evolutivo

CROMOSOMAS Y MUTACIONES

Los cromosomas contienen el material hereditario.MORGAN encontró que las mutaciones generalmentetienen poco efecto en el material hereditario.

Page 31: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 32: Historia pensamiento evolutivo

– 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

Page 33: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 34: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 35: Historia pensamiento evolutivo
Page 36: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 37: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 38: Historia pensamiento 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.

Page 39: Historia pensamiento evolutivo

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)

Page 40: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 41: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 42: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 43: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 44: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 45: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 46: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 47: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 48: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 49: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 50: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 51: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 52: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 53: Historia pensamiento evolutivo
Page 54: Historia pensamiento evolutivo

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”

Page 55: Historia pensamiento evolutivo

ESPECIACIÓN

• MAYR encontró que el aislamiento geográficodesempeña un papel importante en la acumulación dediferencias genéticas entre especies incipientes.

Page 56: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 57: Historia pensamiento evolutivo
Page 58: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 59: Historia pensamiento evolutivo
Page 60: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 61: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 62: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 63: Historia pensamiento evolutivo

Especiación

Page 64: Historia pensamiento evolutivo

ESPECIACIÓN

Page 65: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 66: Historia pensamiento evolutivo

• Alopátrida (alo = otro, pátrida = lugar)

– Peripátrida (peri = cercano, pátrida =

lugar)

• Parapátrida (para = junto, pátrida =

lugar)

• Simpátrida (sim = mismo, pátrida =

lugar)

• Hibridación

Especiación

Page 67: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 68: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 69: Historia pensamiento evolutivo

Alopátrida

Page 70: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 71: Historia pensamiento evolutivo

Peripátrida

Page 72: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 73: Historia pensamiento evolutivo

Parapátrida

Page 74: Historia pensamiento evolutivo

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)

Page 75: Historia pensamiento evolutivo

Simpátrida

Page 76: Historia pensamiento evolutivo

• La Mojarra del Desierto: Herichthys minckleyi

Peces Moluscos Detritus

Especiación Simpátrida

Page 77: Historia pensamiento evolutivo

Especiación Simpátrida

Page 78: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 79: Historia pensamiento evolutivo

Hibridación

Page 80: Historia pensamiento evolutivo

Fundulus

Page 81: Historia pensamiento evolutivo

Ammocrypta bifascia

Ammocrypta beani

Ammocrypta clara

Page 82: Historia pensamiento evolutivo

ADN

• WATSON, CRICK y FRANKLIN descubrieron la estructuradel ADN y permitió el entendimiento de las mutaciones,cambios en el ADN, que producen la evolución.

Page 83: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 84: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 85: Historia pensamiento evolutivo

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, ...

Page 86: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 87: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 88: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 89: Historia pensamiento evolutivo

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%)

Page 90: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 91: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 92: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 93: Historia pensamiento evolutivo
Page 94: Historia pensamiento evolutivo
Page 95: Historia pensamiento evolutivo
Page 96: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 97: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 98: Historia pensamiento evolutivo
Page 99: Historia pensamiento evolutivo
Page 100: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 101: Historia pensamiento evolutivo
Page 102: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 103: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 104: Historia pensamiento evolutivo
Page 105: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 106: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 107: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 108: Historia pensamiento evolutivo

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.

Page 109: Historia pensamiento evolutivo

Evolución Biológica

Filogenia de los Vertebrados

Page 110: Historia pensamiento evolutivo

ÁRBOLES EVOLUTIVOS Y CLADOGRAMAS

Clado: grupo monofilético que incluye un

ancestro común y todos sus descendientes.

Evolución Biológica

Polifilético Parafilético

Page 111: Historia pensamiento evolutivo

TIEMPO: Datación radiométrica, estratigrafia y

reloj molecular

Evolución Biológica

Page 112: Historia pensamiento evolutivo

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

Page 113: Historia pensamiento evolutivo

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