135
UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Unitat 5 de Biologia de 4t d'ESO

Citation preview

Page 1: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

UNITAT 5.-

L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Page 2: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

5.1.- LES HIPÒTESIS SOBRE L’ORIGEN DE LA VIDA

• Des que es va formar la Terra fins que varen aparèixer les primeres formes de vida varen transcórrer 800 milions d’anys.

• Però, què va succeir perquè d’un món inert sorgissin organismes vius?

Page 3: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

5.1.1. L’origen de les biomolècules

Les hipòtesis científiques més acceptades sobre l’origen de la vida plantegen que primer degueren aparèixer a la Terra molècules com les que formen els éssers vius (biomolècules).

Page 4: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Com varen sorgir?

Page 5: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

a) La hipòtesi d’Oparin

• El 1924 digué que les primeres biomolècules es degueren formar per reaccions químiques entre els gasos de l’atmosfera primitiva de la Terra.

Page 6: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• L’energia per a aquestes reaccions devia procedir de les radiacions solars i de les descàrregues elèctriques de les tempestes. Així, es degueren formar sucres senzills, aminoàcids, àcids grassos i nucleòtids, que degueren caure a les mars primitives i degueren formar un brou primitiu.

Page 7: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

b) Es creu que l’atmosfera primitiva no era reactiva i que es componia sobretot de nitrogen (N2), vapor d’aigua i CO2.

Page 8: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Així la síntesi de les primeres molècules només hauria ocorregut en zones volcàniques en les quals s’emeten metà i amoníac, o bé a partir de les molècules contingudes en els meteorits que cauen a la Terra.

Page 9: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Aquestes molècules senzilles degueren interaccionar i formar-se altres de més complexes, com les proteïnes ó els àcids nucleics, que es van autorreplicar, produïen còpies de sí mateixes, molècules filles semblants a ells.

Page 10: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

5.1.2. L’origen de les cèl·lules

• Aquestes primeres molècules degueren quedar aïllades de l’exterior per membranes, i així sorgiren els precursors de les primeres cèl·lules, les PROTOCÈL·LULES.

Page 11: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Aquests primers organismes, que varen poblar els fons marins, tenien una organització similar a la dels bacteris actuals (cèl·lules procariotes) i eren heteròtrofs, és a dir, obtenien matèria i energia de substàncies orgàniques presents en les mars primitives (brou primitiu.

Page 12: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Vivien en absència d’oxígen (no existia en l’atmosfera i en la hidrosfera primitiva). A mesura que la matèria orgànica es va anar esgotant, els organismes varen haver d’adaptar-se i trobar noves fonts de nutrients, sorgint així els organismes fotosintètics productors d’oxígen, el qual es va acumular a l’atmosfera, la qual es va anar transformant progressivament fins a la seva configuració actual.

Page 13: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Els primers éssers es creu que van ser autòtrofs i utilitzaven directament el CO2 atmosfèric com a font de carboni.

Page 14: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

2. LES PRIMERES TEORIES EVOLUCIONISTES

• Coneixem 1,8 milions d’éssers vius i cada any se’n descobreixen altres de noves.

• Al s. XIX els naturalistes estaven dividits en dos corrents:

• Fixistes: tots els organismes existien des del principi dels temps

• Evolucionistes: (Lamarck i Darwin): els organismes evolucionaven, i.e. , canviaven amb el temps

Page 15: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

EL FIXISME

• Defensaven que les espècies eren inalterables i que havien estat creades per ocupar un lloc determinat en la naturalesa.

• El descobriment i l’estudi del registre fòssil va permetre conèixer que moltes d’espècies havien desaparegut al llarg de la història de la Terra, i demostraven que els organismes canviaven al llarg del temps i, arran d’aquesta informació, varen sorgir les primeres idees evolucionistes.

Page 16: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

L’EVOLUCIÓ SEGONS LA TEORIA DE LAMARCK

• Va donar la primera teoria de l’evolució. Interpretava el registre fòssil com una espècie de progressió o evolució, en la qual els organismes més complexos es formaven a partir d’altres de més senzills

Page 17: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Aquesta evolució es devia a dos fenòmens:

• L’herència dels caràcters adquirits

• Una força interna

Page 18: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• L’herència dels caràcters adquirits: un òrgan es desenvolupava més o menys, depenent del seu ús o desús, en resposta a un canvi de l’ambient, i aquestes modificacions es transmetien de pares a fills.

Page 19: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Una força interna: la que tenien els organismes i que els impulsava a perfeccionar-se i a assolir una major complexitat. Impulsa els organismes més senzills a evolucionar cap a altres de més complexos, i els éssers més senzills es formaven per generació espontània.

Page 20: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Aquesta teoria va ser rebutjada, ja que mai no s’ha pogut demostrar que l’ambient sigui el responsable dels canvis en els éssers vius

Page 21: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Exemple de les girafes sobre l’evolució segons la teoria de

Lamarck• Les girafes actuals precedeixen de girafes de

coll curt que s’alimentaven de fulles baixes dels arbres

• Quan aquestes fulles començaren a escassejar, varen començar a estirar el coll i les potes davanteres per aconseguir arribar a les fulles més altes.

• Aquest caràcter el varen transmetre als seus descendents, que al seu torn, varen estirar el coll i les potes davanteres i s’allargaren fins a tenir la mida actual.

Page 22: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

L’EVOLUCIÓ SEGONS LA TEORIA DE DARWIN

• El 1859 va publicar la seva obra sobre l’origen de les espècies, en què va formular la seva teoria completa de l’evolució dels éssers vius, denominada darwinisme

Page 23: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Observacions de Darwin a les costes d’Amèrica del Sud i a les

Illes Galàpagos• Les plantes i els animals de la costa oriental

sud-americana eren diferents dels de la costa occidental

• Les espècies canviaven gradualment al llarg de les esmentades costes

• Els animals i les plantes de les Illes Galàpagos eren molt diferents dels continentals. Descobrí 14 espècies diferents de pinsans, cadascuna de les quals era pròpia d’una illa. Com que les illes eren d’origen volcànic, els antecessors d’animals i plantes devien procedir del continent.

Page 24: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Amb les dades recopilades, va escriure els següents principis

sobre l’evolució dels organismes:

• Les espècies amb característiques semblants han evolucionat a partir d’un avantpassat comú.

• Els canvis evolutius que afecten els éssers vius són lents, continus i graduals i culminen amb l’aparició de noves espècies.

• El procés de selecció natural era el mecanisme que feia que les espècies evolucionessin.

Page 25: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Exemple de les girafes sobre l’evolució segons la teoria de

Darwin:

Page 26: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Varen existir poblacions de girafes entre les quals ho havia individus amb el coll curt i altres que tenien el coll una mica més llarg. Aquesta característica es transmetia de pares a fills. Les girafes s’alimentaven d’herba i tenir el coll curt o llarg no comportava cap avantatge a l’hora d’aconseguir aliment.

Page 27: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Una gran sequera va arrasar la vegetació del sòl i l’únic aliment disponible eren les fulles dels arbres. Les girafes de coll llarg es podien alimentar millor perquè estaven més ben adaptades a les noves condicions i es reproduïen més que les de coll curt, moltes de les quals morien d’inanició.

Page 28: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Passades moltes generacions, tots els individus de la població eren girafes de coll llarg. Per tant, les girafes més ben adaptades a les noves condicions seran les que aconseguiran sobreviure i deixar més descendents portadors de l’esmentada característica.

Page 29: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Les seves observacions li varen servir per elaborar la teoria de l’evolució per selecció natural.

Page 30: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

La selecció artificial

• En aquest procés, els criadors trien aquells exemplars que tenen la característica que es desitja potenciar i els creuen generació rere generació. Aquest mecanisme de selecció artificial va donar una pista a Darwin de com actua la naturalesa.

Page 31: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

La selecció natural

• Tria les parelles reproductores a través de l’ambient. Darwin explicava que són els individus més ben adaptats a l’ambient els que sobreviuen i es reprodueixen. Va arribar a aquestes conclusions basant-se en les observacions següents:

Page 32: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Les poblacions són capaces de produir més descendents dels necessaris per perpetuar-se.

Page 33: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• El nombre d’individus de la població roman més o menys constant, i ho explicava com la lluita per l’existència davant d’uns recursos limitats. Sobreviuen els individus més eficaços a l’hora de proporcionar-se aliment, que són els més aptes per reproduir-se i, per tant, per transmetre aquests caràcters als seus fills, i els dèbils i malalts moren.

Page 34: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• La selecció natural és un procés que actua sobre la variabilitat de la població afavorint els individus més ben adaptats a l’ambient. Entre els individus d’una població hi ha petites diferències que fan que n’existeixi una gran variabilitat, i algunes es transmeten amb l’herència i permeten als qui les tenen adaptar-se millor als canvis del medi, per la qual cosa la selecció natural els afavoreix. L’acumulació d’aquestes diferències durant molt de temps és la responsable de la formació d’una nova espècie.

Page 35: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• 3.- LA BIODIVERSITAT COM A RESULTAT DEL PROCÉS EVOLUTIU

• L’ORIGEN DE LA VARIABILITAT DE LA POBLACIÓ• La variabilitat genètica augmenta les

possibilitats de supervivència d’una espècie determinada perquè produeix una major varietat en els individus.

• La variabilitat de la població és conseqüència de les mutacions genètiques i de l’adaptació dels individus al medi.

Page 36: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Tipus d’adaptacions:

• Estructurals: afecten determinats òrgans (llengua camaleons)

• Fisiològiques: afecten al funcionament del l’organisme (hivernació dels óssos)

• Del comportament: els llops cacen en grup

• Algunes adaptacions dels éssers vius:

Page 37: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Les adaptacions dels animals

• L’aparell locomotor: està format per l’esquelet i els músculs que s’hi insereixen. És el responsable dels moviments. Les extremitats dels animals s’han adaptat de manera diferent per caminar, córrer, saltar, enfilar-se, volar i nedar.

Page 38: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Els animals homeoterms mantenen la mateixa temperatura independentment del medi ambient gràcies al seu metabolisme elevat. En canvi, la dels poiquiloterms depèn de la temperatura ambiental, ja que tenen un metabolisme menor

Page 39: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

3.1. LES MUTACIONS COM A ORIGEN DE LA VARIABILITAT

• Les mutacions són la causa primària de la variabilitat heretable, de la diversitat d’individus que es produeix en una població. N’hi ha de perjudicials i de beneficioses, i els individus que porten aquestes últimes poden presentar un caràcter que els pot comportar en un moment determinat un avantatge per a la seva supervivència i que, a més, serà transmès a la descendència.

Page 40: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• La selecció natural explica com noves característiques aparegudes a l’atzar per mutació, amb el temps, poden substituir gradualment les característiques primitives dels individus.

Page 41: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

3.2. L’ADAPTACIÓ

• És la capacitat que tenen els éssers vius per adequar-se al medi en què viuen.

• Quan una espècie no s’adapta tendeix a l’extinció, procés que representa la desaparició irreversible de l’espècie.

Page 42: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 43: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 44: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 45: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• A les grans sabanes africanes, les bandades de mamífers herbívors, com els nyus, els búfals, les zebres, els antílops, etc., es desplacen juntes d’unes pastures a altres. Així es protegeixen millor de l’atac dels depredadors.

Page 46: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 47: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Les adaptacions de les plantes

• En ambients freds, nombroses plantes detenen l’activitat fotosintètica i perden les fulles, altres tenen fulles coriàcies (per exemple, l’alzina) i altres, com aquestes, adquireixen forma d’agulla (per exemple, el pi).

Page 48: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 49: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Per protegir-se de l’atac dels animals herbívors, moltes de plantes fabriquen substàncies tòxiques que acumulen a les fulles. El mal gust o la toxicitat de les substàncies verinoses dissuadeixen molts d’animals.

Page 50: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 51: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Moltes de plantes que utilitzen els animals per reproduir-se fan coincidir la seva floració amb l’estació de l’any en què els insectes són més abundants. Així s’asseguren la pol·linització.

Page 52: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

La formació de noves espècies

Page 53: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Una espècie és una població d’individus de forma semblant, que poden reproduir-se entre si i tenir descendents fèrtils. Les poblacions d’una espècie estan aïllades reproductivament d’altres poblacions similars.

Page 54: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• La selecció natural es tradueix en canvis en les poblacions que, amb el temps, donen lloc a espècies noves, diferenciades de l’espècie primitiva.

Page 55: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Dins cada espècie hi ha una variabilitat heretable produïda per mutació al llarg del temps. Mitjançant la reproducció sexual, aquesta variabilitat generada en la població es veu incrementada de manera considerable gràcies a la recombinació genètica per a tot el conjunt de l’espècie.

Page 56: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Darwin, afirmava que les espècies sorgien com a resultat d’un procés gradual que pot durar milers d’anys.

Page 57: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• En l’actualitat es pensa que la formació d’una nova espècie sorgeix com a conseqüència de tres processos

Page 58: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

L’aïllament de la població

• Un grup d’individus pot quedar aïllat de la resta de la població per emigració o bé per la separació d’una barrera.

Page 59: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Les barreres poden ser:

• Físiques: separació per masses d’aigua, muntanyes, deserts, etc.

• Ecològiques: períodes reproductius en diferents èpoques de l’any

• Etològiques: per presentar diferents rituals d’aparellament

Page 60: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

La diferenciació gradual

• Al principi, cadascuna de les poblacions que queda aïllada té la mateixa constitució genètica que la població primitiva. Les mutacions donaran lloc a variacions dins cada població aïllada.

• La selecció natural afavorirà la supervivència dels individus els caràcters dels quals els permetin adaptar-se millor a les noves condicions del medi són cada vegada més diferents dels individus de l’espècie original.

Page 61: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

L’especiació

• Quan l’aïllament és prolongat, la població és tan diferent de la primitiva que perd la capacitat d’encreuament amb aquesta.

• Després de molts d’anys, l’acumulació de variacions dóna lloc a la diferenciació en espècies distintes. Encara que algunes de les poblacions tornessin a estar juntes, no podrien reproduir-se entre si ja que s’han diferenciat en espècies noves.

Page 62: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

4.- ILLES BALEARS i EVOLUCIÓ

Page 63: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Les Illes Balears poden considerar-se illes continentals perquè en algun moment han estat unides al continent.

• La història geològica de les Illes Balears és molt complexa: hi ha hagut moments en què els illots o les illes han estat connectats entre si, altres en què han estat aïllats i altres en què han estat connectats amb el continent.

• Fa 25.000 anys els nivell de la mar baixà 100 m. En aquell moment Mallorca i Menorca formaven una sola illa.

• Fa 6.000 anys el nivell de la mar superava en 4 m el nivell actual.

Page 64: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Insularitat i evolució

• Les poblacions que arriben a les illes resten aïllades de les poblacions del continent d’on procedeixen i això provoca que l’evolució segueixi camins diferents dels seguits en els continents pròxims.

Page 65: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Les noves espècies de les Illes Balears sorgeixen,

bàsicament a partir de tres etapes:

Page 66: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

La colonització de les illes.

• Suposa l’arribada d’éssers vius des del continent més pròxim. Tanmateix, la colonització depèn de la distància de l’illa i de les condicions limitadores (extensió, clima, presència de competidors, etc.) que hi predominen. Aquests factors determinen la biodiversitat pròpia de cada illa. Els ocells, els insectes voladors, les llavors de les plantes transportades pel vent, etc., són els organismes que hi arriben primer i es denominen espècies pioneres.

Page 67: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

L’aïllament genètic:

• la insularitat produeix un vertader aïllament de la població, per la qual cosa es poden produir canvis genètics que originen una nova espècie. Sorgeix llavors el que es denomina endemisme

Page 68: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Formació de la nova espècie.

• Les poblacions pioneres sofreixen uns canvis tan grans que la reproducció entre individus del continent i de l’illa, si estiguessin en contacte, ja no seria possible. Quan això succeeix significa que s’ha format una nova espècie.

Page 69: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Exemple del procés evolutiu insular: les sargantanes

• Al començament, a les illes no hi havia sargantanes; però d’alguna manera en varen arribar algunes a una d’aquestes illes

• En aquesta illa predominaven unes condicions ambientals diferents de les del continent, cosa que, juntament amb la selecció natural, va provocar l’aparició d’una nova espècie adaptada a les noves condicions.

• Algunes sargantanes d’aquesta nova espècie varen emigrar a una altra illa.

• En aquesta illa es va repetir el procés i es va formar una nova espècie.

• Algunes sargantanes de la 2a espècie varen aconseguir colonitzar una altra illa i es va repetir el procés anterior, amb la qual cosa se’n va formar una 3a espècie, i així successivament. El resultat és que a cada illa o illot hi habita una espècie o subespècie de sargantana diferent. El procés es repeteix una vegada i una altra.

Page 70: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Efectes de la insularitat en algunes espècies

Page 71: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

En la fauna

• Un exemple del procés evolutiu insular és el de les sargantanes del gènere Podarcis. A les Illes Balears hi ha 4 espècies de sargantanes, dues de les quals són endèmiques: Podarcis lilfordi i Podarcis pityusensis.

• La distribució i diversificació d’aquestes dues espècies és molt peculiar, ja que cada una presenta varietats en els diversos illots i a Eivissa, però manquen a les dues illes majors: Mallorca i Menorca (on només se n’han trobat fòssils). Aquest fet es deu probablement a la introducció d’espècies depredadores de la mà de l’home.

Page 72: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 73: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• En la flora• A les Illes Balears hi

ha uns 155 endemismes, són plantes que només es troben a les Balears (ja sigui a totes les illes o en alguna)

• Estepa joana. Estepa oliera. Estèpera joana. Sacorrel

Page 74: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

5.- L’EVOLUCIÓ EN L’ACTUALITAT

Page 75: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• El punt feble de la teoria d’en Darwin va ser que no va saber explicar la causa de la variabilitat de les poblacions.

• A començament del s. XX es coneixia, gràcies al desenvolupament de la genètica, que la variabilitat es trobava en el material genètic dels individus.

• El 1937 el científic T. Dobzhansky va donar una nova explicació a l’evolució, basant-se en les aportacions d’en Darwin i en estudis realitzats en el camp de la genètica.

Page 76: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Aquesta nova teoria es denomina neodarwinisme o teoria sintètica

de l’evolució, que és la teoria darwinista revisada i aporta les

idees següents:

Page 77: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• La variabilitat dins les poblacions es deu a les mutacions, que són canvis en el material genètic dels individus que es manifesta en els caràcters, que sorgeixen a l’atzar i es transmeten amb l’herència, encara que poden manifestar-se o romandre ocultes, i quan apareixen originen caràcters que poden ser favorables o desfavorables per a la supervivència.

Page 78: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• La selecció natural no afavoreix els individus aïllats, sinó les poblacions. Actua sobre la variabilitat de la població seleccionant els més aptes i eliminant els portadors de caràcters desfavorables, encara que no sempre, ja que si el medi canvia, un caràcter que rea desfavorable es pot veure més ben adaptat a les noves condicions ambientals (exemple de l’arna del bedoll).

Page 79: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Per tant, la selecció natural conserva la variació en la població, com veiem en el següent exemple:

• L’arna del bedoll (Biston Betularia) té un color gris molt semblant al del tronc d’aquests arbres, per això és molt difícil distingir-la quan s’hi posa. N’existeix una varietat, anomenada melànica, que és de color fosc.

• Als boscos de la ciutat de Manchester, abans del s. XIX, quan en els troncs dels arbres abundaven els líquens, la varietat més comuna era la grisa.

• Amb la revolució industrial del s. XIX, la sutja i el fum de les fàbriques varen matar els líquens, varen enfosquir el tronc dels arbres i, després de 50 anys, es va observar que la varietat melànica era la més abundant. Els ocells són els principals depredadors de les arnes.

Page 80: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 81: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Encara que existeix un ampli consens en l’acceptació de la teoria de Darwin, hi ha alguns aspectes que encara queden per resoldre, com l’explicació de la macroevolució, és a dir, l’aparició dels grans grups d’éssers vius: vertebrats a partir d’invertebrats, amfibis a partir de peixos, etc.

• D’una altra banda, hi ha evidències que el procés evolutiu no és tan gradual, ja que és freqüent trobar fòssils d’espècies que apareixen de manera sobtada i que es varen mantenir sense variació durant molt de temps i, al final, es varen extingir.

Page 82: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Aquest equilibri intermitent és conegut com a puntualisme.

• Com podem estudiar els grans canvis evolutius

Page 83: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 84: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 85: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 86: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Els biòlegs distingeixen dos tipus d’evolució: • La microevolució, que són els petits canvis graduals

que es produeixen dins una població.• La macroevolució, causant dels grans canvis evolutius

(aparició de noves espècies, gèneres, famílies, etc.).• La selecció natural és la responsable de la

microevolució.• El procés de macroevolució és similar al de la

microevolució, però aplicant-hi períodes de temps més prolongats (de desenes a centenars de milions d’anys).

Page 87: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

6.- LES PROVES DE L’EVOLUCIÓ

• La teoria de l’evolució es basa en una sèrie d’evidències directes i indirectes aportades principalment per l’anatomia comparada, l’adaptació, la paleontologia, la biogeografia, l’embriologia i la biologia molecular.

Page 88: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

1) PROVES DE L’ANATOMIA COMPARADA

• Es basen en l’estudi comparat de l’estructura dels òrgans. Dos organismes estan emparentats si els seus òrgans han tengut el mateix origen embrionari, la qual cosa reflecteix en una estructura interna semblant encara que tenguin forma diferent. Exemple: òrgans homòlegs i òrgans anàlegs.

Page 89: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Òrgans homòlegs: són aquells que tenen el mateix origen i la mateixa estructura bàsica, encara que la seva forma és diferent per poder adaptar-se a distintes funcions.

Page 90: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Un exemple d’òrgans homòlegs són les extremitats dels mamífers, que, encara que són utilitzades per a diferents finalitats (nedar, córrer, etc.), tenen la mateixa estructura bàsica i el mateixa estructura bàsica i el mateix tipus de desenvolupament embrionari. Existeixen certs òrgans, dits vestigials, que es troben en molts d’organismes però que no exerceixen cap funció. Per exemple, el còccix és una resta de la coa dels éssers humans. Aquests òrgans indiquen un parentiu evolutiu d’aquests éssers amb altres organismes

Page 91: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 92: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 93: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 94: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Òrgans anàlegs: són els que tenen diferent origen però una forma semblant, ja que s’adapten al medi per poder realitzar la mateixa funció.

• Un exemple d’òrgans anàlegs són les ales dels insectes i les de les aus, que han evolucionat independentment com a adaptacions al vol, però el seu origen és diferent.

Page 95: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

L’evolució adaptativa

Es produeix quan organismes d’una espècie colonitzen nous ambients i s’adapten a les noves condicions. La selecció natural afavoreix l’aparició d’estructures adaptades a aquests ambients; és a dir, explica l’aparició d’òrgans homòlegs en grups emparentats.

Page 96: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

L’evolució convergent

Apareix en organismes d’espècies molt diferents, que ocupen ambients parescuts i donen lloc a estructures semblants amb una mateixa funció (òrgans anàlegs). Per exemple, el dofí (mamífer) i el tauró (peix) tenen formes hidrodinàmiques per desplaçar-se ràpidament per l’aigua i òrgans anàlegs (aletes).

Page 97: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

PROVES DE L’ADAPTACIÓ

Les adaptacions dels individus als canvis ambientals sorgeixen com a variacions que s’hereten i s’estenen, amb el transcurs del temps, a tots els individus de la població. Una prova de l’adaptació, de l’acció de la selecció natural i de l’aparició de l’aparició de la variabilitat en el procés evolutiu és el menalisme industrial de Biston betularia, analitzat anteriorment.

Page 98: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

PROVES PALEONTOLÒGIQUES

L’estudi dels fòssils ha aportat nombroses proves del procés evolutiu. Per exemple, s’han trobat plantes i animals extingits, antecessors dels actuals. En alguns casos es coneix molt bé la línia evolutiva d’alguns organismes, com el cavall, del qual se sap que el seu primer antecessor era de la mida d’un ca i que les potes tenien diversos dits, a diferència dels actuals, que en tenen només un.

Page 99: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 100: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 101: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 102: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Altres fòssils es consideren baules intermèdies entre dos grups actuals, com el cas d’Archaeopterys, que té característiques pròpies de rèptils (més primitius) i d’aus (més evolucionades).

Page 103: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

PROVES BIOGEOGRÀFIQUES

Page 104: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Biogeografia:

Ciència que estudia la distribució d’animals i plantes en el planeta. Els estudis biogeogràfics han permès posar de manifest que llocs com Austràlia i Nova Zelanda, que han romàs aïllats de la resta de continents durant molt de temps, presenten mamífers com l’ornitorinc i el cangur, que no existeixen en cap altre lloc del món.

Page 105: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Les grans barreres geogràfiques, com els oceans o les serralades, poden aïllar organismes del mateix grup. Això facilita que evolucionin de manera diferent i que, després de moltes generacions, els animals i les plantes de regions geogràfiques separades siguin distints.

Page 106: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

En són un exemple les espècies diferents (però afins) presents a Amèrica del Sud i a l’Àfrica. Antigament, en aquests dos continents existia una mateixa fauna, com indica l’estudi dels fòssils, però, en separar-se i aïllar-se geogràficament, aquests animals evolucionaren de manera diferent.

Page 107: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Puma Amèrica del sud

Page 108: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Llama Amèrica del sud

Page 109: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Tapir Amèrica del Sud

Page 110: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Àfrica

Page 111: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Rinoceront Àfrica

Page 112: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Els marsupials, una prova biogeogràfica ?

Un exemple d’aïllament geogràfic que va conduir a la radiació adaptativa dels mamífers fou el d’Austràlia. Quan aquest continent es va separar de la resta encara no havien aparegut els mamífers placentaris (més moderns) en el planeta. Per això, els marsupìals ( com el cangur), que no tenien competència, varen sofrir distintes adaptacions i n’aparegueren nombroses espècies noves. Contràriament a la resta dels continents foren eliminats per competència amb els mamífers placentaris.

Page 113: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Teràpsid primitiu del qual descendeixen tots els mamífers

primitius

Page 114: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 115: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

PROVES EMBRIOLÒGIQUES

Els embrions de grups emparentats, com els vertebrats, tenen el mateix tipus de desenvolupament en les primeres etapes (observa la il·lustració del marge de la dreta). Així es pot observar que els embrions tenen fenedures (hendidures) branquials i coa. En el desenvolupament posterior , les fenedures romandran en els peixos i desapareixeran de la resta. L’explicació d’aquest fenomen és que tots els organismes amb el mateix tipus de desenvolupament embrionari han tengut un antecessor comú.

Page 116: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 117: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

PROVES MOLECULARS• L’estudi molecular dels éssers vius demostra que

estam constituïts pel mateix tipus de molècules; és a dir, que tenim un origen comú.

• En els anys setanta del s. XX , Linus Pauling va idear un mètode, conegut com a filogènia molecular, per investigar l’arbre genealògic dels éssers vius, basant-se en l’estudi d’algunes molècules (proteïnes i àcids nucleics). Les mutacions es reflecteixen, en aquestes molècules, en forma de petits canvis que s’acumulen i es transmeten amb les generacions; dues espècies estaran molt emparentades si entre les seves proteïnes i les seus àcids nucleics hi ha molt poques diferències. Així, l’estudi d’algunes proteïnes de la sang ha revelat que en l’arbre dels antropoides, els humans són més a prop dels ximpanzés i goril·les que de l’orangutan.

Page 118: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 119: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

4.- L’EVOLUCIÓ HUMANA

Page 120: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

• Al s. XVIII, Linneo va classificar l’espècie humana al costat de les moneies, dins els primats, ja que hi havia moltes semblances entre aquestes espècies. A final del s. XIX, es va desencadenar un gran escàndol quan Charles Darwin va afirmar que l’ésser humà havia evolucionat d’éssers semblants a les moneies. Des de fa molt de temps, els científics es fan preguntes com les següents:

• Quins varen ser els primer homínids?• Com varen sorgir?•

Page 121: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

L’evolució dels homínids

• Els éssers humans pertanyem als homínids i som l’única espècie viva d’aquest grup. Encara que no està gaire clar, es creu que el nostre antecessor més antic és l’Austalopitecus afarensis. Gràcies a la troballa de restes fòssils d’altres espècies d’homínids, s’ha pogut reconstruir la filogènia de l’ésser humà modern, també denominat pels científics Homo sapiens sapiens. Aquesta espècie s’inclou en la família d’homínids, que, al seu torn, en comprèn altres de ja extingides.

• L’home també ha evolucionat culturalment, així el descobriment de l’agricultura fa 10.000 anys va transformar les societats humanes nòmades (dedicades a la caça i a la collita de fruits) en sedentàries, dedicades a l’agricultura i a la ramaderia. Aquestes societats varen passar de ser societats influïdes pel medi a ser societats transformades del medi.

Page 122: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 123: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 124: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Filogènia de l’Homo sapiens sapiens

Page 125: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

1.- Australopithecus afarensis

Aquesta espècie va sorgir a l’Àfrica fa uns 3,5 milions d’anys. Aquests éssers, del voltant d’un metre d’estatura, caminaven drets i tenien un crani de petit volum.

Page 126: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

2.- Homo erectus

Va viure fa 1,8 milions d’anys i constitueix el primer gran salt de la nostra espècie (el seu crani era 3 vegades més gran que el de l’Austraopithecus). Bastant intel·ligent, va descobrir el foc, va fabricar eines i va caçar animals.

Page 127: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

3.- Homo antecessor (l’home d’Atapuerca)

Va viure a la península Ibèrica fa 800.000 anys. El seu volum cranial era reduït encara, però el seu rostre era molt semblant al nostre, encara que tenia trets primitius. Els seus descobridors el consideren el nostre avantpassat més proper.

Page 128: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

4.- Homo sapiens neanderthalensis (l’home de

Neandertal)

• Va aparèixer fa 150.000 anys. Tenia 1,65 m d’estatura, una gran fortalesa i una gran capacitat cranial (superior a la nostra). Va crear una societat en la qual els seus membres cooperaven en la feina, tenien cura dels més febles i enterraven els morts. Va conviure amb l’home modern i es va extingir fa 27.000 anys.

Page 129: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

5.- Homo sapiens sapiens (l’ésser humà modern)

Va aparèixer fa 40.000 anys a Europa. Era de complexió menys forta, amb un crani una mica menor i amb trets facials menys pronunciats que els de l’home de Neandertal. Va pintar a les coves, va tallar escultures i va construir eines complicades. Gràcies a l’adquisició del llenguatge, els seus descendents hem creat una cultura complexa

Page 130: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 131: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS

Diferències entre els humans i les moneies

• L’ésser humà presenta posició bípeda, amb el cos dret. Per adoptar-la, s’ha modificat la columna vertebral, que adquireix una curvatura en forma de S. El crani es recolza per la base en la columna vertebral i els ossos de la pelvis són curts i amples.

• El cervell és molt més gran en relació amb la mida del cos• Els éssers humans tenim les mandíbules i les dents més

petites• Els nostres braços són més curts que les cames• L’ésser humà té els dits dels peus curts i els polzes no

oposables• El pèl del nostre cos ha desaparegut gairebé per complet

Page 132: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 133: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 134: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Page 135: UNITAT 5.- L’EVOLUCIÓ DELS ÉSSERS VIUS