Biología 3
año
El libro Biología 3er año de de Educación Media es una obra colectiva concebida, diseñada y elaborada por el Departamento Editorial de Editorial Santillana S.A., Navarro . bajo la dirección pedagógica y editorial de la profesora Carmen Navarro. En la realización de esta obra intervino el siguiente equipo de especialistas:
Edición general adjunta Inés Silva de Legórburu
Diseño de unidad gráfica Mireya Silveira M.
Coordinación editorial Ciencias y Matemática José Manuel Rodríguez R.
Coordinación de unidad gráfica María Elena Becerra M.
Edición general José Manuel Rodríguez R.
Diseño de portada Mireya Silveira M.
Textos Fulgencio Proverbio Licenciado en Biología, Universidad Central de Venezuela; Doctor en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Investigador Titular del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
Ilustración de portada Walther Sorg
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Reinaldo Marí n Licenciado en Biología, Universidad Central de Venezuela; Magister en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Doctor en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Investigador Titular del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas Jenny Valdez Licenciada en Biología, Universidad Central de Venezuela; Licenciada en Educación, Universidad Central de Venezuela
Edición ejecutiva José Luis Rada Edición de apoyo Beatriz Ramírez Corrección de estilo Mariví Coello Juan Luis Valdéz Karina Hernández Eliana Guerra Lourdes Morales
Diseño y diagramación general María Alejandra González Diana Angilecchia Eduardo Aguilera William Gutiérrez Documentación gráfica Amayra Velón Andrés Velazco Ilustraciones Walther Sorg Evelyn Torres Oliver González Fondo Documental Santillana Infografías Walther Sorg Mireya Silveira M. Oliver González Fotografías Pilar Cabrera Fondo Documental Santillana Retoque y montaje digital Evelyn Torres
Coordinación de arte Mireya Silveira M.
Biología 3er año © 2012 by Editorial Santillana, S.A. Editado por Editorial Santillana, S.A. Reimpresión: 2014 Nº de ejemplares: 13 600 Av. Rómulo Gallegos, Edif. Zulia, piso 1. Sector Montecristo, Boleíta. Caracas (1070), Venezuela.Telfs.: 280 9400 / 280 9454 www.santillana.com.ve
ISBN: 978-980-15-0628-7 Depósito legal: lf6332012372275 Impreso en Ecuador por: Imprenta Mariscal CIA. LTDA Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización previa de los titulares del Copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público.
El libro Biología 3er año de de Educación Media es una obra colectiva concebida, diseñada y elaborada por el Departamento Editorial de Editorial Santillana S.A., Navarro . bajo la dirección pedagógica y editorial de la profesora Carmen Navarro. En la realización de esta obra intervino el siguiente equipo de especialistas:
Edición general adjunta Inés Silva de Legórburu
Diseño de unidad gráfica Mireya Silveira M.
Coordinación editorial Ciencias y Matemática José Manuel Rodríguez R.
Coordinación de unidad gráfica María Elena Becerra M.
Edición general José Manuel Rodríguez R.
Diseño de portada Mireya Silveira M.
Textos Fulgencio Proverbio Licenciado en Biología, Universidad Central de Venezuela; Doctor en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Investigador Titular del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
Ilustración de portada Walther Sorg
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Reinaldo Marí n Licenciado en Biología, Universidad Central de Venezuela; Magister en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Doctor en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Investigador Titular del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas Jenny Valdez Licenciada en Biología, Universidad Central de Venezuela; Licenciada en Educación, Universidad Central de Venezuela
Edición ejecutiva José Luis Rada Edición de apoyo Beatriz Ramírez Corrección de estilo Mariví Coello Juan Luis Valdéz Karina Hernández Eliana Guerra Lourdes Morales
Diseño y diagramación general María Alejandra González Diana Angilecchia Eduardo Aguilera William Gutiérrez Documentación gráfica Amayra Velón Andrés Velazco Ilustraciones Walther Sorg Evelyn Torres Oliver González Fondo Documental Santillana Infografías Walther Sorg Mireya Silveira M. Oliver González Fotografías Pilar Cabrera Fondo Documental Santillana Retoque y montaje digital Evelyn Torres
Coordinación de arte Mireya Silveira M.
Biología 3er año © 2012 by Editorial Santillana, S.A. Editado por Editorial Santillana, S.A. Reimpresión: 2014 Nº de ejemplares: 13 600 Av. Rómulo Gallegos, Edif. Zulia, piso 1. Sector Montecristo, Boleíta. Caracas (1070), Venezuela.Telfs.: 280 9400 / 280 9454 www.santillana.com.ve
ISBN: 978-980-15-0628-7 Depósito legal: lf6332012372275 Impreso en Ecuador por: Imprenta Mariscal CIA. LTDA Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización previa de los titulares del Copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público.
Biología
3
año
Estructura del libro Inicio de unidad Infografía. Recurso gráfico que permite despertar el interés con relación a los temas de la unidad. Contiene datos y preguntas que favorecen la interacción, participación y reflexión para introducir los nuevos contenidos.
Logros esperados. Enunciados breves que describen los principales conocimientos, valores, habilidades y destrezas que se pretende consolidar con el desarrollo de los contenidos de la unidad.
Para reflexionar y debatir. Preguntas dirigidas a generar conclusiones a partir del análisis de la información y los datos planteados en la infografía.
Idea para la acción. Reseña de la actividad grupal para contribuir al desarrollo de proyectos, trabajos especiales o líneas de investigación, para ser llevada a cabo durante o al final de la unidad.
Desarrollo de los temas Actívate. Preguntas relacionadas con situaciones de la vida cotidiana, orientadas a evocar conocimientos previos vinculados con los temas o generar inquietudes acerca de los nuevos contenidos a desarrollar.
Infografías. Temas con una propuesta gráfica diferente y novedosa, que presentan la información a través de imágenes y textos asociados, para aprender de manera dinámica.
Contenido. Tema con información actualizada, presentada a través de textos e imágenes, organizadores y recursos gráficos novedosos.
Información complementaria. Datos adicionales que enriquecen los temas, relacionados con diversas áreas del conocimiento, así como con aspectos de la vida cotidiana, como el trabajo, la tecnología, el ambiente y la diversidad cultural del país.
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Experiaprendo. Actividades
Actividades. Preguntas,
experimentales sencillas que permiten validar y comprobar algunos de los contenidos desarrollados, así como potenciar habilidades procedimentales e inquietudes científicas.
ejercicios, casos y situaciones de análisis para validar, afianzar y reforzar los contenidos vistos. Estimulan la capacidad de razonamiento en el plano individual, y la interacción por medio del trabajo en equipo.
En síntesis. Mapa conceptual que permite resumir los aspectos principales de cada tema y relacionarlos entre sí de manera concreta.
Cierre de unidad Actividades de refuerzo. Ejercicios, preguntas y casos de análisis, vinculados con los temas abordados en la unidad. Persiguen el desarrollo de las distintas habilidades del pensamiento.
Idea para la acción. Desarrollo de la actividad anunciada al inicio de cada unidad, con sugerencias para su planificación, puesta en práctica y evaluación, como estrategia para la generación de conocimientos.
Conexos con… Tecnología e inventiva. Datos informativos sobre inventos, descubrimientos, libros, revistas, instituciones, páginas web, programas o personajes, relacionados con logros y avances tecnológicos, de vanguardia o históricos, afines con los temas de la unidad. . A . S , A N A L L I T N A S L A I R O T I D E ©
Profesiones y oficios científicos. Breve información sobre algunas profesiones y oficios vinculados con los temas vistos, para conocer las posibilidades que existen en el campo profesional, y orientar inquietudes y vocaciones laborales y científicas.
3
Índice U1
La célula ................................
6
U2
Información genética ............... 66
Tema 1
Las biomoléculas ..................................................
8
Tema 1
División celular: mitosis y meiosis ...................... 68
Tema 2
La teoría celular .................................................... 16
Tema 2
Las bases de la genética ..................................... 76
Tema 3
La célula: estructura general ................................ 22
Tema 3
Tema 4
Niveles de organización de los seres vivos y diversidad celular ...................... 30
Leyes de Mendel y su aplicación I: resolución de problemas ..................................... 82
Tema 4
Leyes de Mendel y su aplicación II: cruces con dominancia completa e incompleta .. 90
Tema 5
Teoría cromosómica de la herencia ..................... 98
Tema 6
Cariotipo humano y alteraciones cromosómicas ..................................................... 104
Tema 7
Bases químicas de la herencia ........................... 112
Tema 8
El flujo de la información genética ..................... 120
Tema 9
Herencia y ambiente........................................... 128
Cierre
Actividades de refuerzo ....................................... 134
Tema 5
Los tejidos ............................................................. 36
Tema 6
Transporte celular ................................................. 42
Tema 7
La fotosíntesis ...................................................... 50
Tema 8
La respiración ....................................................... 56
Cierre
Actividades de refuerzo ........................................ 62 Enlace con tecnología e inventiva ........................ 64 Profesiones y oficios científicos ........................... 64 Idea para la acción. Análisis del crecimiento de plantas ..................... 65
Enlace con tecnología e inventiva ....................... 134 Profesiones y oficios científicos .......................... 136 Idea para la acción. Elaboración de un árbol genealógico ........................................... 137
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4
U3
Evolución .............................
138
Tema 1
Desarrollo histórico de la teoría de la evolución ................................................... 140
Tema 2
Las variaciones y la evolución ........................... 148
Tema 3
La evolución humana I: orígenes de los primates .................................... 154
Tema 4
La evolución humana II: el proceso de hominización .................................................. 160
Cierre
Actividades de refuerzo ..................................... 166 Enlace con tecnología e inventiva ...................... 168 Profesiones y oficios científicos .......................... 168 Idea para la acción. Crear un organismo imaginario .......................................................... 169
A propósito del lenguaje de género Según la Real Academia de la Lengua Española y su correspondiente Academia Venezolana de la Lengua, la doble mención de sustantivos en femenino y masculino (por ejemplo: los ciudadanos y las ciudadanas) es un circunloquio innecesario en aquellos casos en los que el empleo del género no marcado sea suficientemente explícito para abarcar a los individuos de uno y otro sexo. Sin embargo, desde hace varios años, en Editorial Santillana hemos realizado un sostenido esfuerzo para incorporar la perspectiva de género y el lenguaje inclusivo, no sexista en nuestros bienes educativos, pues valoramos la importancia de este enfoque en la lucha por la conquista definitiva de la equidad de género.
U4
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Biodiversidad ........................ 170
Tema 1
Clasificación de los seres vivos I: bacterias y arqueas ........................................... 172
Tema 2
Clasificación de los seres vivos II: eucariotas ......................................................... 180
Tema 3
Importancia de los seres vivos .......................... 188
Tema 4
La biodiversidad ................................................ 192
Tema 5
Situación actual de la biodiversidad ................ 198
Cierre
Actividades de refuerzo ..................................... 204 Enlace con tecnología e inventiva ...................... 206 Profesiones y oficios científicos ......................... 206 Idea para la acción. Creación de un recinto de vida silvestre ................................................ 207
Fuentes consultadas ...................................................... 208
En tal sentido, en nuestros textos procuramos aplicar el lenguaje de género, al tiempo que mantenemos una permanente preocupación por el buen uso, la precisión y la elegancia del idioma, fines en los que estamos seguros de coincidir plenamente con las autoridades académicas.
A propósito de las Tecnologías de la Información y la Comunicación Editorial Santillana incluye en sus materiales referencias y enlaces a sitios web con la intención de propiciar el desarrollo de las competencias digitales de docentes y estudiantes, así como para complementar la experiencia de aprendizaje propuesta. Garantizamos que el contenido de las fuentes en línea sugeridas ha sido debidamente validado durante el proceso de elaboración de nuestros textos. Sin embargo, dado el carácter extremadamente fluido, mutable y dinámico del ámbito de la Internet, es posible que después de la llegada del material a manos de estudiantes y docentes, ocurran en esos sitios web cambios como actualizaciones, adiciones, supresiones o incorporación de publicidad, que alteren el sentido original de la referencia. Esos cambios son responsabilidad exclusiva de las instituciones o particulares que tienen a su cargo los referidos sitios, y quedan completamente fuera del control de la editorial. Por ello, recomendamos que nuestros libros, guías y Libromedias sean previa y debidamente revisados por docentes, padres, madres y representantes, en una labor de acompañamiento en la validación de contenidos de calidad y aptos para el nivel de los y las estudiantes.
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EVOLUCIÓN
U3
¿Quién fue primero, el huevo o la gallina? Hoy día se conocen evidencias científicas que sugieren que el surgimiento de la vida en la Tierra fue gradual: formas de vida muy primitivas hace millones de años y otras mucho más avanzadas en tiempos posteriores, más recientes. ¿Cómo surgieron esas formas de vida? ¿Provienen unas de otras?
LOGROS ESPERADOS Expresar ideas propias sobre las teorías que explican la evolución.
•
•
Conocer las evidencias científicas que sustentan las teorías evolutivas.
a) Si los coacervados formaron las b) Si la vida vino de otros planetas, primeras cadenas de ADN, ¿cómo ¿cómo se alimentaban esos se crearon los coacervados? organismos? ¿Por qué, según las evidencias científicas, en estos tiempos no existían animales o plantas?
Comprender la relación entre el ambiente y los cambios evolutivos que experimentan las especies.
•
Definir inquietudes intelectuales hacia la Paleontología y la Biología Evolutiva como profesiones.
c) Algunas bacterias y algas verdes empiezan a realizar fotosíntesis. ¿Qué tienen en común estos organismos que a pesar de ser diferentes realizan fotosíntesis?
•
4 600
Coacervados
4 000
3 000
Algunas bacterias comienzan a hacer fotosíntesis.
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s y t e r i a e s B a c a s v e r d a l g
d e i ó n o s c i r m a n i s a s A p g a i t o o r c a r e u
-
a l. e x u a s l c e i ó n a r e u c c A p p r d o r e
r i a s b a c t e s a r s a n u A l g n z a n a u c o m i e n o. o x í g e
n ó o s i c a ” l p i x r E “ m b c á
Creación de un organismo imaginario En esta unidad propondrán un modelo de organismo imaginario, con base en las características de un ambiente determinado.
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EVOLUCIÓN
2 500
n a c i ó F o r m T i e r r a a d e l
e r ia s B a c t
IDEA PARA LA ACCIÓN
3 500
o s e n l o s g r u S n i s m e s, o r g a i c e l u l a r e n t e, t m u l c í if c a m e e s p s. a lg a
o s r a d b e t r v e n i r o s e m i r P
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Para reflexionar y debatir ¿Cómo es que, según las evidencias científicas, a partir de los primeros filamentos de ADN que constituyeron los coacervados, ahora existen tantos tipos distintos de organismos, con cadenas de ADN con las mismas características químicas?
d) ¿Cómo surgieron todos estos animales? ¿Eran todos iguales, si vivían en el agua o en la tierra?
e) La ciencia plantea que los primeros seres humanos surgieron hace aproximadamente 4,5 millones de años. Si hoy día se sabe que los seres humanos nacen de otro ser humano, ¿cómo surgió el primero? ¿Sería igual a los humanos actuales?
Millones de años atrás (Ma)
000
2 000
1 500
1 200
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1 000
0 7 5
0 8 8 0 0 3 0 6 5 4 4 3
0 5 8 8 4 0 2 2 2
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EVOLUCIÓN
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TEMA 1
Desarrollo histórico de la teoría de la evolución ACTÍVATE En la Tierra hay una gran variedad de seres vivos ¿Cómo se originaron tantas especies diferentes? Desde la formación de la Tierra. ¿Siempre han existido los mismos seres vivos? ¿Hay evidencia de que existieron otros organismos?
La vida y la evolución La vida se caracteriza por su diversidad, en la que se aprecian una multitud de formas, estructuras, funciones y tipos de seres vivos. Sin embargo, también muestra un criterio de unidad o de uniformidad en los aspectos más fundamentales y básicos de la vida, como las reacciones bioquímicas, los sistemas de reproducción, la organización celular o los mecanismos de la herencia. Estas características están unificadas en la llamada teoría de evolución.
La evolución Evolución significa cambio. La evolución biológica es el conjunto de cambios que han ocurrido y ocurren en los seres vivos a lo largo de la historia de la vida en la Tierra. Estos cambios no ocurren con una direccionalidad establecida, pueden ser favorables o desfavorables de acuerdo a las condiciones del ambiente y pueden propiciar la continuidad o la extinción de una especie. La teoría de la evolución de los seres vivos postula que todos los organismos descienden de una forma fundamental de vida.
Las especies y el proceso evolutivo La definición de especie es clave para explicar el proceso de la evolución. Se denomina especie a todo grupo de seres vivos que comparten una historia evolutiva reciente con ancestro común, comparten generalmente características anatómicas y fisiológicas y se pueden reproducir, procreando una descendencia fértil. Por ejemplo, los seres humanos pertenecen a la misma especie, pues tienen muchas características comunes, se reproducen entre sí y su descendencia es fértil. En cambio, los asnos y los caballos pertenecen a especies distintas, ya que, aun cuando pueden cruzarse, procrean mulas, que son animales estériles que no se clasifican como especie.
La evolución del Caballo (género: Equus ) Hyracotherium
Medía 40cm de altura. Vivía en zonas boscosas y se alimentaba de hojas y arbustos.
140
EVOLUCIÓN
Mesochippus
Medía unos 65 cm. Habitaba en campos más abiertos y se alimentaba de hojas.
Merychippus
Medía un metro de altura. Vivía en las praderas y se alimentaba de hierba.
Pliohippus
Medía 1,20 m de altura y era casi idéntico a los caballos actuales, adaptado a las praderas.
Equus
Este género comprende los caballos actuales y a sus antepasados más directos.
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Teorías evolutivas Actualmente, la evolución de las especies se considera un hecho real e innegable; sin embargo, el carácter evolutivo de las especies no fue admitido sino hasta mediados del siglo XIX, cuando se estableció un enfrentamiento entre dos corrientes: una que defendía la no variación o fijeza de las especies (teorías fijistas), y otra que defendía la existencia de variaciones en las especies a lo largo del tiempo (teorías evolucionistas). Finalmente, las teorías evolutivas prevalecieron luego de la publicación de los trabajos de Charles Darwin y Hugo de Vries.
Primeras teorías sobre el origen de los organismos Las teorías fijistas
Los griegos habían desarrollado un pensamiento fijista, que estipulaba la ausencia de cambios de los seres vivos. Platón (427-347 a.C.) y Aristóteles (384-322 a.C.) no coincidían en ciertos aspectos del mundo natural, pero estaban de acuerdo en que las especies fueron creadas por un Dios tal como existían y que por lo tanto eran fijas, es decir, no cambiaban con el tiempo. Las ideas de teorías fijistas perduraron durante siglos y fueron defendidas por notables científicos como: Carl von Linné (Linneo) (1707-1778), creador del sistema binomial de clasificación y nomenclatura de los seres vivos. Georges Cuvier (1769-1832), considerado el padre de la paleontología. Cuvier sabía que en épocas remotas habían existido organismos muy diferentes de los actuales. Según él, las catástrofes geológicas que sucedieron a lo largo del tiempo acabaron con la mayoría de la flora y la fauna existentes, favoreciendo la abundancia de especies que habían sobrevivido a la extinción, las cuales no cambiaban en el tiempo. Esto se conoció como catastrofismo, sin embargo fue debatido por el geólogo escocés James Hutton (1726-1797), quien proponía que los cambios en la corteza terrestre se debían a procesos muy lentos y continuos. •
•
•
Portada de la publicación de Linneo con el sistema binomial de clasificación de los seres vivos en 1758.
Teoría evolucionista de Lamarck: el transformismo Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) expuso otra teoría sobre la formación de nuevas
especies. Proponía que los primeros seres se habían formado espontáneamente en la naturaleza y el ambiente sometía a estos organismos a una constante modificación o transformismo, de acuerdo al uso y desuso de los órganos. Esto lo llevó a suponer que las especies actuales provenían de especies preexistentes. La teoría de la evolución de Lamarck se basaba en dos principios: La función crea el órgano. Las adaptaciones de los seres vivos son consecuencia de sus interacciones con el ambiente. Para Lamarck, cualquier parte de la anatomía de un ser vivo depende del ambiente. Así explicó el origen del largo cuello de las jirafas: estas necesitaban estirar el cuello para alcanzar las hojas altas de los árboles, por lo que al final de su vida tenían el cuello más largo. Los caracteres adquiridos se heredan . Todos aquellos caracteres que se adquieren durante la vida de un individuo se transmiten a su descendencia. De acuerdo a Lamarck, las jirafas que desarrollaron el carácter “cuello largo”, lo transmitieron a sus hijos. Hoy en día la teoría de Lamarck está descartada pues se ha demostrado que los caracteres adquiridos no se heredan, y porque tampoco explica la extinción de especies, ya que de acuerdo al Lamarquismo todos los seres vivos se adaptan automáticamente a su entorno. •
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•
La teoría de Lamarck explicaba el cuello largo de las jirafas considerando que los caracteres adquiridos se heredaban.
DESARROLLO
HISTÓRICO DE LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN
141
Los trabajos de Darwin y Wallace Inglaterra AMÉRICA DEL NORTE
EUROPA Ruta del
Beagle
ÁFRICA
Islas Galápagos OCÉANO PACÍFICO
OCÉANO ÍNDICO
AMÉRICA DEL SUR OCÉANO ATLÁNTICO
AUSTRALIA
0
Ruta seguida por la misión científica de Darwin a bordo del Beagle entre 1831 y 1836.
2460 km
Hacia 1832 Charles Lyell (1797-1875) postuló que la corteza terrestre fue modelada lenta y gradualmente por agentes como la acción del viento y del agua, o la actividad volcánica. Conceptos como estos, totalmente en contraste con la teoría de los grandes cambios producidos por catástrofes naturales, abrieron las puertas a las teorías evolucionistas de Darwin y Wallace. Charles Darwin, naturalista inglés (1809-1882) propuso una teoría sobre la evolución de los organismos luego de realizar un viaje en barco entre 1831 y 1836. Durante el viaje a bordo del velero Beagle hizo escalas en las costas suramericanas, las islas Galápagos (Ecuador), las costas australianas y africanas. En todas realizó actividades como dibujar y disecar animales y plantas, recoger fósiles, estudiar estructuras geológicas, entre otras. Con esto recolectó mucho material que pudo estudiar y analizar muchos años después del viaje. A partir de todas estas observaciones, elaboró una teoría de la evolución, según la cual los cambios evolutivos se deben tanto a la variabilidad en la descendencia como a la selección natural. Paralelamente, el joven naturalista Alfred Russell Wallace, escribió un manuscrito basado en observaciones a la flora y fauna de Indonesia, en el que presentaba conclusiones muy similares a las de Darwin. Finalmente, la publicación del libro de Darwin El origen de las especies por medio de la selección natural en 1859 marcó el surgimiento de la teoría de la evolución a través del proceso de selección natural.
Teoría de evolución de Darwin: La selección natural La teoría evolutiva de Darwin puede resumirse en estos aspectos fundamentales: Observaciones 1
Los individuos de una misma especie no son todos iguales. Estos presentan variaciones adaptativas, unas más favorables que otras.
5
Al producirse más individuos de los que normalmente se encuentran en una población, tiene que haber entre ellos una competencia por los recursos para sobrevivir.
2
Los descendientes heredan los caracteres de sus progenitores, de generación en generación.
6
En esta lucha por la existencia triunfarán los individuos más aptos, es decir, los que presenten las variaciones más favorables, gracias a la selección natural.
3
Las poblaciones tienen una tendencia a aumentar en progresión geométrica, ya que los hijos son más numerosos que los padres.
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4
A pesar de la superproducción de descendientes, el número de individuos de una población tiende a permanecer constante.
Los individuos más aptos y que, además, tengan mayor fertilidad estarán más adaptados al entorno, lo que se traducirá en una mayor supervivencia y también en una mayor descendencia. De esta manera las variaciones favorables se harán más comunes en la población.
8
Eventualmente, con la intervención de factores como un aislamiento geográfico, en períodos de tiempo suficientemente grandes, las diferencias entre la población original y la subpoblación variante se harán tan grandes que los individuos de una población no podrán cruzarse con los de la otra, por lo que constituirán dos especies distintas.
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EVOLUCIÓN
Conclusiones
Así, las variaciones, la lucha por la existencia y la selección natural determinan la evolución de las especies. Según Darwin, entre las especies diferenciadas existen formas intermedias, de modo que la evolución es un proceso continuo y gradual, sin “saltos”.
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Mutacionismo: el aporte de De Vries Para la época en que Darwin publicó la teoría de la selección natural las leyes de Mendel no habían sido difundidas aún. Darwin interpretó correctamente que la variación era el proceso clave de cualquier cambio en una población, pero no pudo explicar el origen de dichas variaciones. Por esto, tampoco pudo distinguir entre variaciones ambientales (no heredables) y variaciones genotípicas (heredables) y propuso, como Lamarck, que las variaciones que se presentaban por el uso y el desuso de los órganos (caracteres adquiridos) podían heredarse.
Par de homólogos
a b c
a b c
d
d e
e f f g g h
h
Par de homólogos
1 2 3
1 2 3
4 5 6
4 5 6
a b c
a b c
d e e 5 f 6 g
1 2 3
1 2 3
4 f g
4 5 6
d
Intercambio
h
h
Translocación
Las mutaciones en el ADN serían las bases moleculares de las variaciones heredables de los individuos.
Casi 50 años más tarde, hacia 1900, el botánico holandés Hugo De Vries retomó las ideas de Mendel y realizó estudios de genética en plantas, de los que concluyó que las mutaciones ocasionaban la aparición de caracteres inesperados o bruscos en los individuos. Estos resultados fueron utilizados por De Vries, Morgan, Huxley, Müller y otros, para proponer la teoría del mutacionismo, en oposición a la teoría de la evolución de Darwin que postulaba cambios graduales, y continuos, del fenotipo.
Fundamentos del mutacionismo La teoría del mutacionismo propone que las mutaciones constituyen el verdadero mecanismo de la evolución, pues introducen nuevos cambios en el material genético y, además, son las únicas variaciones hereditarias.
Variación
Los principales postulados del mutacionismo son: •
El principal factor que favorece la evolución son las mutaciones.
La mayoría de las mutaciones son perjudiciales para las especies, y son eliminadas de la población por selección natural, por esto no tienen valor evolutivo.
•
•
Selección natural
Las mutaciones favorables son muy escasas y forman parte del proceso de evolución. Se acumulan en la población mediante la selección natural.
Con una mutación favorable puede aparecer una nueva especie. Este proceso ocurre de una manera brusca, sin la aparición de formas intermedias entre la especie original y la nueva especie. Esto postula la existencia de “saltos” a consecuencia de las mutaciones, por esto el mutacionismo es llamado también saltacionismo.
•
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•
•
Herencia
Una mutación favorable se puede presentar en individuos que pertenecen a poblaciones muy alejadas entre sí. Los caracteres adquiridos no se heredan. Las variaciones favorables que se producen por efecto de las mutaciones, se acumulan en la población como consecuencia de la selección natural. DESARROLLO
HISTÓRICO DE LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN
143
Teoría sintética de la evolución: el neodarwinismo El neodarwinismo o teoría sintética de la evolución fue propuesta en la década de 1930 por un grupo de científicos de diversas partes del mundo. El neodarwinismo intenta eliminar las diferencias entre darwinistas y genetistas, al integrar los conceptos darwinianos de la variabilidad genética y la selección natural, con el mutacionismo y los conocimientos modernos de la genética de poblaciones, genética molecular y nuevos descubrimientos de fósiles. Además, incluye el concepto biológico de especie, apoyándose en distintas áreas del conocimiento para interpretar el mecanismo de la evolución. Según los postulados de la teoría sintética de la evolución se tiene que: La unidad genética de evolución es la población.
Theodosius Dobzhansky Ucrania (1900 - 1975)
•
Ernst Mayr Alemania (1904 - 2005)
La evolución es producto de las mutaciones.
•
•
Las mutaciones y la recombinación genética que ocurren en la meiosis se producen al azar y son la fuente de la variabilidad genética.
La selección natural actúa sobre las variaciones. Favorece la existencia de individuos con características acordes al ambiente, y descarta individuos con características no adaptadas al ambiente.
•
George Simpson Estados Unidos (1902 - 1984)
•
Los grandes cambios evolutivos de las poblaciones son consecuencia de la acumulación de pequeños cambios ocurridos en el transcurso de largos períodos, este proceso se llama gradualismo.
Microevolución y macroevolución El neodarwinismo hace referencia a los conceptos de microevolución y de macroevolución: Microevolución o neodarwinismo clásico. Explica el proceso de la evolución dentro de las poblaciones, lo que determina la aparición de nuevas especies. La microevolución considera que la aparición de nuevas especies es el resultado de la acumulación de pequeñas variaciones, causadas por mutaciones y recombinaciones al azar, que se acumulan a lo largo de períodos muy largos por la acción de la selección natural. Un ejemplo de microevolución es la aparición de cepas de insectos resistentes a los insecticidas. •
Genética Geología
Darwinismo
•
Neodarwinismo Paleontología
Bioquímica Ecología
El neodarwinismo reune diversas áreas del conocimiento para explicar el proceso evolutivo.
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EVOLUCIÓN
Macroevolución o saltacionismo. Explica la evolución por encima del nivel de especie, lo que determina el surgimiento de grupos taxonómicos superiores. La macroevolución propone que las variaciones simples, seleccionadas al azar, no pueden explicar los grandes “saltos” evolutivos. Por lo tanto, se basa en conceptos más complejos, como la deriva génica y la especiación a “saltos”, también llamada “saltacionismo”. Un ejemplo es la aparición del grupo de vertebrados durante el período Cámbrico, hace alrededor de 530 millones de años.
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Pruebas de la evolución Hay una serie de datos provenientes de distintas observaciones que sustentan la teoría de la evolución. En conjunto, las siguientes observaciones, derivadas de aspectos anatómicos, biogeográficos, paleontológicos, embriológicos y bioquímicos, constituyen pruebas de la evolución: 1 Datos anatómicos
La observación de los diversos tipos de estructuras de la anatomía de los seres vivos es evidencia el proceso evolutivo.
Estructuras homólogas
Son estructuras con un mismo origen evolutivo. Tienen formas diferentes, adaptadas a funciones muy distintas. Por ejemplo, la aleta de un delfín y el ala de un murciélago, tienen una estructura ósea similar, y realizan funciones diferentes.
2 Datos bioquímicos
La composición química de los organismos también aporta pruebas de los cambios evolutivos. Por ejemplo, la hemoglobina de la sangre humana es muy parecida a la del chimpancé, lo que indica la proximidad evolutiva de ambas especies. En cambio, al comparar la hemoglobina humana con la de cualquier ave, el grado de semejanza es mucho menor.
Estructuras análogas
Estructuras que tienen un origen evolutivo diferente pero que se han adaptado para desempeñar una misma función. Por ejemplo, las aletas de un pez y de un pingüino. Un mismo problema de adaptación al medio genera respuestas evolutivas parecidas en organismos diferentes.
3 Datos biogeográficos
Postula que las especies surgen una sola vez y que su distribución depende de factores ambientales y de eventos geológicos. Por ejemplo, Australia se separó de los demás continentes hace unos 70 millones de años y se desarrollaron algunos mamíferos marsupiales (wombat, canguro, koala), que no existen en el resto del mundo.
4 Datos paleontológicos
Se basan en el estudio comparativo de fósiles que existieron en diferentes periodos geológicos. El estudio de los fósiles pone de manifiesto tres hechos importantes.
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Estructuras rudimentarias o vestigiales
Estructuras poco desarrolladas que no tienen función en la especie actual pero se supone eran funcionales en las especies a partir de la que evolucionaron. Por ejemplo, las ballenas presentan vestigios de una cintura pélvica, de un fémur y de una tibia. Hay menos especies de fósiles de épocas remotas q ue de épocas más recientes. Esto quiere decir que la diversidad de los seres vivos ha aumentado con el tiempo. Se cree que, en la actualidad, hay muchas más especies de seres vivos que hace millones de años. Los fósiles más antiguos corresponden a organismos más simples que los de épocas recientes. Esto indica que la complejidad de algunos seres vivos ha aumentado con el paso del tiempo. Se han descubierto fósiles muy parecidos en territorios muy separados geográficamente, como es el caso de África y América del Sur. Esto indica que hace muchos millones de años, cuando ambos continentes comenzaron a separarse, quedaron aislados los seres vivos y cambiaron independientemente.
5 Datos embriológicos
La embriología, es decir, el estudio de los organismos antes del nacimiento, aporta datos importantes, basados en estudios comparativos entre unos seres y otros en sus etapas embrionarias. DESARROLLO
HISTÓRICO DE LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN
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