Origen y evolución de la vida en la Tierra Vol III. CCI
Susana Márquez Quintero
Created on January 20, 2020
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Transcript
El origen y la evolución de la vida en la Tierra
1. GENERACIÓN ESPONTÁNEA
3. PRIMERAS FORMAS DE VIDA
2. HIPÓTESIS DEL ORIGEN DE LA VIDA
7. EVOLUCIÓN HUMANA
8. GALERÍA DE VÍDEOS
5. LAS PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN
6. RESULTADO DE LA EVOLUCIÓN: BIODIVERSIDAD
4. LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS
El origen y la evolución de la vida en la Tierra
TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA
Antes de cualquier teoría sobre evolución, se creía que la vida simplemente surgía de manera espontánea. Ej: las moscas salían de la carne, las serpientes entre la leña almacenada…
1. Primeras teorías del origen de la vida
1. Experimento de RediCuando dejamos algún alimento a la intemperie, pueden aparecer larvas en él. ¿Estas larvas provienen de la carne?Para demostrar la procedencia real de estas larvas, Francisco Redi realizó este sencillo, pero infalible experimento en el siglo XVII.
1. 1. Experimentos en contra de la generación espontánea
Este sofisticado experimento, lo realiza Louis Pasteur, el padre de la microbiología, en el siglo XVIII. Él mismo diseño este matraz de cuello curvado.
2. Experimento de Pasteur
1. 1. Experimentos en contra de la generación espontánea
Esta hipótesis plantea que la vida se originó a partir de moléculas orgánicas simples. Estas moléculas se originarían a partir de moléculas inorgánicas, gracias reacciones químicas favorecidas por los componentes de la atmósfera primitiva, energía de las tormentas y erupciones volcánicas.
1. Hipótesis del caldo primordial, Oparin.
2. Hipótesis sobre el origen de la vida
Las moléculas orgánicas se arrastraron por la lluvia o surgieron en los mares creando un caldo primordial. Estas moléculas se agruparon y enrollaron en una membrana primitiva, formando los llamados coacervados (células primitivas).
1. Hipótesis del caldo primordial, Oparin.
2. Hipótesis sobre el origen de la vida
Algunos de estos coacervados adquirirían una capacidad autorreplicativa (con ácidos nucleicos), creando así las primeras formas de vida con capacidad de reproducirse.
1. Hipótesis del caldo primordial, Oparin.
2. Hipótesis sobre el origen de la vida
Experimento de Miller-Urey
El experimento de Miller-Urey, intentó probar la hipótesis de Oparin, simulando el laboratorio las condiciones de la Tierra primitiva.
Experimento de Miller
1. Caldo primordial. Hipótesis de Oparin
2. Hipótesis sobre el origen de la vida
Algunos datos nuevos, están provocando que la teoría del caldo primordial no esté del todo completa: -La intensa radiación ultravioleta que habría en la tierra primitiva no habría permitido la estabilidad de moléculas orgánicas. Actualmente, nos protege la capa de ozono (O3), pero antes no había oxígeno. -La concentración de gases atmosférica propuesta por Oparin no era precisa.
Atmósfera actual
1. Caldo primordial. Hipótesis de Oparin
2. Hipótesis sobre el origen de la vida
0,03% Dióxido de carbono78% Nitrógeno Rastros Dióxido de sulfuroRastros Sulfuro de hidrógenoRastros amoniacoRastros Metano21% Oxígeno0,9% Argón
Dióxido de carbono 92,2%Nitrógeno 5,1%Dióxido de sulfuro 2,3%Sulfuro de hidrógeno 0,2%Amoniaco 0,1%Metano 0,1%Oxígeno 0%Argón 0%
Atmósfera actual
Atmósfera primitiva
1. Caldo primordial. Oparin
2. Hipótesis sobre el origen de la vida
La panspermia es una teoría que afirma que la vida de la Tierra procede de microorganismos que llegaron con los meteoritos.Una versión más moderna de esta teoría afirma que no llegaron microorganismos, sino moléculas orgánicas sencillas, que aquí evolucionarían posteriormente (panspermia molecular).
2. Panspermia, Arrhenius
2. Hipótesis sobre el origen de la vida
En el fondo submarino, existen puntos calientes ligados a dorsales oceánicas, por donde asciende agua termal y material del manto.Algunos de estos puntos forman las fumarolas oceánicas. Se ha comprobado que en ellas hay una amplia biodiversidad y se generan moléculas orgánicas a partir de inorgánicas.
3. Fumarolas oceánicas,Haeckel y Huxley
2. Hipótesis sobre el origen de la vida
3. Primeras formas de vida
LUCA
3.1. Evolución de las primeras células
3. 2. Teoría de la endosimbiosis, Lynn Margulis Origen de la célula eucariota
3.3. Primeras relaciones biológicas
Recuerda que existe nutrición autótrofa o heterótrofa.La mayoría de los seres vivos utilizan una combinación u otra y son dependientes de oxígeno (aerobios). Sin embargo, algunas bacterias dependen de otros elementos y son quimiotrofas.
3. 4. Evidencias del origen de la fotosíntesis
3.5. La revolución del oxígeno: los aerobios
3.5. La revolución del oxígeno: los aerobios
“La vida constituye un fenómeno tal vez inevitable en las condiciones iniciales y que resulta irrepetible, ya que, cuando hizo su aparición en la Tierra, modificó la atmósfera del planeta y destruyó así las condiciones que habían hecho posible su propia aparición”.
Debate
Lecturas científicas
4. La evolución de los seres vivos
Fijismo: Las especies no cambian, sino que se mantienen invariables desde el momento de la creación de Dios.
4.1. Fijismo
4.2. Catastrofismo
4.3. Evolucionismo: lamarckismo
4.3. Evolucionismo: lamarckismo
4. 4. Evolucionismo: darwinismo
4. 4. Evolucionismo: darwinismo
4.4. Evolucionismo: darwinismo
Charles Lyell “Principios de la Geología”
Thomas Malthus"Ensayo sobre el principio de la población"
Evolucionismo: darwinismo
4.5. Evolucionismo: neodarwinismo
4.6. Evolucionismo: nuevas teorías
Divulgación científica sobre evolución
-Paleontológicas-Embriológicas -Biogeográficas-Morfológicas -Bioquímica comparada y biología celular -Hibridación del ADN -Estudio del bandeado cromosómico-Secuenciación de nucleótidos (ADN y ARN) y de aminoácidos de las proteínas.
5. Las pruebas de la evolución
-Complejidad y diversidad creciente en el registro fósil, además de formas intermedias.
5. Las pruebas de la evolución
5. Las pruebas de la evolución
Drago, endemismo canario
Cuanto más aislada geográficamente es una zona, mayor es el número de endemismos (especies únicas de estas áreas).Esto se explica porque evolucionaron de manera paralela a la de otros puntos geográficos.
3. Pruebas biogeográficas
5. Las pruebas de la evolución
5. Las pruebas de la evolución
5. Las pruebas de la evolución
ATPMolécula energética universal
5. PRUEBAS BIOQUÍMICAS
Rutas metabólicas comunes en todos los seres vivos.
El código genético es universal
5. Las pruebas de la evolución
La citogenética evolutiva estudia las semejanzas y diferencias entre los cromosomas de diferentes especies. Mediante técnicas de tinción de bandas se puede teñir el cariotipo y compararlos.
6. ESTUDIOS DE BANDEADO CROMOSÓMICO
5. Las pruebas de la evolución
7. EVIDENCIA GENÉTICA: HIBRIDACIÓN DEL ADN
5. Las pruebas de la evolución
Secuenciador de ADN
Secuenciando el ADN o ARN de las distintas especies y comparando su patrón de nucleótidos podemos conocer su grado de parentesco. De la misma manera, obteniendo el análisis de cada uno de los aminoácidos que componen las proteínas.
8. EVIDENCIA GENÉTICA: SECUENCIACIÓN DE ADN/ARN/PROTEÍNAS
5. Las pruebas de la evolución
8. EVIDENCIA GENÉTICA: SECUENCIACIÓN DE ADN/ARN/PROTEÍNAS
5. Las pruebas de la evolución
8. EVIDENCIA GENÉTICA: SECUENCIACIÓN DE ADN/ARN/PROTEÍNAS
5. Las pruebas de la evolución
6. El resultado de la evolución: la Biodiversidad
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Origen y evolución de la vida en la Tierra
ÍNDICE
Charles Darwin
"No es el más fuerte de las especies el que sobrevive, tampoco es el más inteligente el que sobrevive. Es aquel que es más adaptable al cambio".
Frase
Índice
LA EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS
EL PROCESO DE HOMINIZACIÓN
CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS
ORDEN PRIMATES
EL ORIGEN DE LA ESPECIE HUMANA
HÍBRIDOS
EL PROCESO DE ESPECIACIÓN
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD Y ESPECIE
Términos Biodiversidad y especie
Biodiversidad: conjunto de todos los seres vivos que habitan en la Tierra, como resultado del proceso evolutivo que abarca millones de años desde el origen de la vida.Especie: conjunto de organismos con semejanzas morfológicas, que pueden reproducirse dando lugar a descendencia fértil y presentan aislamiento reproductivo con otras especies
El resultado de la evolución: la biodiversidad
Híbridos entre especies
Ligre (León x tigresa)
Tigón (Tigre x leona)
Mula (yegua x burro)
Burdégano (caballo x burra)
El proceso de especiación
Proceso condicionado por distintos factores que conduce al aislamiento reproductivo entre las poblaciones de una misma especie hasta la aparición de dos o más especies diferentes a la inicial.
El resultado de la evolución: la biodiversidad
Biston betularia y la revolución industrial
El resultado de la evolución: la biodiversidad
¿Cómo se produce la especiación?
Muchas veces ocurre por un aislamiento geográfico que interrumpe el intercambio de genes entre dos o más poblaciones.Como consecuencia, cambios anatómicos, fisiológicos o de conducta hacen que la reproducción sea inviable.
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El resultado de la evolución: la biodiversidad
Mecanismos de aislamiento genético
-Barreras geográficas: relieve que impide el contacto entre seres vivos.-Barreras sexuales: diferencias anatómicas que impiden apareamiento o asincronía de periodos fértiles.-Barreras fisiológicas: incompatibilidad de gametos. No fecundación.-Barreras cromosómicas: Diferencias en los cromosomas evitan la descendencia fértil. Incompatibilidad genómica.-Barreras etológicas: cambios de comportamientos en los seres vivos que provocan rechazos o falta de atracción.
El resultado de la evolución: la biodiversidad
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Ejemplo. El istmo de Panamá
El resultado de la evolución: la biodiversidad
La clasificación de los seres vivos
Taxonomía: rama de la biología encargada de la clasificación y nomenclatura de los seres vivos. Cada unidad de clasificación se llama taxón.
El resultado de la evolución: la biodiversidad
- Subfilo: Vertebrata
- Género: Homo
- Subtribu: Hominina
- Tribu: Hominini
- Subfamilia: Hominoidea
- Familia Hominoidea
- Superfamilia: Hominoidea
- Parvorden: Catarrhini
- Infraorden: Simiiformes
- Suborden: Haplorrhini
- Orden: Primates
- .Granorden: Euarchonta
- Superorden: Euarchontoglires
- Infraclase: Placentalia
- Subclase: Theria
- Clase Mammalia
- Superclase: Tetrapoda
- Infrafilo: Gnathostomata
- Especie: Homo sapiens Linnæus, 1758
- Filo: Chrodata
- Superfilo: Deuterostomia
- Subreino: Eumetazoa
- (sin rango): Bilateria
Clasificación de nuestra especie
- Reino: Animalia
- Dominio Eukaryota
El resultado de la evolución: la biodiversidad
5 pasos para
La evolución humana
El origen de los primates se remonta a hace unos 75 Ma.
El orden primates
- Extremidades anteriores con gran movilidad (dedos prénsiles y pulgar oponible).
- Visión estereoscópica (vista frontal y mejor cálculo de las distancias).
- Sistema digestivo poco especializado (intestino no tan largo como herbívoros estrictos ni tan corto como carnívoros). Dieta omnívora.
- La cría tiene gran dependencia de la madre (compleja conducta social y desarrollo cerebral mayor).
Características de los primates
La aparición y evolución de los homínidos está relacionada con un gran cambio climático global hace 3-2,5 mA que sustituyó la selva africana por sabana.
El proceso de hominización
Esto obligó a los primates a salir de la vida arborícola para buscar nuevos alimentos.Y conllevó cambios importantes para sobrevivir: bipedismo, mayor libertad de manos, remodelación de la dentición y encefalización.
El proceso de hominización
1. Postura bípedaVentajas: facilita la visión a largas distancias y libera las manos para utilizar herramientas, sin perder la habilidad de trepar.Desventajas: Dificulta el parto, mayor carga de la columna vertebral y patologías asociadas. Dedo pulgar del pie deja de ser oponible.
Cambios genéticos condicionantes de la especie humana
1. Postura bípeda (dificultad en el parto)
Cambios genéticos condicionantes de la especie humana
2. Mayor libertad de manos
El hecho de estar más liberadas con el bipedismo, permitió que las manos ganaran movilidad y precisión.La compleja coordinación manos-vista favorecerá el ingenio y uso de herramientas que llevará al mayor desarrollo del encéfalo
Cambios genéticos condicionantes de la especie humana
Incorporar carne en la dieta fue clave en el proceso de hominización.Este hecho permitió que un sistema digestivo más propio de herbívoros pudiera acortarse y parecerse algo más a uno de carnívoro.El ahorro energético del intestino pudo destinarse a ampliar el cerebro.
3. Tripas Vs cerebro
Cambios genéticos condicionantes de la especie humana
3. Tripas Vs cerebro
La carne, además es más energética y de más fácil asimilación que los vegetales, por lo que se ahorra también tiempo en la digestión y permite la ingesta de comidas más espaciadas en el tiempo.
Cambios genéticos condicionantes de la especie humana
4. Cambio de dentición
Incluir carne en la dieta, también selecciona un cambio en la dentición.-Reducción progresiva del tamaño de las piezas (mayor calidad alimentaria y menor desgaste).-Reducción de la mandíbula inferior y la musculatura mandibular. Esto lleva a la pérdida de cresta sagital.
Cambios genéticos condicionantes de la especie humana
5. Grado de encefalización
Aumenta la ratio tamaño del cerebro/tamaño corporal. Favorecido por:-La ingesta de proteínas y dieta variada.-Actividades sociales y necesidad de comunicación para cazar.-Prolongación de la infancia.
Cambios genéticos condicionantes de la especie humana
Área del lenguaje
Área del habla
El cerebro humano
La faringe humana descendió la posición en la garganta con respecto al resto de primates y animales. Esto permite una articulación de mayor número de sonidos.
La faringe humana
El antecesor común a todos los primates antroponoides (gibones, orangutanes, gorilas, chimpacés, bonobos y otros hominoideos) vivió en África hace 6-7 millones de años.
La evolución de los homínidos
1. Orrorin tugenensis: Vivió en África hace unos 6 millones de años. Tenía postura bípeda aunque seguramente llevaba una vida arborícola.
La evolución de los homínidos
2. Ardipithecus ramidus: 4,5 millones de años. Vivió en sabana arbolada y húmeda de África oriental.
La evolución de los homínidos
3. Australopithecus: 4 - 2'5 millones de años. 4 especies: A. anamensis, A. afarensis, A. africanus y A. garhi. Regiones arboladas y sabanas húmedas.Estatura: 1,10 -1'40m; peso: 30-55 kg; capacidad craneal: 350 a 500 cm3.
Esqueleto de "Lucy", Etiopía (1974
La evolución de los homínidos
4. Paranthropus: 2,7 - 1 millones de años. También, se conocen varias especies: P. aethiopicus, P. boisei, P. robustus. Regiones de sabana arbolada de África oriental y austral.Estatura: 1,20 -1'50m; peso: 25-55 kg; capacidad craneal: 420 a 530 cm3.
La evolución de los homínidos
5. Homo habilis/ Homo rudolfensis: 2,5 millones de años. Regiones de sabana arbolada húmeda de África oriental y austral. Son los primeros homínidos que trabajan utensilios de piedra.Estatura: 1,15 -1'40m; peso: 25-50 kg; capacidad craneal: 550 a 750 cm3.
La evolución de los homínidos
5. Homo georgicus: 1,8 millones de años. Especie catalogada en 2002, por fósiles encontrados en el Caúcaso, en Georgia. Pudieron provenir de H. habilis que emigraron de África.Estatura: 1,50m; peso: 25-50 kg; capacidad craneal: 600 a 680 cm3.
La evolución de los homínidos
6. Homo ergaster: 1,9 - 1 millones de años. Se han encontrado fósiles en África en distintas localizaciones (desde sabana a montaña) y fuera de África. Por ello, se cree que su bipedación era más eficaz y la dieta más cárnica.Estatura: 1,55 - 1'70m; peso: 50-65 kg; capacidad craneal: 800 a 950 cm3.
Esqueleto del niño de Nariokotome o niño de Turkana
La evolución de los homínidos
6. Homo erectus: 1,6 mA - 100.000 años. Se extendió por Europa y Asía, llegando hasta Indonesia. Se han encontrado junto a sus fósiles herramientas muy perfeccionadas y dominaron el fuego.Estatura: 1,50 - 1'80m; peso: 40-70 kg; capacidad craneal: 900-1300 cm3.
La evolución de los homínidos
8. Homo floresiensis: 90000-12000 años. Se cree que un grupo de H. erectus asentó en la Isla de Flores dando lugar a esta especie. Se apodan "hobbits" por su baja estatura.Estatura: 1 m; peso: 25 kgcapacidad craneal: 400 cm3.
La evolución de los homínidos
9. Homo antecessor: 900000 años. Se describió en Atapuerca, (Burgos). Es el homínido más antiguo de Europa y se considera el ancestro común de H. neanderthalensis y H. sapiens.Capacidad craneal: >1000 cm3.
La evolución de los homínidos
10. Homo neanderthalensis: 200000-30000 años. Habitaba Europa. Realizaba ritos funerarios, eran cazadores y recolectores. Probablemente desarrrollaron lenguaje articulado.Estatura: 1'70 m. Peso: 70 kg.Capacidad craneal: 1500 cm3.
Comparativa entre H. sapiens (izquierda) y H. neanderthalensis (derecha).
La evolución de los homínidos
9. Homo sapiens: Apareció en África hace unos 300000 años y se extendió por Europa hace unos 50000. Convivió con H. neanderthalensis y pudieron haberse mezclado.Estatura: 1'50-2 m. Peso: 50-90 kg. Capacidad craneal: 1300-1400 cm3.
La evolución de los homínidos
La evolución de los homínidos
Divulgación científica sobre evolución humana
Vídeos
Vídeos sobre Atapuerca (Burgos)