EVOLUCIÓN

• Selección natural • Evidencias de la evolución• Adaptación

Prof. Moisés Lozano Lugo

Selección natural

• Se define como el éxito reproductivo diferencial. Puede actuar de diversas formas para cambiar las frecuencias alélicas y genotípicas dependiendo de que fenotipos sean los más eficaces, tienden a producir poblaciones de individuos mejor adaptados a su ambiente. Es el proceso en el cual unos fenotipos y consecuentemente unos genotipos, dejan más descendientes que otros. La selección actúa sobre el organismo completo y por lo tanto sobre el fenotipo.

• La selección natural puede actuar en tres formas: Selección direccional Selección estabilizadora Selección disruptiva

Tipos de sección natural

• Selección direccional: Actúa eliminando continuamente individuos de uno de los extremos de la distribución fenotípica y la media se desplaza constantemente hacia el otro lado. Ejemplo si en una población se eliminan los individuos bajos, la media se moverá hacia el extremo de los organismos altos.

• Selección estabilizadora: elimina continuamente individuos de ambos extremos de la distribución fenotípica, mantiene la misma media a lo largo del tiempo. Cuando una especie esta bien adaptada a un ambiente en particular y este no cambia, se favorece la supervivencia y reproducción de los organismos promedio.

• Selección disruptiva: favorece a los individuos de ambos extremos de la distribución fenotípica a expensas de los fenotipos intermedios, esto ocurre cuando una población ocupa un lugar que proporciona tipos diferentes de recursos que pueden ser utilizados por la especie.

Evidencias de la evolución.

Evidencias de la evolución

• Las evidencias de la evolución, son el conjunto de pruebas que los

científicos han reunido, para demostrar que las especies pueden

evolucionar, comprobando que los seres que habitan en la actualidad

son descendientes de otros que vivieron anteriormente. El proceso de

cambio que sufren los organismos a lo largo del tiempo, es un concepto

aceptado por los hombres de ciencia. Las pruebas de la evolución,

pueden ser de dos tipos, las directas (paleontológicas), y las indirectas

(anatómicas, embriológicas, biogeográficas, bioquímicas y genéticas).

Paleontología

• Paleontológicas: Las evidencias paleontológicas son los fósiles,

representan la mejor prueba directa de la evolución. Los fósiles son

organismos que se han conservado (incluidos en ámbar, congelados,

petrificados, etc.), pero también lo pueden ser cualquier prueba de su

existencia, ya sean restos o huellas. Se encuentran en capas de rocas

sedimentarias en diferentes regiones de la corteza terrestre, las más

profundas contienen a los fósiles más antiguos, mientras que los de las

más superficiales representan a los más modernos. Entre más antigua

sea una especie, más diferente será de las especies actuales.

Fósiles

Arqueopterix

Embriología comparada

Embriología comparada

• Embriológicas: Embriología comparada. Estudia a los organismos antes de nacer, comparando las etapas embrionarias en distintas clases de animales. Se ha encontrado que en las primeras etapas del desarrollo, muchos organismos muestran características comunes, lo que lleva a pensar en un modelo compartido de desarrollo embrionario, debido a que tienen un antepasado común.

• En los vertebrados, se puede observar una gran similitud en las primeras etapas del desarrollo que siguen un modelo básico, por ejemplo, los embriones de peces, tortugas, pollos, cerdos y humanos, desarrollan cola y ranuras branquiales al inicio de su formación, pero sólo en los peces se continúa el desarrollo de ambas estructuras, en las tortugas y cerdos sólo la cola, y en los pollos y humanos estas estructuras desaparecen o no son perceptibles en los adultos.

• La explicación a esto, es que en los vertebrados existen genes que dirigen la formación de branquias y cola, y todos los descendientes aún mantienen tales genes, en algunos continúan activos durante todo el desarrollo y en otros sólo durante las primeras etapas.

Embriología comparada

Anatomía comparada

Anatomía comparada

• Anatómicas: Anatomía comparada. Realiza estudios comparativos entre las estructuras internas de las diferentes especies, para conocer las similitudes que puede haber entre ellas, y así determinar las relaciones entre los organismos. Entre más parecido hay, el parentesco es más cercano y significa que la separación del ancestro común es más reciente. Así se pueden encontrar, estructuras homólogas, análogas y vestigiales.

Órganos homólogos

– Órganos homólogos: Se desarrollan en organismos estrechamente relacionados, ya que tienen un mismo origen embrionario y evolutivo pero funciones distintas, esto se debe a las adaptaciones al ambiente que estas han sufrido. Al comparar los miembros delanteros de distintos vertebrados, se observa una gran similitud, por ejemplo, en el caso de los mamíferos, los usan para nadar, saltar, correr, tomar objetos y volar; estos evolucionaron de un ancestro común y cada uno se ha modificado para hacer una función particular.

Órganos homólogosHumano Gato Ballena Murcielago

– Estructuras análogas: Estas se desarrollan en organismos que no tienen relación entre sí, tienen un origen embrionario y evolutivo distinto, pero realizan la misma función, aún cuando son diferentes en su anatomía, ya que son adaptaciones al ambiente. Por ejemplo, las alas de los insectos y las aves tienen la misma función pero diferente origen.

Órganos análogos

– Estructuras vestigiales: Se encuentran reducidas y no tienen función aparente, pero muestran claramente que derivan de estructuras funcionales presentes en otras especies, por ejemplo, los pequeños huesos pélvicos de la ballena o los huesos rudimentarios de las patas posteriores presentes en algunas serpientes.

Órganos vestigiales

Órganos vestigiales

Biogeografía

Biogeografía

• Biogeográficas: La biogeografía se dedica al estudio de las áreas de distribución de las especies, tratando de determinar patrones de dispersión, el lugar de origen y como se diseminaron, intentando reconstruir la forma en que los organismos interactuaban en su hábitat original. Entre más alejadas estén dos áreas geográficas, más diferentes son las especies que las habitan, aunque estas áreas puedan tener condiciones ecológicas similares. Por ejemplo: el ártico y la antártida, y la región mediterránea y California.

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• Dependiendo del área de distribución las especies pueden ser endémicas, cuando su hábitat esta reducido a una región particular y no se encuentra en ningún otro lugar del mundo, se dice que son especies nativas. Por el contrario, algunas especies tienen una distribución muy amplia, que puede llegar a ser mundial y reciben el nombre de cosmopolitas. Los factores principales que han determinado la distribución de las especies son la topografía y el clima. Las especies se dispersan hasta que son detenidas por alguna barrera física, climática o biológica.

• La biogeografía es una prueba de la evolución, ya que permite reconstruir la historia evolutiva de los organismos. En 1876 Alfred Russel Wallace, tomando en cuenta la geografía, el clima y la distribución de los animales, dividió las tierras emergidas en seis reinos biogeográficos, esta clasificación se sigue utilizando y es la siguiente.

• Reino paleártico, comprende Europa, África del Norte con el desierto del Sahara, Asia septentrional al norte del Himalaya y la cordillera de Nan-Ling, además de Japón, Islandia y los archipiélagos de las Azores y Cabo Verde, algunas de las especies nativas son: topos, venados, cabras, lobos y liebres.

• Reino neártico, se extiende a Groenlandia y América del Norte hasta las planicies de México septentrional, aquí se pueden encontrar cabras salvajes, perros de las praderas, zorrillos, coatí, pavos; además de algunas especies que comparte con el paleártico.

• Reino neotropical, corre por el continente americano desde la porción central de México, junto con las Antillas hasta Sudamérica, dentro de la fauna se encuentran: el mono aullador, el oso hormiguero, alpacas, vampiros, perezosos, tucanes y garzas.

• Reino etiope, va de la parte de África extendida al sur del Sahara, y la isla de Madagascar, algunos de los organismos que aquí se pueden encontrar son: los gorilas, chimpancés, cebras, rinocerontes, hipopótamos y jirafas.

• Reino australiano, comprende Australia, Nueva Zelanda, Nueva Guinea y otras islas del Pacífico, algunos animales exclusivos de esta región son: canguros, koalas, equidnas y ornitorrincos.

• Reino oriental, abarca la India, Ceilán, Vietnam, China meridional, la península Malaya, y algunas islas de las Indias Orientales, son particulares de este reino, el orangután, la pantera negra, el elefante asiático y el gibón.

Las regiones biogeográficas del mundo se encuentran Las regiones biogeográficas del mundo se encuentran delimitadas por algún tipo de barrera física, como delimitadas por algún tipo de barrera física, como puede ser una cordillera, el océano, el desierto etc., puede ser una cordillera, el océano, el desierto etc., esto ha permitido que mantengan sus características esto ha permitido que mantengan sus características biológicas propias. En épocas recientes, el hombre biológicas propias. En épocas recientes, el hombre esta provocando una homogeneización de estas esta provocando una homogeneización de estas zonas, debido al intercambio e introducción de zonas, debido al intercambio e introducción de diferentes especies.diferentes especies.

Bioquímicas y Genéticas

• Bioquímicas y Genéticas: La bioquímica y la genética proporcionan evidencias de las relaciones evolutivas que existen entre todos los seres vivos. La bioquímica hace estudios comparativos de las proteínas y ácidos nucleicos que forman parte de diferentes seres vivos, para conocer las semejanzas que puede haber entre algunas especies, y comprobar si tienen un origen común. Cuando las semejanzas entre estas substancias van desapareciendo, esto nos indica que el origen evolutivo es más distante. La genética estudia, la estructura, replicación, expresión y modificaciones del material genético, que ocurren en las poblaciones.

• Cuando ya se conoce la secuencia de aminoácidos de una proteína que es común en muchas especies, se pueden hacer comparaciones y ver las diferencias que existen, entre más semejanzas mas cercano será el parentesco, con estos datos se pueden construir árboles filogenéticos moleculares, que comparen el grado de diferencia en la secuencia de aminoácidos entre las especies. Un ejemplo de esto, se puede ver en la porción terminal de la molécula de citocromo C (uno de los transportadores de electrones en la mitocondria), que muestra la forma en que una secuencia de aminoácidos difiere entre tres especies.

El ADN de especies cercanas tendrá más secuencias de nucleótidos similares que el ADN de especies con relaciones lejanas, con las máquinas secuenciadoras es posible comparar las secuencias de nucleótidos en los genes individuales de una gran variedad de especies. El número de sustituciones de nucleótidos entre genes que codifican la misma proteína o una similar, refleja la relación entre las especies, mientras se presenten menos diferencias en la secuencia de nucleótidos más cercana será la relación de los organismos.

Tyr Leu Lys Lys Ala Thr Asn Glu

Tyr Leu Lys Lys Ala Thr Lys Glu

Tyr Leu Lys Asp Ala Thr Ser Lys

Hombre

Perro

Gallina

Adaptación

• La adaptación son las modificaciones evolutivas que mejoran las oportunidades de supervivencia y reproducción de una población, son las características que ayudan a los organismos a adaptarse al ambiente para sobrevivir en un mundo cambiante, que de no hacerlo se extinguiría.

• Adaptación: Las adaptaciones, son mecanismo mediante los cuales una población hace frente a las presiones de su ambiente. Los organismos que mejor se adaptan a su entorno ecológico, son capaces de sobrevivir y reproducirse, preservando las características genéticas más adecuadas. Son los rasgos estructurales o funcionales que posee un individuo, y que le dan ventajas en un determinado momento para la supervivencia en el medio en el cual habita. La adaptación biológica es una consecuencia del proceso de selección natural.

• Para explicar el proceso de adaptación, Darwin usó el ejemplo de los lobos y los venados; las conductas predatorias de los lobos seleccionan a los venados lentos e incautos, con lo que dejan a los venadas más rápidos y alertas para que se reproduzcan y continúen con la especie. A su vez, los venados alertas y veloces hacen que se dé una selección en contra de los lobos lentos y torpes, porque estos depredadores no pueden adquirir los alimentos suficientes. Las poblaciones evolucionan y se adaptan al ambiente, y con el tiempo la acumulación de modificaciones podría dar por resultado nuevas especies.

• Existen tres tipos de adaptación al medio que son:

Morfológica

• Morfológica o estructural: Son las adaptaciones en su aspecto físico, que permiten que un organismo sobreviva en un ambiente inhóspito, por ejemplo la sustitución de hojas por espinas en los cactus para evitar la pérdida de agua.

Etológicas

• Etológicas o de comportamiento: Son conductas desarrolladas por los organismos para obtener alimento, refugio, pareja etc., como ejemplo tenemos la danza de cortejo de muchas aves, para atraer a la hembra y reproducirse.

Fisiológica

Fisiológica o funcional: Son los procesos metabólicos que desarrolla un organismo para adaptarse a su ambiente, un ejemplo son las glándulas de sal que tienen las iguanas marinas para eliminar el exceso de sal en su cuerpo.