Botánica

1. Prof: CANDELA, Luciana
Curso: 3 er año
Profesorado de Biología

2. Comenzamos con algo de Ciencia
La enseñanza de las ciencias implica no sólo la
explicación de forma expositiva de los contenidos
concretos de los programas de estudios sino
también una aproximación al trabajo de los
científicos para desarrollar en los alumnos una
forma de crítica, reflexión y la capacidad de realizar
sus propias experiencias.

3. Para sus descubrimientos a lo largo de la historia,
los científicos han realizado experimentos a partir
de preguntas y luego han analizado sus
resultados para extraer conclusiones. Cada uno
de estos pasos es lo que definimos, en forma
general, como capacidades científicas y/o
competencias científicas.

4. ¿De dónde surge la vida?
Históricamente el tema de la vida ha sido
encarado desde muy distintas perspectivas y
materias de estudio. La filosofía ha sido una de
ellas y ha ofrecido numerosas definiciones
distintas de vida desde la época de los griegos
(Platón, Aristóteles), pasando por el medioevo
(Santo Tomás de Aquino) hasta la modernidad
(Kant) y contemporaneidad.

5. ¿Qué es la vida?

6. “Max Scheler reconoce la importancia de esta marca de vida
(refiriéndose al movimiento propio como característica de los
organismos con vida) pero extiende su definición más allá y
agrega como característica propia de los seres vivos: el
movimiento propio, la formación propia, la diferenciación propia
y la limitación propia. Cuando pensamos en estos conceptos
de movimiento propio en la materia no viva, nos viene
automáticamente la siguiente pregunta: ¿Qué cosa distingue el
movimiento propio de los seres vivos del movimiento propio de
los seres no vivos? (…) Scheler responde a esta pregunta
aclarando que los movimientos de los seres vivos no
responden a ciertas leyes del universo físico como por ejemplo
la ley de inercia; por el contrario el movimiento de estos seres
responde a fuerzas internas de dicho organismo y que
constituyen actividades del propio organismo vivo.“

7.  Según el Curtis and Barnes, desde una perspectiva
bioquímica cuatro características distinguen a las
células vivas de otros sistemas químicos:
 La existencia de una membrana que separa al
organismo del ambiente circundante y le permite
tener una identidad bioquímica.
 La presencia de enzimas, proteínas complejas
esenciales para la producción de reacciones
químicas de las que depende la vida (nota del
editor: en otras palabras, la posibilidad de usar
energía y degradar o producir moléculas)
 La capacidad para replicarse generación tras
generación.
 La posibilidad de evolucionar a partir de la
producción de descendencia con variación.”

8.  Actualmente se acepta que las células son
los organismos con vida más simples y
pequeños que pueden existir y que cumplen
con los criterios mencionados.
¿Pero las células de dónde
surgen?

9. Van Helmont (1580-1643). Tomado del Curtis and Barnes
(2007)

10. Esta idea de Van Helmont, carecía de experimentos
controlados para demostrarse, pero tenía una sólida
recepción en la época. Para tratar de comprobarlo o
refutarlo, un médico y naturalista de la época llamado Redi
(1626-1697) diseñó un elegante experimento:

11.  Este experimento fue un golpe duro para los
defensores de la generación espontánea pero
durante dos siglos más se seguiría discutiendo
acerca de la misma. El golpe definitivo que acabó
con esta idea fue dado por Pasteur (químico
francés 1822-1895), en 1864.
 En dicho experimento, Pasteur dejó un caldo
dentro de un matraz al cual curvó en su boca con
la idea de dificultar la entrada de partículas
pequeñas pero sin impedir que al aire lo
atravesara. Luego hirvió el caldo que estaba en el
interior del matraz para asegurarse de que si
alguna partícula con vida estaba presente desde
el momento anterior a la curvatura de la boca,
muriera. Finalmente dejó reposar un tiempo el
frasco para ver qué ocurría.

13.  Finalmente comparó el dispositivo armado con
otro igual pero que tuviera una ligera inclinación
de manera tal de que las partículas tuvieran
acceso al interior de la botella. Este fue el grupo
control. Como era de esperar si la generación
espontánea no existía, la botella en forma
vertical (que no permitía la entrada de
microorganismos) permaneció en su estado
original. Por el contrario, la botella inclinada
(que sí permitía la entrada de microorganismos)
se contaminó. Este fue el golpe definitivo a la
teoría de la generación espontánea.

14.  Pero la Historia continúa… Entonces ¿Cómo surgió la
vida?
 Como mencionamos las células son la forma de vida más
simple, en el sentido del nivel de organización más
pequeño del que se tiene referencia en donde exista la
vida. Por debajo de este están las biomoléculas que
carecen de los elementos fundamentales para la vida. De
alguna manera esas biomoléculas se han organizado y han
formado una célula. Como vimos se ha demostrado con
diversos experimentos la imposibilidad de que esto ocurra
de manera espontánea, teniendo en cuenta las condiciones
actuales de la Tierra pero en algún momento, nuestro
planeta debe haber tenido las condiciones para que eso
ocurriera. Esta es la idea que planteó el científico Oparin a
principios del siglo XX.

15. Infografía de la historia de la Tierra desde que surgió hasta el
presente como analogía de un día de 24 horas para entender
cuándo debió haber surgido la vida…

16.  Dos científicos establecieron a principios del
siglo XX una posible idea al respecto. Vale
destacar que estos dos científicos no trabajaron
en conjunto sino en paralelo desde lugares
físicos bastante lejanos (en esa época no existía
internet ni los recursos de comunicación que
tenemos hoy en día). Por esta razón, y si bien
Haldane (1892-1964) admitió que Oparin (1894-
1980) publicó primero su idea cediéndole
elegantemente la prioridad del descubrimiento,
históricamente se les reconoció conjuntamente la
teoría ya que el hecho de publicarlo un par de
años antes no justificaba que no la hubieran
encontrado en forma paralela y complementaria.

17. Teoría Oparin-Haldane
 La idea principal de estos dos científicos es que la
vida surgió en un contexto terrestre muy diferente
al actual. En dicho contexto (hace
aproximadamente 4.000 millones de años) las
moléculas principales que constituían la atmósfera
terrestre eran principalmente: hidrógeno gaseoso
(H2), nitrógeno (N2), metano (CH4), amoníaco
(NH3) y vapor de agua (H20). Además de estas
moléculas simples, existía una gran cantidad de
energía aportada por: la radiación solar, muy
superior a la aportada en la actualidad ya que no
existían las capas que hoy en día la “filtran” (como
la capa de ozono); continuas erupciones
volcánicas; múltiples Interacciones eléctricas en la
superficie de la Tierra.

18.  Esta serie de factores permitió la formación de
las primeras moléculas orgánicas sencillas
(monómeros) que más adelante abrieron paso a
la constitución de moléculas más complejas
(polímeros) que sentarían las bases para el
desarrollo de los primeros organismos celulares.
Este conjunto de moléculas en la atmósfera
primitiva fue denominado como “caldo primitivo”
y comenzó a evolucionar (con el nombre
de evolución prebiótica) y cambiar debido a las
interacciones físico-químicas de esta tierra
primitiva sentando las bases de lo que más
adelante serían partes constitutivas de los
organismos vivos.

19.  Miller, en 1953, apoya la Teoría de Oparin y Haldane.
Simuló por primera vez la atmósfera primitiva con una
mezcla de gases (los mencionados por Oparin) y lo
bombardeó con descargas eléctricas, luego de una
semana analizó los productos de a reacción y comprobó
que se habían formado aminoácidos y componentes de
las proteínas de manera sintética.
 Luego Oró, en 1961, al hacer un experimento similar
encontró además de aminoácidos un compuesto
complejo llamado adenina.
Por lo tanto el “caldo primitivo” era mas rico que el
obtenido por Miller y Urey

20.  La comprobación experimental de la
hipótesis de Oparín-Haldane
 Los invito a leer el material y a responder las
preguntas que allí figuran!

21. Otra Hipótesis
 Inicio de la vida?? Los PROTOBIONTES
 Si se agita agua que contiene proteínas y
lípidos se forman estructuras huecas que se
denominan microesferas, muy similares en
diversos aspectos a las células: tiene un límite
externo bien definido y en ciertas condiciones
son capaces de absorber material de una
solución e inclusive dividirse.
 Los coacervados.
Visitar el sitio https://youtu.be/kEF7DzmGqd8

22.  Oparín sometió el origen de la vida a un
diseño experimental, los Coacervados.
Este modelo lo diseño para poner a
prueba de que las moléculas orgánicas
podían organizarse simultáneamente y
formar sistemas que tenían cierta
individualidad y eran capaces de
intercambiar materia y energía con el
medio.

23.  El registro fósil ubica a las primeras células
hace 3.500 millones de años. Las 1º células
eran procariotas, es decir carecen de núcleo
diferenciado. Estos heterótrofos primitivos
obtenían su alimento del espeso caldo
primitivo. Dado que no había oxígeno libre, el
metabolismo era completamente anaerobio y
por lo tanto bastante poco eficiente.

24.  Hace unos 2.000 millones de años, las
cianobacterias habían producido
suficiente oxígeno para modificar la
atmósfera terrestre sustancialmente.
Muchos anaerobios obligados (aquellos
que no viven en presencia de oxígeno)
fueron dañados por el oxígeno, algunos
desarrollaron modos de neutralizarlo o
se restringieron a vivir en áreas donde
este no penetra.

25.  Algunos organismos aerobios se
adaptaron a vivir desarrollando una vía
respiratoria que utilizaba el oxígeno
para extraer más energía de los
alimentos y transformarla en ATP. La
respiración aerobia se incorpora así al
proceso anaerobio ya existente de la
glucólisis.

26.  Esta aparición de organismos aerobios tuvo varias
consecuencias:
 Los organismos que usan el O2 obtienen más energía de 1
molécula de glucosa que la que obtienen los anaerobios por
fermentación, por lo tanto son mucho más eficientes.
 El O2 liberado a la atmósfera era tóxico par los anaerobios
obligados, que se confinaron a áreas restringidas.
 Se estabilizó el oxígeno y el dióxido de Carbono en la
atmósfera, y por lo tanto el Carbono empezó a circular por la
ecósfera.
 En la atmósfera superior el O2 reaccionó para formar OZONO
(O3) que se acumuló hasta formar una capa que envolvió a la
tierra e impidió que las radiaciones ultravioletas del sol llegaran
a la tierra... pero con su ausencia disminuyó la síntesis abiótica
de moléculas orgánicas.

27. Teoría Endosimbiótica

28. Es todo por hoy!.....

29. Prof: CANDELA, Luciana
Curso: 3 er año
Profesorado de Biología

30. BIODIVERSIDAD

35.  La necesidad de una clasificación
 1. La sistemática es la disciplina científica
que estudia la diversidad de los seres vivos,
su parentesco, e intenta clasificarlos
mediante un sistema ordenado.
 2. Las clasificaciones son hipótesis que los
biólogos ponen a prueba continuamente a
través de su trabajo. Se valen de un sistema
de clasificación para nombrar y agrupar a las
especies conocidas de una manera lógica,
objetiva, consistente y no redundante.

37. Controversias
* Criterios de Clasificación
* Aristóteles - Reinos (Mineral, Animal y Vegetal)
-Sangre roja o no
• Linnaeus (1735) – Sistema de Nomenclatura
Binomial

38.  Linnaeus
 Agrupó a los organismos según jerarquías y los
llamó TAXONES. Ideó la Nomenclatura Binomial:
 • Taxón. Se denomina taxón a cualquier grupo de
organismos dentro de una clasificación
jerarquizada de seres vivos.
 • Tipos de taxones. De orden superior a inferior
son:
• Reino
• Fílum (o División )
• Clase
• Orden
• Familia
• Género
• Especie

39.  Nomenclatura binomial. Es una forma de
denominar a cada una de las especies
mediante dos nombres en latin: el primer
nombre es el nombre del Género y el
segundo nombre es el nombre de la
especie. Estos dos nombres se escriben en
minúsculas excepto la primera letra del
Género que se escribe con mayúscula. Por
ejemplo el nombre científico del lobo se
escribe así: Canis lupus (El Género es Canis
y la especie es lupus).

41. Haeckel (1866)
 TRES REINOS (Animalia, Plantae y Protista)
 Criterio: Diferencia entre unicelulares y
Pluricelulares

42. Chatton (1925)
 DOS GRUPOS (Eukaryota y Prokaryota)
 Criterio: Células con núcleo y procariontes
anucleados

43. Copeland (1938)
 CUATRO REINOS (Animalia, Plantae,
Protoctista, Monera)
Nuevo Reino Monera, para agrupar a los
recientemente definidos organismos
procariotas

44. Wittaker (1969)
 Cinco Reinos: Propone separar a los hongos
en un nuevo reino, el 5 to
 Criterio: Los hongos poseen células
eucarióticas, tienen núcleos y paredes
celulares pero carecen de pigmentos
fotosintéticos.

45. Woese (1977)
 TRES DOMINIOS (Eukarya, Archaea y
Bacteria)
 Criterio: Genética Molecular, aplicación de
métodos que permiten comparar secuencias
de Acidos Nucléicos, utilizando la secuencia
de ARN ribosomal de la subunidad pequeña
del ribosoma (ARNr 16S).

47. En 1977, Carl Woese propuso los tres dominios Bacteria, Archaea y Eukarya.
Los dos primeros resaltan las diferencias entre procariontes, pero no todos
los taxónomos aceptan este principio clasificatorio.

48.  Sistemática y evolución
 Después de la publicación de El Origen de las
Especies (Darwin), las estructuras similares
presentes en distintos organismos fueron
interpretadas desde una perspectiva biológica
y muchas evidenciaron un origen ancestral
común. Tales estructuras, similares y
heredadas, se denominan homologías.

49. Homologías
Los distintos huesos de
estas extremidades
anteriores se muestran
en color para indicar las
similitudes
fundamentales en su
estructura y
organización. Las
estructuras que tienen un
origen común, pero no
necesariamente
conservan la misma
función, se denominan
homólogas y constituyen
una evidencia en favor
de la hipótesis de que
estas seis especies
derivan de un mismo
ancestro común.

50. Homologías entre miembros anteriores
(1870)

51. Analogías
 Dos estructuras son análogas si son
morfológica y/o funcionalmente
semejantes y si esta semejanza se ha
adquirido de un modo filogenéticamente
independiente. Es el caso de la
comparación entre las alas de las
mariposas y las alas de los murciélagos
y las aves.

52. https://www.youtube.com/watch?v=MjFc3zgnKwo

53.  Las analogías u homoplasias son las
características presentes en dos o más
especies que no tienen un antecesor común
que la posea. Incluyen convergencias
(similitudes surgidas entre grupos con
ancestros diferentes), paralelismos
(estructuras morfológicas similares,
adquiridas de manera independiente entre
grupos de parentesco cercano) y
reversiones (de un determinado carácter a
otro ancestral).

54.  Otros términos….
 El término homoplasia abarca los conceptos de convergencia y de
paralelismo. La homoplasia hace referencia a cosas semejantes que
han evolucionado de manera independiente en dos especies o
clados. La convergencia y el paralelismo hacen referencia a los
mecanismos causales que explican la homoplasia:
 Dos caracteres son homoplásticos por convergencia cuando hay
analogía en grupos filogenéticamente lejanos.
 Dos caracteres son homoplásticos por paralelismo cuando hay
analogía en grupos filogenéticamente cercanos, anidados en un
mismo clado.
 La evolución paralela y convergente tienen lugar cuando dos o más
linajes desarrollan independientemente características similares o
idénticas. Estos dos tipos de evolución usualmente se distinguen en
que el paralelismo involucra cambios en características homólogas
entre organismos estrechamente relacionados; mientras que la
convergencia puede involucrar cambios en diferentes características
entre organismos menos relacionados.​ Tanto la evolución paralela
como la evolución convergente proveen solidas evidencias de que
las similitudes desarrolladas, resultan de la adaptación por selección
natural.

55.  La distinción entre analogías y
homologías es clave para una
clasificación basada en el parentesco
entre organismos. Si se pudiera agrupar
toda la diversidad de los organismos
vivientes y extinguidos por medio de
similitudes homólogas, la clasificación
representaría la historia evolutiva de los
seres vivos que habitan o han habitado
este planeta.

56.  El cladismo y el ideal monofilético
 Darwin propuso que todos los organismos vivos descienden de un
único antecesor común y pertenecen a un mismo árbol genealógico.
Durante años, los taxónomos se resistieron a aceptar esta idea.
 En la década de 1950, W. Hennig comenzó a elaborar una nueva
propuesta para la clasificación. En su forma actual, sus ideas se
conocen como sistemática filogenética o cladismo.
 El cladismo propone la construcción de grupos sistemáticos a través
del reconocimiento de sinapomorfias, nombre que reciben las
características exclusivas y derivadas. Estas características
permiten identificar a todos los miembros de un grupo y a su
ancestro inmediato. Las simplesiomorfias, en cambio, son
características primitivas que se mantienen presentes desde
tiempos remotos y que no podrían usarse para generar grupos
descendientes.

57. Taxónomo Willi Hennig en 1950

58.  CLADOGRAMA que muestra un ejemplo de
diversificación de una especie ancestral en 3
especies presentes en la actualidad. Cada nodo
del árbol (como el marcado con un círculo rojo)
representa la divergencia de un linaje ancestral en
dos linajes que evolucionan independientemente,
esto es, que adquieren su propio set de cambios
evolutivos. En barras rojas se muestran las
apomorfías (que en cladogramas se denominan
sinapomorfias) los nuevos estados del carácter.
También es toda la ramificación que se obtiene de
hacer un único corte en el cladograma, el corte
puede estar justo debajo de un nodo, en una
apomorfía, o justo arriba del nodo en la base de
una rama. El antepasado común es una población
que no necesariamente está compuesta de un
único individuo.

59. Evolución Divergente
Es un proceso que describe la rápida especiación de una o
varias especies para llenar muchos nichos ecológicos. Este
es un proceso de la evolución cuyas herramientas son la
mutación y la selección natural. Ocurre con frecuencia cuando
se introduce una especie en un nuevo ecosistema, o cuando
hay especies que logran sobrevivir en un ambiente que le era
hasta entonces inalcanzable. Por ejemplo, los pinzones de
Darwin de las islas Galápagos se desarrollaron de una sola
especie de pinzones que llegaron a la isla.

60.  Las alas de los murciélagos son también, una evolución
divergente comparada con las patas delanteras de otros
mamíferos (origina homologías), pero una evolución
convergente con las aves. (origina analogías)

61.  Sintetizando…
 La evolución ha seguido dos patrones
diferentes…
 La divergencia evolutiva es el aumento de
diferencias entre los descendientes de una
sola especie ancestral. Ejemplo: la evolución
del caballo
 La convergencia evolutiva es el aumento de
similitudes entre las especies que derivan de
antepasados diferentes como resultado de
adaptaciones a ambientes similares.

62. Sinapomorfias y
simplesiomorfias Sinapomorfias y simplesiomorfias
son conceptos relativos que se
utilizan en referencia a un grupo
taxonómico específico.
(a) La columna vertebral es un
carácter primitivo y compartido
por todos los vertebrados,
incluidos los mamíferos.
(b) Las glándulas mamarias y los
pelos constituyen sinapomorfias
del taxón mamíferos que sirve
para definirlos como grupo. A su
vez, la columna vertebral es una
sinapomorfia de los vertebrados
en relación con el resto de los
grupos. Si los grupos taxonómicos
se definiesen por
simplesiomorfias en lugar de
sinapomorfias, todos los árboles
colapsarían en un único nodo.

63.  La distinción entre sinapomorfia y simplesiomorfia
no es absoluta, sino relativa a un nivel determinado
de la jerarquía sistemática:
En el contexto de los mamíferos como subtaxón de
los tetrápodos, el martillo del oído es una
sinapomorfia. En relación a este último, el cartílago
articular de los anfibios (una parte de la mandíbula
inferior de la que se deriva el martillo) es un carácter
simplesiomórfico.
Si consideramos a los animales como un conjunto,
la columna vertebral es una sinapomorfia que
caracteriza al subtaxón de los vertebrados. Pero si
queremos caracterizar la posición de columna
vertebral en un pájaro en relación al taxón de los
vertebrados, entonces el rasgo es simplesiomórfico.

64. ES TODO POR HOY!!