CMC T 1 l’univers i l’origen de la terra-1 límits de la ciència
T 2 L'origen de la vida i l'evolució
1. Tema 2 L’ORIGEN DE LA VIDA I L’EVOLUCIÓ
ELS PILARS DE LA VIDA
1
2. ELS PILARS DE LA VIDA
Què és la vida?
Quines qualitats diferencia un ésser viu de la
matèria inerta?
Els éssers vius contenen quelcom diferent
que aporta vida?
Caldrà
estudiar els pilars de la vida, les
característiques dels éssers vius i com està
format un organisme per poder considerar-lo viu.
2
3. PROPIETATS DELS ÉSSERS VIUS
Éssers vius Conjunt d’organismes que realitzen
les funcions vitals de relació, nutrició i
reproducció.
Relació Capacitat de percebre estímuls de l’exterior
(sentits), analitzar-los i respondre-hi de manera
adequada (sistema nerviós i locomotor).
Nutrició Captar nutrients per l’obtenció de matèria i
energia per al seu consum.
Reproducció Generar nous individus semblants
(asexual o sexual).
3
4. PROPIETATS DELS ÉSSERS VIUS
El llindar de la vida.
Organismes
unicel·lulars Organismes
pluricel·lulars.
Els virus?
Capacitat de relació.
Reproducció no
autònoma.
No es nodreixen
4
5. COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Matèria composada per àtoms (92 elements
naturals)
25 elements químics que formen part dels
éssers vius bioelements
Molècules característiques dels éssers vius
biomolècules
Membrana
cel·lular
ADN
5
6. COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Els bioelements
Primaris
(96% de la composició) C, H, O, N, P
iS
Oligoelements Fe, Ca, K i Na.
Element
Éssers vius
Element
Matèria inerta
Oxigen
63%
Oxigen
46.6 %
Carboni
20 %
Silici
27.7 %
Hidrogen
9.5 %
Alumini
8.1 %
Nitrogen
2.5 %
Ferro
5%
Calci
2.4 %
Calci
3.6 %
Sofre
1.1 %
Sodi
2.8 %
6
7. COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS
La característica definitiva dels éssers vius no és
la composició sinó el seu grau d’organització.
7
8. COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Tipus de biomolècules
Estructura
Funcions biològiques
Inorgàniques
Aigua (H2O)
-Component del medi intern cel·lular.
-Dissol i transporta substàncies.
-Intervé en reaccions i funcions.
Sals minerals (Ca, Fe, Cl...)
-Estructural
-Regulació de la pressió osmòtica i el
transport.
Glúcids (C6H12O6)
-Reserva energètica
-Estructural (membranes de cel·lulosa)
Lípids (C, H, O, P, N)
-Reserva energètica
-Estructural (membranes fosfolipíds)
Proteïnes (20 aminoàcids)
-Estructural
-Regulació del metabolisme i transport.
-Sistema immunitari
-Processos de creixement
-Reserva energètica ocasional
Àcids nucleics (nucleòtids): ARN i ADN
-Informació genètica.
-Regulació de la síntesi de proteïnes
Orgàniques
8
9. COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS
La teoria cel·lular
afirma que la cèl·lula
és:
La unitat vital. És l’ésser viu
més petit i senzill.
La unitat estructural.
Tots els éssers vius estan formats
per cèl·lules.
La unitat funcional.
Disposa de tots els mecanismes
necessaris per mantenir-se viva.
La unitat reproductora.
Totes provenen d’altres preexistents.
9
10. COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS
Tipus de cèl·lules:
Procariotes
Menor grau de complexitat i
menys orgànuls.
Bacteris, cianobacteris i
cianòfits.
Eucariotes
Organització complexa,
diversitat d’orgànuls
especialitzats.
Organismes pluricel·lulars,
protozous, algues i fongs
unicel·lulars.
10
11. COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS
L’organització
cel·lular procariota
Membrana, amb paret i
càpsula.
Citoplasma amb pocs
orgànuls.
Nucli no determinat per
una membrana. Cadena
de DNA en forma d’anell
i replegada.
11
14. COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS
L’organització cel·lular
eucariota
Membrana plasmàtica
d’intercanvi de matèria i
energia.
Citoplasma amb molts
orgànuls:
ribosomes, mitocondris, retcl
e endoplasmàtic...
Nucli esfèric envoltat per una
membrana. Cadenes de DNA
en forma lineal.
Es divideixen en vegetals i
animals.
14
31. Tema 2 L’ORIGEN DE LA VIDA I L’EVOLUCIÓ
L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
31
32. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Durant molts segles la
Creació fou l'única
idea per a explicar
l’origen de l’univers i
de la vida en el món
occidental.
Articles:
¿Hemos sido diseñados?
Teoria creacionista
32
33. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Teoria de la generació
espontània.
Alguns éssers vius provenen de
la matèria inerta.
Aristòtil cucs, insectes i peixos sorgirien de la
rossada, la suor o la humitat.
S- XVII Anton Leewenhoek descobreix els
microorganismes.
Refutació per Francesco Redi (sXVII) i Louis
Pasteur (sXIX) La vida prové només de la
vida.
33
34. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Teoria de la
panspèrmia
La vida prové de l’espai
(meteorits i cometes).
Uns tipus de meteorits (condrites)
contenen indicis de
glúcids, aminoàcids i fragments de
nucleòtids.
Alguns bacteris poden mantenir-se
vius a l’espai durant molt de temps.
No s’han trobat cèl·lules als
meteorits.
Bacteris terrestres introduïts
posteriorment a la caiguda.
Resisteixen els bacteris les altes
temperatures en caure a la Terra?
34
35. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Origen de les
biomolècules
Teoria d’OparinHaldane (1923)
Atmosfera primitiva (H2,
NH3, CH4, H2O, sense
O2) amb altes T i
radiacions solars.
Reaccions per produir
les biomolècules.
Youtube: Origen de la vida Animación 8’24’’
Youtube: Origen de la vida 5’55’’
Cómo empezó la vida. History Channel 1h 32’
35
37. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Origen de les
biomolècules
Experiment d’Urey
i Miller (1953)
Reproduir l’atmosfera
primitiva de la Terra
(4600 milions d’anys).
Reaccions per produir
les biomolècules.
Experimento de Miller
Carl Sagan
37
39. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Origen de les cèl·lules.
Biomolècules d’Oparin
concentrades en un
“brou” primitiu als mars i
oceans.
La seva interacció
donaria lloc a les
primeres cèl·lules.
Oparin obtingué
coacervats.
Estructures amb
metabolisme simple amb
membrana que permet el
pas de proteïnes. Sense
material genètic.
39
40. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Origen de les
cèl·lules.
Al 1960 Sydney Fox
obtingué microesferes
protenoïdes.
Formades per
aminoàcids.
Metabolisme simple.
Es poden dividir.
Sense material genètic.
Món de l’ARN Les
primeres molècules
genètiques eren d’ARN
40
41. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Origen de les
cèl·lules.
Al 1967 Lynn Margulis
proposa la teoria
endosimbiont.
Les cèl·lules eucariotes
provenen de l’associació
de procariotes en
simbiosi.
Basada en que trobem
orgànuls cel·lulars amb
membrana semblant a la
procariota.
41
43. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
Cronologia de la vida a la
Terra.
Primers fòssils daten de fa
3700 M d’anys.
Primers organismes
anaerobis. Cèl·lules
procariotes amb gran
desenvolupament.
Fa 2200 M d’anys inici de la
fotosíntesi. Fa 1500 M
d’anys atmosfera amb un
21% d’O2.
Fa 1400 M d’anys apareixen
les cèl·lules eucariotes.
Fa 700 M d’anys apareixen
els primers organismes
pluricel·lulars.
Diversificació i colonització.
Mateix origen
Animació: Cronologia vida a la Terra
Evolución de la vida: del "caldo primordial" al hombre (7’33’’)
43
La evolución en 5 minutos
44. L’ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA
1.Evolució prebiòtica
2. Primeres protocèl·lules
3. Primer material genètic
4. Cèl·lules procariotes
5. Cèl·lules eucariotes
6. Organismes pluricel·lulars
7. Formació de colònies
Animació: Cronologia vida a la Terra
8. Aparició de vida intel·ligent
44
45. Tema 2 L’ORIGEN DE LA VIDA I L’EVOLUCIÓ
LA DIVERSITAT DEL ÉSSERS VIUS:
L’EVOLUCIÓ
45
46. LA DIVERSITAT DELS ÉSSERS VIUS
1735 Carl
Von Linné
Classificació
dels éssers
vius (2 noms
en llatí).
46
47. LA DIVERSITAT DELS ÉSSERS VIUS
Teories fixistes
Les espècies romanen
invariables des que es
van crear.
Creacionisme
Procés de creació diví. (fa
6000 anys)
Nega l’extinció de les
espècies i no explica la
presència de fòssils.
Cuvier
Catastrofisme (1798 Curvier)
Presència de fòssils per
extinció catastròfica (p.e.
Diluvi universal)
Individus invariables fins
avui.
Linneo
47
48. LA DIVERSITAT DELS ÉSSERS VIUS
Per als científics
transformistes o
evolucionistes
Els éssers vius canviaven
al llarg del temps
diferenciant-se unes
espècies de les altres.
La flora i fauna d’èpoques
passades estaven menys
evolucionades que les
actuals, ja que en temps
anterior s’observa una menor
diversitat d’organismes.
Charles Darwin
Jean Baptiste de Lamarck
48
49. L’EVOLUCIÓ LAMARCKIANA O TRANSFORMISME
L’EVOLUCIÓ
LAMARCKIANA O
TRANSFORMISME
Els éssers vius tenen
una tendència natural a
la perfecció i en
conseqüència es
transformaven les
espècies.
També es coneix com
teoria dels caràcters
adquirits.
Jean Baptiste de Lamarck
1744-1829
49
50.
Les condicions el medi ambient en el qual es
desenvolupa un ésser viu varien al llarg del temps.
Els canvis ambientals creen noves necessitats
que exigeixen als individus al modificació dels seus
hàbits o conductes.
Aquests nous hàbits anirien acompanyats del major o
menor ús de determinats òrgans, provocant el seu
desenvolupament o atrofia.
Els individus experimentarien gradualment modificacions
físiques.
“La funció crea l’òrgan”
Aquestes modificacions, induïdes per l’entorn,
serien transmeses a la descendència.
Amb el temps, tots els individus haurien canviat:
l’espècie s’hauria transformat.
50
51. L’EVOLUCIÓ LAMARCKIANA O TRANSFORMISME
Les primitives
girafes provenien
d’antílops
primitius.
S’alimentaven de
les fulles baixes
de les acàcies.
En èpoques de
sequera les girafes
estiraven el coll i
les potes per
agafar les fulles.
A causa de
l’ús, aquests
òrgans s’anaven
allargant.
Els caràcters
adquirits, coll i
potes cada vegada
més llargs, eren
transmesos a la
descendència de
generació en
generació.
51
52. L’EVOLUCIÓ DARWINISTA
Charles Darwin (1809-1882)va
partir com a naturalista a bord
del vaixell H.M.S. Beagle per fer
una expedició al voltant del món.
D’aquesta manera va començar
un viatge que va durar cinc anys.
El Beagle va fer moltes parades.
Darwin desembarcava a cada
platja i recollia tots els
espècimens i totes les dades
que podia. Al final del seu viatge
va començar a pensar en la
possibilitat que les espècies
canviaven amb el temps.
El viatge del Beagle
52
53. L’EVOLUCIÓ DARWINISTA
Una vegada acabada l’expedició, Darwin va
treballar durant anys organitzant totes les
dades, notes i espècimens que havia recollit
durant el viatge i va començar a elaborar la
seva revolucionària teoria.
Però van passar prop de 20 anys des que la va
acabar fins que va publicar el seu llibre, potser
perquè tenia por a la polèmica, a una reacció
negativa per part de la comunitat científica i a
les seves creences religioses.
Però el 1858 va rebre un manuscrit d’Alfred
Russel Wallace, un jove naturalista anglès en
què proposava la seva versió sobre la selecció
natural.
Darwin va quedar sorprès en veure com
Wallace resumia les principals idees de la
selecció natural en què ell havia estat treballant
durant anys.
Al cap d’un any, el 1859, Darwin va publicar
L’origen de les espècies. El llibre va provocar
una gran polèmica. Els 1.250 exemplars de la
primera edició es van esgotar en poques
hores.
Darwin va morir el 1882 i va ser enterrat a
l’abadia de Westmister, al costat d’Isaac
Newton.
Charles Darwin
Alfred Wallace
53
54. L’EVOLUCIÓ DARWINISTA
La variabilitat de la descendència. La majoria
de les petites variacions entre els individus d’una espècie són
heretables.
La lluita per la supervivència. Els organismes
tendeixen a procrear el major nombre possible de descendents,
però els recursos del medi són limitats.
La selecció natural. En la lluita per la supervivència
alguns individus tindran més èxit que altres. Els qui presentin
variacions favorables sobreviuran, es reproduiran i deixaran més
descendents que els que tenen variacions menys favorables.
54
55. L’EVOLUCIÓ DARWINISTA
Població de girafes on
els individus
presenten variacions.
En èpoques desfavorables
les girafes de coll i potes
més llargues tindran més
probabilitat de sobreviure i
de reproduir-se.
Generació rere
generació, les
girafes amb potes i
coll llarg seran
més abundants en
la població.
55
56. NEODARWINISME O TEORIA SINTÈTICA DE
L’EVOLUCIÓ
Integra el darwinisme i les lleis genètiques
de Mendel i les mutacions.
Es rebutja el principi lamarckista de
l’herència dels caràcters adquirits.
Es descartava la idea de l’herència com a
fenòmen de mescla, (Els trets dels progenitors es
barrejaven en la descendència)
Integra els descobriments de la genètica, la
paleontologia i l’ecologia.
56
57. NEODARWINISME O TEORIA SINTÈTICA DE
L’EVOLUCIÓ
Apareix a la dècada de 1940 per les investigacions en
genètica, biologia molecular i altres disciplines.
La unitat evolutiva no és l’individu sinó la població.
Els individus de qualsevol població són portadors de diferents
al·lels que s’han originat per mutació.
Certs fenotips confereixen als individus que els posseeixen més
possibilitats de tenir descendència; augmentant la seva
freqüència en generacions posteriors.
Segueix mantenint la selecció natural com a principal
mecanisme evolutiu i defineix l’evolució com un canvi gradual en
la composició genètica de les poblacions.
57
59. NEODARWINISME O TEORIA SINTÈTICA DE
L’EVOLUCIÓ
Entre els avantpassats
de les girafes,
les mutacions van
produir individus
amb el coll i
les potes més
llargues.
Davant condicions
canviants del
medi, la mutació es
mostra beneficiosa i
els individus que la
tenen tindran més
avantatges.
La selecció natural
facilita la
supervivència dels
individus que
posseeixen
l’avantatge
adaptatiu.
59
61. Teoria de la sociobiologia
Enunciada per E.O.
Wilson es basa en
l’existència de
jerarquies a les
societats animals degut
a una causa genètica.
El comportament dels
individus obeeix a un
objectiu principal: la
difusió dels seus gens.
61
62. Teoria del neutralisme
Enunciada per Motoo
Kimura afirma que la
majoria de les
variacions genètiques
no afavoreixen ni
perjudiquen els
individus, sinó que són
neutres.
La evolución en 5 minutos
62
63. EL MECANISME DE LA SELECCIÓ NATURAL
És el “motor de l’evolució”.
Cal que hi apareguin caràcters nous heretables:
Per mutació o canvi d’un gen, fragment de cromosoma
o del nombre de cromosomes.
Per combinacions noves de gens aparegudes en
encreuar-se individus amb genotips diferents.
Les mutacions seran beneficioses o perjudicials
segons permeti una bona o mala adaptació al medi
ambient.
63
64. EL MECANISME DE LA SELECCIÓ NATURAL
-
-
-
Si el caràcter nou és beneficiós, l’individu tindrà més
possibilitats de sobreviure, de reproduir-se i deixarà una
descendència més nombrosa, augmentant la proporció
d’individus amb el caràcter nou de generació en generació.
Si el caràcter nou és perjudicial, l’individu tindrà menys
possibilitats de sobreviure i reproduir-se, disminuint la
proporció d’individus amb el caràcter nou de generació en
generació fins desaparèixer.
Afavoreix els caràcters nous beneficiosos i elimina els
perjudicials.
64
65. EL MECANISME DE LA SELECCIÓ NATURAL
Mutacions favorables
Mutacions
perjudicials
Mutacions
neutres
65
66. EL MECANISME DE LA SELECCIÓ NATURAL
Pressió de
la selecció
Adaptació
al medi
Variabilitat
genètica
Camuflatge
Marieta asiàtica
(Harmonia axyridis)
70. PROVES PALENTOLÒGIQUES
Són les que proporciona l’estudi dels fòssils.
Els
éssers vius més antics es corresponen amb
forma de vida més senzilles complexitat
Augment de la varietat d’éssers vius amb el
temps. diversitat
Complexitat + Diversitat = Evolució
En temps remots vivien espècies actualment
extingides.
70
71. Formes intermèdies
Al 1861 es va trobar a
Baviera un fòssil d’una
espècie animal
desconeguda. Tenia el
cos recobert de
plomes, cua llarga, bec
amb dents i extremitats
alades amb dits amb
ungles.
El van anomenar
Archaeopteryx, que
significa “ales
antigues”.
PROVES PALENTOLÒGIQUES
71
76. PROVES BIOGEOGRÀFIQUES
Són les que proporciona l’estudi de la
distribució geogràfica de les espècies.
Com
més allunyades es troben dues regions,
més diferents són les espècies que hi viuen.
Espècies semblants i allunyades geogràficament
poden indicar un avantpassat comú.
76
80. PROVES ANATÒMIQUES
Són les que proporciona l’estudi de
l’anatomia dels animals actuals.
Òrgans
homòlegs.
Aquells
que tenen el mateix origen i estructura facin o
no la mateixa funció. (p.e. Extremitats anteriors dels mamífers)
Prova
d’evolució divergent.
80
84. PROVES ANATÒMIQUES
Òrgans anàlegs
Tenen un origen i estructura diferents però que realitzen
funcions semblants. (p.e. les ales d’ocell, mosca i
ratpenat).
Prova d’evolució convergent.
84
87. PROVES ANATÒMIQUES
Òrgans vestigials
Són aquells òrgans
atrofiats, que no fan cap
funció. Apareixen en
avantpassats antics
perfectament funcionals
però que han deixat de
ser útils. (p.e. músculs
de les orelles i nas,
queixal del seny)
87
88. PROVES EMBRIOLÒGIQUES
Són les que proporcionen l’estudi i la
comparació d’embrions de diferents
espècies.
A
les primeres fases els embrions s’assemblen
molt i després es van diferenciant.
La raó de la semblança és que tots ells tenen el
mateix origen, és a dir, procedeixen d’un
avantpassat comú.
88
91. PROVES BIOQUÍMIQUES
Demostren que tots els éssers vius estan
constituïts per les mateixes molècules
orgàniques fonamentals: glúcids, lípids,
proteïnes i àcids nucleics.
A
més hi ha molècules exclusives d’un
determinat grup d’organismes:
– plantes
Hemoglobina – sang dels vertebrats
Quitina – artròpodes
Clorofil·la
91
95. PROVES SEROLÒGIQUES
Estudi dels mecanismes immunitaris dels
éssers vius presents en el plasma sanguini i
altres líquids del cos.
Les espècies properes evolutivament
generen anticossos i respostes
immunològiques molt similars quan es veuen
envaits per un mateix tipus d’agent infecciós.
95
96. L’ESPECIACIÓ
Quan s’origina una nova espècie s’han produït 3
etapes.
Aïllament de poblacions. Impossibilitat de reproducció per una
barrera natural (riu, muntanya...)
Diferenciació gradual. Les mutacions originen petites variacions a
les dues poblacions; si varien les condicions ambientals actuarà la selecció
natural diferenciant més les dues poblacions.
Dues espècies diferents. Un llarg aïllament donarà lloc a dues
poblacions que perdin la seva capacitat d’encreuar-se i tenir descendents
fèrtils.
96
105. L’ESPECIACIÓ DE L’HOMO SAPIENS
Sabies que en
l’etiqueta de una
beguda catalana,
copia de un antic
flascó de perfum
francès, apareix com a
logotip des de 1872 un
mono que s’assembla
a Darwin?
Wikipedia: Anís del Mono
105
108. MODEL MULTIREGIONAL I DE SUBSTITUCIÓ
Model multiregional:
-Evolució de l’Homo
sapiens a partir de l’Homo
erectus ja que poblava tots
els continents excepte
Amèrica.
Model de substitució:
- Homo sapiens originari
d’Àfrica a partir de l’Homo
habilis. Extés als continents
fa 150 000 anys. Extinció
de l’homo erectus fa 50
000 anys.
-Avalat per proves
genètiques.
108
112. VÍDEOS
La evolución humana: 1-Primeros pasos
(51’)
Caminando con Cavernicolas Evolucion
del Hombre
La Odisea de la Especie 1 (15’)
La Odisea de la Especie 2
La Odisea de la Especie 3
La Odisea de la Especie 4
La Odisea de la Especie 5
112
113. PROCÉS D’HOMINITZACIÓ
Semblança del genoma humà i primats.
Hominització:
Adquisició postura dreta (bipedisme). Alliberament de les
extremitats superiors.
Augmenta el camp de visió. Estalvi d’energia al desplaçar-se. Menor exposició a les radiacions solars, Millor transport
dels aliments. Recol·lecció de fruits. / Dificultats al part. Reducció de la velocitat i agilitat.
Capacitat prènsil. Facilitar manipulació d’objectes i eines.
Increment de la capacitat cerebral. Desenvolupament de
l’escorça cerebral.
Període infantil més llarg Aprenentatge creixent. (Joc, vida social...)
Aparició del llenguatge. Capacitat simbòlica i intel·ligència
abstracte Desenvolupament de la cultura.
113
