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Ciencias para el mundo contemporáneo
1º Bachillerato
“Los monos son demasiado buenos para que el hombre pueda
descender de ellos”
Friedrich Nietzsche (1844-1900)

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA
I. EL ORIGEN DE LA VIDA

-

Primeras teorías sobre el origen de la vida :
Panspermia / Origen extraterrestre : Desde
la antigua Grecia hasta la actualidad. Postula que
la vida llegó a la Tierra en forma de esporas
bacterianas procedentes del espacio exterior e
impulsadas por la presión de la radiación de las
estrellas. Se basa en la existencia de materia
orgánica en restos de meteoritos, pero no explica
la aparición de vida en el hipotético planeta
original. Apoyada por Anaxágoras, Arrhenius y
numerosos astrofísicos.





Hipótesis de la Panspermia.
Hipótesis de Oparin:
experimento de Miller.
Mundo de ARN.


Panspermia: el origen cósmico de la vida
Primeras teorías sobre el origen de la vida:
- Creacionismo: Se basa en la religión, supone la existencia de
un dios o espíritu creador de la materia viva. Aceptada hasta el
S. XVII.
- Generación espontánea : Aparición de vida de forma
espontánea cuando las condiciones son las adecuadas
(Aristóteles, antigua Grecia). Aceptada hasta el S. XVII.
- En el S. XVII, Redi y Spallanzani desmontan las ideas
creacionistas y de la generación espontánea. En el S. XIX,
Pasteur demuestra que los seres vivos solo pueden proceder
de otros seres vivos.
Reflexiona
Francesco Redi, un médico italiano, realizó en el
siglo XVII el siguiente experimento:

Frasco abier to

Car ne

Fr asco
tapado con
una gasa

Car ne

Frasco cerr ado her méticamente

Car ne

A quí
apar ecen
huevos de
mosca
A par ecen gusanos

No apar ecen gusanos
Controversia entre generación espontánea y biogénesis
A pesar del experimento de Redi, la controversia se prolongó aún otros
doscientos años hasta que en el siglo XIX, Louis Pasteur realizó el experimento
que refutó definitivamente la teoría de la generación espontánea.

El experimento de Pasteur
1864

El aire podía pasar
a los recipientes,
pero no así los
microorganismos,
que quedaban
atrapados en el
cuello. Si se corta
el cuello el líquido
se contamina con
microorganismos.
Se desechó para
siempre la teoría
de la generación
espontánea.

Microbios




Experimento de
Spallanzani (S. XVII)

Experimento de
Pasteur (S. XIX)
Teorías modernas sobre el origen de la vida :
- Evolución química de la vida (Oparin y Haldane,
1924)
-

Fuentes hidrotermales (Teoría del mundo de hierro –
sulfuro, Wächstershäuser, 1980)

-

Mundo ARN (Eigen, 1970)




Es la hipótesis más aceptada en la actualidad
para explicar el origen de la vida en la Tierra.
1924, Oparin: Los compuestos químicos que
existían en la atmósfera primitiva sirvieron de
materia prima para la síntesis de compuestos
orgánicos sencillos que forman parte de los seres
vivos, cuya fuente de energía fue la radiación
ultravioleta, calor…. Los primeros seres vivos
habrían aparecido tras una larga evolución
prebiótica.
Teoría del origen
físico-químico de la
vida: Oparin y Haldane

Haldane

Oparin

Los dos científicos
enunciaron esta
teoría
simultáneamente.
Esta teoría se basa
en las condiciones
físico-químicas que
existieron en la
Tierra primitiva y
que permitieron el
desarrollo de la
vida.

Aleksandr Ivanovich Oparin
(1894 - 1980)

John Burton S. Haldane
(1892 - 1964)
Teoría del origen físicoquímico de la vida:
Experimento de Miller
Haldane

Hasta
entonces se
pensaba que
sólo un ser
vivo podía
fabricar
materia
orgánica
(aminoácidos,
ácidos
grasos…)

Miller

Oparin


Demostración de la teoría de Oparin a través de los
experimentos de Miller (1953)

1.
2.

3.

4.
5.
6.

Hipótesis de Oparin: Síntesis prebiótica de moléculas
orgánicas.
Existencia de una atmósfera primitiva reductora (metano,
dióxido de carbono, amoniaco, etc).
Reacción de los gases atmosféricos como consecuencia de
descargas eléctricas, formando pequeñas moléculas
orgánicas.
Combinación de las moléculas orgánicas con el agua de lluvia
para precipitar y formar ladrillos biológicos (aminoácidos,
ácidos grasos, etc).
Interacción de los ladrillos biológicos para generar los
primeros polímeros (proteínas y ácidos nucleicos).
Estas moléculas se fueron acumulando en mares primitivos
formando la sopa o caldo primigenio .
Los polímeros se agrupan formando pequeñas gotas o
microestructuras (coacervados) capaces de reproducirse
y evolucionar.


Como en muchas ocasiones, las ideas de Oparin no fueron
bien aceptadas… Hubo que esperar 30 años para que Miller
apoyara la hipótesis de los coacervados con sus experimentos.
2.DE LA SINTESÍS PREBIOTICA A LOS
PRIMEROS ORGANISMOS


Oparin y Haldane
demostraron que se
forman membranas
lipídicas en ausencia
de vida y obtuvo en el
curso de los experimentos
unas gotas ricas en
moléculas biológicas
y separadas del
medio acuoso por
una membrana
rudimentaria. A estas
gotas las llamó
coacer vados.
FUENTES HIDROTERMALES Y ORÍGEN DE LA VIDA
En el océano Pacífico a muchos miles de
metros de profundidad, se han
descubier to fuentes hidrotermales de
agua que brota de una temperatura
de 350 º C y está cargada de numerosas
sustancias, entre ellas sulfuro de
hidrógeno y otros compuestos de
azufre. Al rededor de estas fuentes abunda
la vida y proliferan unas bacterias
quimiosintéticas que extraen su
energía de los compuestos azufrados
del agua
Las condiciones de vida que reinan en la
proximidad de estas fuentes recuerdan
bastante a las comunes hace 3.500
millones de años . Por eso algunos
investigadores defienden la idea de que la
vida apareció en el fondo oceánico,
cerca de estas fuentes hidrotermales,
y no en la super ficie, en las charcas
litorales expuestas a luz solar
3.EL ARN PRIMER TRANSPORTADOR DE LA
HERENCIA


Mundo ARN: Piensa que el ARN (ácido ribonucleico) fue la primera
biomolécula en aparecer y se formó en mares primitivos ricos en
aminoácidos y proteínas.El ARN tiene habilidad para replicarse, para
almacenar información y catalizar reacciones químicas bajo las
condiciones aproximadas de laTierra primitiva.
Proteína
ARN

ADN
Almacena información
genética

Función estructural y de regulación
del metabolismo
LAS PRIMERAS CÉLULAS: EVOLUCIÓN
CELULAR
1.

2.

3.

Todos los seres vivos estamos emparentados puesto
que tenemos un origen común en un grupo de células
ancestrales.
Hace 3800 m.a.: Probablemente las primeras células
fueron bacterias. QUIMIOSINTËTICAS ANAEROBIAS
que convivieron con las bacterias HETERÖTROFAS
ANAEROBIAS; todas estas evolucionaron hasta
originar bacterias FOTOSINTËTICAS generadoras de
oxígeno.
Como resultado de la actividad fotosintética la atmósfera
se enriqueció en oxígeno , lo que permitió el desarrollo
de nuevas formas de vida basadas en la respiración
HETERÓTROFAS AEROBIAS.
LAS PRIMERAS CÉLULAS: EVOLUCIÓN
CELULAR
Hace 2700 m.a.: Aparecen las células eucariotas.
Actualmente se acepta la teoría del
endosimbionte (Margulis, 1971) que propone
una asociación simbiótica entre distintos tipos de
células bacterianas procariotas que originó una
célula eucariota.
II.DEL FIJISMO AL EVOLUCIONISMO
3.1. ANTIGUAS TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LAS
ESPECIES:
- Fijismo, S. XVIII (Linneo): propone que las especies no
cambian, sino que se mantienen básicamente invariables a lo
largo del tiempo desde la creación del universo.
- Catastrofismo, S. XVIII (Cuvier): cada cataclismo geológico
destruye las especies existentes, de forma que se produce
posteriormente una creación de nuevas especies.
- A finales del S. XVIII, Leclerc (Conde de Buffon) aportó la idea
de que los seres vivos se transforman o evolucionan ,
lo que favoreció que se abandonaran las teorías fijistas y
catastrofistas.
Fijismo frente a evolucionismo
Fijistas
Explicaban la desaparición
de especies antiguas por
catástrofes naturales que
eran ordenadas por Dios.
Eran catastrofistas y
creacionistas.
El Mamut y
otras criaturas
se habrían
extinguido por
no haberse
salvado del
Diluvio en el
Arca de Noé

Evolucionistas
Los fósiles se explican porque
los antiguos seres se
extinguieron para dejar paso a
nuevas formas de vida que
surgieron a partir de las
anteriores.
TEORÍAS EVOLUCIONISTAS
A.

Hipótesis evolucionista de Lamarck (S.
XVIII)

A.

Teoría de la evolución de Darwin –
Wallace (S. XIX)

B. Neodarwinismo

o teoría sintética de la
evolución (S. XIX)
A.
-

-

HIPÓTESIS EVOLUCIONISTA DE
LAMARCK:
Propuesta por Jean Baptiste Monet (caballero de Lamarck),
en el S. XVIII.
La hipótesis de Lamarck se denomina transformismo y
supone que las especies evolucionan al transformarse
gradualmente unas en otras.
Tiene dos ideas principales : “la función crea el órgano” y
“los caracteres adquiridos se heredan”.
Actualmente no se acepta, pero mentalizó a los científicos de
la época de la existencia de un proceso evolutivo y los animó
a seguir investigando.
Teorías evolutivas
1.- Lamarckismo
La premisa central de su
hipótesis giraba en torno a
dos ideas fundamentales:

Lamar ck
(1744 – 1829)
Jean Baptiste de
Monet, caballero de
Lamarck, naturalista
francés. En 1809 publicó
Philosophie zoologique,
donde expuso las
primeras ideas
razonadas sobre la
evolución. Sus ideas no
fueron aceptadas.

1. La influencia del medio en el
que se desarrollan las
especies determinan los
cambios de estas.”Función
hace al órgano “Ley uso
desuso”
2. Dichos cambios son
hereditarios, es decir, serán
transmitidos a la
descendencia.”Transmisión
de los caracteres
adquiridos”

Cráneo y
vértebras
cervicales
de jirafa
HIPÓTESIS EVOLUCIONISTA DE LAMARCK:
La función hace al órgano : Los seres vivos se adaptan al
medio que les rodea desarrollando los órganos que más
utilizan y atrofiando los que menos utilizan.
Los caracteres adquiridos se heredan : Las
modificaciones que sufre un organismo en su vida son
heredadas por sus descendientes. Estos cambios son los que
generan nuevas especies.
1.- Lamarckismo
Según Lamarck, las modificaciones en el entorno de una especie
genera nuevas necesidades, en respuesta a las cuales los seres vivos
se ven obligados a utilizar un determinado órgano determinado:
“La función hace el órgano”, en palabras del propio Lamarck. El uso
continuado del mismo lo fortalece y desarrolla, mientras que el no
usarlo determina su atrofia y desaparición (“ley del uso y desuso”).

Esforzándose
y usándolo,
este animal
lograría
desarrollar su
cuello. Y
después
lograría
transmitir eso
a sus hijos.
1.- Lamarckismo
Según Lamarck, las modificaciones en el entorno de una especie
genera nuevas necesidades, en respuesta a las cuales los seres vivos
se ven obligados a utilizar un determinado órgano :
“La función hace el órgano”, en palabras del propio Lamarck. El uso
continuado del mismo lo fortalece y desarrolla, mientras que el no
usarlo determina su atrofia y desaparición (“ley del uso y desuso”).

Esta hipótesis es totalmente
inadmisible hoy día por la
Genética, pues se sabe que los
caracteres adquiridos (como,
por ejemplo, el aumento de la
masa muscular por el ejercicio o
ponerse moreno cuando se toma
el sol) no se transmiten a la
descendencia, pues no afectan
al material genético.
El viaje del Beagle.
Tras graduarse en Cambridge en 1831, el
joven Darwin se enroló a los 22 años en el
barco de reconocimiento HMS Beagle como
naturalista sin paga, para emprender una
expedición científica alrededor del mundo.
La expedición duró cinco años y recogió datos
hidrográficos, geológicos y meteorológicos en Sudamérica
y otros muchos lugares. Las observaciones de zoología y
botánica de Darwin le llevaron a desarrollar la teoría de la
selección natural.
La asombrosa fauna de las Islas Galápagos dio mucho que
pensar a Darwin

Iguana

Varias
especies de
pinzones

Cormorán
con alas
atrofiadas

Tortugas gigantes
Teorías evolutivas
2.- Darwinismo
Las ideas de Darwin se
resumen en 3 conceptos:

1.- La lucha por la existencia
2.- La variabilidad intraespecífica
3.- La selección natural
La selección natural tiende a
promover la supervivencia de los
más aptos. Esta teoría
revolucionaria se publicó en
1859 en el famoso tratado El
origen de las especies por medio
de la selección natural.

Veamos estos conceptos…

Charles Darwin
(1809 – 1882)
¿Cómo van evolucionando los ser es vivos?

Son muchos los que nacen…
Nacen más individuos de los que son capaces de sobrevivir
en un medio con recursos limitados.

Dentro de cada especie hay variedad en las
características. Los individuos no son idénticos entre
sí. Nacen con diferencias entre ellos, es decir, hay
una variabilidad intraespecífica (dentro de la especie)
Son muchos los que nacen…

Pero…
Algunos no
encuentran suficiente
alimento o sufren
enfermedades y
mueren

Otros son la
presa de algún
depredador
Hay una lucha
por la existencia
Son muchos los que nacen…

Pero…

Hay una lucha por la
existencia y por la
reproducción

Algunos no encuentran pareja
o no consiguen reproducirse
por algún motivo
Son muchos los que nacen…

Pero…

Sólo sobr eviven unos pocos:
los que han nacido
con características
que les permiten
adaptarse mejor a
su medio.
La Selección Natural ha
eliminado a los que nacieron
con características menos
apropiadas para la
supervivencia.

Sólo sobreviven unos pocos
Los que sobreviven
transmiten a sus hijos
esas características
que precisamente les
ayudaron a sobrevivir
mejor en su medio.
A diferencia de Lamarck, Darwin
pensaba que nacían jirafas con cuellos
más largos o más cortos. Sobrevivirían
sólo aquellas que habían heredado un
cuello suficientemente largo.
Compara las dos teorías y reflexiona
Teorías evolutivas
Ningún
científico
niega hoy día
el hecho
evolutivo

3.- Neodarwinismo o Teoría
…….Sintética de la Evolución
La Biología moderna explica el hecho evolutivo
sumando a las ideas de Darwin las Leyes de Mendel
y los conocimientos de la moderna Genética.

+
Darwin

+
Mendel

=

Neodarwinismo
o Teoría
Sintética de la
Evolución

Genética Moderna

Por fin quedaba resuelto el misterio del modo de
transmitirse los caracteres hereditarios. El descubrimiento
de las leyes de la herencia y del material genético permitía
explicar aquello que los científicos contrarios a Darwin más le
criticaron.

El origen de las especies de Darwin se publicó en 1859, antes de los trabajos de Mendel.
C. NEODARWINISMO O TEORÍA SINTÉTICA :
- Propuesta por Dobzhansky (S. XX), tras las aportaciones de Mendel
sobre la herencia genética de los caracteres.
- Se basa en dos hechos:
· Variabilidad genética en la población debida a mutaciones y a
la recombinación génica (reproducción sexual).
· Selección natural que elimina genotipos menos ventajosos y
permite el desarrollo de individuos con combinaciones génicas
favorables.
El neodarwinismo propone que es la selección natural la que varía las
proporciones de los genes en cada población, aumentando las
frecuencias con que aparecen las combinaciones ventajosas, por lo
que es la población en su conjunto la que evoluciona al estar mejor
adaptada a su ambiente.
Teorías evolutivas
3.- Neodarwinismo o Teoría Sintética de la Evolución
La recombinación genética que
ocurre en la meiosis y la
reproducción sexual producen
la variabilidad intraespecífica
de la que hablaba Darwin

… mamá pata puso
huevos en el nido…

Papá pato conoce a mamá pata…

…y tuvieron hermosos patitos. Pero no habrá una oportunidad
para “el patito feo”: la Selección Natural acabará con él.

La Selección Natural sigue admitiéndose como el
principal “motor” de la Evolución. La Selección
Natural “escoge” dentro de la variabilidad.

El pato
malvasía
bucea para
obtener
alimento
del fondo
de lagunas
EVIDENCIA CIENTÍFICA: LAS PRUEBAS DE LA
EVOLUCIÓN

EVIDENCIAS CLÁSICAS:
Morfológicas
Paleontológicas
Embriológicas
Biogeográficas
Bioquímicas
Pruebas de la evolución
Pruebas morfológicas
Se basan en el estudio comparado de la morfología de los
órganos de seres vivos actuales o de fósiles. Mediante la
ANATOMIA COMPARADA se estudian las semejanzas y
diferencias entre órganos de diversas especies.
Pruebas morfológicas
Observa detenidamente estos dibujos de extremidades anteriores de vertebrados:

Todas son diferentes pero tienen “un esquema común” de organización
Ese “esquema común” de organización se debe a un antepasado común
que “inventó” un “esquema básico”. La evolución por selección natural
llevó a distintas adaptaciones de esta extremidad para correr, nadar,
volar… Pero el “esquema básico” se mantuvo en todas estas especies.
Pruebas morfológicas
Observa detenidamente estos dibujos de extremidades anteriores de vertebrados:

Estos dibujos muestran ejemplos de ÓRGANOS HOMÓLOGOS
Pruebas morfológicas
Los órganos HOMÓLOGOS son aquellos que tienen un mismo origen
evolutivo y embrionario, con una estructura interna semejante,
fruto de diversas modificaciones adaptativas a distintos hábitats.
Ejemplos:

Humano

Gato

Ballena

Murciélago
Pruebas morfológicas
Los órganos HOMÓLOGOS son aquellos que tienen un mismo origen
evolutivo y embrionario, con una estructura interna semejante,
fruto de diversas modificaciones adaptativas a distintos hábitats.

Humano

Caballo

Murciélago

Ballena
Pruebas morfológicas
¿Te parecería apropiado pensar en un parentesco próximo entre un
murciélago y un insecto sólo porque vuelan?

Ala de murciélago
Ala de insecto

Hay una membrana entre los dedos
que permite volar a los murciélagos.

Son ejemplos
de órganos
HOMÓLOGOS
Brazo
humano
Brazo de
murciélago

Son ejemplos de
órganos ANÁLOGOS

Cráneo de murciélago

Cráneo de oso

Aunque los osos y los humanos
no volemos, estamos bastante
más emparentados con un
murciélago que con un insecto.
Pruebas morfológicas
Los órganos
ANÁLOGOS son
aquellos que tienen
distinto origen
evolutivo y
embrionario, pero
presentan una
forma
aparentemente
semejante y
realizan la misma
función.

Ala de murciélago
Ala de insecto

Son ejemplos de
órganos ANÁLOGOS
Son ejemplos de
órganos ANÁLOGOS

Estos machos de
Lucanus cervus (ciervo
volante), usan sus
“cuernos” (mandíbulas
muy desarrolladas) para
combatir entre ellos.

Los ciervos macho
también combaten
con sus cuernos
PRUEBAS MORFOLÓGICAS
Pruebas de la evolución
Pruebas paleontológicas

“Fósiles vivientes”
Hoja
actual

Concha de

Nautilus actual

Nautilus fosilizados
seccionado

Este molusco es un “fósil
viviente” que lleva sin
evolucionar 150 millones
de años. Se considera
próximo en la evolución a
los extinguidos ammonites

Hojas fosilizadas

Darwin llamó al Ginkgo biloba "fósil
viviente", por considerarlo la
especie vegetal más antigua del
planeta. Aparecieron hace 250
millones de años, en el período
Pérmico, al final de la era primaria.
Este pez, el celacanto es
otros “fósil viviente”.
Curiosamente, se conocía
muy bien a los fósiles mucho
antes de descubrirse el
primer ejemplar vivo.
PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS

Archaeopteryx
Pruebas de la evolución
Pruebas embriológicas

Estas semejanzas son una
prueba de que existe un
parentesco entre las
especies. Cuanto más alto
sea el parecido entre
embriones, mayor será el
grado de parentesco entre
dos especies.
Durante el desarrollo
embrionario es como si se
reprodujese la historia
evolutiva de los
antepasados. Nuestro
embrión, al principio, es
muy parecido al de un pez.
Nuestros antepasados
remotos fueron peces.
PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS
Pruebas de la evolución
Pruebas embriológicas
Observa detenidamente el desarrollo embrionario de estas especies:
Al principio todos estos embriones
son muy parecidos entre sí
Pruebas de la evolución
Pruebas biogeográficas

Camello bactriano

Llama
Camélidos
de Asia África
Alpaca
Guanaco

Dromedario
Vicuña

Camélidos de Sudamérica

La familia de los camélidos se diversificó de
acuerdo a su distinta adaptación en
diferentes hábitats. Ello constituye una
prueba biogeográfica más de la evolución.
Pruebas de la evolución
Pruebas biogeográficas

Diablo de
Tasmania
Equidna

Ornitorrinco

Lobo marsupial (extinguido)

La extraña fauna de Australia
refleja su aislamiento
evolutivo del resto de
continentes. Las especies de
mamíferos evolucionaron
independientemente de otras
partes del mundo. Esto es una
prueba biogeográfica más de
la evolución.

Koala

Wallaby
Canguro rojo
Pruebas de la evolución
Pruebas bioquímicas
Por último, las pruebas más
recientes y las que mayores
posibilidades presentan,
consisten en comparar
ciertas moléculas que
aparecen en todos los seres
vivos de tal manera que esas
moléculas son tanto más
parecidas cuanto menores
diferencias evolutivas hay
entre sus poseedores, y al
revés; esto se ha hecho
sobre todo con proteínas
(por ejemplo proteínas de la
sangre) y con ADN.
III. EL ORIGEN DEL SER HUMANO






Vivieron en África.
Postura erecta y
marcha bípeda:
manos libres y
desarrollo craneal.
Cráneo pequeño.
Escasa inteligencia
(similar al
Chimpancé).











Vivió en África
Robusto y ágil.
Mayor capacidad craneal (680
cm3).
1,55 m de altura.
Vivía en cuevas.
Alimentación omnívora.
Gran capacidad para fabricar
utensilios con huesos y piedras.
De él deriva el Homo ergaster










Vivió en Asia Oriental.
Muy robusto y de talla elevada
(1,70 m).
Mayor capacidad craneal
(1000 cm3).
Fabricaba útiles de piedra:
hachas, cuchillos, punzones,
etc.
Usaba el fuego para cocinar.
Contemporáneo del
H.Antecessor.










Vivió en Europa
Capacidad craneal de
1500 cm3.
Vivían en grupos
organizados de 30
(sociedad).
Convivieron con el H.
sapiens.
Realizaron arte (pinturas).
Enterraban a sus
muertos.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

Orrorin tugenensis – Ardipithecus ramidus
Australopithecus sp.
Paranthropus sp.
Homo habilis – Homo rudolfensis
Homo ergaster
Homo erectus
Homo antecessor (aparece en España)
Homo heidelbergensis. (aparece en España)
Homo neanderthalensis
Homo sapiens















Las características de la evolución humana desde los primeros
homínidos hasta el ser humano actual son:
Adquisición del bipedismo
Aumento progresivo de la estatura, del peso y de la
capacidad craneal.
Reducción del tamaño de la mandíbula
Elaboración de herramientas cada vez más
sofisticadas.
Manipulación del fuego.
Paso de hábitats boscosos cerrados a zonas
abiertas.
Expansión desde el sudeste de África hacia Europa y
Asia, y posteriormente hacia el resto de continentes.
Cambio de una dieta herbívora hacia una dieta

-

Homo antecessor :
En el yacimiento de la Gran Dolina (Sierra de Atapuerca, Burgos).
Especie homínida más antigua de Europa.
Más de 1 millón de años de antigüedad.


-

-

Homo
heidelbergensis:
Yacimiento de la Sima
de los Huesos (Sierra
de Atapuerca, Burgos)
500000 años de
antigüedad.
Antecesor del hombre
de Neanderthal

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  • 1. Ciencias para el mundo contemporáneo 1º Bachillerato “Los monos son demasiado buenos para que el hombre pueda descender de ellos” Friedrich Nietzsche (1844-1900) ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA
  • 2. I. EL ORIGEN DE LA VIDA  - Primeras teorías sobre el origen de la vida : Panspermia / Origen extraterrestre : Desde la antigua Grecia hasta la actualidad. Postula que la vida llegó a la Tierra en forma de esporas bacterianas procedentes del espacio exterior e impulsadas por la presión de la radiación de las estrellas. Se basa en la existencia de materia orgánica en restos de meteoritos, pero no explica la aparición de vida en el hipotético planeta original. Apoyada por Anaxágoras, Arrhenius y numerosos astrofísicos.
  • 3.    Hipótesis de la Panspermia. Hipótesis de Oparin: experimento de Miller. Mundo de ARN.
  • 4.  Panspermia: el origen cósmico de la vida
  • 5. Primeras teorías sobre el origen de la vida: - Creacionismo: Se basa en la religión, supone la existencia de un dios o espíritu creador de la materia viva. Aceptada hasta el S. XVII. - Generación espontánea : Aparición de vida de forma espontánea cuando las condiciones son las adecuadas (Aristóteles, antigua Grecia). Aceptada hasta el S. XVII. - En el S. XVII, Redi y Spallanzani desmontan las ideas creacionistas y de la generación espontánea. En el S. XIX, Pasteur demuestra que los seres vivos solo pueden proceder de otros seres vivos.
  • 6.
  • 7. Reflexiona Francesco Redi, un médico italiano, realizó en el siglo XVII el siguiente experimento: Frasco abier to Car ne Fr asco tapado con una gasa Car ne Frasco cerr ado her méticamente Car ne A quí apar ecen huevos de mosca A par ecen gusanos No apar ecen gusanos
  • 8. Controversia entre generación espontánea y biogénesis A pesar del experimento de Redi, la controversia se prolongó aún otros doscientos años hasta que en el siglo XIX, Louis Pasteur realizó el experimento que refutó definitivamente la teoría de la generación espontánea. El experimento de Pasteur 1864 El aire podía pasar a los recipientes, pero no así los microorganismos, que quedaban atrapados en el cuello. Si se corta el cuello el líquido se contamina con microorganismos. Se desechó para siempre la teoría de la generación espontánea. Microbios
  • 9.   Experimento de Spallanzani (S. XVII) Experimento de Pasteur (S. XIX)
  • 10. Teorías modernas sobre el origen de la vida : - Evolución química de la vida (Oparin y Haldane, 1924) - Fuentes hidrotermales (Teoría del mundo de hierro – sulfuro, Wächstershäuser, 1980) - Mundo ARN (Eigen, 1970)
  • 11.   Es la hipótesis más aceptada en la actualidad para explicar el origen de la vida en la Tierra. 1924, Oparin: Los compuestos químicos que existían en la atmósfera primitiva sirvieron de materia prima para la síntesis de compuestos orgánicos sencillos que forman parte de los seres vivos, cuya fuente de energía fue la radiación ultravioleta, calor…. Los primeros seres vivos habrían aparecido tras una larga evolución prebiótica.
  • 12. Teoría del origen físico-químico de la vida: Oparin y Haldane Haldane Oparin Los dos científicos enunciaron esta teoría simultáneamente. Esta teoría se basa en las condiciones físico-químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida. Aleksandr Ivanovich Oparin (1894 - 1980) John Burton S. Haldane (1892 - 1964)
  • 13. Teoría del origen físicoquímico de la vida: Experimento de Miller Haldane Hasta entonces se pensaba que sólo un ser vivo podía fabricar materia orgánica (aminoácidos, ácidos grasos…) Miller Oparin
  • 14.  Demostración de la teoría de Oparin a través de los experimentos de Miller (1953)
  • 15.  1. 2. 3. 4. 5. 6. Hipótesis de Oparin: Síntesis prebiótica de moléculas orgánicas. Existencia de una atmósfera primitiva reductora (metano, dióxido de carbono, amoniaco, etc). Reacción de los gases atmosféricos como consecuencia de descargas eléctricas, formando pequeñas moléculas orgánicas. Combinación de las moléculas orgánicas con el agua de lluvia para precipitar y formar ladrillos biológicos (aminoácidos, ácidos grasos, etc). Interacción de los ladrillos biológicos para generar los primeros polímeros (proteínas y ácidos nucleicos). Estas moléculas se fueron acumulando en mares primitivos formando la sopa o caldo primigenio . Los polímeros se agrupan formando pequeñas gotas o microestructuras (coacervados) capaces de reproducirse y evolucionar.
  • 16.  Como en muchas ocasiones, las ideas de Oparin no fueron bien aceptadas… Hubo que esperar 30 años para que Miller apoyara la hipótesis de los coacervados con sus experimentos.
  • 17. 2.DE LA SINTESÍS PREBIOTICA A LOS PRIMEROS ORGANISMOS  Oparin y Haldane demostraron que se forman membranas lipídicas en ausencia de vida y obtuvo en el curso de los experimentos unas gotas ricas en moléculas biológicas y separadas del medio acuoso por una membrana rudimentaria. A estas gotas las llamó coacer vados.
  • 18. FUENTES HIDROTERMALES Y ORÍGEN DE LA VIDA En el océano Pacífico a muchos miles de metros de profundidad, se han descubier to fuentes hidrotermales de agua que brota de una temperatura de 350 º C y está cargada de numerosas sustancias, entre ellas sulfuro de hidrógeno y otros compuestos de azufre. Al rededor de estas fuentes abunda la vida y proliferan unas bacterias quimiosintéticas que extraen su energía de los compuestos azufrados del agua Las condiciones de vida que reinan en la proximidad de estas fuentes recuerdan bastante a las comunes hace 3.500 millones de años . Por eso algunos investigadores defienden la idea de que la vida apareció en el fondo oceánico, cerca de estas fuentes hidrotermales, y no en la super ficie, en las charcas litorales expuestas a luz solar
  • 19. 3.EL ARN PRIMER TRANSPORTADOR DE LA HERENCIA  Mundo ARN: Piensa que el ARN (ácido ribonucleico) fue la primera biomolécula en aparecer y se formó en mares primitivos ricos en aminoácidos y proteínas.El ARN tiene habilidad para replicarse, para almacenar información y catalizar reacciones químicas bajo las condiciones aproximadas de laTierra primitiva.
  • 21. LAS PRIMERAS CÉLULAS: EVOLUCIÓN CELULAR 1. 2. 3. Todos los seres vivos estamos emparentados puesto que tenemos un origen común en un grupo de células ancestrales. Hace 3800 m.a.: Probablemente las primeras células fueron bacterias. QUIMIOSINTËTICAS ANAEROBIAS que convivieron con las bacterias HETERÖTROFAS ANAEROBIAS; todas estas evolucionaron hasta originar bacterias FOTOSINTËTICAS generadoras de oxígeno. Como resultado de la actividad fotosintética la atmósfera se enriqueció en oxígeno , lo que permitió el desarrollo de nuevas formas de vida basadas en la respiración HETERÓTROFAS AEROBIAS.
  • 22. LAS PRIMERAS CÉLULAS: EVOLUCIÓN CELULAR Hace 2700 m.a.: Aparecen las células eucariotas. Actualmente se acepta la teoría del endosimbionte (Margulis, 1971) que propone una asociación simbiótica entre distintos tipos de células bacterianas procariotas que originó una célula eucariota.
  • 23. II.DEL FIJISMO AL EVOLUCIONISMO 3.1. ANTIGUAS TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LAS ESPECIES: - Fijismo, S. XVIII (Linneo): propone que las especies no cambian, sino que se mantienen básicamente invariables a lo largo del tiempo desde la creación del universo. - Catastrofismo, S. XVIII (Cuvier): cada cataclismo geológico destruye las especies existentes, de forma que se produce posteriormente una creación de nuevas especies. - A finales del S. XVIII, Leclerc (Conde de Buffon) aportó la idea de que los seres vivos se transforman o evolucionan , lo que favoreció que se abandonaran las teorías fijistas y catastrofistas.
  • 24. Fijismo frente a evolucionismo Fijistas Explicaban la desaparición de especies antiguas por catástrofes naturales que eran ordenadas por Dios. Eran catastrofistas y creacionistas. El Mamut y otras criaturas se habrían extinguido por no haberse salvado del Diluvio en el Arca de Noé Evolucionistas Los fósiles se explican porque los antiguos seres se extinguieron para dejar paso a nuevas formas de vida que surgieron a partir de las anteriores.
  • 25. TEORÍAS EVOLUCIONISTAS A. Hipótesis evolucionista de Lamarck (S. XVIII) A. Teoría de la evolución de Darwin – Wallace (S. XIX) B. Neodarwinismo o teoría sintética de la evolución (S. XIX)
  • 26. A. - - HIPÓTESIS EVOLUCIONISTA DE LAMARCK: Propuesta por Jean Baptiste Monet (caballero de Lamarck), en el S. XVIII. La hipótesis de Lamarck se denomina transformismo y supone que las especies evolucionan al transformarse gradualmente unas en otras. Tiene dos ideas principales : “la función crea el órgano” y “los caracteres adquiridos se heredan”. Actualmente no se acepta, pero mentalizó a los científicos de la época de la existencia de un proceso evolutivo y los animó a seguir investigando.
  • 27. Teorías evolutivas 1.- Lamarckismo La premisa central de su hipótesis giraba en torno a dos ideas fundamentales: Lamar ck (1744 – 1829) Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck, naturalista francés. En 1809 publicó Philosophie zoologique, donde expuso las primeras ideas razonadas sobre la evolución. Sus ideas no fueron aceptadas. 1. La influencia del medio en el que se desarrollan las especies determinan los cambios de estas.”Función hace al órgano “Ley uso desuso” 2. Dichos cambios son hereditarios, es decir, serán transmitidos a la descendencia.”Transmisión de los caracteres adquiridos” Cráneo y vértebras cervicales de jirafa
  • 28. HIPÓTESIS EVOLUCIONISTA DE LAMARCK: La función hace al órgano : Los seres vivos se adaptan al medio que les rodea desarrollando los órganos que más utilizan y atrofiando los que menos utilizan. Los caracteres adquiridos se heredan : Las modificaciones que sufre un organismo en su vida son heredadas por sus descendientes. Estos cambios son los que generan nuevas especies.
  • 29. 1.- Lamarckismo Según Lamarck, las modificaciones en el entorno de una especie genera nuevas necesidades, en respuesta a las cuales los seres vivos se ven obligados a utilizar un determinado órgano determinado: “La función hace el órgano”, en palabras del propio Lamarck. El uso continuado del mismo lo fortalece y desarrolla, mientras que el no usarlo determina su atrofia y desaparición (“ley del uso y desuso”). Esforzándose y usándolo, este animal lograría desarrollar su cuello. Y después lograría transmitir eso a sus hijos.
  • 30. 1.- Lamarckismo Según Lamarck, las modificaciones en el entorno de una especie genera nuevas necesidades, en respuesta a las cuales los seres vivos se ven obligados a utilizar un determinado órgano : “La función hace el órgano”, en palabras del propio Lamarck. El uso continuado del mismo lo fortalece y desarrolla, mientras que el no usarlo determina su atrofia y desaparición (“ley del uso y desuso”). Esta hipótesis es totalmente inadmisible hoy día por la Genética, pues se sabe que los caracteres adquiridos (como, por ejemplo, el aumento de la masa muscular por el ejercicio o ponerse moreno cuando se toma el sol) no se transmiten a la descendencia, pues no afectan al material genético.
  • 31. El viaje del Beagle. Tras graduarse en Cambridge en 1831, el joven Darwin se enroló a los 22 años en el barco de reconocimiento HMS Beagle como naturalista sin paga, para emprender una expedición científica alrededor del mundo.
  • 32. La expedición duró cinco años y recogió datos hidrográficos, geológicos y meteorológicos en Sudamérica y otros muchos lugares. Las observaciones de zoología y botánica de Darwin le llevaron a desarrollar la teoría de la selección natural. La asombrosa fauna de las Islas Galápagos dio mucho que pensar a Darwin Iguana Varias especies de pinzones Cormorán con alas atrofiadas Tortugas gigantes
  • 33.
  • 34. Teorías evolutivas 2.- Darwinismo Las ideas de Darwin se resumen en 3 conceptos: 1.- La lucha por la existencia 2.- La variabilidad intraespecífica 3.- La selección natural La selección natural tiende a promover la supervivencia de los más aptos. Esta teoría revolucionaria se publicó en 1859 en el famoso tratado El origen de las especies por medio de la selección natural. Veamos estos conceptos… Charles Darwin (1809 – 1882)
  • 35. ¿Cómo van evolucionando los ser es vivos? Son muchos los que nacen… Nacen más individuos de los que son capaces de sobrevivir en un medio con recursos limitados. Dentro de cada especie hay variedad en las características. Los individuos no son idénticos entre sí. Nacen con diferencias entre ellos, es decir, hay una variabilidad intraespecífica (dentro de la especie)
  • 36. Son muchos los que nacen… Pero… Algunos no encuentran suficiente alimento o sufren enfermedades y mueren Otros son la presa de algún depredador Hay una lucha por la existencia
  • 37. Son muchos los que nacen… Pero… Hay una lucha por la existencia y por la reproducción Algunos no encuentran pareja o no consiguen reproducirse por algún motivo
  • 38. Son muchos los que nacen… Pero… Sólo sobr eviven unos pocos: los que han nacido con características que les permiten adaptarse mejor a su medio.
  • 39. La Selección Natural ha eliminado a los que nacieron con características menos apropiadas para la supervivencia. Sólo sobreviven unos pocos Los que sobreviven transmiten a sus hijos esas características que precisamente les ayudaron a sobrevivir mejor en su medio.
  • 40. A diferencia de Lamarck, Darwin pensaba que nacían jirafas con cuellos más largos o más cortos. Sobrevivirían sólo aquellas que habían heredado un cuello suficientemente largo.
  • 41. Compara las dos teorías y reflexiona
  • 42.
  • 43. Teorías evolutivas Ningún científico niega hoy día el hecho evolutivo 3.- Neodarwinismo o Teoría …….Sintética de la Evolución La Biología moderna explica el hecho evolutivo sumando a las ideas de Darwin las Leyes de Mendel y los conocimientos de la moderna Genética. + Darwin + Mendel = Neodarwinismo o Teoría Sintética de la Evolución Genética Moderna Por fin quedaba resuelto el misterio del modo de transmitirse los caracteres hereditarios. El descubrimiento de las leyes de la herencia y del material genético permitía explicar aquello que los científicos contrarios a Darwin más le criticaron. El origen de las especies de Darwin se publicó en 1859, antes de los trabajos de Mendel.
  • 44. C. NEODARWINISMO O TEORÍA SINTÉTICA : - Propuesta por Dobzhansky (S. XX), tras las aportaciones de Mendel sobre la herencia genética de los caracteres. - Se basa en dos hechos: · Variabilidad genética en la población debida a mutaciones y a la recombinación génica (reproducción sexual). · Selección natural que elimina genotipos menos ventajosos y permite el desarrollo de individuos con combinaciones génicas favorables. El neodarwinismo propone que es la selección natural la que varía las proporciones de los genes en cada población, aumentando las frecuencias con que aparecen las combinaciones ventajosas, por lo que es la población en su conjunto la que evoluciona al estar mejor adaptada a su ambiente.
  • 45. Teorías evolutivas 3.- Neodarwinismo o Teoría Sintética de la Evolución La recombinación genética que ocurre en la meiosis y la reproducción sexual producen la variabilidad intraespecífica de la que hablaba Darwin … mamá pata puso huevos en el nido… Papá pato conoce a mamá pata… …y tuvieron hermosos patitos. Pero no habrá una oportunidad para “el patito feo”: la Selección Natural acabará con él. La Selección Natural sigue admitiéndose como el principal “motor” de la Evolución. La Selección Natural “escoge” dentro de la variabilidad. El pato malvasía bucea para obtener alimento del fondo de lagunas
  • 46.
  • 47.
  • 48. EVIDENCIA CIENTÍFICA: LAS PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN EVIDENCIAS CLÁSICAS: Morfológicas Paleontológicas Embriológicas Biogeográficas Bioquímicas
  • 49. Pruebas de la evolución Pruebas morfológicas Se basan en el estudio comparado de la morfología de los órganos de seres vivos actuales o de fósiles. Mediante la ANATOMIA COMPARADA se estudian las semejanzas y diferencias entre órganos de diversas especies.
  • 50. Pruebas morfológicas Observa detenidamente estos dibujos de extremidades anteriores de vertebrados: Todas son diferentes pero tienen “un esquema común” de organización Ese “esquema común” de organización se debe a un antepasado común que “inventó” un “esquema básico”. La evolución por selección natural llevó a distintas adaptaciones de esta extremidad para correr, nadar, volar… Pero el “esquema básico” se mantuvo en todas estas especies.
  • 51. Pruebas morfológicas Observa detenidamente estos dibujos de extremidades anteriores de vertebrados: Estos dibujos muestran ejemplos de ÓRGANOS HOMÓLOGOS
  • 52. Pruebas morfológicas Los órganos HOMÓLOGOS son aquellos que tienen un mismo origen evolutivo y embrionario, con una estructura interna semejante, fruto de diversas modificaciones adaptativas a distintos hábitats. Ejemplos: Humano Gato Ballena Murciélago
  • 53. Pruebas morfológicas Los órganos HOMÓLOGOS son aquellos que tienen un mismo origen evolutivo y embrionario, con una estructura interna semejante, fruto de diversas modificaciones adaptativas a distintos hábitats. Humano Caballo Murciélago Ballena
  • 54. Pruebas morfológicas ¿Te parecería apropiado pensar en un parentesco próximo entre un murciélago y un insecto sólo porque vuelan? Ala de murciélago Ala de insecto Hay una membrana entre los dedos que permite volar a los murciélagos. Son ejemplos de órganos HOMÓLOGOS Brazo humano Brazo de murciélago Son ejemplos de órganos ANÁLOGOS Cráneo de murciélago Cráneo de oso Aunque los osos y los humanos no volemos, estamos bastante más emparentados con un murciélago que con un insecto.
  • 55. Pruebas morfológicas Los órganos ANÁLOGOS son aquellos que tienen distinto origen evolutivo y embrionario, pero presentan una forma aparentemente semejante y realizan la misma función. Ala de murciélago Ala de insecto Son ejemplos de órganos ANÁLOGOS Son ejemplos de órganos ANÁLOGOS Estos machos de Lucanus cervus (ciervo volante), usan sus “cuernos” (mandíbulas muy desarrolladas) para combatir entre ellos. Los ciervos macho también combaten con sus cuernos
  • 57. Pruebas de la evolución Pruebas paleontológicas “Fósiles vivientes” Hoja actual Concha de Nautilus actual Nautilus fosilizados seccionado Este molusco es un “fósil viviente” que lleva sin evolucionar 150 millones de años. Se considera próximo en la evolución a los extinguidos ammonites Hojas fosilizadas Darwin llamó al Ginkgo biloba "fósil viviente", por considerarlo la especie vegetal más antigua del planeta. Aparecieron hace 250 millones de años, en el período Pérmico, al final de la era primaria. Este pez, el celacanto es otros “fósil viviente”. Curiosamente, se conocía muy bien a los fósiles mucho antes de descubrirse el primer ejemplar vivo.
  • 59. Pruebas de la evolución Pruebas embriológicas Estas semejanzas son una prueba de que existe un parentesco entre las especies. Cuanto más alto sea el parecido entre embriones, mayor será el grado de parentesco entre dos especies. Durante el desarrollo embrionario es como si se reprodujese la historia evolutiva de los antepasados. Nuestro embrión, al principio, es muy parecido al de un pez. Nuestros antepasados remotos fueron peces.
  • 61. Pruebas de la evolución Pruebas embriológicas Observa detenidamente el desarrollo embrionario de estas especies:
  • 62. Al principio todos estos embriones son muy parecidos entre sí
  • 63. Pruebas de la evolución Pruebas biogeográficas Camello bactriano Llama Camélidos de Asia África Alpaca Guanaco Dromedario Vicuña Camélidos de Sudamérica La familia de los camélidos se diversificó de acuerdo a su distinta adaptación en diferentes hábitats. Ello constituye una prueba biogeográfica más de la evolución.
  • 64. Pruebas de la evolución Pruebas biogeográficas Diablo de Tasmania Equidna Ornitorrinco Lobo marsupial (extinguido) La extraña fauna de Australia refleja su aislamiento evolutivo del resto de continentes. Las especies de mamíferos evolucionaron independientemente de otras partes del mundo. Esto es una prueba biogeográfica más de la evolución. Koala Wallaby Canguro rojo
  • 65. Pruebas de la evolución Pruebas bioquímicas Por último, las pruebas más recientes y las que mayores posibilidades presentan, consisten en comparar ciertas moléculas que aparecen en todos los seres vivos de tal manera que esas moléculas son tanto más parecidas cuanto menores diferencias evolutivas hay entre sus poseedores, y al revés; esto se ha hecho sobre todo con proteínas (por ejemplo proteínas de la sangre) y con ADN.
  • 66. III. EL ORIGEN DEL SER HUMANO
  • 67.
  • 68.     Vivieron en África. Postura erecta y marcha bípeda: manos libres y desarrollo craneal. Cráneo pequeño. Escasa inteligencia (similar al Chimpancé).
  • 69.         Vivió en África Robusto y ágil. Mayor capacidad craneal (680 cm3). 1,55 m de altura. Vivía en cuevas. Alimentación omnívora. Gran capacidad para fabricar utensilios con huesos y piedras. De él deriva el Homo ergaster
  • 70.       Vivió en Asia Oriental. Muy robusto y de talla elevada (1,70 m). Mayor capacidad craneal (1000 cm3). Fabricaba útiles de piedra: hachas, cuchillos, punzones, etc. Usaba el fuego para cocinar. Contemporáneo del H.Antecessor.
  • 71.       Vivió en Europa Capacidad craneal de 1500 cm3. Vivían en grupos organizados de 30 (sociedad). Convivieron con el H. sapiens. Realizaron arte (pinturas). Enterraban a sus muertos.
  • 72.
  • 73.
  • 74.
  • 75.
  • 76. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Orrorin tugenensis – Ardipithecus ramidus Australopithecus sp. Paranthropus sp. Homo habilis – Homo rudolfensis Homo ergaster Homo erectus Homo antecessor (aparece en España) Homo heidelbergensis. (aparece en España) Homo neanderthalensis Homo sapiens
  • 77.          Las características de la evolución humana desde los primeros homínidos hasta el ser humano actual son: Adquisición del bipedismo Aumento progresivo de la estatura, del peso y de la capacidad craneal. Reducción del tamaño de la mandíbula Elaboración de herramientas cada vez más sofisticadas. Manipulación del fuego. Paso de hábitats boscosos cerrados a zonas abiertas. Expansión desde el sudeste de África hacia Europa y Asia, y posteriormente hacia el resto de continentes. Cambio de una dieta herbívora hacia una dieta
  • 78.  - Homo antecessor : En el yacimiento de la Gran Dolina (Sierra de Atapuerca, Burgos). Especie homínida más antigua de Europa. Más de 1 millón de años de antigüedad.
  • 79.  - - Homo heidelbergensis: Yacimiento de la Sima de los Huesos (Sierra de Atapuerca, Burgos) 500000 años de antigüedad. Antecesor del hombre de Neanderthal

Notas del editor

  1. {}