Evidencias del proceso Evolutivo
Homo floresiensis Flores, Indonesia, perĂodo Pleistoceno Nature 431:1055-1061, 2004
Australopithecus afarensis 3.5 Mya; Ethiopia
• Estudios a nivel embriológico
Ley Biogenética de Haeckel, 1866: ontogenia recapitula la filogenia
โ ข Caracteres homรณlogos
La distribuci贸n geogr谩fica de las especies como evidencia del proceso evolutivo
Rheas (SA)
Emu (A)
Kiwi (NZ)
Ostriches (Af)
Tinamu (C & SA)
Distribución del género Nothofagus Algunas especies en Chile: roble, coigue, lenga, ñirre, ruil.
Qué es Evolución?
Del latin “evolvere”: desenrollar, desenvolver, modificar, cambiar….
“Nada en la biología tiene sentido sino es a la luz de la evolución” Theodosius Dobzhansky (“nothing in biology makes sense except in the light of evolution”)
ALGUNAS DEFINICIONES DE EVOLUCION • Descendencia con modificación: Mark Ridley, 1996 • Cambio con modificación y a menudo con diversificación: Douglas Futuyma, 2005
ALGUNAS PREGUNTAS EN EVOLUCION •
Origen de la biodiversidad
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¿Por qué las especies se diferencian en algunos rasgos y son similares en otros?
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Rol de las fuerzas evolutivas en biodiversidad
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¿Qué es micro y macroevolución?
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¿Cómo están relacionadas las especies?
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¿Por qué algunas especies están restringidas a ciertos lugares/ambientes, y otras presentan una amplia distribución?
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Cómo es que el hombre llega a diferenciarse del resto de los Homininae (Gorilla, Pan)?
Tetrápodos: extremidades Origen de los eucariontes
Evolución de los Amniotas Origen de los vertebrados: esqueleto óseo Mamíferos: mandíbula, oído medio, glándulas mamarias Origen de los cordados: notocordo y cordón nerviioso
Evolución del Bipedalismo; salida de Africa
Evolución de la multicelularidad
Origen de los deuterostomados
Vida animal: cavidad digestiva interna; músculos
Evolución de los Primates: visión binocular, arborealidad
Desarrollo de las Ideas de Evolución
• Filósofos griegos entre los primeros en aplicar principios de la ciencia • Primeras ideas se centran en el Creacionismo para explicar el origen del universo, y la vida en la Tierra.
EP1
Anaximander de Miletus 610-546 AC
• Uno de los primeros evolucionistas fue Anaximander de Miletus • sugiere origen de la vida a partir de formas acuáticas; los humanos y otros animales se habrían originado a partir de los peces
Diapositiva 13 EP1
Eduardo Palma, 9/21/2008
Empedocles 495-435 AC
•Empédocles (400s AC) propone que primero aparecen las plantas y luego la vida animal en la Tierra • propone además que tanto humanos como animales no se habrían originado como individuos completos, sino que como formas extrañas, combinando azarosamente ciertas estructuras algunas de las cuales no fueron viables y se extinguieron.
• Aristóteles sugiere un “orden jerárquico” de las especies desde lo más “imperfecto” a lo más “perfecto”: “SCALA NATURAE”
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Aristoteles 384-322
•Cada especie tendría un “molde” interior que organizaría las partículas que hacen que un organismo tenga una forma típica (1749, “Histoire Naturelle”). • En 1753 deja entrever la posibilidad que especies estrechamente relacionadas compartan un ancestro común (y que se habrían modificado por los cambios ambientales a los que han estado expuestos). …generación espontánea…
George Louis Leclerc, Comte de Buffon
Philosophie Zoologique, 1809
• cada especie se origina por generación espontánea, en tiempos diferentes. • adaptación continua • herencia de caracteres adquiridos (alteraciones en uso de órganos eran adquiridos; ej: cuello de jirafa)
Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck 1744-1829
• Herencia de caracteres adquiridos: las especies en diferentes ambientes tienen distintas “necesidades”. De acuerdo a eso usan ciertas “estructuras” más que otras (ej., cuello de la jirafa). Dichos rasgos serían transmitidos a la descendencia.
Cuvier (contemporáneo a Lamarck), anatomista comparado y paleontólogo, contrasta muestras del registro fósil y formas vivientes. Propone la existencia de 4 planes corporales. • Vertebrata • Articulata • Radiata • Mollusca Georges Leopold Chretien Frederic Dagobert, Baron de Cuvier
Charles Darwin “On the Origin of Species by Means of Natural Selection” Publicado Noviembre 24, 1859
1809-1882
• Darwin en su travesía colecta las más diversas especies (aves, insectos, plantas, fósiles, etc.) y hace observaciones geológicas • A través de sus colectas llega a la idea de la existencia de especies diferentes en localidades distintas •Por ejemplo en Galápagos nota la similitud entre varias especies de las islas, aunque distintas unas de otras (e.g., pinzones, tortugas).
Algunas localidades visitadas por Charles Darwin en Chile: 1834 • 23 Enero-5 Marzo: En Tierra del Fuego • 28 de Junio: llega a Chiloé (por 15 días) • 23 de Julio: llega a Valparaíso (y alrededores) • 28 de Agosto: llega a Santiago (y alrededores) • 10 Noviembre: zarpa al sur en la Beagle • 21 de Noviembre: llega a Chiloé 1835 • 8-22 Febrero: en Valdivia (20 Feb. Terremoto) • 4-6 Marzo: en Concepción (vio devastación por terremoto) • 18 Marzo-10 de Abril: cruce de la Cordillera SantiagoMendoza-Santiago • 12 de Julio navegando a Iquique • 19 de Julio hacia El Callao, Perú
Viaje de Darwin en Chile: algunas de las zonas que visit贸
14 Agosto - 27 Sept. 1843
2 personajes influyentes en los postulados de la TeorĂa del Origen de las Especies de Darwin
Thomas Malthus
Alfred Russel Wallace
•1838: Libro del economista Thomas Malthus “Essay on the Principle of Population” (1798). •1858: Recibe “On the tendency of varieties to depart from the Original Type” by Alfred Russel Wallace
โ ข El ensayo del economista Thomas Malthus trata acerca del crecimiento sostenido de la poblaciรณn humana y los problemas que deberรก enfrentar para su subsistencia debido a lo limitado de los recursos.
• Alfred Russel Wallace: naturalista británico quien independientemente postula la idea de selección natural como mecanismo adaptativo (estudiando la distribución geográfica de las especies).
Darwin junto con Wallace presentan en la Linnean Society of London…, publica Darwin en 1859
El Origen de las Especies posee dos tesis principales: 1. Todas las especies descienden de un ancestro común, sin interrupción, no a través de generación espontánea, sino por acumulación de distintos grados de diferencias. 2. Selección Natural: las variaciones útiles en cada organismo serán traspasadas a la descendencia y éstos organismos tendrán así las mejores posibilidades de sobrevivir; las variaciones útiles tenderán a ser preservadas, las que luego serán heredadas…
Lamarck: Teoría de Progresión Orgánica
Darwin: Teoría de la Descendencia con Modificación
¿Cómo opera la Selección Natural?
1. Los individuos que constituyen una especie presentan una gran número de caracteres (rasgos, atributos) que varían 2. Algunas de estas variaciones son traspasadas a la descendencia 3. En cada generación, se produce más descendencia de la que puede sobrevivir 4. La sobrevivencia y reproducción no es al azar: los individuos que sobreviven y se reproducen, o que se reproducen más, son aquellos que presentan los “caracteres más favorables” (ADAPTACIONES) para el ambiente en que habitan: son seleccionados naturalmente
Adaptaci贸n r谩pida por selecci贸n natural: La tolerancia al cobre ha evolucionado en la especie Mimulus guttatus cerca de minerales de cobre
La Selección sobre varios rasgos resulta en la evolución de rasgos complejos. Muchas veces las adaptaciones pueden parecer como si ellas hubiesen sido “diseñadas”
Un ejemplo de Adaptaci贸n a zonas extremas
Lestodelphys halli Didelphimorphia
Selecci贸n sexual: otro ejemplo de c贸mo opera la selecci贸n natural
Evoluciรณn de los pinzones de Darwin en las Islas Galรกpagos. Los picos de estas aves estรกn adaptados a los diferentes tipos de dieta
Contaminaci贸n industrial: cl谩sico ejemplo de selecci贸n
Por qué los organismos cambian? • Darwin propuso que los descendientes de un ancestro común evolucionan diferentes rasgos, que son adaptativos bajo “diferentes condiciones de vida”, o habitats.
• Darwin nunca conoció los trabajos de Gregor Mendel (“Herencia Particulada”; 1865), y que no se conocieron hasta entrado el siglo XX
Gregor Mendel
Síntesis Moderna de la Evolución (30s-40s) Es la integración de la Teoría de Darwin con las propuestas de la genética moderna. La síntesis moderna (o neo-Darwinismo) da origen a una teoría que enfatiza la co-acción de las mutaciones, selección, deriva génica y flujo génico
La Síntesis Moderna de la Evolución involucra:
• El desarrollo de una Teoría Matemática de Genética de Poblaciones que demuestra que las mutaciones y la selección natural las que principalmente causan la “evolución adaptativa” • Las mutaciones no son una alternativa a la selección, pero constituirían el “material crudo” • Aparte de la genética de poblaciones, contribuyen a la síntesis moderna de la evolución la sistemática, la genética y la paleontología (Mayr, Simpson, Stebbins, Dobzhansky) • William Provine, Ronald Fisher, John Haldane, Sewall Wright son algunos de los “fundadores” de la genética de poblaciones
Cómo estudiar Evolución? • A través del registro fósil (Paleontología) • A través de la distribución de las especies • A través de las similitudes anatómicas • Similitudes moleculares • Determinando los orígenes de la vida
Sistemática Biogeografía
Otras observaciones de Darwin • Se le atribuye el haber sido uno de los primeros en postular
que las especies descienden de un ancestro común (Filogenia). • Que islas como Galápagos contendrán sólo aquellas especies que pueden alcanzar el Archipiélago (Dispersión). • En general Darwin observa que a pesar de haber similitudes en la flora y fauna de diferentes áreas geográficas, las especies presentan “cierto grado de diferenciación” por lo tanto no estarían “uniformemente distribuídas”
Darwin en Chile: vertebrados Fue recolector de numerosos especímenes muchos de los cuales resultaron ser especies nuevas (36) y 7 géneros nuevos (todos vigentes)
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• Darwin mismo describió taxonómicamente solo 3 especies en Chile (aves) • Se le han dedicado 7 especies chilenas que llevan el nombre específico darwini
Phyllotis darwini Lycalopex fulvipes
Pterocnemia pennata
Ameridelphia
Australidelphia
Gondwana: CretĂĄceo tardĂo-comienzos del Terciario