Fuera de Serie Biología I

SERIE

Fuera de

Biología I

Evolución, reproducción y herencia s ale s tu a c i a nc sy rie pe rica x E istó h

e qu les ra a ctu gin ar la le m tas ñan No pa om ac

educación secundaria

Artículos periodísticos y de divulgación científica

“A lgu inq ien m uie e tan tió l a te no pata ve la ”, un grá a fic a

NAP: 1.er y 2.º AÑO PBA: 2.º AÑO (ESB) CABA: 1.er y 2.º AÑO NES

s ale isu v io ud sa o rs cu Re

Marcela Gleiser Laura Melchiorre Silvana Perlmuter Milena Rosenzvit

Dirección editorial Florencia N. Acher Lanzillotta

Dirección de arte Natalia Fernández

Coordinación editorial Georgina Ricci

Diseño de tapa Cecilia Aranda

Edición Sofía Martínez Ignacio Miller

Diseño de maqueta Natalia Fernández y Cecilia Aranda

Autoría Marcela Gleiser Silvana Perlmuter Laura Melchiorre Milena Rosenzvit Corrección Eduardo Mileo

Diagramación Vanina Rodríguez Documentación fotográfica XXxxxxxxx Ilustrataciones Federico Combi Daniel Zilberberg Camila Torre Notari Preimpresión y producción gráfica Florencia Schäfer Novela gráfica “Alguien metió la pata” Idea: Milena Rosenzvit, Silvana Perlmuter y Pablo Salomón Guión y dibujos: Pablo Tambuscio

© 2014, Edelvives.

Av. Callao 224, 2º piso. Ciudad Autónoma de Buenos Aires (C1022AAP), Argentina.

Biología I / Milena Rosenzvit... [et.al.]; coordinado por Pablo Salomón; dirigido por Florencia N. Acher Lanzillotta; edición a cargo de Sofía Martínez y Sebastián Vargas; ilustrado por Pablo Tambuscio. - 1ª ed.

- Ciudad Autónoma de Buenos Aires: Edelvives, 2014.

200 p.; 27 x 21 cm.

ISBN 978-987-642-314-4 1. Biología. 2. Enseñanza Secundaria. I. Rosenzvit, Milena II. Salomón, Pablo, coord. III. Acher Lanzillotta, Florencia N., dir. IV. Martínez, Sofía, ed. V. Vargas, Sebastián, ed. VI. Tambuscio, Pablo, ilus.

CDD 570.712

Este libro se terminó de imprimir en el mes de octubre de 2014, en FP Compañía Impresora, Buenos Aires, Argentina.

Reservados todos los derechos de la edición por la Fundación Edelvives. Queda rigurosamente prohibida, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de los ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público. Queda hecho el depósito que dispone la ley 11.723.

La editorial queda a disposición de los eventuales poseedores de los derechos de fuentes literarias que no pudieron ser contactados.

Fotografía

Fuera de

SERIE

Biolog铆a I

Evoluci贸n, reproducci贸n y herencia

Bloque I. Origen y evolución de la vida 1. El estudio de la biodiversidad ¿Qué especies habitan la laguna?............................... 15 La diversidad de los seres vivos............................................ 16 ¿Cómo se mide la biodiversidad?....................................... 17 Notas de laboratorio N.º 1. ¿Cómo se caracteriza la biodiversidad de una laguna? .......................................... 17 El estudio de la diversidad de especies............................... 18 Fijismo versus transformismo.............................................. 19 Evidencias a favor del transformismo biológico................ 20 Primera evidencia: los fósiles.............................................. 20 Segunda evidencia: la anatomía......................................... 21 Tercera evidencia: la distribución geográfica.................... 22 La clasificación de los seres vivos........................................ 23 Taxones y categorías taxonómicas..................................... 23 La clasificación en reinos..................................................... 24 La clasificación en dominios............................................... 25 El ambiente y los cambios en la biodiversidad.................. 26 Extinciones masivas............................................................. 26 Extinciones por causas humanas....................................... 27 La conservación de la biodiversidad.................................... 28 Mientras tanto, en otro lugar. “Los maíces de Stalingrado..... 29 Mientras tanto, en otro lugar. “Repensar la conservación: ¿áreas naturales protegidas o estrategia birregional?”........ 30 Actividades de repaso......................................................... 31 Actividades de integración................................................. 32

2. Evolución de los seres vivos ¿Cómo surgen las especies? ......................................... 33 Historia de la vida en la Tierra.............................................. 34 Las escalas del tiempo cósmico.......................................... 34 El ancestro en común de todos los seres vivos.................. 35 Cambios en las ideas sobre la historia de la vida.............. 36 Lamarck y la herencia de caracteres adquiridos.............. 37 Mientras tanto, en otro lugar. “La evolución de los mamíferos”................................................................................ 37 Notas de laboratorio N.º 2. ¿Los gusanos se mimetizan con su entorno?........................................................................ 38 Análisis de un ejemplo de selección natural..................... 39 Especiación y selección natural.......................................... 40 Selección artificial................................................................... 41 Mientras tanto, en otro lugar. “Natural, aunque no tanto”..... 41 Genética y evolución............................................................... 42 Las mutaciones........................................................................ 43 Otros mecanismos evolutivos............................................... 44 Deriva génica........................................................................ 44 MIgración............................................................................... 45 Selección sexual................................................................... 45 El estudio de la evolución...................................................... 46 Mientras tanto, en otro lugar. “Entrevista a un evolutólogo”..................................................................... 47 Evolución humana.................................................................. 48 Actividades de repaso......................................................... 49 Actividades de integración................................................. 50

4

3. El origen de la vida ¿Cómo surgió la primera especie?............................... 51 Historia de las ideas sobre el origen de la vida.................. 52 Notas de laboratorio N.º 3. ¿Puede la carne podrida producir espontáneamente larvas de mosca?...................... 52 Los microbios y la generación espontánea......................... 53 Mientras tanto, en otro lugar. “Generación espontánea vs. biogénesis”...................................................... 53 El triunfo de la biogénesis................................................... 54 Notas de laboratorio N.º 4. ¿Cómo comprobar que todos los seres vivos, incluidos los microorganismos, solo se originan de otros seres semejantes?......................... 54 Evolución prebiótica............................................................. 55 La Tierra en sus inicios........................................................... 56 El origen del agua terrestre................................................. 56 Los gases de la atmósfera.................................................... 57 El oxígeno en la evolución prebiótica................................. 57 Mientras tanto, en otro lugar. “La aparición de la vida era inevitable”.................................................................. 58 Notas de laboratorio N.º 5. ¿Cómo se pueden reproducir las condiciones de la atmósfera primitiva con dos frascos y unos tubos?............................................................................ 59 Objeciones y nuevos aportes a la evolución prebiótica........ 60 ¿Origen extraterrestre de la vida?...................................... 61 Mientras tanto, en otro lugar. “Vida extraterrestre, de ficción”.................................................................................. 61 Sistemas precelulares............................................................. 62 Las primeras células............................................................... 63 La nutrición de los primeros organismos........................... 64 Tipos de nutrición autótrofa............................................... 64 Tipos de nutrición heterótrofa............................................ 65 La respiración celular........................................................... 65 La nutrición de LUCA........................................................... 65 Fotosíntesis, oxígeno y consecuencias en la atmósfera...... 66 Actividades de repaso......................................................... 67 Actividades de integración................................................. 68

Bloque II. La célula y los tejidos 4. Estructura celular ¿Qué tienen en común todas las células?................ 73 Los microscopios ópticos y las células................................ 74 Notas de laboratorio N.º 6. ¿Qué estructura presenta el corcho que lo hace flexible, liviano e impermeable al agua y el aire?....................................................................... 75 Mientras tanto, en otro lugar. “La construcción colectiva de la Teoría Celular”................................................................. 76 Organismos unicelulares y multicelulares......................... 77 Notas de laboratorio N.º 7. ¿En qué se parecen las células de distintos seres vivos?....................................... 78 La ultraestructura celular...................................................... 80 La composición química de las células............................... 81 Mientras tanto, en otro lugar. “Biomoléculas: orgánicas e inorgánicas”.......................................................... 81

Las biomoléculas y sus funciones...................................... 82 Modelos de células.................................................................. 83 El modelo procariota............................................................ 83 Los modelos eucariotas....................................................... 84 El contenido de las células eucariotas................................. 85 Organelas del sistema de membranas............................... 86 Mientras tanto, en otro lugar. “Nobel de Medicina por revelar el misterio del ‘tráfico celular’”........................... 87 Las organelas de la energía celular...................................... 88 Mitocondrias: la utilización de la energía química........... 88 Cloroplastos: acumulación de energía química................ 88 Notas de laboratorio N.º 8. ¿Cómo identificar los pigmentos accesorios si solo se observa la clorofila?........... 89 Las membranas de la célula.................................................. 90 El modelo de mosaico fluido............................................... 90 Las proteínas y sus funciones en las membranas............ 91 Transporte de sustancias a través de la membrana......... 91 Transporte pasivo y libre..................................................... 92 Transporte pasivo y mediado.............................................. 92 El origen de las células eucariotas....................................... 93 Teoría autógena: complejidad gradual.............................. 93 Teoría endosimbiótica: fusión de organismos................... 94 Actividades de repaso......................................................... 95 Actividades de integración................................................. 96

5. La pluricelularidad ¿Cómo se organizan las células en un organismo?.... 97 La evolución de la diferenciación celular............................ 98 Especialización celular......................................................... 98 Integración y medio interno................................................ 99 La complejidad y el tamaño................................................ 99 Niveles de complejidad pluricelular..................................... 100 Nivel de agregado celular: las colonias.............................. 100 Nivel tisular: los tejidos....................................................... 100 Nivel de órganos................................................................... 101 Nivel de sistema de órganos................................................ 101 El origen de la pluricelularidad............................................. 102 La hipótesis colonial............................................................. 102 La hipótesis plasmodial....................................................... 102 La hipótesis de la fagotrofia................................................ 103 Notas de laboratorio N.º 9. ¿Es posible inducir experimentalmente la pluricelularidad por fagotrofia?........... 103 Notas de laboratorio N.º 10. ¿Pueden las levaduras convertirse en pluricelulares?................................................ 104 Mitosis: ¿división o multiplicación celular?........................ 105 El ADN y los cromosomas.................................................... 105 La mitosis y la distribución del ADN................................... 106 Notas de laboratorio N.º 11. ¿Qué cambios se producen en las células durante la división?......................................... 107 Multiplicación controlada de células y tejidos................... 108 Cultivo de tejidos vegetales................................................. 108 Cultivo de células animales................................................ 108 Mientras tanto, en otro lugar. “¿Qué hay de cierto sobre las células madre?”.................................................................. 109 Los tejidos animales............................................................... 110 Tejido epitelial....................................................................... 110

Tejido nervioso...................................................................... 111 Tejido muscular.................................................................... 111 Tejido conectivo o conjuntivo............................................. 112 Mientras tanto, en otro lugar. “¿Cómo es el proceso por el cual los animales pasan de ser un cigoto a individuos de millones de células altamente organizadas?”................. 113 Patrón general de desarrollo embrionario en los animales... 114 Actividades de repaso......................................................... 115 Actividades de integración................................................. 116

Bloque III. Reproducción y herencia 6. La reproducción de los seres vivos ¿Cuáles son macho y cuáles, hembra?...................... 121 La reproducción de los seres vivos....................................... 122 La reproducción sexual.......................................................... 123 Notas de laboratorio N.º 12. ¿Se producen renacuajos si los óvulos de las ranas no se ponen en contacto con el esperma de los machos?......................................................... 123 Los gametos............................................................................. 124 Los gametos en los animales.............................................. 124 La formación de los gametos................................................ 125 Gametogénesis y variabilidad genética.............................. 125 La fecundación........................................................................ 126 Tipos de fecundación........................................................... 127 Mientras tanto, en otro lugar. “Usos veterinarios de la fertilización artificial”..................................................... 127 La reproducción sexual en los animales............................. 128 El desarrollo embrionario en los insectos.......................... 128 La reproducción sexual en los poríferos............................ 129 Los mamíferos que ponen huevos...................................... 129 Los mamíferos con marsupio.............................................. 129 La reproducción sexual en las plantas................................ 130 La reproducción sexual en las angiospermas................... 130 La reproducción sexual en las gimnospermas.................. 131 Mientras tanto, en otro lugar. “Los incendios forestales favorecen la reproducción de las coníferas”......................... 131 La reproducción asexual........................................................ 132 La reproducción vegetativa................................................. 132 La partenogénesis................................................................. 133 La división por fisión binaria............................................... 133 La reproducción mediante esporas.................................... 134 Otras formas de reproducción asexual: gemación y fragmentación.................................................................... 135 Mientras tanto, en otro lugar. “Clonación made in Argentina”................................................................................. 136 Actividades de repaso......................................................... 137 Actividades de integración................................................. 138

7. Reproducción y evolución ¿Cómo viven los parásitos?............................................ 139 Reproducción sexual y evolución......................................... 140 El origen de la reproducción sexual..................................... 141 La selección sexual................................................................. 142

5

El cortejo en los animales.................................................... 143 El dimorfismo sexual.............................................................. 144 Animales hermafroditas y que cambian de sexo.............. 145 Las estrategias reproductivas................................................ 146 Estrategas r............................................................................ 146 Estrategas k........................................................................... 147 Curvas de densidad de población....................................... 147 La sucesiones ecológicas..................................................... 147 La evolución de las plantas................................................... 148 Aparecen los fotoautótrofos................................................ 148 Las primeras plantas: los musgos...................................... 148 Surgen las plantas vasculares............................................. 149 Mientras tanto, en otro lugar. “En eslabón encontrado”..... 149 Protección del embrión en angiospermas........................... 150 La dispersión de las semillas y los frutos.......................... 151 Notas de laboratorio N.º 13. ¿El tamaño del ala de una sámara influye en su capacidad de dispersión?................... 151 Protección del embrión en animales.................................... 152 Los primeros animales......................................................... 152 Surgen los vertebrados acuáticos....................................... 152 Los primeros vertebrados terrestres................................... 153 Protección del embrión en los mamíferos......................... 153 Sociedades animales.............................................................. 154 Mientras tanto, en otro lugar. “Un animal muy social: la termita”................................................................................. 154 Actividades de repaso......................................................... 155 Actividades de integración................................................. 156

8. La reproducción humana ¿Cuándo se producen nacimientos múltiples?............. 159 La función de reproducción en los seres humanos........... 160 El sistema reproductor masculino........................................ 161 La espermatogénesis............................................................ 162 La maduración de los espermatozoides y la producción de semen........................................................... 162 El sistema reproductor femenino......................................... 163 La ovogénesis........................................................................ 164 La regulación de la gametogénesis...................................... 165 El ciclo menstrual.................................................................... 165 La fecundación........................................................................ 166 El desarrollo embrionario...................................................... 166 Embarazos múltiples: mellizos y gemelos......................... 167 El parto...................................................................................... 167 Mientras tanto, en otro lugar. “La Ley de Parto Respetado”.... 168 Técnicas de fertilización asistida.......................................... 169 La clonación............................................................................. 170 Mientras tanto, en otro lugar. “Gattaca: seres humanos de diseño”.................................................................................. 171 Métodos anticonceptivos y planificación familiar............. 172 Infecciones de transmisión sexual....................................... 173 Síndrome de inmunodeficiencia adquirida....................... 174 Mientras tanto, en otro lugar. “Programa Nacional de Salud Sexual y Procreación responsable”......................... 174 Actividades de repaso......................................................... 175 Actividades de integración................................................. 176

6

9. Herencia biológica ¿Cómo se relaciona la estadística con la genética?.. 177 La herencia de los caracteres................................................ 178 El estudio de la herencia: la genética................................... 179 Las leyes de Mendel................................................................ 180 Primera ley de Mendel: principio de uniformidad............ 180 Segunda ley de Mendel: principio de segregación............ 181 Probabilidad en la herencia de un carácter....................... 182 Notas de laboratorio N.º 14. ¿La herencia de una característica (como el color de la semilla) influye sobre la herencia de otra característica (por ejemplo, su rugosidad)?.......................................................................... 183 Teoría Cromosómica de la Herencia.................................... 184 Los cromosomas y la información hereditaria................... 185 Meiosis: división celular y reducción de la información genética..................................................................................... 186 Meiosis y variabilidad genética........................................... 187 Mientras tanto, en otro lugar. “Estadística aplicada a la biología”............................................................................. 188 Mientras tanto, en otro lugar. “Genética, estadística y derechos humanos en la Argentina”................................... 189 Variabilidad y evolución......................................................... 190 La presión ambiental actúa sobre el fenotipo................... 191 Alteraciones cromosómicas................................................... 192 Actividades de repaso......................................................... 193 Actividades de integración................................................. 194

¿Cómo es este libro?

“Alguien metió la pata” Una novela gráfica que plantea varios enigmas en los que la biología tiene mucho para aportar...

La tranquilidad del pueblo se interrumpe por una serie de sucesos.

En la laguna se avistan ranas con extrañas malformaciones. En las salas de maternidad parecen abundar los partos de mellizos y gemelos. ¿Hay relación entre estos hechos? Una periodista, un profesor y dos chicos buscarán las respuestas. ¿Se animan a acompañar a los protagonistas para resolver el misterio?

Sobre el margen de las páginas encontrarán anotaciones que acompañarán y guiarán la lectura.

En birome se incluyen aclaraciones sobre palabras desconocidas, propuestas para revisar otras partes del libro e ideas clave sobre los contenidos de la página.

¡El libro está lleno de recortes de diarios, revistas, folletos y libros!

Mientras tanto, en otro lugar Porque no hay una única fuente de información que sea válida para comprender un tema, el libro incluye propuestas para el análisis de los contenidos científicos a través de la óptica de los medios masivos de comunicación, el cine, la literatura y otros productos culturales.

En lápiz van a encontrar preguntas y actividades que los ayudarán a comprender el tema.

Notas de laboratorio.

Propuestas de trabajo para el desarrollo de competencias experimentales genuinas.

Invita a reproducir experiencias históricas o actuales.

¿Quién dijo que solo se aprende a imaginar e interpretar experimentos en el laboratorio?

Cada vez que encuentren una imagen como esta, preparen el celu, la tablet o la netbook.

Estos códigos les permiten acceder a los contenidos audiovisuales con solo apuntar con la cámara de sus dispositivos.*

Al finalizar cada capítulo, van a encontrar variedad y riqueza de actividades de repaso e integración que desarrollan sus competencias cognitivo-científicas. ¡Ayudan a desarrollar el pensamiento científico!

* Para tener más información sobre el uso de los códigos QR, visiten la siguiente direc ción: http://bit.ly/EDVB2007

Conclusiones que vinculan el enigma de la apertura con los contenidos del capítulo.

De este modo, se aplican los aprendizajes en el análisis de casos concretos. ¡Buenísimo!

7

Bloque I

el estudio de la biodiversidad

31

¿Qué especies habitan la laguna?

bitar distintas pueden ha ¿Cuántas especies en? é grupos pertenec una laguna? ¿A qu

Continuará en la página 33.

Bloque I

Origen y evolución de la vida

La diversidad de los seres vivos Si el diámetro promedio de la Tierra es de aproximadamente 13.000 km y la atmósfera tiene un espesor de alrededor de 35 km, ¿qué porcentaje corresponde a la biosfera?

Biodiversidad

especies poblaciones (variabilidad genética) ecosistemas

La zona del planeta en la que se encuentran los seres vivos abarca solo una delgada capa. Se extiende alrededor de ocho o diez kilómetros desde la superficie de la corteza terrestre hacia la atmósfera y apenas unos metros por debajo de ella, hasta donde son capaces de crecer algunos microorganismos y las raíces de ciertas plantas.

Aunque se trate de una película delgada, la biosfera reúne una variedad enorme de formas de vida, desde especies unicelulares, como la mayoría de las que integran el plancton marino, hasta organismos enormes, como los rinocerontes. Técnicamente, a esta variedad de formas de vida se la llama diversidad biológica o biodiversidad. Este concepto comprende las diferencias entre las especies de la biosfera, pero también la variabilidad dentro de las poblaciones, es decir, las diferencias genéticas entre individuos de una misma especie.

Si observan una familia de seres humanos, o de alguna otra especie de vertebrados, notarán fácilmente que sus integrantes se parecen, pero no son idénticos. A esta variabilidad se la conoce como variabilidad genética o hereditaria y es un componente indispensable de la biodiversidad. Gracias a la variabilidad genética, las poblaciones son capaces de resistir condiciones del ambiente que pueden modificarse más o menos bruscamente en un período corto de tiempo, como, por ejemplo, el surgimiento de enfermedades o la escasez de algún recurso. Considerando la existencia de diferencias genéticas entre los integrantes de una población, es más probable que algunos posean características que les permitan sobrevivir a esos cambios.

Si bien puede estudiarse la biodiversidad del planeta en su conjunto, muchas veces se la analiza en un ambiente determinado. Por eso, la biodiversidad también abarca el nivel de ecosistemas y paisajes. Según las condiciones físicas que presente un ambiente (como su temperatura media, la humedad y las características del suelo), la diversidad de organismos que allí habiten varía. Por ejemplo, en ambientes donde las condiciones para la vida son favorables, como las selvas, la biodiversidad es alta, mientras que en ambientes inhóspitos, donde solo pocos seres vivos pueden desarrollarse, la biodiversidad es menor.

Límite superior de la biosfera

7.000 m

Algunas aves migratorias

5.000 m Biosfera ]

La biosfera reúne a toda la biodiversidad que existe en la Tierra. Esta se distribuye prácticamente en todas las regiones continentales y oceánicas, y hasta una altura de varios kilómetros en la atmósfera.

16

0m Nivel del mar

Límite inferior de la biosfera

11.000 m

El estudio de la biodiversidad

¿Cómo se mide la biodiversidad?

Capítulo 1

20% especies descrip

Actualmente, se conocen casi dos millones de especies de seres vivos diferentes. Aunque pueda parecer una cifra muy grande, en realidad se estima que existen más de diez millones de especies que el ser humano aún no ha identificado o descubierto. Esto significa que solo se conoce alrededor del 20% de la diversidad biológica del planeta.

Una manera de cuantificar la biodiversidad es a partir del estudio aislado de las especies pertenecientes a cada grupo de seres vivos. Así, los botánicos estudian las especies vegetales; los zoólogos, las especies animales; los micólogos, las especies de hongos, etcétera. Otra manera es analizar la biodiversidad de un ambiente en su conjunto. Esta tarea es realizada por los ecólogos. A través de la obtención de muestras en el sitio de estudio, se elaboran listas de especies, agrupadas según el grupo al que pertenecen (como aves, mamíferos, insectos o plantas, entre otros), que luego son analizadas estadísticamente. Estos estudios permiten conocer la riqueza específica de un ambiente, que indica la cantidad de especies presentes en él, y su equitatividad, es decir, la proporción en que se encuentra cada una de estas especies en relación con las restantes.

tas

80% especies desconocidas

Para repasar lo visto hasta acá, página 31, actividades 1 y 2.

RATORIO NOTAS DE LABO

¿Cómo se caracteriza la biodiversidad de una laguna?

Hornero

Gallareta chica

Chorlito

Benteveo

Pato capuchino

Pollona negra

Jacana

Tero

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Gallineta

N.° de individuos observados

Aves

Especie Mamíferos

0 Especie

30

10 5

Lisa

15

Lenguado

20

Corvina negra

25

Pejerrey

5

Zorro gris

10

Cuis grande

15

Tuco-tuco

20

Mulita pampeana

25

N.° de individuos observados

Peces

30

Coipo

No olvidar responder en el informe: 1. ¿Por qué los avistajes se realizaron a diferentes horas del día?

2. ¿Qué grupo presenta mayor riqueza específica en el ambiente estudiado?

3. ¿Qué grupo es el más equitativo? ¿Por qué?

Resultados:

N.° de individuos observados

Objetivo: analizar la distribución de las aves, los peces y los mamíferos de una laguna.

Procedimiento: se establecieron puntos de avistamiento cada 40 m, alrededor de la orilla de la laguna. Desde allí, se realizaron observaciones de aves y mamíferos a las 6, 13 y 18 horas. Las muestras de peces se obtuvieron con redes, a diferentes profundidades y en distintos puntos de la laguna. Todas las especies observadas se registraron.

experiencia n.º 1

0 Especie

Ver la experiencia en: http://bit.ly/EDVB2017

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Bloque I

Origen y evolución de la vida

El estudio de la diversidad de especies

El sistema de nomenclatura binomial se creó a partir de un concepto de especie basado en la función de reproducción; por eso, los seres vivos se describen y ordenan según este criterio.

Como vimos, una manera de estudiar la biodiversidad es a partir del análisis de cada una de las especies que la conforman. De hecho, este paso es fundamental y se requiere como punto de partida para estudiar la riqueza específica y la equitatividad de un ambiente. De otro modo, ¿cómo podrían identificarse los seres vivos observados?

Los primeros naturalistas se dedicaron a recolectar individuos, describirlos y reunirlos en herbarios y bestiarios, según se tratara de plantas o de animales. A medida que aumentaba el número de ejemplares de estas colecciones, se hacía cada vez más difícil logar una manera adecuada para clasificarlos y, así, poder estudiarlos ordenadamente. En el siglo XVII, el naturalista inglés John Ray (1627-1705) dio un gran paso en el tema, al proporcionar una definición de especie que podía ser aplicada en la práctica.

Al contrario de los compendios que se realizaban hasta el momento, que ordenaban los seres vivos alfabéticamente, e incluso incluían criaturas fantásticas, como unicornios y sirenas, Ray se basó en la observación directa de los organismos. Según este naturalista, una especie era un “conjunto de individuos que mediante la reproducción originan individuos similares a sí mismos”.

A partir de esta definición, el biólogo sueco Carl Linneo (1707-1778) introdujo una nueva manera de clasificar a los seres vivos basada, precisamente, en sus órganos reproductores. Además, propuso una forma de nombrar a las especies de manera inequívoca. De este modo, los investigadores de cualquier parte del mundo pudieron referirse al mismo ser vivo sin caer en los malentendidos debidos al uso de las denominaciones locales. El sistema de Linneo se llama nomenclatura binomial y consiste en aplicar dos palabras para cada especie: una para el nombre del género, que abarca a muchas especies relacionadas, y otra para un descriptor específico. Así, el género describe a todo un grupo, y el descriptor hace referencia a la especie en particular.

Por ejemplo, Vicugna vicugna es el nombre de la vicuña, mientras que Vicugna pacos define a la alpaca, dos especies relacionadas y, por lo tanto, similares.

Este sistema continúa utilizándose en la actualidad y permitió nombrar a millones de especies.

En México, se llama tomate al Physalis ixocarpa, una planta que no existe en la Argentina.

Linneo clasificó las plantas y los animales en su libro Systema Naturae (‘Sistema natural’) publicado originalmente en 1735. Este detalle de una acuarela realizada en 1736 ilustra el sistema de clasificación de las plantas de Linneo, basado en las características sexuales.

¿Por qué se llamarían “bestiarios”? Buscar.

¿Qué otras definiciones de especie existen? Averiguar.

Consultar en capítulo 2 la página 40.

Bestiario de Conrad Gesner (1516-1565): http://bit.ly/EDVB2018

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El estudio de la biodiversidad

Capítulo 1

Fijismo versus transformismo Los naturalistas que se dedicaron a la clasificación de las especies, a su vez, comenzaron un debate directamente relacionado con el origen de la diversidad de los seres vivos: ¿todas las especies existen en la naturaleza desde el comienzo de la vida, o es posible que surjan nuevas especies y que otras desaparezcan del planeta?

Esta pregunta dividió a investigadores en dos grupos. Por un lado, estaban quienes sostenían que las especies habían sido creadas por Dios en el origen y que permanecían intactas a través de la historia de la vida. Por eso, se basaban en la selección de ciertos rasgos arbitrarios, que usaban como indicadores, para clasificarlas. Esta hipótesis sobre la fijeza de las especies recibió el nombre de fiijsmo. Por otro lado, se encontraban aquellos que proponían que las especies podían modificarse a través del tiempo. Estos investigadores buscaban en los seres vivos un conjunto de rasgos que parecían surgir naturalmente como criterio para agrupar las especies y clasificarlas.

A esta idea basada en el cambio de las especies a lo largo del tiempo se la llamó transformismo o evolucionismo.

El debate entre el transformismo y el fijismo duró mucho tiempo, debido especialmente a la interferencia de cuestiones que no eran científicas, sino religiosas o filosóficas. El ser humano es un ser complejo y, muchas veces, las investigaciones se ven influidas por las creencias o los prejuicios de las personas que las llevan a cabo, aun de manera inconsciente. Así, por ejemplo, Linneo fue muy religioso y defensor del fijismo; sin embargo, matizó su posición a partir del estudio de especies híbridas de cultivo, resultado de la mezcla de dos especies silvestres, que fueron obtenidas por agricultores y que, por lo tanto, no habían sido creadas por un acto divino en el origen del mundo.

George Louis Leclerc, conde de Buffon (1707-1788), contrariamente a Linneo, era partidario de una naturaleza en continuo cambio, y sostenía que muchas de las formas vivientes que se observaban eran “degeneraciones” de especies anteriores, es decir que estas se transformaban. A pesar de ello, el abandono de ideas tan arraigadas en los científicos no fue sencillo (como no lo es en ninguna época). Además, aún faltaba encontrar el mecanismo por el cual las especies cambiaban.

Aristóteles (384-322 a. C.) pensaba que las especies habían sido creadas mediante un acto divino y que se ordenaban según un grado de perfección creciente, el más alto de los cuales correspondía al ser humano.

¿Las ranas con muchas patas serán especies nuevas? ¿Cómo pueden haberse formado?

Ver capítulo 2, “La ev olución de los seres vivos”.

Linneo sostenía que todas las especies habían sido creadas originariamente por Dios; por eso, su principal objetivo fue realizar un enorme inventario de todas ellas.

Las ideas del conde de Buffon, expuestas en una extensa obra titulada Historia natural, general y particular, eran claramente transformistas.

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Bloque I

Origen y evolución de la vida

Evidencias a favor del transformismo biológico Los defensores del transformismo basaban sus ideas en ciertos hechos que no podían explicarse satisfactoriamente a partir del fijismo. Para los transformistas, estos hechos constituían pruebas o evidencias de que los seres vivos habían cambiado en el transcurso del tiempo y que, por lo tanto, las especies no permanecían inmutables.

Primera evidencia: los fósiles

Nicolás Steno sentó las bases de la geología al afirmar que los sedimentos se superponen horizontalmente en una serie de capas o estratos rocosos, en los que los más nuevos se asientan sobre los más antiguos.

¿Hooke era transformista o fijista? ¿Por qué? ¿Y Steno?

El estudio de las rocas que componen la corteza terrestre comenzó en la Antigüedad, hace 2.500 años. De la misma manera que se armaban los herbarios y los bestiarios, en la Edad Media (siglos V al XV), se realizaron lapidarios, es decir, colecciones de rocas y piedras, con descripciones de cada ejemplar. Entre estos ejemplares, se encontraban diversos fósiles.

Algunos naturalistas coincidían en que los fósiles eran solo rocas “producto de la madre tierra” y que, aunque parecieran seres vivos, no guardaban ninguna relación con ellos. Otros, en cambio, sostenían que los fósiles eran petrificaciones de huesos que alguna vez pertenecieron a seres vivos. Así, el científico danés Nicolás Steno (1638-1686) propuso que eran rastros de la vida de épocas pasadas que no se encontraban descriptas en las Escrituras.

En la actualidad, sabemos que los fósiles son restos de seres vivos, muchos de los cuales estuvieron expuestos a un proceso en el que sus partes duras fueron reemplazadas por minerales. Como resultado de este proceso, ocurrido a lo largo de millones de años, el organismo (o las partes que de él se conservaron) adquirió el aspecto y la composición de una roca. Uno de los primeros en describir la petrificación que dio origen a los fósiles fue el científico inglés Robert Hooke (1635-1703). Según Hooke, los minerales del agua ingresaban en los espacios libres de las células del organismo y se solidificaban. Además, sostuvo que la ausencia de organismos vivos idénticos a los fósiles se debía a que las especies se habían extinguido y, siguiendo ese razonamiento, llegó a afirmar: “no sería raro suponer que existen muchas otras especies nuevas que no existían en el comienzo”.

Estrato antiguo

El proceso de mineralización de los restos de un animal comienza cuando se descomponen los tejidos blandos.

20

En una segunda etapa, las partes duras (huesos y dientes) son sepultadas por capas de sedimentos y reemplazadas por minerales.

Estrato antiguo

Los movimientos del subsuelo provocan la elevación de la roca que contiene el fósil. Así, este va subiendo a la superficie.

Estratos nuevos

Finalmente, la erosión puede dejar el fósil al descubierto.

También puede ocurrir que sea desenterrado por algún investigador.

El estudio de la biodiversidad

Capítulo 1

Segunda evidencia: la anatomía A partir del estudio de la forma y la función de diversas partes de los Pollo Cerdo Ser humano seres vivos, se encontraron una gran cantidad de similitudes entre especies que habitaban en zonas muy diferentes. Por ejemplo, la pata de un cocodrilo, el ala de un ave, la aleta de una ballena, el ala de un murciélago y la pata de un caballo presentan el mismo patrón en la posición y la forma de sus huesos. Sin embargo, sus extremidades cumplen funciones distintas.

Según Linneo y otros defensores del fijismo, el objetivo final del estudio de las especies consistía en deducir el “plan original” que había tenido el creador al momento de diseñarlas. Por ejemplo, la repetición de una pieza como las vértebras de la columna era solo una forma de construcción para todos los animales vertebrados, y la similitud en los huesos de las extremidades de los tetrápodos (animales con cuatro patas) era una prueba de un “plan de la naturaleza”. Los partidarios del transformismo, en cambio, sostenían que este tipo de similitudes entre especies era una evidencia de que ambas compartían un pasado común, dado que no eran explicables desde su funcionalidad. Además, argumentaban que si las especies hubiesen sido creadas de manera individual, no habría razón de que existieran esas coincidencias.

Ciertas etapas del desarrollo La cantidad de semejanzas entre seres vivos aparentemente no empa- del embrión de especies rentados entre sí es abrumadora. No se limita solo a los huesos de las extre- relacionadas mantienen midades de un grupo de animales: también se observa, por ejemplo, en la similitudes que luego no se conservan en los individuos cantidad de patas de los animales vertebrados (que siempre poseen cuatro, adultos. y nunca cinco, ocho o veinte), en la presencia de pequeños huesos característicos de la pelvis y de las patas en animales que carecen de ellas, como las ballenas y las serpientes, y en las etapas del desarrollo de los embriones.

En el siglo XX, con el desarrollo de nuevas tecnologías, fue posible comprobar ¿L as patas múltiples de las ranas más similitudes en la composición y la organización celulares y subcelulares tendrán la mi sma organización en de los seres vivos, como la existencia de membranas dobles, la función de los sus huesos que las patas de ranas ribosomas en la fabricación de proteínas y, más aún, la universalidad del có- normales? ¿Por qué? ¿Cómo serán sus células? digo genético expresado en los ácidos nucleicos de todas las formas de vida.

Ave

Ballena

Caballo Murciélago

Ser humano

Cocodrilo Aunque no presenten una misma función, las extremidades anteriores de estos animales conservan una estructura común; esto constituye una evidencia a favor de que las especies se transforman.

21

Origen y evolución de la vida

Bloque I

Tercera evidencia: la distribución geográfica

Para repasar lo visto hasta acá, página 32, actividades 3 y 4.

¿Por qué esperaría eso Darwin?

¿Qué se puede deducir observaciones?

de estas

Hasta el siglo XVIII, los naturalistas se limitaban a estudiar la biodiversidad en las regiones donde ellos mismos vivían o en sus alrededores. Por eso, no es extraño que muchos creyeran que cada organismo había sido creado con un fin y hubiese sido depositado en el ambiente que le correspondía. A mediados de ese siglo y durante el siglo siguiente, los investigadores europeos salieron a recorrer el mundo.

En sus viajes, los investigadores recolectaron ejemplares de especies provenientes de regiones consideradas, para los europeos, exóticas y remotas, y pudieron observar las diversas formas de vida en sus ambientes naturales.

Esto llevó a los naturalistas ingleses Charles Darwin (1809-1882) y Alfred Wallace (1823-1913) a dudar de que las especies hubieran sido creadas particularmente y permanecieran invariables en el tiempo. Así, en el diario del viaje que realizó a bordo del Beagle (publicado en 1839), Darwin escribió: “La distribución de los habitantes de este archipiélago [de Galápagos] estaría lejos de ser tan sorprendente […] si una isla poseyera una especie de lagarto y otra isla otro género distinto, o no poseyera ninguno; o bien, si las diferentes islas estuvieran habitadas no por especies representativas de los mismos géneros de plantas, sino por otros totalmente distintos. Pero lo que me llena de asombro es el hecho de que varias islas poseen sus propias especies de tortugas, pinzones y numerosas plantas, y estas especies tienen las mismas costumbres generales, ocupan situaciones parecidas y llenan evidentemente el mismo lugar en la economía natural del archipiélago”.

Leopardus guigna (gato huiña)

Leopardus pardalis (ocelote) Leopardus colocolo (gato colocolo)

Leopardus tigrinus (leopardo tigre)

Leopardus pajeros (gato del pajonal) 22

Leopardus braccatus (gato del pantanal)

Leopardus wiedii (margay)

Leopardus jacobita (gato andino)

Distribución de las especies de felinos americanos del género Leopardus. Darwin notó que las especies no resultaban tan distinguibles entre sí, sino que presentaban características que variaban gradualmente, según la zona donde cada una se desarrollaba.

Leopardus geoffroyi (gato montés)

El estudio de la biodiversidad

Capítulo 1

La clasificación de los seres vivos La unificación en la nomenclatura de las especies permitió establecer normas científicas comunes para agrupar a los seres vivos. En la Antigüedad, se clasificaba a los organismos según su utilidad para el ser humano.

Así, por ejemplo, las especies se distinguían entre comestibles, venenosas, perjudiciales para los cultivos, etcétera. Más adelante, las especies comenzaron a agruparse por las similitudes y las diferencias que presentaban en su forma y apariencia. Por ejemplo, Aristóteles separó a los animales de las plantas. A su vez, subdividió cada grupo: las plantas, en plantas con y sin flores, y los animales, en los que poseían sangre y los que no la poseían.

Sin embargo, las similitudes que tenía en cuenta para incluir a dos o más seres vivos en un mismo grupo eran aparentes, es decir, no estaban relacionadas con el proceso de transformación de las especies (lo que hoy se conoce como evolución). De este modo, por ejemplo, agrupó a los delfines junto con los peces, debido a que ambos poseen aletas.

¿Aristóteles sostenía ideas fijistas o transformistas?

Taxones y categorías taxonómicas El proceso de transformación de las especies a lo largo de la historia de la vida puede representarse como un enorme árbol genealógico, donde algunas especies se encuentran más cercanas o más alejadas, según su relación de parentesco. Es a partir de estos conocimientos que se clasifica a los seres vivos en la actualidad.

Cada grupo de organismos relacionados recibe el nombre de taxón. Animalia (animales), Plantae (plantas), Chordata (cordados) y Mammalia (mamíferos) son ejemplos de taxones. Los taxones se ordenan siguiendo un orden jerárquico, en el que los taxones inferiores están comprendidos en los taxones superiores y donde cada taxón corresponde a una categoría, como reino, filo, género o especie. De esta manera, las especies se agrupan en géneros y estos, en familias. El grupo de familias emparentadas se incluye en un orden.

Los órdenes se agrupan en clases. Las clases más relacionadas están comprendidas en filos (en los animales) o en divisiones (en las plantas). El grupo de filos o divisiones resulta en un reino y todos los reinos están incluidos en los dominios.

Dominio

Eukarya

Reino

Plantae

Filo o División Clase Orden Familia Género

Los taxones se clasifican de manera jerárquica.

Eubacteria Animalia

Bacteria

Magnoliophyta

Spermatophyta

Chordata

Actinobacteria

Magnoliopsida

Gymnospermae

Aves

Actinobacteria

Solanales

Ginkgoales

Falconiformes

Actinomycetales

Solanaceae

Ginkgoaceae

Cathartidae

Mycobacteriaceae

Solanum

Ginkgo

Vultur

Mycobacterium

Especie

Solanum tuberosum

Solanum licopersicum

Ginkgo biloba

Vultur gryphus

Mycobacterium tuberculosis

Nombre común

papa

tomate

ginkgo

cóndor andino

bacteria de la tuberculosis

En el cuadro se ejemplifica con cuatro organismos la clasificación de los seres vivos, según el actual sistema de categorías taxonómicas.

23

Bloque I

Origen y evolución de la vida

La clasificación en reinos s. IV a. C – s. XIX

2 reinos: Animales y Plantas 1866

3 reinos: Animales, Plantas y Protistas 1938

4 reinos: Animales, Plantas, Protistas y Moneras 1969

5 reinos: Animales, Plantas, Protistas, Moneras y Hongos

Animalia: organismos eucariotas pluricelulares, sin pared celular, heterótrofos.

24

Desde la época de Aristóteles (s. IV a. C.), y durante los siguientes dos mil años, los seres vivos se agruparon en dos reinos: Animales y Plantas. El mismo Linneo mantuvo esta división en su Sistema Naturae, en 1735.

Alrededor de 1850, las dificultades para clasificar a los seres microscópicos en el sistema de dos reinos llevaron a proponer nuevas divisiones entre los grupos de seres vivos. En 1866, el biólogo alemán Ernst Haeckel (18341919) estableció el reino Protista como un grupo separado de las plantas y los animales. Este reino incluía a todos los seres microscópicos, como algunas algas y todos los protozoos y las bacterias. Sin embargo, el mismo Haeckel reconoció que no se trataba de una clasificación basada en las relaciones de parentesco que pudiera haber entre los organismos del grupo, ya que estos compartían características tanto con las plantas como con los animales; su empleo se debía, más bien, a motivos fundamentalmente prácticos.

Con el avance en el conocimiento de las células, fue evidente la importancia de distinguir entre los organismos constituidos por células procariotas y los integrados por células eucariotas. A partir de esta idea, el biólogo estadounidense Herbert Copeland (1902-1968) propuso, en 1938, la creación de un nuevo reino que incluía a todos los organismos unicelulares cuyas células carecían de núcleo (los procariotas). Este reino recibió el nombre de Monera.

Finalmente, una clasificación en reinos más moderna fue propuesta por el ecólogo estadounidense Robert Whittaker (1920-1980) en 1969. Whittaker reunió a los hongos en un nuevo reino llamado Fungi; hasta entonces se los agrupaba con las plantas o con los protistas, según si eran unicelulares o pluricelulares. A partir de ese momento, se reconocieron cinco grandes grupos.

Plantae: musgos, helechos, gimnospermas y angiospermas. Organismos eucariotas pluricelulares, con pared celular de celulosa, autótrofos.

Protista: algas, protozoos y otros microorganismos. Organismos eucariotas mayormente unicelulares, heterótrofos o autótrofos.

Fungi: líquenes y hongos. Organismos eucariotas pluricelulares o unicelulares, con pared celular de quitina, heterótrofos.

Monera: bacterias. Organismos unicelulares procariotas, con pared celular de diferente composición, heterótrofos o autótrofos.

El estudio de la biodiversidad

Capítulo 1

La clasificación en dominios Hasta hace veinticuatro años, los reinos se consideraban la categoría taxonómica más inclusiva. Sin embargo, a partir del estudio de las moléculas que componen a los seres vivos, se encontró que toda la diversidad de la vida podía organizarse en tres linajes evolutivos principales, a los que se llamó dominios.

La disciplina que se encarga de la investigación sobre las relaciones de parentesco entre las especies es la sistemática. Para realizar estos estudios, los biólogos emplean técnicas de biología molecular que les permiten analizar las similitudes y las diferencias entre las moléculas que conforman el material hereditario o genético (el ácido desoxirribonucleico, conocido por su sigla ADN) y entre las proteínas de las especies estudiadas. Así, se construyen árboles filogenéticos, que representan las relaciones entre las especies. De este modo, por ejemplo, el reino Monera ya no es considerado como tal, sino que fue dividido en dos grandes dominios: Archaea (que incluye los seres unicelulares más primitivos, llamados arqueas o arqueobacterias) y Eubacteria (que abarca a las bacterias verdaderas). A su vez, las plantas, los animales, los hongos y los protistas se engloban en el dominio Eukarya (que agrupa a todos los organismos con células eucariotas).

Existen diferentes tipos de árboles filogenéticos; entre ellos, se encuentran los cladogramas. En un cladograma como el que se encuentra al pie de esta página, cada rama corresponde a un grupo de organismos. El largo de cada rama representa la cantidad de cambios acumulados en un taxón desde su origen; este se encuentra en el punto donde nace la rama, que recibe el nombre de nodo. El nodo representa al ancestro común del grupo de especies que se desprenden de él. Los eventos de especiación pueden haber ocurrido, por ejemplo, debido a la aparición de nuevas características en poblaciones, que de esta manera se diferenciaron de otra especie más antigua. Finalmente, cada árbol filogenético tiene una raíz, el nodo basal. Este representa al ancestro común de todos los grupos analizados.

Procariotas Eubacteria Bacterias verdes del azufre Bacterias Gram positivas Bacterias púrpuras Cianobacterias Flavobacterias Bacterias termotogas

Cladograma. Aunque, en apariencia, los delfines resulten más parecidos a los peces que a los hipopótamos, están más emparentados con estos últimos.

Eucariotas

Archaea

Halófilos

Género Methanosarcina Género Methanobacterium Género Methanococcus Thermococcus celer

Eukarya

Mohos mucilaginosos Amebas del género Entamoeba

Género Thermoproteus Género Pyrodictium

Organismos pluricelulares Animales Hongos Plantas

Árbol fologenético.

Ciliados Flagelados Tricomónadas Microsporidias Diplomónadas

Ancestro universal La evolución de la vida es un proceso continuo que comenzó hace alrededor de 4.000 millones de años. Una forma de representar este proceso y el surgimiento permanente de la biodiversidad es mediante árboles filogenéticos.

Para repasar lo visto hasta acá, página 32, actividades 5 y 6.

25

Bloque I

Origen y evolución de la vida

El ambiente y los cambios en la biodiversidad A lo largo de la historia de la vida en la Tierra, junto con la diversificación de las poblaciones y el surgimiento de nuevas especies, se ha producido la pérdida de variantes genéticas e, incluso, de especies completas. La velocidad de estos procesos es diferente: mientras la aparición de una nueva especie suele requerir períodos de tiempo geológicos, su extinción puede ocurrir en pocos años. Sin embargo, ambos ocurren permanentemente en los ambientes.

ológicos Períodos de tiempo ge = millones de años

Extinciones masivas A partir del estudio del registro fósil, se pudo saber que la gran mayoría de las especies que habitaron el planeta en algún momento se encuentran extintas. Se estima que, en la actualidad, solo está representado el 0,1% de los seres vivos que se produjeron a lo largo de la historia de la vida.

Muchas de estas extinciones ocurrieron en lapsos de tiempo breves, debido a la acción de diversos fenómenos geológicos que modificaron sustancialmente el ambiente de la Tierra, como el impacto de meteoritos sobre la superficie terrestre, cambios climáticos, glaciaciones, vulcanismo, inundaciones y sequías, entre otros. A estas extinciones se las conoce como extinciones masivas, y se han detectado especialmente en cinco momentos de la historia de la Tierra.

Eón

Era

Período

Prearcaico Arcaico

Neoarcaica Mesoarcaica Paleoarcaica

Proterozoico

Neoproterozoica Mesoproterozoica Paleoproterozoica

3800

250

Cámbrico Ordovícico Silúrico Devónico Carbonífero Pérmico Triásico Jurásico Cretácico Terciario

Paleozoica

s Muchos investigadore ntramos co en sostienen que nos ción tin ex xta frente a una se nera ma de a ad masiva, provoc la r po cta ire directa e ind no. actividad del ser huma

Fanerozoico Mesozoica

Cenozoica

1

2

3

26

Hace 439 millones de años, ocurrió la extinción del Ordovícico-Silúrico, debido a cambios en el nivel del mar. Estas variaciones condujeron a la extinción del 25% de las familias marinas (que incluían el 60% de los géneros).

Unos 364 millones de años atrás, se produjo la extinción del Devónico. Su causa es desconocida, pero se sabe que terminó con la vida del 57% de los géneros que existían.

Hace 251 millones de años se produjo la extinción del Pérmico-Triásico, que afectó al 84% de los géneros

Millones de años

Cuaternario

4

5

570 500 435 410 360 290 240 205 138 66 1,6

1 2

3 4

5

marinos y al 70% de las especies terrestres. Sus causas fueron el intenso vulcanismo y el cambio climático global.

A fines del Triásico, entre 199 y 204 millones de años atrás, el vulcanismo y el cambio climático provocaron la desaparición del 52% de los géneros marinos.

Alrededor de 65 millones de años atrás, ocurrió la extinción más conocida, que provocó la desaparición del 18% de las familias de vertebrados terrestres (entre ellos, los dinosaurios) y del 47% de los géneros marinos.

El estudio de la biodiversidad

Capítulo 1

Extinciones por causas humanas La causa principal de la extinción de las especies en la actualidad es la actividad del ser humano, que afecta la biodiversidad de varias maneras. Por ejemplo, altera los ecosistemas mediante la introducción de especies exóticas, la contaminación del aire, del agua o del suelo, o la modificación de la organización de la comunidad biológica producida por la construcción de rutas y obras de ingeniería. Además, sobreexplota poblaciones de plantas y animales (por ejemplo, mediante el uso indiscriminado de especies de árboles, peces, moluscos y crustáceos) y limita su área de distribución.

Los cambios mencionados conducen a la disminución paulatina de las poblaciones. Al disminuir su tamaño, el riesgo de extinción aumenta. Las poblaciones pequeñas son más susceptibles de desaparecer. Las perturbaciones, ya sean naturales o causadas por el ser humano (como incendios, sequías, inundaciones, ciclones, etcétera), que en condiciones de salud ambiental podrían no significar un riesgo tan alto para estas poblaciones, tienen efectos devastadores sobre ellas cuando se producen en el marco de una alteración ambiental generalizada. Al reducirse la cantidad de individuos, disminuye la variabilidad genética de la población; así, se pierden variantes que podrían llegar a sobrevivir a esos eventos adversos. Junto con esto, aumentan las probabilidades de que surjan enfermedades hereditarias, debido a que en las poblaciones pequeñas los individuos están estrechamente emparentados.

Como consecuencia de las alteraciones en los ambientes de la Tierra, actualmente nos encontramos frente a una crisis de la biodiversidad, que implica la pérdida acelerada de la variedad genética, de especies y de ecosistemas.

Según los estudios de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN, por sus siglas en inglés), una institución que se dedica a la conservación de los recursos naturales, en el siglo XVII se extinguieron al menos ochocientas especies animales y vegetales. Esta cifra se eleva a dos mil si se incluyen las extinciones causadas por el ser humano hasta ese momento. En la actualidad, existen más de 17 mil especies en vías de extinción.

La Lista Roja de Especies Amenazadas 2007 incluye más de cuatrocientas especies argentinas. El palo rosa (Aspidosperma polyneuron), el pato serrucho (Mergus octosetaceus) y el flamenco andino (Phoenicoparrus andinus) están entre ellas.

Para repasar lo visto hasta acá, página 32, actividad 7.

Extinciones por cada mil especies por milenio 100.000

Pasado remoto (registro fósil)

10.000

Pasado reciente (extinciones conocidas)

Futuro (simulación) El ritmo futuro simulado de las extinciones es diez veces mayor que el actual.

1.000

El ritmo actual de las extinciones es hasta mil veces mayor que el del registro fósil.

100 10 1

Ritmo promedio de extinciones en el largo plazo.

0,8 0

Especies Mamíferos marinas

Mamíferos Aves Anfibios

Fuente: “La crisis de la biodiversidad”, en Biodiversidad mexicana (www.biodiversidad.gob.mx), sitio web de la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO), México.

Todas las especies 27

Bloque I

Origen y evolución de la vida

La conservación de la biodiversidad

la ¿Cómo se distribuye en la ral ltu cu d biodiversida relaciona se o óm ¿C ?

Argentina especies con la biodiversidad de de cada lugar?

ersidad

Atributos de la biodiv

composición

estructura función

Como vimos, la biodiversidad se manifiesta en diferentes niveles: en la diversidad de especies, en la variabilidad de los genes y en la variedad de ecosistemas y paisajes. En todos ellos impacta la acción del ser humano y, por eso, es imprescindible implementar diversas estrategias de conservación para atenuar o detener su deterioro.

Los seres humanos hemos aprovechado la biodiversidad genética de las especies naturales para obtener variedades domesticadas de plantas de cultivo (como el maíz, el trigo, el tomate y la papa) y de animales de cría (como las ovejas, las vacas y los caballos). Junto con la forma de crearlas o mantenerlas y las tradiciones de las sociedades que las desarrollaron, conforman la biodiversidad cultural.

Los seres humanos no solo aprovechamos las especies como tales. En la actualidad, se producen diversos organismos transgénicos, como el maíz tolerante a herbicidas y la soja resistente a insectos, que contienen genes de otras especies que les confieren una propiedad ventajosa para el productor, frente al resto de las variedades. En este caso, se explota la biodiversidad de genes.

Finalmente, la biodiversidad de paisajes y ecosistemas garantiza el mantenimiento del equilibrio de los procesos que ocurren a nivel de paisaje. Por ejemplo, la fertilidad de los suelos, el equilibrio de los fenómenos hidrológicos y la regulación del clima a nivel global, entre muchos otros.

En cada uno de los niveles de biodiversidad es posible identificar tres atributos: su composición (que incluye la riqueza específica), su estructura (que involucra la abundancia de cada componente y cómo estos se relacionan entre sí) y su función (que abarca los procesos que ocurren en cada nivel, como las relaciones entre poblaciones, la polinización, las perturbaciones en el ambiente, etcétera). Por lo tanto, un plan de conservación de la biodiversidad integral y efectivo a largo plazo debe tener en cuenta todos estos factores.

r!

¡Completa

Para repasar lo visto hasta acá, página 32, actividad 8.

28

Una de las medidas orientadas a la conservación de la diversidad es la creación de áreas naturales protegidas, como los parques nacionales. El Parque Nacional Nahuel Huapi, creado en 1934, es el parque nacional más antiguo de la Argentina.

En la misma línea que la creación de áreas naturales protegidas se encuentra la de declarar a ciertas formaciones paisajísticas y a algunas especies monumentos naturales.

En 1996, la taruca o venado andino fue declarado monumento natural en nuestro país.

El estudio de la biodiversidad

La Jornada

Capítulo 1

Miércoles 24 de agosto de 2005

Los maíces de Stalingrado Alejandro Nadal

E

n la primavera de 1943 la derrota del sexto ejército en Stalingrado había sellado la suerte del frente oriental y dio inicio al repliegue de los alemanes.

La muerte de más de 127 mil soldados y la captura de otros 90 mil por el ejército soviético preocupaban al alto mando alemán.

Pero algo más llamaba su atención. Más de doscientas estaciones biológicas de campo, distribuidas entre Minsk y la península de Crimea, en territorio todavía ocupado por los alemanes, caerían pronto en manos de los rusos. Las colecciones de semillas en alsimiente = semillas gunas de esas estaciones incluían, además de simientes mejoradas y muestras locales, duplicados de las colecciones que Nicolái Vavílov había recogido en sus expediciones “Ex situ” significa “fuera por todo el mundo entre 1905 y 1927. de su sitio, de En junio de 1943 el teniente Heinz Brüsu lugar”. cher fue encargado por el Reichführer SS ¿A qué se refiere según Heinrich Himmler para dirigir una operael texto? ción de “rescate” de las colecciones ex situ de semillas en Ucrania y Crimea antes de la llegada de las tropas soviéticas. Brücher pensaba que la conquista de la Unión Soviética proporcionaba a Alemania el control absoluto de regiones de gran importancia botánica que servirían para desarrollar nuevas plantas mejoradas y garantizar la seguridad alimentaria del pueblo alemán.

La variación genética de cultivos y de sus parientes silvestres, así como la identificación de su centro de origen donde existe una mayor cantidad de variedades, se convirtieron en elementos de gran importancia en este proceso. Y en la Unión Soviética el genetista y agrónomo Nikolái Vavílov se destacó en esta tarea. Sus más de cien expediciones científicas lo llevaron a todo el

Nikolái Vavílov (1867-1943)

mundo, incluso a México, y le permitieron formular su célebre hipótesis sobre los centros de origen y la variabilidad genética de los principales cultivos. La selección de plantas en función de sus características dominantes (resistencia a la sequía, por ejemplo) permitiría desarrollar las técnicas de mejoramiento más allá de lo que se había logrado en los 10 mil años desde que se inició la agricultura.

El 16 de junio de 1943 Brücher y un destacamento de tropas especiales iniciaron la recuperación de las colecciones. En la estación de Sinelnikovo encontraron duplicados de la colección mundial que Vavílov había reunido en Leningrado y, entre otras cosas, muchas muestras de maíces de México y América Central.

Las colecciones fueron trasladadas al castillo de Lannach en Graz (Austria). En el verano de 1943, Brücher sembró varias muestras de cebada y trigo, concluyendo que para 1945 tendría semillas mejoradas.

Sin embargo, en febrero de 1945 se le ordenó dinamitar sus instalaciones para evitar que cayeran en poder del enemigo.

Hoy, que arde la polémica sobre transgénicos, la historia del teniente Brücher nos recuerda que los recursos genéticos son asunto de vida o muerte. Eso es algo que los campesinos de todo el mundo han aprendido con su trabajo cotidiano.

Acerca de la “célebre hipótesis” de Vavílov, consultar el sitio: http://bit.ly/ EDVB2029

¿Qué son las técnicas de mejoramiento?

Averiguar.

La Jornada, México D.F. (adaptación).

29

Bloque I

Origen y evolución de la vida

Repensar la conservación: ¿áreas naturales protegidas o estrategia biorregional?

Víctor M. Toledo. Laboratorio de Etnoecología, Morelia, UNAM.

La visión predominante de la conservación que plantea como objetivo central y único la creación de reservas, parques y otras áreas naturales protegidas conforma una visión limitada, estrecha y, en el largo plazo, inoperante.

Por muy extendida y significativa que sea una red de reservas, las áreas naturales protegidas (ANP) estarán frecuentemente amenazadas si más allá de sus límites ocurren cruentos fenómenos de irracionalidad ecológica. Las ANP no son “campanas de cristal”, impermeables o inmunes a los procesos de deterioro que tienen lugar en ambientes externos, sino sistemas abiertos que se relacionan continuamente con otros sistemas, tanto naturales como intervenidos por el ser humano.

Uno de los factores que se ciernen como una amenaza a la durabilidad de las ANP es de carácter social e incluye a las poblaciones locales y regionales que habitan dentro de las reservas o junto a ellas. Por ejemplo, a partir del estudio de diversas ANP, se encontró que en el 70% viven poblaciones humanas y en el 54% existen demandas de la población local reclamando derechos de propiedad sobre fracciones de las reservas. El mismo análisis encontró que en el 40% de las reservas se realiza cacería o se introduce ganado para el pastoreo.

Por estos motivos, la continuidad de las ANP depende en buena medida de que sean establecidas con el consenso y la colaboración de las poblaciones locales, respetando los derechos de propiedad de los habitantes originarios y poniendo

en práctica sendos programas de educación y desarrollo.

Los problemas señalados adquieren otra dimensión si se reconoce que la conservación biológica no es un asunto biológico y que las ANP, si bien necesarias, no son suficientes. En esta nueva perspectiva, la conservación de la biodiversidad no se limita a las áreas aisladas o separadas de la acción humana y de sus procesos productivos, sino que también se ocupa de su preservación en el resto de los paisajes. Estos paisajes incluyen las áreas agropecuarias, de pesca, de pastoreo, de recolección, de caza y de extracción, de manejo forestal, los fragmentos, franjas, corredores o islas de vegetación y las zonas que durante diversos períodos permanecen sin cultivar, con hábitats en diferentes estados de regeneración ecológica.

Se trata de una suerte de ecología de la reconciliación, donde el uso adecuado de los recursos naturales supone el mantenimiento y la salvaguarda de la biodiversidad en sus cuatro dimensiones (como variedad de paisajes, hábitats, especies y genes), y que vincula la conservación con la restauración ecológica. Esto implica la búsqueda del equilibrio entre los procesos naturales y los sociales.

Gaceta ecológica, 77 (2005): 67-83, Instituto Nacional de Ecología, México (adaptación).

1. Pensar al menos en tres tipos de deterioro fuera de

un área protegida que pueden

afectarla de manera directa o indirecta. gica no es un asunto biológico”?

2. ¿Por qué el autor dice que la “conservación bioló sentido de esta frase.

Hablar con otros compañeros, a ver qué piensan sobre el la página de Vida Silvestre: 3. Leer el artículo sobre Ley de Bosques en con lo que se plantea http://bit.ly/EDVB2030. ¿Esta ley estará en sintonía en el texto?

30

seres vivos

Bloque 2

Actividades de repaso 1. Definan “biodiversidad” e indiquen los tipos de biodi-

e. John Ray propuso una definición de especie que in-

versidad que se pueden distinguir.

cluía a seres mitológicos, como sirenas y dragones. f. Nicolás Steno investigó los procesos geológicos que

dividuos pertenecientes a las especies de cuatro ambientes distintos. Obsérvenlos y, luego, respondan las preguntas.

ocurrieron en el planeta a lo largo de millones de años. g. Robert Hooke aportó evidencia sobre la transformación de las especies a partir del estudio de su distribución geográfica.

40 35 30 25 20 15 10 5 0

A

N.° de individuos

40 35 30 25 20 15 10 5 0

A

B

C

D

E F G Especie C

N.° de individuos

N.° de individuos

N.° de individuos

2. Los siguientes gráficos corresponden al número de in-

A

B

C

D

E F G Especie

40 35 30 25 20 15 10 5 0

40 35 30 25 20 15 10 5 0

B

4. Completen en sus carpetas un cuadro como el siguiente

con las explicaciones que se daban desde cada postura frente al mismo conjunto de observaciones.

A

B

C

D

E F G Especie

Observaciones

Fijismo

Transformismo

Fósiles

D

Estructuras anatómicas similares en diferentes especies

A

B

C

D

E F G Especie

a. ¿Qué ambiente presenta mayor riqueza específica?

¿En cuál este parámetro es menor? ¿Por qué? b. ¿Qué indica la riqueza específica de un ambiente? c. ¿En qué ambiente se observa mayor equitatividad? ¿En cuál la equitatividad es menor? Justifiquen su respuesta. d. ¿Cuál es la utilidad de este parámetro?

3. Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C)

o incorrectas (I). Corrijan las afirmaciones incorrectas en sus carpetas. a. Linneo propuso un sistema de clasificación de las especies basado en dos palabras en latín. b. El conde de Buffon pensaba que las especies actuales eran “degeneraciones” de formas de vida anteriores. c. Aristóteles vivió en Francia en el siglo XVII y estuvo influenciado por las ideas acerca del cambio de las especies que circulaban en aquella época. d. Linneo sostenía que las especies eran inmutables y habían sido creadas para habitar un cierto ambiente.

Distribución geográfica

• Respondan: ¿Ambas posturas pueden ser considera-

das teorías científicas? Fundamenten su respuesta.

5. Observen la siguiente clasificación de los distintos

grupos de plantas vasculares (traqueofitas). Luego, respondan las preguntas.

Traqueofitas sin semillas con semillas Pteridofitas (helechos)

Espermatofitas

semillas en frutos

semillas en conos

Angiospermas

Gimnospermas

semillas con dos cotiledones

semillas con un cotiledón

Dicotiledóneas

Monocotiledóneas

a. ¿Linneo podría haber elaborado una clasificación

como esta? ¿Por qué? b. ¿Qué concepto de especie se tuvo en cuenta para

esta clasificación? Justifiquen su respuesta.

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Actividades de integración 1. Lean la lista de las especies que los ecólogos lograron

identificar a partir del muestreo en la laguna de Aguas Mansas.

Aedes albopictus (mosquito) Perithemis sp. (libélula) Hoplias malabaricus (tararira) Helix aspersa (caracol terrestre) Linepithema humile (hormiga) Leptodactylus ocellatus (rana) Chara sp. (alga verde) Percichthys sp. (perca) Erytrolampus ssp. (serpiente falsa coral) Lemna minor (lenteja de agua) Cavia aperea (cuis grande) Alga dorada (sin identificar) Bacterias (sin identificar)

2. Busquen información sobre cada una de las especies y

luego clasifíquenlas en un cuadro como el siguiente.

Especie

Familia

Orden

Reino

Dominio

3. Respondan las siguientes preguntas. a. ¿Cuáles especies de la lista están más emparenta-

das? ¿Por qué? b. ¿Qué tipo de biodiversidad se está evaluando en el

estudio de la laguna? ¿Por qué?

4. Al comparar los resultados de la investigación con datos

de 1957, los ecólogos encontraron lo siguiente:

1957: Hoplias malabaricus ⋅ Linepithema humile ⋅ Salminus brasiliensis (dorado) ⋅ Leptodactylus ocellatus ⋅ Odontesthes bonariensis (pejerrey) ⋅ Diversas bacterias ⋅ Algas verdes ⋅ Algas doradas ⋅ Perca criolla. a. Señalen las especies que aparecen en las dos listas e

indiquen las que no están en cada lista. b. Propongan una hipótesis acerca de los motivos que pudieron haber conducido a la aparición de ciertas especies en la laguna y a la desaparición de otras, teniendo en cuenta cada uno de los siguientes escenarios.

• En 1990, la laguna fue declarada Reserva Natural.

• En 1968, se instaló una fábrica metalúrgica en la ciudad.

• El terreno donde se encuentra la laguna es en la actualidad una propiedad privada y se ha desmalezado para su empleo en actividades agropecuarias; los dueños permiten el ingreso a pescadores y turistas.

5. Redacten una propuesta de conservación de la biodiver-

sidad de la laguna que evite la extinción de especies, sin perjudicar la actividad turística de la que dependen las poblaciones cercanas.

Biodiversidad.

Fijismo y transfo rmismo.

Evidencias del ev olucionismo.

Taxonomía.

Extinciones.

Conservación de la biodiversidad.

Ver síntesis del tema en: http://bit.ly/EDVB2032

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¿Se trata de una especie en particular? ¿Se consideran en el cálculo de riqueza específica? ¿Por qué? ¿Y en el índice de equitatividad? ¿Estas ranas surgieron a partir de las ranas comunes? ¿Cómo podría evaluarse? ¿Podría esta población afectar la biodiversidad natural de la laguna? ¿De qué manera?