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GES 2 - TEMA 1
EL ORIGEN DE LA VIDA
Contenido
1. Nuestro lugar en el Universo: Aparición y evolución de la vida ... 2
2. Origen de la vida... 2
3. La evolución biológica ... 5
4. Evidencias científicas. Pruebas de la evolución. ... 6
5. El resultado de la evolución. Diversidad. ... 7
6. Antiguas creencias sobre el origen del ser humano ... 7
7. Las bases de la evolución humana ... 8
8. Nuestros antepasados ... 9
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1.
Nuestro lugar en el Universo:
Aparición y evolución de la vida
Desde la bacteria más diminuta hasta la ballena austral existe una prodigiosa variedad de vida; de diferentes formas y tamaños y distintos modos de existencia. Igualmente, en el peculiar mundo de las plantas podemos encontrar algunas que se alzan con tamaños fabulosos como la sequoia, y líquenes de escasos milímetros.
No es de extrañar que, ante tal diversidad de vida, el ser humano, desde muy pronto, tratara de dar una explicación.
En el año 2009 se han cumplido 200 años del nacimiento de Darwin (en la fotografía).
El, junto con otros científicos como Wallace, fue el primero en proponer que la gran diversidad es resultado de un largo proceso evolutivo, que comenzó con un número muy pequeño de especies, las cuales fueron diversificándose a la par que se adaptaban a las condiciones del medio en el que vivían.
2.
Origen de la vida
No es sencillo definir qué es la vida, y, en diferentes disciplinas lo hacen de distintas maneras. Podemos dar algunas características de ellos:
• Son sistemas organizados. Aunque formados por unidades menores, éstas se agrupan de forma no aleatoria, para realizar funciones específicas.
• Tienen una gran capacidad para adaptarse al entorno que los rodea, moviéndose en él o intercambiando materia y energía con el ambiente.
• Necesitan materia y energía del medio. • Se producen dando origen a seres semejantes.
Podríamos resumir que los seres vivos son sistemas que se sirven del medio para perpetuarse y reproducirse.
La vida pudo originarse en la Tierra o provenir del espacio exterior hace unos 3800-4000 millones de años. En condiciones óptimas pudieron formarse las biomoléculas más sencillas.
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En 1922 el científico ruso Oparin propuso una hipótesis según la cual las primeras biomoléculas aparecieron por las descargas eléctricas producidas en la atmósfera primitiva, que alteraban su composición, originándose otras que serían precursoras de la vida. El experimento clave para comprobar esta teoría fuer realizado por Miller.
La Tierra empezó a enfriarse, y comenzó a llover de forma torrencial y estas lluvias arrastraron las moléculas de la atmósfera hacia los primitivos mares que se iban formando. Esos mares primitivos estaban muy calientes, por lo que moléculas siguieron reaccionando entre sí, apareciendo otras nuevas, cada vez más complejas. Algunas, se unieron constituyendo unas asociaciones con forma de pequeñas esferas llamadas coacervados, que todavía no eran células. Este proceso continuó hasta que apareció una molécula que fue capaz de dejar copias de sí misma, es decir, similar a un ácido nucleico. Los coacervados que tenían el ácido nucleico empezaron a mantenerse en el medio aislándose para no reaccionar con otras moléculas y, finalmente, empezarían a intercambiar materia y energía con el medio, dando lugar a primitivas células.
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No se sabe cuándo aparecieron las primeras células vivas sobre la Tierra; los fósiles más antiguos encontrados se asemejan a las bacterias actuales y datan de entre 3400 y 3600 millones de años. Estas primeras células requirieron energía para mantenerse, crecer y reproducirse. Todas las células comparten dos características esenciales:
• La presencia de una membrana externa, la membrana celular, que separa la célula de su ambiente externo.
• La otra es el material genético, que dirige las actividades de una célula y le permite reproducirse, transmitiendo sus características a la progenie
La organización del material genético diferencia dos tipos fundamentales de células. En la imagen derecha vemos las eucariotas; el material genético está dentro de un orgánulo especial, el núcleo, y aparece fuertemente enrollado mediante proteínas de carácter básico, formando unas estructuras llamadas cromosomas, que sólo se muestran claramente cuando se produce la división celular.
En la imagen de la izquierda están las procariotas; carecen de núcleo, por lo que su material genético está en medio del citoplasma bacteriano; este material no forma cromosomas, sino una estructura cerrada como un círculo; a parte de éste, pueden poseer además otro pequeño material genético suelto, que intercambian unas bacterias con otras y que les confiere resistencia a los antibióticos.
Hasta donde nos puede informar el registro fósil, los primeros organismos multicelulares hicieron su aparición hace 750 millones de años. Las células que conforman estos organismos se encuentran organizadas según su función y especialización, actuando armónicamente.
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3.
La evolución biológica
Los seres vivos están sujetos a procesos de cambio: igual que el universo o las estrellas.
La evolución biológica hace referencia a ese proceso de cambio que, en sucesivas generaciones, sufren los seres vivos y que culmina en la aparición de especies distintas.
La evolución no ha sido siempre aceptada por la comunidad científica. Durante muchos años se pensó que los seres vivos fueron creados por Dios tal y como los conocemos hoy día: esta teoría se denomina fijista o creacionista.
Frente a esta teoría fijista, las teorías evolucionistas proponen el cambio como explicación de la diversidad de seres que vemos. Aunque estas teorías se han construido poco a poco y se han ido matizando, presentaremos sólo las propuestas realizadas por Lamark y por Darwin.
La teoría de Lamark (lamarkismo) es importante porque fue la primera de carácter evolucionista, pero no es aceptada por la ciencia. Puede resumirse en tres puntos:
• La función crea el órgano. Con ello queremos decir que, si un órgano hace falta, aparecerá, debido a la necesidad y afán de los seres vivos por adaptarse.
• El uso de un órgano lo desarrolla y el desuso lo degenera.
• Los caracteres que un individuo adquiere en su vida los transmite a su descendencia. En la imagen, las jirafas necesitan tener un
cuello más largo para llegar a los alimentos que se encuentran en los lugares más altos de los árboles. Esta necesidad hace que su cuello se desarrolle por el uso para alcanzar esos alimentos. El cuello largo, así conseguido, pasa a sus descendientes. Esta teoría no es válida por varias razones, una de ellas es que se ha comprobado que los cambios que un individuo adquiere en su vida no los puede transmitir a su descendencia.
La teoría de Darwin y Wallace propone la evolución por la selección natural. Actualmente se ha completado en muchos aspectos, pero en lo básico es aún aceptada. Podemos resumirla también en tres puntos:
• Todos los individuos de una especie no son iguales, sino que existen diferentes caracteres, generados al azar (por ejemplo, en una familia de osos el tamaño del pelo que recubre su piel).
• Ciertos caracteres dan ventaja a unos individuos sobre otros en determinadas condiciones ambientales, mientras que otros caracteres perjudican al individuo que los muestra (en el ejemplo anterior; en periodo de glaciación, los osos con pelo largo tendrían ventaja ya que se protegerían mejor del frío).
• Los individuos que, al azar, muestran caracteres que les hacen más aptos y sacan más beneficio de su entorno, tienen una ventaja sobre los demás, y por tanto sobreviven y se reproducen más y mejor, haciendo que esos caracteres ventajosos aumenten en generaciones sucesiva
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En la fotografía se observa una ilustración realizada por el propio Darwin sobre el tamaño del pico de los pinzones como adaptación a la particularidad de las islas donde habitan. Darwin desconocía cómo se transmitían los caracteres hereditarios de generación en generación y/o cuál es la causa de la variabilidad genética en las poblaciones.
Cuando se redescubren las leyes de Mendel (1865) a principios del s. XX, se lleva a cabo una síntesis entre la teoría de Darwin y la genética mendeliana, postulándose la teoría sintética, cuyos principios son los siguientes:
• La variabilidad genética de las poblaciones se debe a las mutaciones al azar que sufre el ADN de un individuo y a la recombinación genética que tiene lugar durante la reproducción sexual.
• La selección natural (variaciones en el medio) eliminará los genotipos menos ventajosos y permitirá que los individuos mejor adaptados sobrevivan y se reproduzcan.
La selección natural serían las proporciones de los genes en cada población incrementando las frecuencias con que aparecen las combinaciones ventajosas. Por tanto, cada población en conjunto es la que lenta, pero de forma continua evoluciona al estar mejor adaptada.
4.
Evidencias científicas. Pruebas de la evolución.
La Ciencia considera que la evolución de las especies es un hecho incuestionable que ha sido avalado por múltiples pruebas.
Evidencias clásicas.
1. Morfológicas. - Anatomía comparada.
a. Órganos homólogos. Un órgano ancestral común que se diferencia a funciones diferentes por adaptación al medio.
b. Órganos análogos. Convergencia evolutiva. Se trata de órganos diferentes, pero con una misma función.
2. Paleontológicas. - Fósiles, que son el eslabón perdido de una cadena evolutiva. 3. Embriológicas. - Principio de recapitulación, que dice que el desarrollo
embrionario de un animal resume el desarrollo evolutivo de su especie.
4. Taxonómicas. - El sistema de clasificación de los seres vivos (fijista) se hace agrupando a los organismos con características semejantes (proceso evolutivo común).
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5.
El resultado de la evolución. Diversidad.
Cuando grupos de una misma población quedan aislados geográficamente, el intercambio de genes entre los dos grupos queda interrumpido y da lugar a una divergencia genética. Si este aislamiento es lo suficientemente largo, se pueden producir diferencias anatómicas, fisiológicas o de comportamiento que hacen que la reproducción sea inviable (aislamiento reproductivo) y abre las puertas al proceso de especiación. De una especie inicial aparecerán dos o más especies diferentes. (¡Ojo!, artificial)
Aunque continuamente surgen y desaparecen especies, hay períodos en la evolución del planeta en que el ritmo de renovación se incrementa, "Separación de los continentes" o "unión de continentes".
Constantemente se están extinguiendo especies, pero durante la Historia del planeta ha habido al menos cinco grandes extinciones:
• Hace 252 millones de años. Efecto dominó. - Hubo gran actividad volcánica, como consecuencia de ello la atmósfera se calentó y se produjo anoxia con lo que finalmente hubo una extinción masiva.
• Hace 65 millones de años. Se produjo un choque de un asteroide en Méjico y como consecuencia se extinguieron los dinosaurios.
6.
Antiguas creencias sobre el origen del ser humano
"Siento verdaderamente que la conclusión fundamental a la que ha llegado este
libro, esto es, que el hombre desciende de una forma inferiormente organizada,
resulte a muchos altamente desagradable
”
Charles Darwin, El origen del hombre
Hablar del origen del hombre remite a dos visiones diferentes: la científica y la religiosa. En un principio mutuamente excluyentes, cada vez son más los que buscan imbricar ambas visiones argumentando que el origen divino del ser humano bien pudo darse a través de la evolución biológica.
Creacionismo es el término que utilizamos para denominar la creencia inspirada en doctrinas religiosas diversas según la cual, los seres vivos y especialmente el hombre, se originaron en un acto de creación por un ente divino.
La forma clásica del creacionismo negaba la evolución biológica, y explicaba la existencia del ser humano basándose en la literalidad de los escritos religiosos. Sin embargo, hace tiempo que la mayor parte de las religiones abrahámicas se apartaron de esta creencia. El creacionismo actual se reparte ahora entre varias posiciones pseudocientíficas:
• La negación de la evolución utilizando descubrimientos o conocimientos científicos como posibles pruebas de su falsedad o inexactitud.
• La defensa de la existencia de un diseño inteligente que guíe la evolución en lugar del azar y la selección natural.
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Pero cada vez son más aceptadas dentro de los creyentes otras posiciones que si bien no niegan la evolución tal y como la explica la ciencia, sin intervención divina, entienden el creacionismo bajo el hecho de que Dios permite la evolución y por lo tanto crea. Son las llamadas evolución teísta o el creacionismo evolutivo. En 1996 la iglesia católica del papa Juan Pablo II se pronunciaba en este sentido, aceptando la evolución biológica, pero oponiéndose a la idea de que ésta es una prueba de la no existencia de Dios. No obstante, el papa Benedicto XVI en 2007 y tras un encuentro católico para debatir el tema, concluía que la evolución no puede ser comprobada experimentalmente.
Evidentemente, la existencia de fraudes tan importantes en el campo del estudio de la evolución humana hace tambalear la credibilidad de cualquier otro hallazgo relacionado. Los creacionistas que buscan argumentos científicos en contra de la teoría de la evolución tienen en el caso del Hombre de Piltdown una de sus principales bazas. Además, suelen jugar con la doble acepción de la palabra teoría (la coloquial y la científica) para intentar transmitir a la población que la evolución es algo aún no confirmado.
7.
Las bases de la evolución humana
Doce años después de la publicación del Origen de ¡as especies, Charles Darwin publicó su segundo libro mas importante: El origen dei hombre y la selección en relación al sexo. En él, aplica los conceptos de su teoría de la evolución al origen del hombre. Por primera vez se plantea la posibilidad de que el hombre, como cualquier otro animal, proceda de antecesores, hoy extintos, mediante un proceso lento y complejo de cambios.
Los primeros estudios científicos de anatomía comparada se hacían entre restos de especies actuales. Pero pronto se vieron ampliados con los fósiles de nuestros antepasados. De hecho, el primer fósil humano no perteneciente a nuestra especie fue descubierto tan solo tres años antes de que se publicara El origen de las especies, en el valle del río Neander en Alemania. Eran los restos óseos del bautizado como "Hombre de Neandertal". Así comenzó la paleoantropología, la ciencia encargada del estudio de la evolución humana.
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En realidad, el primer fósil de un neandertal fue encontrado en Bélgica en 1829, y el segundo en Gibraltar en 1848, pero no se reconoció el significado de estos descubrimientos hasta después de que en 1863 el anatomista William King describiera el hallazgo de la nueva especie a partir del fósil encontrado años antes en el valle de Neander. Este es el comienzo de la paleoantropología.
Se inició entonces una de las mayores búsquedas de la humanidad, la del supuesto eslabón perdido, esto es, el individuo que uniría nuestra especie con la de los simios actuales. Se creyó haber dado con él en varias ocasiones: 1891 (primer fósil de Homo erectus), 1912 (con el fraude del hombre de Piltdown), 1925 (primer Australopitecus) o 2001 (Sahelanthropus tchadensis). Pero en realidad el término eslabón perdido es engañoso, porque lo cierto es que no hay un sólo antepasado común entre dos especies actuales, sino muchos y además no serían como partes de una cadena sino más bien de un árbol.
Estos estudios de fósiles se han ido haciendo más complejos:
A. Los métodos anatómicos usan los avances de la medicina actual (como las radiografías, resonancias, etc.) para extraer información de los huesos fosilizados. No sólo permiten saber la edad y sexo del individuo al que pertenecen los restos fósiles, también su patrón alimenticio o la presencia de enfermedades.
B. La datación geocronológica es cada vez más precisa y nos dice cuándo vivió el individuo en cuestión, cada vez con más precisión.
C. Los análisis genéticos. Comparando secuencias de ADN extraídas de los distintos fósiles y suponiendo una velocidad de mutación (o cambios en el ADN) fija, podemos poner fecha a la separación de dos líneas evolutivas, o establecer su relación de parentesco. Los cráneos aportan mucha información sobre nuestros antepasados. El tamaño, número y disposición de los dientes, el arco supraorbital más o menos desarrollado, la presencia o ausencia del mentón, la frente huidiza o no y la capacidad craneana son rasgos que nos permiten situar un fósil en una especie u otra de homínido.
Nuestros antepasados son el campo de estudio de la Paleoantropología. Esta ciencia se basa principalmente en el análisis de los restos fósiles, normalmente fragmentos de esqueletos. Para indagar en ellos se utilizan técnicas variadas que tienen que ver con la paleontología, la genética, la geocronología y otras disciplinas.
8.
Nuestros antepasados
Podríamos empezar tan allá como quisiéramos, con la aparición de los animales (hace unos 600 millones de años), o de los mamíferos (hace unos 200 millones de años) o de los primates (hace unos 65 millones de años) o de los homínidos, grupo de primates sin cola que incluye a los humanos y los grandes simios (23 millones de años). Pero vamos a centrarnos en el grupo de los homininos, formados por aquellos homínidos bípedos que aparecieron entre hace 6 y 7 millones de años y que ya no formaban parte de la línea evolutiva del chimpancé.
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Los primeros bípedos
Cuanto más antigua es una especie, menos fósiles encontramos y peor conservados están. Máxime cuando se trata de especies que no han perdurado mucho en el tiempo y de las que no ha habido muchos individuos. Así, se han descrito varias especies a partir de escasos restos en los que parece existir un desplazamiento bípedo incipiente. Tenemos a Sahelanthropus tchadiensis, Orrorin tugenensis y varias especies de Ardipithecus. La primera, más antigua tiene 6-7 millones de años, la segunda unos 6 y los Ardipithecus 5,5 y 4,5 millones de años.
Los austrolopitecos
En el género Australopithecus se incluyen varias especies que vivieron en África entre hace 4,3 y 2 millones de años. Aunque su aspecto era aún bastante simiesco, y su capacidad craneal similar a la de los grandes simios actuales, su caminar era ya totalmente erguido.
Algunas de estas especies dieron lugar al primer ser humano (del género Homo, no de la especie Homosapiens) y otras dieron lugar al género Paranthropus cuyas especies vivieron al mismo tiempo que los primeros humanos, entre 2,6 y 1,1 millones de años, pero que no dejaron ninguna descendencia mas allá. Estos individuos se caracterizaban por una dieta vegetal dura (tubérculos, tallos, nueces, ...) que requirió de una mandíbula y dentición mayores, así como unos músculos faciales poderosos sujetos a una cresta en la parte superior del cráneo.
Los humanos
Son todos los individuos del género Homo. Aparecieron hace unos 2,5 millones de años y en la actualidad sólo sobrevive una especie, la nuestra. No hay que pensar que las 7 u 8 especies descritas de seres humanos fueron sucediéndose en el tiempo hasta llegar a nosotros. Ni mucho menos. Como las ramas de un árbol, algunas especies como Homo neanderthalensis y Homo floresiensis no han dejado descendencia.
Los primeros humanos surgieron en África de los Australopithecus hace unos 2,5 millones de años. Eran los Homo rudolfensis y Homo habilis. Las principales diferencias con sus antecesores fueron el tamaño del cráneo, que alcanzaba ya los 600 cm3, y la capacidad de crear herramientas. Ambas características tienen en nuestra especie el mayor desarrollo: un cráneo de unos 1400 cm3 y una capacidad tecnológica sin precedentes.
Varias veces migraron los humanos fuera de África. La primera hace 1,8 millones de años hacia la zona del mar Negro por parte del Homo ergaster y de allí se colonizó posteriormente el sudeste asiático (en forma ya de Homo erectus) y también Europa con los antecesores de Homo neanderthalensis. No obstante, la más interesante para nosotros fue la salida del continente africano de nuestra especie, Homosapiens, hace unos 100.000 años.
