Las especies evolucionan. rítmica o gradualmente?

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Grado 10 Tema

Ciencias naturales Unidad 3

¿Cómo se relacionan los componentes del mundo?

¿Las especies evolucionan

rítmica o gradualmente?

El origen de la vida:

El origen de la vida es incierto, pero se cree que el primer organismo fue un unicelular procariota similar a las bacterias, el cual dio origen a dos grupos; uno las verdaderas bacterias y el otro el ancestro de dos grupos actuales, las arqueas o aqueo-bacterias y los eucariotas. (Figura 1.) Los eucariotas dieron origen a varios grupos, que hoy en día reconocemos como: protistas, plantas, hongos y animales.

Figura 1. Los tres dominios de la vida: eucariotas, bacterias y arqueas. 1. Lee con atención la siguiente información.

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Centrándonos en el reino animal, nos damos cuenta que existen casi 40 phylum, o sea formas básicas de los animales; sin embargo la mayoría de especies están centradas en el phylum de los artrópodos con el 80% de la biodiversidad de animales del planeta, otro grupo mega diverso es el de los cordados, dentro de los cuales se encuentran los vertebrados o animales con esqueleto interno, cráneo y columna vertebral. Dentro de este grupo se encuentran los órdenes de: peces, anfibios, aves, mamíferos y reptiles, (Figura 2.)

Figura 2. División de los vertebrados.

Los sinápsidos o mamíferos son un grupo mega diverso en el cual se encuentran los animales más grandes sobre tierra firme, como los elefantes, las ballenas y el mismo ser humano comparten rasgos comunes como el hecho de tener pelo, producir leche y tener una placenta (los marsupiales y monotremas carecen de placenta).

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En la Figura 3 Los números significan tiempo de divergencia en millones de años. Los círculos blancos significan un posible ancestro común conocido y la zona donde vivió ubicada en el mapa. En la figura 3 podemos ver como se organizan estos mamíferos, viendo los grupos más antiguos como los monotremas y los marsupiales que divergieron hace 200 millones de años y los más recientes como lo son los cetáceos (ballenas) hace 52 millones de años.

2. Ahora resuelve.

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a. Observa atentamente la figura 4, en ella se puede ver que dentro del gran grupo de los protistas hay muchos grupos diferentes, en los cuales cada grupo se puede igualar al de las plantas o animales, ¿por qué crees que se hace la agrupación de los protistas si cada grupo podría ser una división diferente?

b. Observa las figuras de la introducción, en ellas encontraras varios cladogramas de diferentes grupos, en todos ellos es usual que cada rama se divida en dos y estas a su vez se dividan en dos, ¿Qué significara que una rama se divida en más de dos ramas?

» Analizar la teoría del equilibrio puntuado en el marco de la evolución de las especies biológicas

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Actividad 1: El más antiguo.

Para entender el proceso de especiación, es crucial tener claro el concepto de especie, pues

dependiendo de cómo se interprete, este se puede entender, como el fenómeno del surgimiento de nuevas especies. Para la biología una especie es una población natural que tiene ciertas características físicas y morfológicas similares entre ellas y diferentes entre otras poblaciones, además pueden

reproducirse de forma eficaz o potencial con los individuos de la misma población y a su vez tener una descendencia fértil.

Teniendo en cuenta esto una especie nace cuando existe una barrera reproductiva entre dos poblaciones, o sea no se pueden reproducir; esta barrera puede ser de diferentes tipos: geográfica, comportamental, fisiológica o morfológica.

Siendo así, imagina entonces una población de ratones en una isla hipotética, esta isla a causa de un aumento en el nivel del mar, se empieza a inundar y al cabo unos pocos millones de años

lo que era una isla solamente se convierte en un archipiélago. La población orinal de ratones que vivían en la isla quedo fragmentada, aislándolos geográficamente unos de otros, esto lleva al proceso de especiación.

1. Con base en la siguiente Resuelve

En este cladograma se muestran la relaciones filogenéticas de 4 especies de ratones que viven en un archipiélago de islas, estas islas alguna vez fueron una sola, pero por la subida del nivel del mar se convirtieron en 4, el factor de especiación es el aislamiento y las con diciones de micro clima y depredadores de cada sub-isla. En la isla A los ratones se adaptaron a salir de noche, en la isla B las poblaciones se alojaron en la cima de la

montaña donde hay nieve, en la isla C viven en planicies de pastizales y, en la isla D viven en los arboles donde se camuflan con las hojas

Figura 5. Cladograma con 4 especies hipotéticas de ratones y archipiélago hipotético de 4 islas con condiciones diferentes.

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a. Con base en el cladograma presentado y suponiendo que la isla A fue la primera en ser aislada, la D la segunda y C la tercera, ¿a qué isla pertenece cada ratón?

b. Con base en el color de los ratones propuestos, dibuja un ancestro común para cada nodo en el árbol, comparando las características de sus descendientes.

c. Ahora en lugar de ser una isla la que es inundada por el agua, imagina surge una cadena de volcanes en medio del mar dejando atrapado en tierra fragmentos de océano, que se convierten en lagos de agua salda. ¿Qué pasaría con los animales que viven en esos lagos al cabo de millones de años? ¿Cómo serían respecto a sus parientes en el mar?

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a. ¿Qué otros ejemplos conoces? Actividad 2: El cambio.

Ya vimos como surgen nuevas especies a través del tiempo, pero estas especies que nacen ¿son iguales hasta que haya otro proceso de especiación? La respuesta que nos ofrece el gradualismo es: no, las especies de hoy en día no iguales en morfología a cuando surgieron hace millones o miles años, este cambio que ocurre

sin que haya especiación lo llamamos, anagénesis o gradualismo filético. Y se sustenta en que los ambientes van cambiando y así mismo lo hacen las especies que en ellos habitan, un buen modo de entender este fenómeno es compararlo con una escalera, en donde el cambio es cada escalón y la aparición de nuevas especies es un piso como se ilustra en la figura 6. Así pues, para llegar de un piso al otro puede haber muchos escalones (muchos cambios) o pocos escalones (pocos cambios).

Otro concepto que hay que tener en cuenta respecto al cambio es que no todas especies cambian a un mismo ritmo y así también no todas las partes u órganos de una especie cambian al mismo tiempo; este tipo de cambio lo llamamos evolución en mosaico o modular, en donde estructuras “nuevas” están compartiendo con estructuras “antiguas”. Existen varios ejemplos:

Figura 7. Reconstrucción del fósil de Archaeopteryx

Uno de ellos es Archaeopteryx figura 7, siendo la primera ave comparte caracteres tanto “nuevos” como “antiguos”, Dentro de los nuevos podemos encontrar las plumas y la vida arbórea; y dentro de los antiguos, están los dientes y las garras.

Figura 6. Escalera que representa el cambio progresivo que sufren las especies.

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a. En ¿dónde están representados los eventos de anagénesis?

b. ¿En qué parte del cladograma encontraríamos especies como Archaeoteryx con evolución en mosaico? Justifica tu respuesta.

2. Ahora sabiendo lo anterior y con base en el siguiente cladograma responde las preguntas que luego se plantean.

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Actividad 3: Modo de cambio.

Stephen Jay Gould Niles Eldredge

Figura 8. N. Eldredge y S. Jay Gould, promotores de la teoría del cambio puntuado.

Antes, vimos cómo el cambio es fundamental en la aparición de nuevas especies, también vimos cómo las especies cambian en respuesta al ambiente, sin necesidad que surjan procesos de especiación, sin embargo la pregunta que seguramente se hicieron Niles Eldredge y Stephen Jay Gould en 1972 para formular su teoría sobre el Equilibrio Puntuado sería algo como: ¿el cambio ocurre todo el tiempo? Pues según estos autores y su planteamiento, las especies se mantienen con poco o nulo cambio hasta que haya un evento de especiación, en donde se da una “explosión evolutiva” con mucho cambio en cortos periodos de tiempo. Esta teoría es contradictoria al gradualismo

en muchos aspectos.

El primero de ellos como ya vimos es que una apoya el cambio anagenético mientras que la otra solo lo ve cuando ocurre la especiación. Otra diferencia clara es la escala de tiempo y el modo en que ocurre la especiación; el gradualismo propone que se necesita mucho tiempo para que ocurra la especiación pues hasta que no se acumulen suficientes cambios en una población para hacerla genética y morfológicamente diferente a su población ancestral no ocurrirá el nacimiento

de la nueva especie. De esta manera también propone que los métodos de especiación pueden ser múltiples y variados.

Pero adicional a esto, el equilibrio puntuado propone qué la especiación se da por un solo método y es en el que una pequeña población se separa de la población madre, al ser pequeña en número no mantiene las condiciones de equilibrio de la población madre, esto lleva a que se dé un proceso de especiación en periodos de tiempo cortos.

Otro problema que supera el E. puntuado es el de los ambientes cambiantes, pues se propone que las especies migren a un ambiente más favorable si el hábitat cambia negativamente.

a. Propón un cladograma que represente el equilibrio puntuado, en donde tengas en cuenta las variables de tiempo y cambio.

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b. Si tuvieras a los dos autores de la teoría del equilibrio puntuado en frente ¿qué preguntas les harías?

b. El tiempo en que ocurre la especiación en el E. puntuado es muy corto y se da por una: “ ”; mientras que en el gradualismo es .

a. El gradualismo se caracteriza porque la especiación se da por múltiples factores mientras que el E. puntuado la especiación es por .

c. Según el gradualismo las especies de un hábitat cambiante si este varia muy rápido; mientras que en el E. puntuado .

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Los “calimos” son pequeñas criaturas que existen solo en los mares de la imaginación, sin embargo son diferentes entre sí y han evolucionado. Basándonos en las teorías que ya vimos, haz un

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Con base en lo anterior responde.

a. ¿Cuáles están más cercanos entre sí?

c. ¿Qué teoría usaste para fabricar el árbol?

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Lista de referencias

Lista de figuras

Audesirk T, (2008). Biologia en la Tierra. México: Pearson Educacion Recuperado de

http://cadiciencias.wikispaces.com/file/view/Biologia_La_Vida_en_la_Tierra_Cuarta_Parte. jb.decrypted.pdf

Broyles, Robyn C. (1997). Punctuated Equilibrium, In Evolutionary Controversies. Recuperado de http://www.geocities.com/ginkgo100/.

Cachón, V., & Barahona, A. (2002). La transición de la teoría del equilibrio puntuado hacia una teoría de rango medio. Asclepio [Versión electrónica] recuperado de URL: http://asclepio.revistas. csic.es/index.php/asclepio/article/view/142/139

Darwin. C (1856). El Origen de las especies. Inglaterra. FeedBooks. Recuperdado de http://www.rebelion.org/docs/81666.pdf

Dawkins, R. 1986. The blind watchmaker: why the evidence of evolution reveals a universe without design. New York W. W. Norton & Company.

Figura 1. Los tres dominios de la vida: eucariotas, bacterias y arqueas (http://upload.wikimedia.org/ wikipedia/commons/7/71/%C3%81rbol_geneal%C3%B3gico_simplificado.png)

Figura 2. División de los vertebrados, en verde aparecen señalados los reptiles (http://upload.wikimedia. org/wikipedia/commons/8/84/Traditional_Reptilia.png)

Figura 3. Cladograma de los mamíferos (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/ An_evolutionary_tree_of_mammals.jpeg)

Figura 4. Cladograma que muestra la división de los eucariotas. (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ commons/0/0d/Filogenia_Cavalier-Smith_2013_-_5_reinos.svg)

Figura 5. Cladograma con 4 especies hipotéticas de ratones y archipiélago hipotético de 4 islas con condiciones diferentes.

Figura 6. Escalera que representa el cambio progresivo que sufren las especies. Tomado de (https:// farm3.staticflickr.com/2164/2115784013_d8de680c37_o.jpg)

Figura 7. Reconstrucción del fósil de Archaeopteryx (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ commons/3/35/Archaeopteryx-img_0291b.jpg)

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