GUIA DE ESTUDIO BIOLOGIA 5010 CUARTO PARCIAL INSTRUCCIONES GENERALES: Estudia cada uno de los siguientes temas, y realiza las sugerencias que se te indican.

ORIGEN DE LA MATERIA DEL UNIVERSO sometido

Expansión

originado por la

El Universo

avalada por

Gran explosión (Big-Bang) originó

formado por

Galaxias

Materia

como

constituida por

Via Láctea

Partículas subatómicas

formada formadas originan

Supernovas

originan

Estrellas

originan

formadas

Nebulosas originan

como

Teoría de la condensación

Sistema Solar

Sol

Planetas

gi ran al rededor del

originan

Planetesimales

Elementos pesados

originan

formado

giran alrededor

Satélites

Cometas

como

son

Asteroides originan giran alrededor del

Exteriores son

Interiores

Luna

Meteoritos

son gira

Júpiter Mercurio Saturno

alrededor originan

Venus Urano Tierra Neptuno Marte Plutón

S i n o s e c o n c e n tr a o ri g in a

Elementos químicos sencillos

dan

origen explicado

Radiación del fondo de micorondas

Estrellas fugaces

sus fragmentos dan

EVIDENCIAS DE LA EVOLUCION La teoría de la evolución se basa en una serie de pruebas aportadas por diferentes disciplinas científicas y que infieren que todos los seres vivos actuales son el resultado de la evolución. Paleontología. Examina las pruebas de la existencia de seres vivos en el pasado basándose en el estudio comparativo de fósiles. Numerosas formas fósiles indican puentes entre dos grupos de seres, como en el caso del Archaeopteryx que es una forma intermedia entre reptil y ave. También se puede dar una serie transicional entre varios fósiles de un organismo que vivió en el pasado hasta la forma actual, el caballo es uno de los ejemplos más documentado. Archaeopteryx: se pronuncia: Ar keop térix, Arqueo= antiguo, pterón= ala Biogeografía. Muchas de las especies actuales se originaron como consecuencia de un aislamiento geográfico. Por lo tanto, la distribución actual de las especies está en relación directa con su punto de origen geográfico y evolutivo. Esto explica las similitudes y diferencias existentes entre los mamíferos de África, América y Australia. La flora y fauna en las islas oceánicas es parecida a la de la porción continental más próxima. En las islas Galápagos, las especies de plantas y animales son endémicas, sin embargo se parecen a las especies de la costa sudamericana. Anatomía. Diferentes especies presentan partes de su organismo constituidas bajo un mismo esquema estructural Se usa la comparación de la estructura y el desarrollo embrionario de los organismos para establecer el grado de parentesco evolutivo entre los grupos. La anatomía comparada se apoya en tres herramientas principales: órganos homólogos, análogos y vestigiales o rudimentarios. Órganos homólogos. Órganos que tienen la misma estructura interna pero con diferentes funciones. Aquellos grupos que se han desarrollado recientemente a partir de un ancestro común presentan una estructura y un desarrollo embrionario más parecido que los presentados en grupos de origen diferente. La presencia de órganos homólogos es una fuerte evidencia evolutiva entre los miembros de un grupo dado. Por ejemplo, las extremidades de los vertebrados son estructuras homólogas, cada una consta casi de los mismos huesos, músculos, nervios e inervación. Órganos análogos. Órganos con la misma función pero con diferente estructura y con un origen embrionario diferente. Por ejemplo, el ala de un ave y el ala de la mosca, las patas de los insectos y las extremidades de los vertebrados. · Órganos vestigiales. Órganos que perdieron su función y que muestran los distintos cambios producidos en su cuerpo como resultado de las adaptaciones evolutivas. El hombre tiene muchas estructuras vestigiales: el apéndice, los músculos de la nariz y las orejas, la membrana nictitante de los ojos, las muelas del juicio, el vello corporal, el pezón en el varón, segmentación del músculo abdominal y el cóccix (es un remanente de la cola). En animales, las patas traseras vestigiales de ballenas y pitones el tobillo vestigial de los huesos de la pierna del caballo y las alas vestigiales de avestruces y pingüinos. Embriología. En todas las especies se encuentran características ancestrales similares en el desarrollo embrionario, y que desaparecen durante dicho proceso. Por ejemplo, las etapas iniciales de todos los embriones de mamíferos son muy parecidas a las de peces, anfibios y reptiles. Bioquímica. Los organismos presentan similitudes y diferencias químicas que establecen una correlación de parentesco entre sí. Por ejemplo, la secuencia de aminoácidos en las cadenas a y b de las hemoglobinas de distintas especies de primates muestra considerables similitudes y también diferencias específicas; así que la hemoglobina humana es muy parecida a la del chimpancé (se diferencia por 12 aminoácidos) y menos similar a la de otros monos menos avanzados, lo que indica su relación evolutiva. Otro ejemplo son las hormonas de vertebrados que son tan parecidas, que a menudo pueden intercambiarse, constituyendo, por lo tanto, pruebas de similitudes fundamentales

endocrinas entre los vertebrados. Genética. Con las modernas técnicas en biología molecular es posible estudiar la evolución en el nivel más íntimo en que se produce: el DNA. En analogía a las pruebas bioquímicas, existe una correlación entre las secuencias de nucleótidos de los genes en especies emparentadas, la diversificación de la secuencia de aminoácidos es el resultado de los cambios en las bases del DNA a través del tiempo. Las mutaciones pueden producir efectos, grandes o pequeños, eventualmente benéficos, pero predominantemente nocivos, básicamente aquellos que determinan cambios marcados. El número y estructura de los cromosomas es similar en especies relacionadas y pueden estudiarse mediante técnicas citológicas. El DNA contiene información sobre la historia evolutiva del organismo, debido a que los genes cambian por las mutaciones. Dado que la evolución tiene lugar paso a paso, el número de sustituciones en el DNA refleja la duración del período evolutivo correspondiente. Si comparamos dos organismos, como el hombre y el chimpancé, y observamos que el número de diferencias de su DNA es menor que el que hay entre cualquiera de ellos y el orangután, podemos concluir que la divergencia entre estas dos especies es más reciente que entre ellas y el orangután. Es decir, el número de diferencias en las cadenas de DNA o de proteínas es proporcional a la distancia evolutiva existente entre las especies correspondientes.

ANTROPOGENESIS: ORIGEN DEL HOMBRE La evolución humana o también hominización se define como el proceso de transformación de la especie humana desde sus ancestros hasta hombre actual. El estudio de dicho proceso es una búsqueda interdisciplinaria en la que se aúnan conocimientos procedentes de ciencias como la antropología física, la lingüística y la genética. -El hombre es menos veloz que un caballo, menos poderoso que un oso; Tiene la vista, el oído y el olfato menos desarrollados que un perro o un gato. Sin embargo, controla el planeta: muchos investigadores creen que ha sido el desarrollo del cerebro y de las manos lo que ha permitido llegar a ese control. ANCESTRO COMUN DE HOMINIDOS Y SIMIOS Del tronco común de los primates, surgieron dos ramas: la de los grandes simios, como el gorila, el chimpancé y el orangután y la de los homínidos. De la evolución de los homínidos surge el hombre actual homo sapiens sapiens

LOS AUSTRALOPITHECUS (“MONOS DEL SUR”): apareció hace algo más de 4 millones de años. La mayor novedad aportada por los australopitecos es que se desplazaban de manera bípeda. El tamaño de su cerebro era similar al de los grandes simios actuales. Vivían en las zonas tropicales de África, alimentándose de frutas y hojas es decir que poseían una dieta especializada. Se conocen varias especies fósiles. LUCY (AL-288): es el esqueleto de un hominido perteneciente a la especie Australopitecus afarencis , de 3,5 millones de años, descubierto por el estadounidense Donald Johanson el 24 de noviembre de 1974 a 150 km de Adis Abeba, Etiopia. HOMO HABILIS (HOMBRE HÁBIL): el primer fabricante de herramientas de piedra). Vivió aproximadamente desde 2,5 hasta 1,44 millones de años antes del presente, al comienzo del Pleistoceno. El descubrimiento de esta especie se debe a Mary y Louis Leakey, quienes encontraron los fósiles en Tanzania, África, entre 1962 y 1964. Está generalmente aceptado que Homo habilis es la primera especie del género Homo. Su nombre significa "hombre habilidoso" y hace referencia al hallazgo de instrumentos líticos confeccionados por éste. Se han realizado estudios detallados de los restos óseos de sus manos para verificar si realmente sería posible que este Homo los hubiera realizado. Los científicos concluyeron que era capaz de prensión de agarre para realizar las manipulaciones necesarias en la fabricación de utensilios de piedra. HOMO ERECTUS, “HOMBRE ERGUIDO", ERECTO , DERECHO" Vivió entre 1,8 millones de años y 300.000 años antes del presente (Pleistoceno inferior y medio). Los H. erectus clásicos habitaron en Asia oriental (China ,Indonesia). En África, se han hallado restos fósiles afines que con frecuencia se incluyen en otra especie, Homo ergaster ; también en Europa diversos restos fósiles han sido clasificados como H. erectus, aunque la tendencia actual es a reservar el nombre H. erectus para los fósiles asiáticos. El gran descubrimiento del Homo Erectus fue el fuego. El gran avance fué, más exactamente, la DOMESTICACION del fuego, ya que éste existía en su forma natural (incendios, volcanes, etc.). En principio forma hostil, el hombre lo capturó, conservó y reprodujo. Se sirvió de él para calentarse, asar alimentos, lo convirtió en el "hogar": centro de la vida social y elemento integrado en el entorno humano. Con el fuego aparecen los primeros campamentos organizados, al aire libre o en cuevas. Este es el origen del verdadero cambio psicológico de la humanidad y del desarrollo de estructuras sociales. HOMO NEANDERTHALENSIS El Hombre de Neandertal (Homo neanderthalensis) es una especie del genero Homo que habito Europa y partes de Asia occidental desde hace 230.000 hasta 29.000 años atrás, durante el Pleistoceno medio y superior y culturalmente integrada en el Paleolítico medio. -Por su desarrollo cerebral, su género de vida y su capacidad inventiva, está más próximo del homo sapiens que del pitecántropo. Se le conoce desde mucho antes que sus predecesores, puesto que en 1856 los restos de un hombre de esta raza fueron descubiertos por unos obreros en los alrededores de Dusseldorf, en una cueva del valle de Neanderthal. El Neanderthaliano, hombre bajo pero fuerte, de piernas cortas, de potentes mandíbulas, cerebro grande, bien adaptado a climas extremadamente fríos, hábil en la confección de sus ropas de pieles de animales, habitó las grutas, cuevas y abrigos lo que ha sido muy favorable para el estudio de sus restos que se han conservado bastante bien. Debió de existir entre ellos una forma de enseñanza y esto exige un lenguaje. Practicó un culto a los muertos, lo que puede asimilarse a un sentimiento religioso o una idea de que todo no acaba con la muerte. Hay algo más que la vida terrestre. Es indudable que dedicaban al cadáver cuidados especiales, como el excavar una fosa rectangular para depositarlo en ella, o el colocar un ajuar a su lado compuesto por silex tallados, huesos de animales.

La evolución de las ballenas: de la tierra al agua Los cetáceos, titánicos habitantes de los mares, no siempre habitaron en ellos. Para hablar del origen de las ballenas, debemos remontarnos entre 55 y 34 millones de años atrás, en el Eoceno. Sus antepasados fueron artiodáctilos anfibios. Un artiodáctilo anfibio que existe hasta hoy día es el hipopótamo, y es que originalmente, las ballenas estuvieron emparentadas con ellos, chanchos, vacas y ciervos. Los antepasados de la ballena se acostumbraron cada vez más al hábitat acuático, hasta que con el correr de los milenios, fueron adaptando su cuerpo al nuevo entorno, hasta convertirse en las enormes criaturas de hoy día. Sin más preámbulos, les invito a recorrer brevemente distintas etapas evolutivas de estos mamíferos. Espero que les sea de su agrado. Pakicetus Descendiente del género mesonychidae, era similar a un lobo actual y el antepasado más antiguo de las ballenas. Los científicos aseguran que lo es debido a la estructura de su oído, propio de la ballena. Sus dientes, triangulares y aserrados, constituyen otra de las características cetáceas. Este animal comenzó a alimentarse de peces en las costas. Debido a su morfología terrestre, fue un torpe nadador y presa fácil de cocodrilos y tiburones. Se piensa que por esta razón, aguardaba agazapado a sus presas. Ambulocetus Sus hábitos y apariencia, recuerdan a la de un cocodrilo, de 3 metros e híbrido con lobo. A partir de esta especie es notoria la transición entre un pequeño mamífero a un corpulento animal de hábitos más bien acuáticos, ya que sus patas estaban adaptadas para la natación.Cazaban desde el agua cual cocodrilos y nadaban vertical y ondulatoriamente como nutrias y ballenas modernas.Perdió los oídos externos. Rodhocetus Vivió hace 47 millones de años. Medían entre 1,5 y 5 metros. Al igual que el ambulocetus, sus hábitos eran mas bien acuáticos, sin embargo, esta especie salía a tierra firme para tener sus crías. Su fuerte cola funcionaba como timón y sus patas traseras como motor de nado. Sus descendientes tendrían los orificios nasales cada vez más arriba de la cabeza; en cuanto al comportamiento, se adentrarían cada vez más al mar, volviéndose animales exclusivamente marinos, convirtiéndose en animales hidrodinámicos y cada vez más corpulentos. Basilosaurio "Reptil rey". Con sus 18 metros de largo y su dieta depredadora, el basilosaurio fue uno de los terrores de los mares, hace 38 millones de años. Su monstruoso aspecto recuerda al de las temibles criaturas marinas narradas en las leyendas de los marineros, incluso los critpozoologos creen que algunas especies pudieron sobrevivir a la extinción, como por ejemplo el famoso Nessie (que también se dice que puede ser un plesiosaurio). Presentaban una mandíbula bien desarrollada (a diferencia de las ballenas modernas), con 44 dientes bien afilados y agrupados en dos filas, los de adelante cazaban y los de atrás desgarraban la carne. Sus patas delanteras eran aletas, parecidas a la de las focas, mientras que sus patas traseras, de apenas 60 cm, iban siendo cada vez menos útiles. Carecían de "melón", órgano de ecolocalización de los cetáceos. Su hábitat era exclusivamente acuático y se han hallado fósiles suyos en lugares tan distantes como EE.UU. y Medio Oriente. Al carecer de espiráculo (orificio por donde respiran las ballenas), el basilosaurio debía sacar la cabeza entera del agua, para inhalar grandes bocanadas de oxígeno. Cambios físicos y ambientales en los océanos, producen la aparición de los misticetos, ejemplo: ballena-el término correcto para esta especie sería rorcual-azul.

EVOLUCION DEL OSO

El estudio de un raro fósil de oso polar hallado en el ártico noruego confirma que esta especie se separó del oso pardo hace 150.000 años y que sobrevivió a un periodo interglaciar más cálido que el nuestro. Hasta ahora se han hallado muy pocos fósiles de oso polar, por lo que son muy variadas las estimaciones sobre cuándo y cómo evolucionó esta especie, afirma el experto del museo de historia natural de la universidad de Oslo Oystein Wiig. "Como los osos polares viven sobre el hielo, sus restos mortales se precipitan al fondo del mar o son devorados por carroñeros. No se depositan en sedimentos como otros mamíferos", explicó Wiig. “Compararon sus dientes con los de los osos pardos“ Los investigadores de las universidades estadounidenses de Buffalo y Penn State y de la universidad de Oslo compararon el ADN mitocondrial del fósil de un diente canino y una mandíbula de oso polar descubierto en 2004 en el archipiélago noruego de Svalbard, con el de los osos pardos de las islas Admiralty, Baranof y Chichagof en Alaska. "Nuestros resultados confirman que el oso polar es una especie joven evolutiva que se separó de los osos pardos hace unos 150.000 años y que evolucionó con extremada rapidez durante el Pleistoceno tardío, probablemente al surgir nuevos hábitat y fuentes de alimento en respuesta a los cambios climáticos justo antes del último periodo interglaciar", afirma la principal autora del estudio, Charlotte Lindqvist, de la universidad de Buffalo. Los científicos llegaron a esa conclusión porque el fósil, que tiene entre 110.000 y 130.000 años de antigüedad, es cercano a la época en la que se produjo la escisión entre ambas especies y su edad coincide con el inicio del último periodo interglaciar. Este es el genoma mitocondrial de un mamífero más antiguo jamás estudiado, ya que dobla en edad al del mamut, afirman los autores. "Está claro que el fósil de este antiguo oso polar es un enlace en la transición entre los osos pardos y polares", declaró a Efe Lindqvist. La científica señaló que aunque la morfología y los hábitos alimentarios de ese oso eran similares a los de su especie, "desde el punto de vista genético es casi tanto un oso polar como uno pardo". Los estudios isotópicos determinaron que el oso se alimentaba, al igual que sus actuales congéneres, de focas, y los análisis de sedimentos de la zona mostraron que el entorno también era similar entonces al que hoy existe en Svalbard. Sin embargo, Lindqvist señaló que es posible que Svalbard sirviera entonces como refugio a los osos polares y les brindara un hábitat propicio.

EVOLUCION DEL PAVO xiste una idea acerca del meteorito Chicxulub causante del exterminio de los dinosaurios hace 65 millones de años también logro causar graves daños a las aves puesto que se piensa que las elimino casi por completo. Como todo un proceso que han sufrido todos y cada uno de los organismos en el planeta se han ido adaptando a los diversos cambios en su ambiente, han evolucionado, han divergido de sus antecesores. Uno de estos casos es el de las aves, vertebrados más que notables debido a su capacidad para volar. Entre sus características podemos encontrar sus livianos hueso, una variedad de elementos esqueléticos fusionados, reducción de la fíbula, gran desarrollo del cinturón pectoral en relación al aleteo, brazos transformados en alas, algo muy característico son sus plumas, reducción de la cola, pérdida de los dientes, y el dedo oponible en el pie, que le permite aferrarse a las ramas de los árboles. La evolución implicaba claramente que las aves habían descendido de los reptiles, lo cual se delataba en sus pies escamosos. La Archaeopteryx de finales del Jurásico que se muestra en esta fotografía 35, tiene las piernas flexionadas y las alas extendidas y muchos creen que fue la primera ave del mundo. Fue encontrada en la Formación de piedra caliza de Solnhofen en Baviera, Alemania. La Archaeopteryx poseía unas desarrolladas alas que probablemente le permitieron volar en distancias cortas. El Archaelopteryx ha sido considerado durante siglo y medio como la primera ave de la historia. En la evolución de los reptiles como ya se mencionó anteriormente, se desarrolló un grupo que se apodero del cielo y para esto desarrollo una modificación la cual no tenían los pterosaurios: las plumas. El Archaelopteryx se puede considerar como un eslabón perdido que relaciona a los reptiles con las aves, ya que la forma de las alas rudimentarias y con garras, la boca estaba provista de dientes y también contaba con una larga cola. Todas estas son características propias de los reptiles que ya no se encuentran en las aves actuales. Al finalizar la era Mesozoica las aves ya se habían establecido, pero fue realmente en la era Cenozoica donde experimentaron un gran cambio. Esto se puede comprobar por la amplia distribución y el vasto número de fósiles que se han ido encontrados. Al principio las alas pueden haber sido fruto de una adaptación para escapar de los depredadores. Las aves son, esencialmente reptiles con especialización para el vuelo. Sus cuerpos contienen sacos aéreos y sus huesos son huecos. El análisis de 24 fósiles de aves prehistóricas provenientes de diferentes especies ha hecho que se pueda determinar que su extinción fue repentina. Nicholas Longrich sugiere que las aves supervivientes al impacto del Cretácico son las aves que dieron paso las aves modernas. Existe un importante avance paleontológico el cual establecía la existencia de un importante grupo de fósiles de reptiles de dónde provino la propuesta de la descendencia de las aves de pequeños dinosaurios carnívoros esta propuesta fue justificada con la comparación anatomía del pequeño dinosaurio Compsognathus, ambos del mismo sitio de calizas litográficas de Alemania. Las semejanzas más notables eran el vedismo y el pie. Después se generaron hipótesis que sugerían que esas características se habían sido resultado de la convergencia acerca del estilo de vida bípedo. Sin embargo, la ausencia de clavícula en los terópodos implicaba que estos no podían haber dado origen a las aves, en las cuales las clavículas son de gran tamaño y componen la “fúrcula” o hueso de los deseos .En ese momento se afirma que un órgano o estructura perdido en la evolución tiene una probabilidad muy baja de volver a aparecer bajo la misma forma en los descendientes. Actualmente se sabe que esta consideración no puede ser aplicada como ley y que las reversiones o atavismos ocurren de manera natural y pueden obtenerse experimentalmente Después de ser publicado “El origen de las Aves” la teoría acerca de que los dinosaurios eran los ancestro de las aves fue eliminada; lo que se creía era que dinosaurios y aves compartían un ancestro; una forma cuadrúpeda. El posible ancestro sugerido es el protorosuario Longisquama.

Posteriormente, el Dromaeosaurido Deinonychus antirrhopus, un nuevo terópodo descubierto, dejo ver nueva semejanzas por lo que la hipótesis del origen terópodo volvió a surgir. Así, las aves han sido aceptadas como un tipo de dinosaurio dentro de la comunidad filogénica y paleontológica. Descubrimientos recientes han indicado que los dinosaurios poseían plumas. EVOLUCION DE LA VIDA EN LA TIERRA