miércoles, 24 de junio de 2009

La evolución por selección natural
Biología y Geología 4º ESO Editorial ANAYA


http://www.bbc.co.uk/programmes/b00hd5mf

¿Qué es y cómo actúa la selección natural?

Darwin supuso que un mecanismo similar a la selección artificial debía actuar sobre las poblaciones naturales en su medio ambiente. Lo denominó selección natural y lo propuso como modelo para explicar la aparición de nuevas especies. La teoría propuesta por Darwin se basa en dos puntos fundamentales:

1.- Nacen más seres vivos de los que pueden sobrevivir. En consecuencia, entre ellos se establece una lucha por la supervivencia ante los limitados recursos del medio.

2.- Entre los individuos de una población existen variaciones heredables. La naturaleza se encarga de seleccionar aquellas que son ventajosas para la supervivencia.

Veamos un ejemplo de selección natural aplicado a la pigmentación de la piel en los animales.

La naturaleza es prolífica.: nacen más individuos de los que pueden sobrevivir. Imagina lo que sucedería si todos los conejos de una camada sobrevivieran y tuviesen todos los descendientes que pudieran: ¡poblarían toda la tierra! Si esto no ocurre, es porque el medio impone limitaciones.

Los recursos del medio son limitados y los individuos deberán competir por ellos. Los conejos deben competir por el alimento, la pareja, el espacio para criar, etc. Además, están expuestos a los depredadores y determinadas enfermedades.

Entre los individuos de una población existen variaciones heredables. En el caso de los conejos, el color del pelaje se transmite hereditariamente y entre los distintos integrantes de la población puede haber conejos de pelaje claro y conejos de pelaje pardo. Este último representa un buen camuflaje para evitar a los depredadores.

La naturaleza seleccionas a aquellas variaciones que son ventajosas para la supervivencia. Una característica heredable ventajosa en un individuo le permitirá sobrevivir mejor y dejar mayor número de descendientes, que, a su vez, serán portadores de dicha característica. De este modo, generación tras generación, aquellos caracteres que proporcionan ventajas tenderán a imponerse en la población.


¿Cómo surge una especie?

Durante la última glaciación, la Parnasus apollo se extendió por toda Europa, colonizando la península Ibérica. Cuando el clima se hizo más cálido y sobrevino la desglaciación, los glaciares quedaron aislados en las cumbres de los macizos más altos.

Las mariposas fueron ascendiendo las montañas en busca de temperaturas menos elevadas. De este modo, quedaron aisladas, formando distintas poblaciones.

En cada población, las mutaciones hicieron aparecer caracteres nuevos, distintos a los de la población original, dando lugar a las diferentes subespecies que conocemos hoy.



Cuando Darwin propuso su teoría del la evolución dio a entender que una nueva especie se originaba bajo la influencia de la selección natural, y tras un proceso gradual que podía durar miles de año. Las teorías actuales indican que el proceso tiene lugar en tres fases:
- aislamiento de poblaciones
- diferenciación gradual
- especiación

Ilustraremos estas fases con el ejemplo de una población de pájaros.

AISLAMIENTO DE POBLACIONES

Dentro de una población existe variabilidad heredable. Mientras no haya una presión selectiva, es decir, mientras no se ejerza selección, el apareamiento al azar entre los individuos de la población mantendrá la variabilidad.

En una población de pájaros de cierta especie, hay individuos con el pico grueso e individuos con el pico fino. Los individuos con el pico grueso tienen mayor facilidad para cascar las semillas y alimentarse en la pradera., y los individuos de pico fino, mayor facilidad para extraer insectos y alimentarse en los bosques.

Dos poblaciones de una especie que, en principio, podrían aparearse y tener descendencia fértil, pueden quedar separadas por una “barrera” que impida la reproducción.

Una bandada de los pájaros mencionados, en la que hay individuos con el pico grueso y con el pico fino, es arrastrada por el viento y coloniza un archipiélago con una isla arbolada y otra sin árboles (pradera). El mar actuará como barrera entre los pájaros que han colonizado cada isla

A veces, la barrera es “invisible”: dos poblaciones pueden vivir en la misma área y no cruzarse entre ellas. Una razón puede ser que tengan periodos de apareamiento en distintas épocas del año o que obtengan su alimento de diferentes lugares y no coincidan en el espacio, por muy próximas que estén. Estas barreras se denominan ecológicas.


DIFERENCIACIÓN GRADUAL


Las poblaciones aisladas se adaptan progresivamente al medio. Loa selección natural favorece algunas de las alternativas de los individuos en cada ambiente. Además, las mutaciones aparecidas al azar en cada población pueden contribuir a que ambas poblaciones se hagan cada vez más diferentes

En la isla arbolada, los pájaros de pico fino se ven favorecidos, pues tienen mayor facilidad para alimentarse, mientras que en la isla sin árboles sucede lo contrario.


ESPECIACIÓN

Al cabo de muchos años, la acumulación de variaciones puede dar lugar a la diferenciación en dos especies distintas. A partir de este momento, y aunque la barrera desaparezca y vuelvan a estar juntas, dichas especies no pueden reproducirse y dejar descendientes fértiles. La especie originaria se ha convertido en dos especies.



Jordi Agustí. Paleontólogo                                      
“Somos los descendientes de seis extinciones masivas”

La Vanguardia.                                                                            23 de agostos de 2010

¿Evolucionamos?
Ineludible, es ley de la vida.

¿Progresamos?
Esa sensación tenemos al ver que la vida aumenta su com­plejidad para adaptarse a las fluctuaciones ambientales, del entorno.

¿Hasta dónde llega esa adaptación?

Hasta independizarnos del entorno: ¡es la estrategia humana! Hemos desarrollado un órgano no biológico (la cultura) con el que modificar el entorno en nuestro beneficio.

¿Sólo nosotros hemos hecho eso?
Ninguna otra especie a nuestro nivel.

Y... ¿no estaremos pasándonos?
Sí parece que generamos cambios ambientales... que acabarán por perjudicarnos.

¿Cuándo empezó este proceso?
Hace dos millones y medio de años nues­tros ancestros eran carroñeros, y hace dos millones de años ya empezamos a cazar­.  

¿Eso es ya modificar el entorno?
Apenas. Pero hace 11.000 años empezamos a plantar semillas y apacentar animales.

Es lo que llamamos neolítico, ¿no?
Sí: ahí generamos excedentes alimentarios, posibilitamos el aumento de población... y así nos salimos de la pirámide ecológica.

Y hasta hoy.
Hasta hace dos siglos..., cuando la revolución industrial exacerbó el proceso de modi­ficación del entorno.

¿Hasta comprometer el futuro?
Sólo el de algunas especies vivas, incluida la nuestra. Si desaparecemos, dejaremos cua­tro ruinas y la vida seguirá sobre la Tierra.

¿La extinción de qué especie indicaría que la siguiente es ya la nuestra?
La de las bacterias de nuestro intestino.

¿En qué momento ha habido en la Tie­rra más especies?
Ahora.

¿Ah, sí?
Sí. La última extinción masiva de especies vivas fue hace 65 millones de años.

¿Qué pasó?
Un meteorito caído en el actual golfo de México levantó tanta materia que tapó el Sol: murió el plancton, las plantas verdes...

Y los dinosaurios se extinguieron.
No sólo los dinosaurios: ¡ninguna criatura de más de 25 kilos sobrevivió!

Así, ¿todas las especies actuales des­cienden de las que quedaron entonces?
Sí, incluida la especie humana: usted y yo.

¿Existo gracias a una extinción?
¡Toda vida aquí resulta de seis extinciones masivas de especies! La sexta ya se la he cita­do; la quinta fue hace 200 millones; la cuar­ta, hace 250 millones de años...

Un momento: explíqueme la quinta.
Las aguas de los fondos oceánicos tenían muy poco oxígeno (anóxicas) y una marea las lanzó sobre las franjas costeras, ¡extin­guiendo el 75% de las especies vivas! Espe­cies que descendían de las supervivientes de la anterior extinción, 50 millones de años antes, que dejó vivas el 5% de especies.

¿Y cómo fue esta cuarta extinción?
Fue la mayor de la historia de la vida: súbi­tos afloramientos de carbón inyectaron en la atmósfera altas dosis de CO2, lo que provo­có un calentamiento global... ¡que extinguió el 95% de las especies vivas!

¿De qué extinción previa provenían?
De la tercera, que hace 360 millones de años ya había extinguido al 70% de las espe­cies, también por el envenenamiento de los litorales por aguas anóxicas.

¿Y cómo fue la anterior extinción masi­va, la segunda? Hace 440 millones de años el planeta se congeló casi por completo: desapareció el 75% de las especies existentes entonces.

¿Y la primera extinción?
Fue hace 530 millones de años, por descen­so del nivel de las aguas y ascensión de aguas anóxicas. La vida la componía enton­ces la primera fauna pluricelular (trilobites, braquiópodos inarticulados, gusanos poliquetos y moluscos monoplacóforos): se ex­tinguió ¡el 90% de esas primeras especies!

¿Cómo surge una especie nueva?
Ante azarosos cambios del entorno, estruc­turas existentes despliegan funciones nue­vas: el plumón de las crías de dinosaurios era un termostato..., y acabó siendo pluma para volar: así aparecieron las aves.

¿Y los mamíferos?
Ya hubo micromamíferos antes de la extin­ción de dinosaurios..., pero explotará su ex­pansión después, hace 56 millones de años.

¿Qué especie ha sido la más rara?
Para mí, el anomalacaris, artrópodo extrañí­simo del Cámbrico: una especie de gamba gigante, de medio metro, muy depredadora, con aletas, tentáculos...

¿De qué especie extinguida le encanta­ría hallar y estudiar restos?
Al antepasado común de gorila, chimpan­cés y homínidos, que debió de vivir hace sie­te millones de años en África central...

¿Qué especies han sido las más longe­vas sobre la Tierra?
Los nautilos llevan en el mar desde hace 400 millones de años... Pero todavía más las arqueobacterias: ¡estaban aquí hace casi 4.000 millones de años, cuando en la Tierra no había ni oxígeno!

¿No teníamos oxígeno?
La atmósfera de la Tierra no tuvo oxígeno hasta hace 2.000 millones de años. Lo tuvo cuando la actividad fotosintética de cianobacterias excretó oxígeno a la atmósfera: ¡eso envenenó a miles de especies de bacte­rias! De las que se adaptaron a respirar aquel veneno llamado oxígeno descendemos nosotros.



ACTIVIDADES

1.- Lamarckismo frente a Darwinismo

Antes que Darwin y Wallace, uno de los científicos que defendió las ideas evolucionístas fue el caballero de Lamarck (1744-1829). Aunque hoy en día se rechaza parte de su teoría, el gran mérito de Lamarck fue haber defendido la idea de evolución o transformación de las especies.

a. Señala la diferencia fundamental que existe entre las teorías de Lamarck y de Darwin.
b. Señala cómo explicaría un partidario de la teoría de Lamarck el alargamiento de la pata del caballo en su adaptación para correr a mayor velocidad. ¿Cómo lo explicaría un darvinista?
c. Darwin no tenía conocimientos de genética., por ello no pudo explicar por qué aparecían nuevas características en los individuos de una población. ¿Cómo explicamos ese hecho en la actualidad?


2.- Los pinzones de Darwin

Cuando Darwin propuso su teoría de la evolución, sugirió que una nueva especie se originaba siguiendo un proceso gradual, que podía durar miles de años, bajo la influencia de la selección natural.
Uno de los hechos que más llamaron la atención de Darwin en su viaje en el Beagle fue la gran diversidad encontrada en su visita a las islas Galápagos, de origen volcánico y situadas a unos 1000 km de la costa Sudamericana. Aunque de reducidas dimensiones, las islas presenta diversos ambientes: cenagal, matorral, selva húmeda, tropical, etc. En 1835, Darwin recogió muestras de trece especies distintas de pinzones, con picos adaptados al alimento que ingerían. (semillas, insectos, etc), tanto en el suelo como en los árboles. Sin embargo, en el continente no se observaba (ni se observa) esa diversidad.

a. ¿De dónde debían de ser esos pájaros? ¿Qué los hizo diferentes al resto de los pinzones?
b. Basándote en la explicación darvinista del origen de las especies, propón una hipótesis que explique la diversidad de pinzones encontrada en las Galápagos.
 http://www.carampangue.cl/Biocarampangue/Tercero-medio.htm

3. Los marsupiales
http://estacioncauac.blogspot.com.es/2011/11/en-defensa-de-la-crisis-latente-del.html

Los marsupiales, como el canguro o el koala, son mamíferos primitivos que no poseen placenta, lo que porvoca que las crías nazcan en un estado muy poco desarrollado que le obliga a depender, en gran medida, de la madre. En la actualidad, los marsupiales tan sólo abundan en Australia, donde no existen mamíferos placentarios. En Suramérica sobreviven algunos marsupiales, mientras que en resto del mundo se extinguieron.

El mapa inferior muestra la posición que ocupaban los continentes cuando aparecieron los primeros mamíferos placentarios. Formula una hipótesis que explique la distribución actual de la fauna marsupial.

http://europa-106.evoluciona.org/documents/00/es/gral_foto/content/inici/la_terra.html

http://www.ibsa.es/esp/ibsa/fednacionales.htm


BIOCARAMPANGUE / RECURSOS DE BIOLOGIA
http://www.carampangue.cl/Biocarampangue/Plan-tercero-evolucion.htm


GUÍA DE TRABAJO GRUPAL: Selección natural y sexual

Instrucciones:
o Lee cuidadosamente la información que sigue. El primer caso se refiere a uno de los ejemplos mejor estudiados de selección natural: el caso de Biston betularia, la polilla moteada. El segundo es sobre el efecto del dimorfismo sexual de las viudas del paraíso en la selección natural.
o Deberás contestar las preguntas que aparecen a lo largo del texto, unificando opiniones con el resto de los integrantes de tu grupo.
o Al final del trabajo, un representante del grupo, escogido al azar deberá realizar una puesta en común de las respuestas a las que llegó el grupo.
o La nota se calculará considerando la participación observada, la calidad de las respuestas y la claridad de la explicación del representante.


Selección Natural en Biston betularia
La polilla moteada, Biston betularia, se encuentra en muchas áreas de Inglaterra. Se presenta en dos formas: la polilla de color claro y la de color oscuro.

                                            http://culturaagraria.blogspot.com.es/2012/01/una-mariposa-con-alas-de-carbon.html

Observación 1: Los naturalistas del siglo XIX encontraron, vieron y coleccionaron muchas polillas de colores claros, pero muy pocas de color oscuro. La primera noticia de la captura de una polilla oscura en Inglaterra proviene del año 1848. Hoy día, en algunas áreas, las polillas oscuras son más numerosas que las claras.

Problema: ¿Cómo se explica este cambio ocurri¬do en la población de Biston betularia?

Observación 2: Las polillas permanecen activas sólo durante la noche y pasan la mayor parte de las horas del día posadas sobre los troncos de los árboles.

Observación 3: Se han efectuado cruzamientos experimentales entre ambas formas de polillas, encontrándose que el tipo oscuro es determinado por un gen dominante.

Observación 4: La revolución industrial de Inglaterra dependió, en gran parte, de la hulla, cuya combustión produce gran cantidad de humo y hollín. Los árboles próximos a las grandes industrias quedaron cubiertos por una capa oscura de hollín y los troncos y ramas se volvieron de color oscuro. El ennegrecimiento de los árboles fue sólo un aspecto del cambio ambiental que acompañó a la revolución industrial.
Interpretación de datos:

La Tabla 1 presenta los datos que se obtuvieron coleccionando polillas en zonas rurales, donde los árboles no han sido afectados por el hollín de las fábricas (troncos claros) y en bosques muy próximos a las fábricas donde los troncos están oscurecidos por el depósito del hollín (troncos oscuros).


¿Qué interpretaciones se justifican en base a estos datos?

La única interpretación justificable es que las polillas claras son más predominantes en los troncos claros y las polillas oscuras predominan en los troncos oscuros. Para explicar esta desigual proporción en la abundan¬cia de los dos tipos de mariposas en los troncos claros y en los oscuros, se formularon varias hipótesis:

   Hipótesis 1: Las polillas claras se confunden con el color de los troncos claros y los depredadores no las ubican fácilmente. Lo mismo sucede con las polillas oscuras en troncos oscuros

   Hipótesis 2: El hollín cusante del ennegrecimiento afecta la fertilidad de las polillas claras, en tanto que no son afectadas las oscuras

   Hipótesis 3: Las polillas claras presentan una sensibilidad mayor al hollín, por lo cual la tasa de mortalidad es mayor que las oscuras en los troncos oscuros

El Dr. Kettlewell figuró entre los que supusieron que el color de las polillas las protegía de los depredadores, en particular, de los pájaros. Pensó que si se podía demostrar experimentalmente que las polillas oscuras de B. betularia sufrían menos el efecto de la depredación que las formas claras en las áreas polucionadas, se podría concluir que la polución debido al humo de las industrias y la apariencia críptica de las formas oscuras estaban relacionadas.

Observación 5:

Durante los estudios el Dr. Kettlewell se construyó un biombo y una cámara filmadora de alta revolución para observar la depredación de las polillas por las aves durante las horas del día en troncos libres de hollín (claros).

Los resultados de la observación están en la Tabla 2. Los resultados de la observación realizada en los bosques de las zonas contaminadas por el hollín, en las cercanías de Birmingham, aparecen en la Tabla 3.
Tabla 2. Datos sobre depredación en troncos claros

Tabla 3. Datos sobre depredación en troncos oscuros



Cuestiones

1. ¿Qué hipótesis se valida a partir del análisis de los resultados? Justifica

2. ¿Qué interpretaciones habrían formulado Darwin y Lamarck para los cambios observados en Biston betularia?

3. ¿Apoyan los resultados obtenidos en los experimentos de Biston betularia la posición de Darwin o de Lamarck?







Selección sexual en Viudas del paraiso

   La Viuda del Paraíso, Vidua paradisaea en un ave pequeña color café que habita en África Oriental, desde el este de Sudán hasta el sur de Angola. Durante la temporada de cría el macho luce un pecho color café dorado con un abdomen blanco amarillento y una larga cola negra que puede llegar a medir 36 cm de largo, es decir tres veces el largo de su cuerpo.


   Es un parásito del pinzón Melba. Las crías de la Viuda son más bulliciosas que las crías del Pinzón, por lo que los padres adoptivos le dan más atención que a sus propias crías.





macho



hembra
Foro de Infojardín
Empezado por twinspot
Hola Yourlittlepony, es verdad que lleva trabajo pero sarna con gusto no pica jeje....
Ese pajaro de la cola tan larga es una viuda del paraiso, es de cria parasitaria como los cucos y se le cae la cola al finalizar el verano, te dejo una foto para que la veas mejor.

                                   http://www.infojardin.com/foro/showthread.php?p=4208373

1. Describe las diferencias entre macho y hembra de las aves "viudas del paraíso", según lo que se aprecia en las imágenes

2. Elabora una hipótesis predictiva con relación a la preferencia de las hembras por los machos de ornamentación más exagerada. Como una forma de probar tal hipótesis, examina el siguiente experimento:

3. En 1982, el científico Malte Andersson llevó a cabo un experimento en el que dio a las hembras de esta especie la posibilidad de escoger entre tres grupos de machos:

(a) control, con cola de 50 cm;

(b) cola cortada en 14 cm;

(c) cola de 64 cm, al agregarle los extremos cortados al grupo (b).

Antes del cambio de colas había el mismo número de hembras nidificando en todos los territorios de los machos. Después de las modificaciones, los de colas más largas atrajeron cuatro veces más hembras que los otros dos grupos.



Problemas:

1. ¿Hay variación en la capacidad de adquirir y competir por el territorio en algún tipo de macho?

2. ¿Cuál es el factor selectivo en el que influye la ornamentación del macho? (o ¿por qué realmente a la hembra le conviene un macho de determinado tipo?)

3. ¿De qué manera la depredación por parte de animales carnívoros podría equilibrar un aumento exagerado de ejemplares de colas más largas?



MECANISMOS DE LA EVOLUCIÓN

LA SELECCIÓN NATURAL                                 1

En  las cortezas de los abedules de las Islas Británicas vive una mariposa nocturna denominada científicamente Biston betularia. Esta mariposa tiene un color blanco plateado, moteado de negro, que le permite enmascararse muy bien sobre las cortezas de los abedules en donde abundan los líquenes y escapar así a sus depredadores, aves en mayoría.

En las regiones industriales de Inglaterra se produjo un aumento de en la frecuencia (proporción) de una forma mutante negra o melánica de esta mariposa. El mutante negro era muy raro cuando se observó por primera vez, en 1849, pero hacia finales del siglo xix, se había convertido  en la forma más común en la región fuertemente industrializada de Manchester y Liverpool. Durante la misma época pudo apreciarse que, a causa del aire contaminada de esta región los líquenes murieron y las cortezas de los abedules ennegrecieron de hollín.

¿Cómo podrías explicar en términos de selección natural el aumento del mutante melánico de Biston betularia en las zonas industriales cercanas a Manchester y Liverpool, y la consiguiente disminución de la variedad original clara de dicha mariposa?

 
 
MECANISMOS DE LA EVOLUCIÓN

LA SELECCIÓN NATURAL                                 1

Cuando se descubre un nuevo insecticida para controlar una plaga causada por una especie determinada, los primeros resultados son siempre alentadores. Sin embargo, después de un cierto tiempo de empleo, debe incrementarse la cantidad de insecticida para obtener resultados y, finalmente, en muchos casos el plaguicida acaba siendo “inocuo” para la especie causante de la plaga. En 1947 se informó sobre el primer caso conocido de resistencia a un plaguicida: una población de mosca común (Musca domestica) se había convertido en resistente al DDT. Hoy se registran más de 200 especies de artrópodos resistentes a plaguicidas.


¿Podrías explicar el proceso por el que aparecería una población de insectos resistentes a un plaguicida determinado?

 
Nota: Se ha demostrado que se trata de una resistencia determinada genéticamente; no es corrector afirmar que los artrópodos “se acostumbran al plaguicida”

 

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