Biología

enero 09, 2022

Biología

REGISTRO FOSIL

Los fósiles nos permiten conocer, aunque sea de forma imperfecta, la secuencia temporal de cambios que sufrió la fauna y flora de un determinado territorio. A este fenómeno se le conoce como datación relativa, pues permite conocer la antigüedad relativa de diferentes conjuntos de fósiles, y, en consecuencia, de los estratos geológicos en los que estos se encuentran.

El proceso de fosilización es complejo y depende tanto del ser vivo como de las características del lugar donde este se deposita tras su muerte. De hecho, aunque la mayoría de seres vivos que mueren no forman fósiles, debido a la magnitud de la historia de la vida en la Tierra, con el paso del tiempo se ha ido acumulando un número muy significativo de fósiles, algunos de los cuales acaban siendo descubiertos por los paleontólogos y biólogos evolutivos.

Quizá la evidencia más importante que aportan los fósiles y que apoya la teoría de la evolución es que la mayoría de especies de las cuales se conservan restos fósiles son distintas a las especies existentes en la actualidad. Sin embargo, casi todas ellas guardan algún tipo de parecido morfológico con las especies contemporáneas. Esto sugiere dos cosas: las especies han ido cambiando a lo largo del tiempo, es decir, han ido evolucionando y, además, existe una continuidad genealógica entre las especies del pasado y las especies contemporáneas, de forma tal que las últimas se derivan de las primeras en una relación de descendencia, gracias a los fósiles es posible trazar, aunque sea a grandes rasgos, la historia de un linaje de organismos determinado.

Pero presenta ciertos problemas a la hora de interpretarlos.

• registro incompleto: como hemos visto En la primera unidad, para que se forme Un fósil se tienen que dar unas condiciones muy específicas. Ello supone que no Disponemos de fósiles de todas las especies que han existido y, por tanto, hay huecos en la interpretación de la evolución De muchas especies.

• dificultad en la datación: es muy importante datar un fósil para poder situarlo Dentro de la historia evolutiva de una especie, pero no siempre es fácil hacerlo. Históricamente se ha utilizado la datación Estratigráfica, basada en los estratos geológicos. Actualmente, también se utilizan métodos Fisicoquímicos, como la datación por carbono 14 (14c), que tiene un límite de datación de 70 000 años, o la datación porotasio 40 (40k), que se utiliza a partir de 100 000 años de antigüedad. El problema Se da cuando la datación estratigráfica y La fisicoquímica no coinciden.

• tipo de restos fósiles: debido a las características del proceso de fosilización, mayoritariamente solo se conservan restos Óseos, ya que raramente fosilizan las partes blandas de los organismos.

2. EMBRIOLOGÍA COMPARADA

Es la ciencia que se encarga del estudio del desarrollo de los organismos en condiciones normales, para lo cual establece un sistema de comparación entre embriones de diferentes especies durante las fases por las que atraviesan estos organismos en su embriogénesis.

El estudio de los embriones de los vertebrados nos da una interesante visión del desarrollo evolutivo de los grupos de animales, ya que las primeras fases de ese desarrollo son iguales para todos los vertebrados, siendo imposible diferenciarlos entre sí; sólo al ir avanzando el proceso cada grupo de vertebrados tendrá un embrión diferente al del resto, siendo tanto más parecidos cuanto más emparentadas estén las especies.

Cuanto más tiempo tarden en diferenciarse los embriones de dos especies, más próximas evolutivamente estarán estas dos especies.

Por ejemplo, Si comparamos el desarrollo de los embriones de diferentes especies de vertebrados, observaremos que en los primeros estados los embriones son casi idénticos entre sí, todos los vertebrados poseen arcos branquiales y cola cuando son embriones y a medida que avanza el desarrollo, algunos animales conservan estas estructuras y otros las pierden. Esto fue una evidencia de la existencia de un ancestro común.

3. ANATOMÍA COMPARADA

Es un área de la biología que estudia las semejanzas y diferencias de las estructuras morfológicas entre los organismos, permite inferir el parentesco entre especies y también la relación entre el ambiente y las adaptaciones de los organismos. Así, especies adaptadas a diferentes ambientes y, en consecuencia, morfológicamente muy diferentes, muestran semejanzas que sugieren un ancestro común, si nos centramos en la estructura ósea que subyace a las extremidades de los tetrápodos, lo que nos encontramos es un mismo patrón común que es compartido por todas las especies de vertebrados.

La anatomía comparada además ha sido capaz de identificar semejanzas estructurales al comparar especies que habitan lugares muy distantes. pero en ambientes similares, reconociendo la estrecha relación entre el ambiente y las adaptaciones de los organismos, especies no relacionadas (o lejanamente emparentadas), pero que habitan ambientes similares, pueden evolucionar de manera convergente alcanzando apariencias físicas similares, como respuesta a los mismos requerimientos o presiones ambientales, tales estructuras de apariencia y función similar, aunque de origen diferente, se conocen como órganos análogos o analogías.

Órganos homólogos: Son aquellos que son similares en su estructura interna, pero que cumplen funciones diferentes dependiendo de la especie, se presenta la homología en los cuerpos porque proceden de un órgano ancestral común, las funciones que cumplen los órganos homólogos pueden llegar a ser totalmente diferentes porque las especies se han adaptado a las características del medio ambiente donde se desenvuelven, el desarrollo de los órganos homólogos sucede gracias a la evolución divergente, donde dos especies emparentadas cambian una estructura ancestral común durante su evolución para poder sobrevivir realizando diferentes funciones.

Órganos análogos: Son aquellos que morfológicamente resultan parecidos o llevan a cabo funciones semejantes a pesar de tener un origen genético diferente, quiere decir que el origen y desarrollo embrionario de los órganos análogos no es el mismo, aunque su estructura sea parecida o cumplan con la misma función, normalmente, la analogía se da cuando las especies han evolucionado separadas pero se han tenido que adaptar al mismo tipo de medio ambiente, este proceso de desarrollo es posible gracias a la evolución convergente.

4. ESTRUCTURAS VESTIGIALES

Los órganos vestigiales son estructuras biológicas que en el pasado tuvieron alguna función importante en nuestros antepasados pero que, a día de hoy, en nuestra especie, no desempeñan ningún papel, al menos de forma aparente.

Los vestigiales son órganos que, si bien hace millones de años cumplían con roles imprescindibles en la especie portadora, la evolución provocó que cada vez fueran menos importantes a nivel fisiológico. Y esto, a lo largo de las generaciones, da lugar a una involución del órgano, la presencia de órganos vestigiales en los organismos son pruebas importantes del proceso evolutivo. Si alguna vez dudamos de la veracidad de la evolución, bastará con observar nuestros propios órganos vestigiales (ver más adelante ejemplos en el ser humano).

No obstante, los órganos vestigiales habían sido notados desde tiempos pre-darwinianos. Aristóteles advirtió la paradójica existencia de ojos en animales de vida subterránea, considerándolos como un retraso en el desarrollo, otros naturalistas hicieron referencia a los órganos vestigiales en sus manuscritos, como Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, los procesos evolutivos nos explican por qué existen las estructuras vestigiales. Por algún cambio ambiental, biótico o abiótico, ya no existe una presión selectiva bajo el órgano, y este puede desaparecer o mantenerse.

En caso de que la presencia misma del órgano se traduzca en una desventaja, la selección tenderá a eliminarlo: si surge una mutación que elimine el órgano y logre tener mayor éxito reproductivo que los compañeros que aún presentan el órgano. Así trabaja la selección, si la presencia del órgano no supone ninguna desventaja a su portador, podrá persistir en el curso de la evolución, convirtiéndose en un órgano vestigial.

Existen varios ejemplos de órganos vestigiales de los humanos, muchos de ellos resaltados por Darwin. El embrión del humano posee una cola, que a medida que transcurre el desarrollo se acorta y se pierde antes del nacimiento. Las últimas vértebras se fusionan y forman el coxis, un órgano vestigial.

5. Biogeografía

La Biogeografía es la rama de la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos sobre la tierra, así como las causas que determinan dicha distribución, es a la vez descriptiva e interpretativa y persigue la explicación del reparto de los seres vivos en sus distintos tipos de agrupaciones o categorías: especies, hábitats, ecosistemas, biomas, paisajes… Además, tiene una importante vertiente aplicada asociada a la ordenación del territorio y al manejo de hábitats y especies.

La Biogeografía mantiene estrechas relaciones con las demás disciplinas geográficas o auxiliares de la Geografía ya que la distribución de los seres vivos no puede explicarse sin tener en cuenta el clima, el relieve, los usos del suelo u otros aspectos del territorio.

La distribución actual de los seres vivos es resultado de la evolución y dispersión de las especies y de los cambios que han sufrido a lo largo del tiempo tanto el clima como la localización de tierras y mares. Por esta razón, la Biogeografía tiene un gran interés en los análisis diacrónicos y en el conocimiento de los ambientes del pasado adquiriendo con ello también una dimensión histórica.

CLIMA: los principales climas terrestres presentan una distribución zonal que, dada la dependencia de las plantas respecto a ellos, determina una disposición similar de los grandes biomas. Las grandes franjas de clima y vegetación coinciden espacialmente y la comprensión de éstas últimas requiere un buen conocimiento de las primeras. A escala regional, cuando determinados factores geográficos distorsionan la zonalidad de los climas, el manto vegetal lo refleja inmediatamente (mosaico de microclimas en áreas de montaña...).

RELIEVE: influye en la vegetación de forma tanto directa como indirecta de muchas maneras. La altitud, por ejemplo, modifica el clima y, con él, la vegetación generando pisos bioclimáticos. Además, en las latitudes medias el relieve crea importantes contrastes entre las solanas y las umbrías (topoclimas). Por otra parte, las pendientes o la exposición son determinantes en el balance hídrico a escala de la ladera o en la distribución de la nieve lo que no deja de reflejarse en la cubierta vegetal.

La distribución de los seres vivos

La distribución de los seres vivos a través de la biosfera no es uniforme ni en el tiempo ni en el espacio y cada especie, género, familia, orden ocupa de modo espontáneo una superficie determinada, continua o discontinua que constituye su territorio, su “área de distribución”.

Áreas Cosmopolitas

Llamamos cosmopolitas a los taxones que ocupan los hábitats que les son favorables en todos (o en la mayoría) de los continentes y océanos del mundo, aparece sobre todo en taxones acuáticos o litorales que se benefician de un medio muy homogéneo (lenteja de agua, por ejemplo).

Areas Zonales (o Circunterrestres)

Son las de aquellos taxones que se extienden formando un anillo alrededor del planeta coincidiendo con una franja climática precisa.

Áreas regionales

De superficie más reducida que las anteriores, son las de aquellos taxones que ocupan una región determinada del mundo (normalmente entre algunas decenas de miles y algunos millones de km2). En virtud de ello, se dice que una especie puede tener una distribución “mediterránea”, “europea”, “andina”, patagónica”, etc.

Áreas endémicas y residuales

Son las de aquellos taxones que aparecen estrictamente localizados en un territorio reducido no encontrándose de forma natural en ninguna otra parte del mundo. No obstante, en la práctica, la expresión se aplica a taxones que ocupan superficies muy diversas.

6. COMPARACIÓN DEL ADN

La comparación de secuencias genéticas de ADN ha revelado que los organismos filogenéticamente próximos tienen un mayor grado de similitud secuencial que los organismos filogenéticamente alejados. Se pueden encontrar más pruebas de la descendencia común en detritus genéticos como los pseudogenes, regiones del ADN ortólogas a un gen en un organismo relacionado, pero que ya no tienen actividad y parecen estar experimentando un proceso continuo de degeneración por acumulación de mutaciones.

Las técnicas de ingeniería genética actuales permiten el análisis y secuenciación del ADN. Cuando se dispone de esta información, se puede comparar el material genético entre distintas especies. Así, dos especies evolutivamente cercanas presentarán menos diferencias en sus respectivas secuencias.

la frecuencia alélica o frecuencia génica es la proporción que se observa de un alelo específico respecto al conjunto de los que pueden ocupar un locus determinado en la población. Si las frecuencias permanecen constantes de una generación a la siguiente, la población no está experimentando cambio evolutivo, y se dice que está en equilibrio génico. Sin embargo, los cambios en las frecuencias alélicas en generaciones sucesivas implican que ha ocurrido evolución

Al igual que las homologías estructurales, las semejanzas entre las moléculas biológicas pueden reflejar la existencia de un ancestro evolutivo compartido. En el nivel más básico, todos los seres vivos comparten:

· El mismo material genético (ADN)

· Códigos genéticos iguales o muy similares

· El mismo proceso básico de expresión génica (transcripción y traducción)

Estas características compartidas sugieren que todos los seres vivos descienden de un ancestro común y que dicho ancestro tenía ADN como material genético, usaba el código genético y expresaba sus genes mediante transcripción y traducción. Todos los organismos actuales comparten estas características porque fueron "heredadas" de dicho ancestro (y porque cualquier cambio grande en esta maquinaria básica habría afectado la funcionalidad de las células).

Por ejemplo, las secuencias de ADN humano neutro divergen aproximadamente un 1,2% (por las sustituciones) de las de su pariente genético más próximo, el chimpancé, un 1,6% de las del gorila, y un 6,6% de las del babuino. La evidencia de la secuenciación genética permite, por tanto, inferir y cuantificar la relación genética entre humanos y otros simios.