Unitat 4. Herència i evolució dels éssers vius

Davant la gran diversitat de la vida, la humanitat sempre s’ha preguntat per què existeixen tantes espècies i quin n’és l’origen. Al llarg de la història s’han formulat moltes hipòtesis, unes amb base científica i altres marcades principalment per les idees religioses de l’època.

“Nada tiene sentido en Biología si no es a la luz de la Evolución”

Theodosius Dobzhansky

Preguntes per a la reflexió inicial

1. Creus que els organismes vius han existit sempre tal com els veiem actualment?

2. Què entens amb l’expressió “els éssers vius provenen d’un antecessor comú”?

3. Defineix què és una espècie. Com creus que s’origina una espècie?

Animació del Big Bang i l’evolució

Què és la vida?

La veritat és que no existeix una definició consensuada que descrigui tots els aspectes essencials de la vida, així que alguns científics han optat per renunciar a definir la vida, encara que tots parlen d’ella.

Així, segons els científics…

“La vida és una equivocació, i no deuria de ser-hi. D’acord amb les equacions químiques naturals mai hauria d’existir, i el motiu pel qual no hauria d’existir és perquè és molt complexa. La vida és una manera de prendre l’energia i de realitzar una estructura feta de productes químics que la diferencien del que simplement està assentat a la roca.” Ken Nealson (Com són els extraterrestres?).

“L’essència de la vida és la possibilitat de trobar llocs i defectes on els àtoms es puguin agrupar per formar noves estructures.” Nicolás García (Les noves perspectives de la vida).

“La vida ha de ser una conseqüència de l’evolució de l’univers. […] És la pròpia tendència evolutiva de l’univers la que fa que sistemes vius es vagin generant i auto-organitzant.” Juan Pérez Mercader (La vida en altres universos).

“La vida és alguna cosa que absorbeix energia i la converteix en estructura, en ordre, en organització.” John Gribbin, en (Déu no juga als daus).

“La clau és que la vida en l’univers o bé és un fet que es dóna únicament en la terra o es que es troba a tot arreu.” John Gribbin, en (Amidant l’univers).

“El més important és que la cèl·lula viva no és una matèria màgica sinó un superordinador. Es tracta d’un sistema de processament i reproducció d’informació tan avançat que els nostres ordinadors resulten patètics en comparació. La naturalesa ha produït una màquina de processament d’informació inigualable: la cèl·lula viva.” Paul Davis, en (Vida extraterrestre).

“El coneixement és més important per a la vida que la capacitat de reproducció. En el cas de la vida biològica, la multiplicació és molt important perquè és l’única forma que el coneixement pugui seguir existint, però podem imaginar un organisme que no es multipliqui.” David Deutch (Els altres universos).

“Realment som un brou de gens, que estan en la població, i cadascun de nosaltres és només un contenidor temporal d’aquests gens. En el marc històric l’individu no és important, els gens són els que continuen.” David Bainbridge (Viure en l’úter de la mare).

“La vida és un sistema. Un mitocondri o una cèl·lula, per si sola, no està viva. Però el sistema té propietats que anomenem vida. Aquest és el principi de la bicicleta. L’esperit de la bicicleta està en el seu sistema, no en una llanda, o en el manillar.”Rodolfo Llinás, (Programats com robots).

“La vida no és sols que una pseudoactivitat que essencialment permet a un petit organisme que es comuniqui amb el seu entorn. Aquestes connexions són productes químics i a l’activitat orquestrada d’aquestes reaccions químiques és al que cridem vida.” Albert Laszlo Barabasi (Complexitat, xarxes i autoorganització).

“La vida és matèria que ve de les estrelles i supernoves i és flux d’energia.”“La gent es pregunta quan entra la vida en un bebè, però la veritat és que no ha sortit mai, és a dir, la vida és contínua, un fenomen que mai ha parat des del moment que ha començat.” Lynn Margulis, en Què és la vida?

“La diferència entre allò viu i el que no és viu és la auto-replicació. Els éssers vius poden autorreplicar-se i evolucionar.” Stanley Miller (Així va començar la vida, així va començar tot).

“En alguns dels nostres llibres sobre les matemàtiques, sobre la manera com funciona el món, el gran model que no comprenem és la vida. Què és la vida? No crec que s’arribi a l’essència de la vida dient simplement, està feta de ADN, està feta d’aquestes molècules que s’agrupen d’aquesta manera. Aquesta és una forma de vida, i és l’única que realment hem observat. Però crec que la vida és un concepte més abstracte, més general.” Ian Stewart, en (Para què serveixen les matemàtiques?).

“Informació, informació que ha estat preservada per la selecció natural. Això és el que la vida és en general…” Frank. J. Tipler (La física de la immortalitat).

“Una vegada que apareix la vida en el planeta, aquest ja no evoluciona com els altres. La vida es fa càrrec de tot i controla l’evolució.” James Lovelock (La senectut del planeta).

“Tota la vida és un conjunt de màquines meravelloses, cada ésser viu és una màquina capaç de gestionar la seva ADN, i cada animal ho fa de manera diferent. Alguns viuen en els arbres, altres en el mar, altres baix terra, uns altres volen, uns altres caven, però en essència, tots estan fent el mateix: treballen per a sobreviure i, per tant, per a transmetre al futur les instruccions que els permeten existir.” Richard Dawkins(Viatge pel cos humà).

“Aquesta és l’essència de la vida: la capacitat de reproduir-se. Quan vam mirar un paisatge, i veiem aquest meravellós paisatge cobert d’herba, amb arbres i flors, i veiem les roques sota, ens pot semblar que el que és permanent és la roca, i el perible és l’arbre; però això és un error: perquè el temps desgastarà la roca, però no destruirà la vida.” William Haseltine (Proteïnes: els robots de la vida).

“Som part d’un continu i les diferències entre nosaltres i entre la resta dels éssers vius són nímies comparades amb el que compartim.” […] “En realitat, la diferència entre un ésser viu i un ésser no viu no està en els materials, sinó en com s’organitzen aquests materials. El ferro de la nostra hemoglobina es va formar en una estrella fa milers de milions d’anys i ara duu oxigen a les nostres cèl·lules. I aquests components seguiran aquí quan nosaltres no estiguem. Som, d’alguna manera, un dipòsit transitori d’aquests àtoms i d’aquestes molècules.” Juan Valcárcel, entrevista en La Vanguàrdia del 10/09/2005.

“La vida és un gran parany lingüístic: s’utilitza com si fos un nom, però seria més adequat considerar-la com un verb.”Lynn Margulis, en (Darwin era lamarckista).

Fonts diverses extret de la xarxa

L’origen de la vida

Observa els següents videos:

De la generació espontània a la síntesi abiòtica

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=IzDaPL1cBQE[/youtube]

La panspermia

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=zBimCgCaXuw&feature=related[/youtube]

Observa aquests video

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzA[/youtube]

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=EDCVWYNliTs[/youtube]

Teories de l’evolució

Visita la sala d’exposicions de l’evolució del museu virtual interactiu sobre la genètica i l’ADN

La evolución Librosvivos.net
FIXISME I Creacionisme (falsa)
– Les espècies són immutables i fixes.
– Els fòssils són organismes d’èpoques passades que van desaparèixer per cataclismes.
– Déu va crear totes les espècies tal qual són en l’actualitat

Lamarckisme o TEORIA DELS CARÀCTERS ADQUIRITS (falsa)

– Condicions ambientals variables.
– L’ambient canviant crea necessitats noves en els organismes.
– Els organismes s’adapten a partir dels canvis que hi ha a l’ambient (evolució direccional), adonant-se dels canvis i adaptant-se a ells.
– Les adaptacions es transmeten a la descendència.
Exemple: la sabana africana té arbres alts amb les fulles disposades a la capçada (part superior). Les girafes van originar el seu llarg coll (adaptació) perquè necessitaven arribar aaquestes fulles altes (aliment)

Darwinisme o selecció natural (certa)

– Condicions ambientals variables.
– Variabilitat en la descendència de les poblacions. No hi ha dos individus idèntics.
– L’ambient selecciona aquesta variabilitat de forma que sobreviuen els individus millor adaptats a aquest ambient (els què donen més descendents).
– Les adaptacions es transmeten a la descendència.
Exemple: tenim un ambient (sabana africana) on els arbres tenen les fulles a la capçada (part superior). Les girafes, que s’alimenten d’aquestes fulles, es reprodueixen donant individus amb diferents longituds de colls. Aquelles girafes amb els colls més llargs es reprodueixen
més (donen més descendència) perquè s’alimenten millor i són més fortes, les girafes de colls curts acaben desplaçades i desapareixen

Juga a la selecció natural

Darwin, el pare de l’evolució

Neodarwinisme o TEORIA SINTÈTICA DE L’EVOLUCIÓ (la definitiva)

– DEFINICIÓ: Aplicació dels coneixements de genètica actuals a la teoria de l’evolució de Darwin (selecció natural):

· La unitat evolutiva bàsica és la població.
· Causa de la variabilitat: mutació dels gens

Les proves de l’evolució

· Proves paleontològiques: fòssils. Diversitat d’espècies que no existeixen actualment i amb caràcters semblants a les espècies actuals.
· Proves paleontològiques: avantpassats comuns per a organismes que viuen actualment en continents diferents.
· Proves anatòmiques:·

Òrgans homòlegs: aquells amb el mateix origen i estructura però amb funcions diferents. Indiquen un avantpassat comú i, per tant, parentiu
Òrgans anàlegs: diferent origen i estructura però amb la mateixa funció. No hi ha avantpassat comú i, per tant, tampoc hi ha parentiu.
Òrgans vestigials: aquells que no fan cap funció però si que la feien en avantpassats. Indiquen parentiu.

· Proves embriològiques: com més inicial sigui l’estadi del desenvolupament embrionari més s’assembles les espècies. Dues espècies emparentades tindran embrions més semblants en estadis de desenvolupament més tardà.
· Proves bioquímiques: espècies emparentades tenen biomolècules molt semblants (sobretot proteïnes)

Les espècies i l’especiació

Com definiries el concepte d’espècie?

Especiació
Formació de noves espècies a partir de les ja existents. Necessita els següents fenòmens:
1.- AÏLLAMENT. La població ha de quedar aïllada en dues o més poblacions.
· Aïllament Geogràfic: per barreres físiques (una illa, serralades…).
· Aïllament Reproductiu: diferències morfològiques en els aparells reproductius o diferent temps de maduració de les cèl·lules reproductores.
· Aïllament Etològic: diferències de comportament de les dues poblacions que n’impedeixen la reproducció.

2.- DIFERENCIACIÓ. Canvis significatius que separen la població inicial en dues o més espècies distintes

L’origen i l’evolució de l’espècie humana

i ara una foto de familia…

Becoming human

Arbre filogenètic dels homínids

Font: evoluciona.org

Visita la sala d’exposició Filogènia i genètica del museu virtual interactiu sobre la genètica i l’ADN

BIODIVERSITAT

Normalment es refereix al conjunt d’espècies d’una determinada regió, hàbitat o ecosistema.
També tenim la diversitat genètica: dintre d’una espècie, les diferents races o varietats que hi ha.
O també la diversitat d’ecosistemes: quantitat d’ambients diferents d’un territori.

EXTINCIÓ

Desaparició d’espècies o varietats regionals d’una mateixa espècie.
Causes:

Destrucció de l’hàbitat de l’espècie, cosa que li impedeix tenir un lloc on viure.
Competència: amb altres espècies millor adaptades, que no la deixen viure.
Causes naturals: canvi climàtic (destrueix l’hàbitat)

Pàgines interessants

La evolución Proyecto Biosfera

Claves de la evolución humana

Atapuerca

Fundación Atapuerca

www.nuestrosorigenes.com

The complete work of Charles Darwin online

Evolution and the nature of science Institutes

The voyage of the Beagle Literature.org

The origin of species Literature.org

Understanding evolution teaching materials

Hands-on activities for teaching evolution Serendip

Evolution worksheets

Evolution worksheets2

Evolution and natural selection handouts

Poster Why evolution is true

This drawing, produced by Harvard student Esther Hamburger, is one of the most fantastic evolution-related cartoons I’ve seen. In fact, it’s not really a cartoon at all: it’s a graphical history of evolutionary biology, showing all the principals. Throughout it winds the Great Chain of Being—in this case a genuine chain of intellectual advance.