lunes, 1 de abril de 2013

Pruebas de la evolución


La evolución biológica es, posiblemente, el proceso más importante que afecta al conjunto de seres vivos que habitan en la Tierra, aunque este proceso no se da directamente sobre seres vivos determinados, ya que es un proceso que se prolonga mucho en el tiempo y tarda miles o  millones de años en manifestarse; a pesar de ello, es un proceso imparable que comenzó con la aparición de la vida y desde entonces no ha perdido nada de vigor.
Podemos tener una mayor certeza de la existencia de este proceso en el pasado, ya que según lo que acabamos de ver, la evolución no se puede demostrar en la actualidad por su extremada lentitud; esta certeza, sin embargo, la podemos obtener a partir de una serie de hechos que nos van a probar su existencia.

-       Pruebas Biogeográficas

Las encontramos repartidas por todo el planeta, y consisten en la existencia de grupos de especies más o menos parecidas, emparentadas, que habitan lugares relacionados entre si por su proximidad, situación o características, por ejemplo, un conjunto de islas, donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas condiciones concretas. La prueba evolutiva aparece porque todas esas especies próximas provienen de una única especie antepasada que originó a todas las demás a medida que pequeños grupos de individuos se adaptaban a las condiciones de un lugar concreto, que eran diferentes a las de otros lugares.
Son ejemplos característicos de esto los pinzones de las islas Galápagos que fueron estudiados por Darwin, los Drepanidos, aves de las islas Hawaii, o las grandes aves no voladoras distribuidas por el hemisferio sur, los ñandúes sudamericanos, las avestruces africanas, el pájaro elefante de Madagascar (extinguido), el casuario y el emú australianos o el moa gigante de Nueva Zelanda (también extinguido).
-       Pruebas Paleontológicas

El estudio de los fósiles nos da una idea muy directa de los cambios que sufrieron las especies al transformarse unas en otras; existen muchas series de fósiles de plantas y animales que nos permiten reconstruir cómo se fueron adaptando a las cambiantes condiciones del medio, como las series de erizos de los acantilados ingleses, el paso de reptiles a aves a través del Archaeopterix, o la evolución de los caballos para adaptarse a las grandes praderas abiertas por las que corrían.


                                                                                                           
-       Pruebas Anatómicas

Quizá son las que más información nos pueden aportar, porque son el reflejo directo de las adaptaciones al medio.
En muchos seres vivos existen órganos atrofiados, no funcionales, que aparecen en antepasados antiguos perfectamente funcionales, pero que con el transcurso de las generaciones dejaron de ser útiles; a estos órganos se les denomina ÓRGANOS VESTIGIALES.
Por otro lado, el estudio de la anatomía de distintas especies nos enseña que existen muchas que se parecen mucho, ya que son especies evolutivamente próximas, separadas por una diferente adaptación a medios distintos, es decir, que poseen órganos y estructuras orgánicas muy parecidas anatómicamente ya que tienen el mismo origen evolutivo, son lo que denominamos ÓRGANOS HOMÓLOGOS, como por ejemplo, la aleta de un delfín y el ala de un murciélago, son órganos con la misma estructura interna, pero uno es para nadar y otro para volar.



Al mismo tiempo, existen también especies muy separadas evolutivamente que se tienen que adaptar al mismo medio, y por lo tanto desarrollan estructuras similares, los llamados ÓRGANOS ANÁLOGOS, que son patrones anatómicos que han tenido éxito en un medio concreto y por eso varias especies lo imitan.


Estos órganos que desempeñan la misma función, pero tienen una constitución anatómica diferente se llaman ÓRGANOS ANÁLOGOS, como el ala de un insecto y el ala de un ave que ya hemos visto, y representan un fenómeno llamado CONVERGENCIA ADAPTATIVA, por el cual los seres vivos repiten fórmulas y diseños que han tenido éxito.
Si los órganos desempeñan funciones distintas pero tienen la misma anatomía interna se llaman ÓRGANOS HOMÓLOGOS, como son el ala de un ave o la aleta del delfín, y representan la DIVERGENCIA ADAPTATIVA, por la cual los seres vivos modelan sus órganos según su modo de vida, el ambiente en que están, etc.

-       Pruebas Embriológicas

Relacionadas con las pruebas anatómicas, 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. Esto es lo que Haeckel resumió diciendo que la "ontogenia resume a la filogenia".

-       Pruebas Bioquímicas

Por último, las pruebas más recientes y las que mayores posibilidades presentan, consisten en comparar ciertas moléculas que aparecen en todos los seres vivos de tal manera que esas moléculas son tanto más parecidas cuanto menores diferencias evolutivas hay entre sus poseedores, y al revés; esto se ha hecho sobre todo con proteínas (por ejemplo proteínas de la sangre) y con ADN.

Teorías de la Evolución


  •        Fijismo i Catastrofismo 

Hasta el s. XIX se pensó que los seres vivos eran inmutables y que habían existido siempre de la misma manera, sin sufrir cambios, fijos, lo cual originó una corriente de ideas agrupadas bajo el término FIJISMO. G. Cuvier (1769-1832), estudiando una gran cantidad de fósiles dedujo que había especies que desaparecían, se extinguían, lo cual implicaba cambios que contradecían al fijismo; como él era fijista, pensó que las especies aparecían sobre la Tierra y se mantenían durante mucho tiempo sin sufrir ningún cambio hasta que se producía una gran catástrofe que las hacía desaparecer, tras lo cual aparecían nuevas especies que volvían a desaparecer en otra catástrofe y así sucesivamente, surgiendo una variante de las ideas fijistas que constituyó el CATASTROFISMO.
  •        Lamarcksimo

En la misma época, J.B. de Lamarck (1744-1829) estudiando también fósiles llegó a deducciones completamente opuestas al fijismo y que suscitaron gran controversia con Cuvier y la mayor parte de naturalistas de la época; según Lamarck las especies actuales provenían de especies primitivas, hoy extinguidas, que habrían sufrido modificaciones sucesivas; esta nueva idea recibió el nombre de EVOLUCIONISMO. Para Lamarck estas transformaciones se debían a que cuando cambiaban las condiciones ambientales, los seres vivos desarrollaban caracteres que les ayudaban a vivir mejor (ADAPTACIÓN AL MEDIO) y luego esos caracteres se transmitían a sus descendientes, apareciendo especies nuevas; es lo que llamaba la HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS.
  •        Darwinismo

Hasta el s. XIX se pensó que los seres vivos eran inmutables y que habían existido siempre de la misma manera, sin sufrir cambios, fijos, lo cual originó una corriente de ideas agrupadas bajo el término FIJISMO. G. Cuvier (1769-1832), estudiando una gran cantidad de fósiles dedujo que había especies que desaparecían, se extinguían, lo cual implicaba cambios que contradecían al fijismo; como él era fijista, pensó que las especies aparecían sobre la Tierra y se mantenían durante mucho tiempo sin sufrir ningún cambio hasta que se producía una gran catástrofe que las hacía desaparecer, tras lo cual aparecían nuevas especies que volvían a desaparecer en otra catástrofe y así sucesivamente, surgiendo una variante de las ideas fijistas que constituyó el CATASTROFISMO.
Imaginemos que existe una especie de oso que tiene el pelo corto porque vive en un lugar cálido; entre los individuos de pelo corto también los hay que tienen el pelo largo y por lo tanto en ese medio cálido van a pasar mucho calor y van a estar en desventaja con respecto a los de pelo corto. Ahora bien, imaginemos que se produce un cambio climático, la temperatura se hace mucho más fría en cuestión de pocos años; este cambio ambiental va a provocar la desaparición de los osos de pelo corto, que morirán de frío, mientras que los de pelo largo que antes vivían mal se van a encontrar ahora con un ambiente al cual están mejor adaptados; al desaparecer los de pelo corto y quedar los de pelo largo lo que ha sucedido ha sido que los mejor adaptados a las nuevas condiciones han sido "seleccionados" por la naturaleza para seguir viviendo y reproducirse. Este proceso que permite prosperar a los mejor adaptados al tiempo que elimina a los inadaptados se llama SELECCIÓN NATURAL.


La selección natural, ayudada por otras fuerzas evolutivas tales como las MUTACIONES genéticas, provocan cambios graduales en los individuos que terminan por dar lugar a la aparición de nuevas especies, pudiendo desaparecer la especie de la que provienen (recuerda por ejemplo que el Homo sapiens actual proviene del Homo antecessor que está extinguido). Este proceso de transformación gradual de una especie en otra nueva recibe el nombre de EVOLUCIÓN BIOLÓGICA o DARWINIANA.
Darwin y Wallace se encontraron con el problema de explicar por qué existía esa variedad de individuos y por qué había rasgos que sí se heredaban, ya que cuando publicaron sus obras no se conocían aún los trabajos de G. Mendel sobre la herencia de los caracteres.

Activitats de l'evolució



1r Exercici

Després de llegir un article de divulgació científica d’un diari, dos alumnes de batxillerat discuteixen sobre una de les dades que contenia l’article:
Joan: “Has vist el que diu l’article? El codi genètic del pollastre és comú en un 60 % al de l’ésser humà”.
Anna:  “L’article està equivocat: pollastres i humans compartim el 100% del codi genètic”. 


1) L’Anna té raó. Per què? 
2) L’extremitat anterior dels éssers humans i la dels pollastres tenen funcions i formes ben diferents. No obstant això, estan formades pels mateixos ossos i tenen el mateix origen embrionari. Expliqueu com s’anomena el tipus de relació que existeix entre aquests dos òrgans i quin és el seu significat evolutiu.









2n Exercici

Entre 1976 i 1978 un període d’intensa sequera a la illa de Daphne, a les illes Galápagos, va provocar una sobtada disminució del nombre d’individus de les poblacions del pinsà Geospiza fortis: de 751 ocells l’any 1976 es va passar a 90 l’any 1978. Diversos estudis van concloure que no tots els individus tenien la mateixa capacitat de supervivència. Això era degut a que s’havia establert una intensa competència per l’aliment: les provisions de llavors més petites i tendres s’esgotaven ràpidament i els ocells es veien obligats a consumir llavors més grans i dures.
Els gràfics següents mostren els resultats d’un dels estudis realitzats.



1-Useu la informació de l’enunciat per interpretar els gràfics i digueu si la situació és un cas de  selecció natural. Justifiqueu la resposta.

2-Indiqueu l’opció que és VERTADERA en cadascuna de les següents afirmacions. Tot seguit justifiqueu en el requadre la vostra elecció.

A. L’augment del gruix del bec és una conseqüència de:
a) la necessitat dels ocells per alimentar-se de llavors més grans i dures.
b) la combinació entre les exigències del medi i la diversitat present a les poblacions    d’ocells.
c) l’ús continuat del bec per trencar llavors que condueix a un enfortiment d’aquest òrgan.
d) mutacions que van donar-se perquè els ocells poguessin sobreviure.

B. La imatge següent mostra diverses formes del bec dels ocells, relacionades amb diferents maneres d’obtenir l’aliment.





a) Es tracta d’un exemple d’òrgans anàlegs: exerceixen idèntica funció.
b) Aquesta diversitat de formes del bec és una prova de la capacitat d’adaptació de les          espècies.
c) Són òrgans homòlegs, ja que fan la mateixa funció en espècies sense parentesc evolutiu.
d) Les imatges demostren que Lamarck tenia una mica de raó: la funció crea l’òrgan.




3r Exercici

La dentició dels felins està molt ben adaptada a l’alimentació carnívora. No obstant això, els felins són descendents de mamífers insectívors, amb una dentició diferent. Expliqueu el mecanisme evolutiu pel qual els felins han arribat a tenir la dentició actual segons Lamarck i segons Darwin, fent una comparativa. 


sábado, 9 de marzo de 2013

Grupos Sanguíneos

Siguen un mecanismo de alelismo múltiple, de manera que hay más de dos alelos que dan información.
Los grupos sanguíneos en la especie humana son: 

  • A
  • B
  • AB
  • O
Los alelos que darán información del grupo sanguíneo son:

  • Para el grupo A àIAIA, IAi
  • Para el grupo B àIBIB, IBi
  • Para el grupo AB àIAIB
  • Para el grupo O àii

PROBLEMAS

  1. Un hijo tiene sangre del grupo A y su madre del grupo 0. ¿Cuál será el grupo sanguíneo del padre?
  2. Si un hombre de grupo sanguíneo AB se casa con una mujer de grupo A, cuyo padre era de grupo 0. ¿Qué grupos sanguíneos se puede esperar entre sus hijos y con qué frecuencia?
  3.  María y Julia tuvieron ambas su bebé en el mismo hospital y en el mismo momento María se llevó a casa una niña, a la que llamó Irene. Julia se llevó un niño, al que bautizó con el nombre de Gonzalo Sin embargo, esta última señora estaba segura de que había dado a luz a una niña, por lo que demandó al hospital Las pruebas sanguíneas revelaron que el mando de Julia era del grupo 0. Julia era del tipo AB y María y su esposo tenían el grupo B. Irene es del grupo A y Gonzalo es del grupo O. ¿Hubo realmente un cambio de bebés. 

Herencia ligada al sexo


En los cromosomas sexuales, además de existir genes relacionados con el sexo, existen otros genes para caracteres no sexuales o caracteres somáticos, cuya manifestación dependerá del sexo del individuo al ir en el cromosoma X o Y.

Por ejemplo:

XD i Xd  Esto indica que los alelos D o d están en el cromosoma X.

Dos enfermedades influenciadas por este tipo de herencia son el daltonismo y la hemofilia:

         - Daltonismo: es un defecto genético que ocasiona dificultad para distinguir los colores. El grado de afectación es muy variable y oscila entre la falta de capacidad para discernir cualquier color (acromatopsia) y un ligero grado de dificultad para distinguir algunos matices de rojo y verde.

      - Hemofilia: La hemofilia es una enfermedad genética recesiva que impide la buena coagulación de la sangre.

En el caso de enfermedades como la hemofilia o el daltonismo, cuya manifestación se debe a la presencia de un alelo recesivo ligado al cromosoma X, por lo que en varones nunca puede aparecer en homocigosis, o existe el alelo dominante, o el recesivo, desarrollándose la enfermedad, mientras que en mujeres pueden existir individuos homocigotos dominantes, normales, heterocigotos, también normales pero que llevan el alelo de la enfermedad (mujeres portadoras) y se lo podrán pasar a sus hijos varones, e individuos homocigotos recesivos, que desarrollarán la enfermedad (en el caso de la hemofilia, el alelo recesivo en homocigosis es letal y provoca la muerte, por lo que no existen mujeres hemofílicas, sólo portadoras).

DALTONISMO
HEMOFILIA
MUJERES
VARONES
MUJERES
VARONES
XDXD = normal
XDY = normal
XHXH = normal
XHY = normal
XDXd = normal portadora
XdY = daltónico
XHXh = normal portadora
XhY = hemofílico
XdXd = daltónica

XhXh = afectada (letal)



PROBLEMAS 

1.- La hemofilia es un carácter ligado al sexo. Si una mujer normal, cuyo padre era hemofílico se casa con un varón normal. ¿Qué proporción de la descendencia tendrá el gen para la hemofilia?

2.- Se sabe que la hemofilia está provocada por un gen recesivo ligado al sexo. Una mujer que tiene un hermano hemofílico, y cuyo marido es normal, acude a una consulta de genética.
a. ¿Qué porcentaje de sus hijos varones heredará la enfermedad?
b. Si el marido de la mujer es hemofílico, ¿cambiarán los porcentajes para sus hijos?

3.- Se sabe que la hemofilia está provocada por un gen recesivo ligado al sexo. Una mujer que tiene un hermano hemofílico, y cuyo marido es normal, acude a una consulta de genética.
a. ¿Qué porcentaje de sus hijos varones heredará la enfermedad?
b. Si el marido de la mujer es hemofílico, ¿cambiarán los porcentajes para sus hijos?

Carácteres influenciados por el sexo


En este caso los genes se expresan de manera diferente en machos y hembras probablemente por la influencia de las hormonas en su expresión. Uno de los ejmplos clásicos es el fenómeno de la calvicie en los seres humanos, siendo dominante para los machos y recesivo para las hembras.

Hombres: C’ (calvo) > C (normal)
Mujeres:  C (normal) > C’ (calva)  


PROBLEMAS: 

1.- Consideremos simultáneamente dos caracteres influidos por el sexo; la calvicie y el  dedo índice corto. Ambos caracteres se manifiestan como dominantes en el hombre y recesivo en la mujer. Un hombre heterocigótico para la calvicie y con el dedo índice normal se casa con una mujer calva y heterocigótica para el carácter de longitud de dedo. ¿Qué descendencia se espera?

2.- El tipo mocho (sin cuerna) de las ovejas es producido por un gen P que es dominante en las hembras, pero recesivo en los machos. Un macho homocigótico con cuernos se cruza por una hembra también homocigótica, pero mocha. Realiza la segregación respecto al sexo y al carácter mocho en F1 y F2.

3.- Un hombre calvo cuyo padre no lo era, se casó con una mujer normal cuya madre era calva. Dense los genotipos de marido y mujer y los tipos de hijos que puedan tener

martes, 8 de enero de 2013

Genética Mendeliana y 1ª Ley de Mendel


Los genes no son todos iguales respecto a su comportamiento en la transmisión de una generación a la siguiente; existen distintos tipos de genes de los que los mejor conocidos son aquellos cuyo comportamiento fue estudiado por Mendel, por lo que reciben el nombre de genes mendelianos y la parte de la genética que se encarga de estudiarlos es la genética mendeliana.


Mendel realizó una serie de experimentos sencillos que consistieron en cruzar entre sí diferentes variedades de plantas y estudiar la descendencia que obtenía; de sus experimentos, los más conocidos son los realizados con plantas de guisante, de los que existe una variedad de semilla verde y otra de semilla amarilla; para empezar Mendel obtuvo lo que el llamó "razas puras" amarillas y verdes, que eran aquellas que al cruzarlas entre sí sólo daban plantas iguales que los padres.

El segundo paso consistía en cruzar una raza pura de semillas verdes con otra de semillas amarillas, obteniendo en la 1ª generación filial (F1) el 100% de plantas de semillas amarillas.


                                             



Mendel pensaba que al cruzarse los padres había algo que pasaba a los descendientes para que tuvieran las semillas de cierto color y a eso lo llamaba "factores hereditarios" y suponía que los factores hereditarios debían ser dos, ya que uno venía de la planta padre y otro de la planta madre. 


Mendel obtuvo siempre estos resultados, por lo que elaboró una conclusión general que constituye la 1ª Ley de Mendel o "Ley de la uniformidad de la 1ª generación filial", la cual dice:

1ª Ley de Mendel 

Al cruzar entre sí dos razas puras se obtiene una generación filial que es idéntica entre sí e idéntica a uno de los padres.

3ª ley de Mendel

El siguiente paso consistió en ver lo que sucedía cuando estudiaba al mismo tiempo más de un carácter distinto, como por ejemplo el color de la semilla (verde y amarillo) y la forma de su piel (lisa y rugosa); repitiendo ahora los mismos cruces obtenía resultados parecidos:
                         

Aquí sucedían dos cosas nuevas, que no se daban cuando se estudiaba un sólo carácter y era, por un lado, la aparición de plantas nuevas que antes no existían, como las de semilla verde-rugosa y amarilla-lisa, y por otro lado las proporciones tan peculiares que obtenía; Mendel concluyó que la única explicación para ésto era que al igual que los factores hereditarios son independientes, los caracteres también lo son, por lo que se pueden combinar de todas las formas posibles, apareciendo combinaciones que antes no existían.
                             

Esto lo expuso en su "Ley de la independencia de los caracteres hereditarios" o 3ª Ley de Mendel: 

3ª Ley de Mendel 
Al cruzar entre sí dos dihíbridos los caracteres hereditarios se separan, ya que son independientes, y se combinan entre sí de todas las formas posibles.