Archivos de etiqueta: Evolución

La historia de la Tierra

22 domingo May 2022

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La historia de la Tierra se divide en tres etapas:
el Hádrico (etapa de formación y consolidación de la Tierra hace unos 4.500 millones de años y finaliza hace 3.800 millones de años),

el Precámbrico (se originó la vida en el planeta, abarca desde hace 3.800 millones de años hasta hace 543 millones de años)

el Fanerozoico (aparecieron y se diversificaron los seres pluricelulares, abarca desde hace 543 millones de años hasta la actualidad).

Dentro de los fósiles del Paleozoico, por su abundancia y variedad están los trilobites, en general lo que se conserva son los moldes.

El Mesozoico comenzó hace 251 millones de años y terminó hace 64, también se le denomina «la era de los reptiles» que poblaron el planeta durante 186 millones de años. Las tierras emergidas estaban en un supercontinente llamado Pangea, fragmentándose en el Triásico, dando lugar a dos continentes: Lauraisa (norte) y Gondwana (sur).

Richard Owen en 1842 acuñó la palabra dinosaurio, refiriéndose a los «reptiles gigantes«. Se clasifican en dos grandes grupos: los saurisquios (cadera de reptil) y los omitisquios (cadera de ave), dentro de los saurisquios se encuentran los grupos más conocidos: herbívoros como diplodoco y carnívoros como tiranosaurio.

Los Homo y Austrlopithecus son los homínidos fósiles antepasados parecidos a los simios y antecesores de los humanos. El género Homo surgió hace dos millones de años, la evolución humana se ha producido en el Cuaternario y la evolución cultural en el Holoceno.

En 1831 Charles Darwin embarcó en el H.M. S. Beagle, para realizar una expedición durante cinco años (1831-1836), dando la vuelta al mundo para cartografiar las costas. Durante el viaje estudió seres vivos que los enviaba a Londres, para estudiarlos posteriormente. Darwin conocía la teoría de Lamarck, el «lamarckismo» hablaba de un impulso interno que tienen los seres vivos hacia la perfección y la complejidad y se adaptan a los cambios del ambiente provocando la aparición de nuevos órganos que pasan a los descendientes. Alfred Russell Wallace, naturalista británico tambíen viajó por Amazonia, el Sureste Asiático y Australia buscando aves y mariposas para colecciones y empezó a comprender el proceso de la evolución; al escribir una carta a Darwin le forzó a este a acelerar también sus planteamientos.
Así la «teoría de la evolución por selección natural» se presentó en la Sociedad Linneana de Londres en 1858, la teoría de Darwin-Wallace:

  1. Elevada capacidad reproductora de los seres vivos
  2. Variabilidad de la descendencia
  3. Actuación del proceso «selección natural»

En 1976 Richard Dawkins, establece la teoría del «gen egoísta«: según la genética molecular y el comportamiento de los animales establece que la unidad de selección natural es el gen. Los cuerpos de los seres vivios son el embalaje de los genes, construidos por los genes mismos.

A lo largo de la evolución los periodos de extinción de las especies, ha sido muy habitual, en la historia de la Tierra se han dado cinco grandes extinciones, las más conocidas son al final del periódo Pérmico de la era Paelozoica hace 225 millones de años y al final del periódo Cretácico de la era Mesozoica, la última hace apenas 10.000 años.

Sobre el origen de la vida el químico americano Stanley Miller en la década de 1950 diseño un experimento para comprobar la teoría de Oparín (la vida se originó en el mar al interaccionar los componentes de la atmósfera con la radiación solar); Miller diseño un instrumento que reproducía las condiciones de la Tierra de hace 3.500 millones de años, apareciendo las moléculas que forman parte de las proteínas y los ácidos nucleicos.


En 1959 R.H. Whittaler propone el sistema de los cinco reinos: plantas, animales, hongos, moneras (bacterias) y protoctistas (eucariotas unicelulares y pluricelulares sin tejidos).
Nuestro grupo de los vertebrados está incluido en los «cordados«: tienen una notocorda (dá origen a la columna vertebral), tienen un cordón nervioso que en la parte delantera forma el cerebro y tienen faringe.

Bibliografía:

Knoll, Andrew H.»Breve Historia de la Tierra», Ed. Pasado&Presente, 2022

Servicio Geológico de los Estados Unidos.«Age of the Earth» 1997.
https://web.archive.org/web/20051223072700/http://pubs.usgs.gov/gip/geotime/age.html

NASA; «Una nueva imagen del comienzo del universo muestra la época de las primeras estrellas, la edad del cosmos y más cosas»; 2006.
https://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2003/0206mapresults.html

BBC News; «La Tierra es más joven de lo que pensaba», 2010.
https://www.bbc.com/mundo/ciencia_tecnologia/2010/07/100712_tierra_joven_men

Museo de la Evolución Humana
https://www.museoevolucionhumana.com/,

La visión tricolor éxito en la evolución de los Primates

08 domingo May 2022

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A lo largo de su evolución, mientras que los Primates se iban independizando progresivamente del sentido del olfato se hacían dependientes del de la vista. Los primates para discriminar los colores rojo-verde tenían más ventaja para detectar frutas maduras u hojas jóvenes, con una mayor supervivencia y heredando los genes que permiten la visión tricromática.

La visión de los colores en los humanos y otros primates es diferente de la de los mamíferos no primates. Parece que la tricomacia (tres pigmentos activados por la luz en la retina del ojo) de los primates es una cosa exclusiva, las investigaciones sobre la genética, biología molecular y neurofisiología nos ayudan a entender su evolución.

La tricromacia se debe a que la retina (la capa de células nerviosas del ojo que captura la luz y transmite la información visual al cerebro) utiliza para la visión de los colores solo tres tipos de pigmentos que absorben la luz.
La teoría más aceptada (Young-Helmholtz) o tricromía explica los tres tipos de receptores para los colores principales: rojo, verde y azul. En 1802, Thomas Young sugirió que la visión de los colores en los seres humanos es tricromática. Debido a que los conos de la retina contienen tres tipos de receptores, los cuales corresponden a una longitud de onda larga (rojo), mediana (verde) o corta (azul).

Los espectros de absorción están solapados para los tres fotorreceptores, poseen un pico para longitud de onda:
– 420 nm azul pigmento S (onda corta)
– 530 nm verde pigmento M (onda media)
– 560 nm rojo pigmento L (onda larga)

La tricromacia no es general en el reino animal. La tricromacia de los primates parece una cosa insólita, el ojo tricromático podría distinguir entre 1559 tonalidades diferentes, pude percibir una infinita gama de colores entre el amarillo, el azul y el rojo. Los mamíferos no primates son dicrómatas (dos tipos de pigmentos visuales el amarillo y el azul) como el perro y el gato. Algunos mamíferos nocturnos solo tienen un pigmento: monocromacia. La tetracromacia se da en peces de aguas dulces y en reptiles y aves diurnas. Los seres acromatópsicos no tienen capacidad de precepción del color y se desarrollan en medios sin luz como peces abisales o rapaces nocturnas.

Los monos de gran tamaño como macaco y chimpancé de Asia y África del Viejo Mundo o catarrinos, tienen visión tricromática. Los monos de pequeño tamaño de América del sur del Nuevo Mundo o platirrinos, son dicromáticos.

El receptor azul: está codificado por un gen autosómico localizado en 7q31.3-q32, para el pigmento S localizado en un cromosoma no sexual.
Los genes para los receptores del rojo y el verde: se localizan en el cromosoma X en Xq28, para la longitud de onda L localizado en el cromosoma X.

Hace 800 millones de años, un pigmento visual ancestral divergió por duplicación que originó el pigmento de los bastones (la rodopsina) y otro pigmento de los conos sin diferenciar.
Hace 500 millones de años, por duplicación se originó un gen para el pigmento azul (bajas longitudes de onda) y otro gen para un pigmento verde-rojo (medianas longitudes de onda).
Hace 30-40 millones de años, después de la separación de los monos del Viejo Mundo y el Nuevo Mundo, se duplicó el gen para el pigmento verde-rojo, haciendo portadora de dos alelos diferentes del gen para el pigmento onda media-larga. De esta forma los monos del Viejo Mundo poseen visión tricolor y los del Nuevo Mundo tienen visión dicromática (azul y verde-rojo).

Así la Tectónica de Placas nos explica como los monos del Viejo y Nuevo Mundo empezaron a separarse hace 40 millones de años, divergiendo en dos mecanismos diferentes de visión.

Los Primates nocturnos poseen grandes ojos y prácticamente solo hay bastones, con poco poder de resolución pero que responden a bajas intensidades de luz. Los primeros mamíferos evolucionaron en una explosión durante el periodo Jurásico, para encontrar comida y sobrevivir frente a los dinosaurios depredadores dominantes durante el día.

Los análisis de los genes nos aportan información sobre la evolución de la tricromacia a partir de la visión de los colores en los mamíferos no primates. A partir de ratones transgénicos (a los que se les ha insertado un gen de un pigmento humano) estos roedores distinguen más colores.
Amanda Melin llevo a cabo un estudio con dos grupos de monos:
– dicromáticos del Nuevo Mundo (catarrinos), con canal cromático “blue-yellow”
– tricomáticos del Viejo Mundo (platirrinos), que tienen canal cromático “red-green” y su capacidad para distinguir la fruta del follaje herbáceo, con variación del alelo L-M del gen opsina del cromosoma X vio que el “contraste de luminosidad” (propio de la visión acromática) es lo que determinaba la eficiencia en la variación, contrario a lo que se pensaba de la cromática que aporta más definición en tonalidad y saturación del color.

En el fondo del ojo existen millones de células especializadas en detectar longitudes de onda procedentes del entorno. Estas células son principalmente los conos y los bastones, recogen los elementos del espectro de luz solar y las transforman en impulsos eléctricos, que son enviados al cerebro a través de los nervios ópticos. El cerebro a través de la corteza visual del lóbulo occipital, hace consciente la percepción del color.

Los conos se concentran en una región cercana al centro de la retina llamada fóvea. La cantidad es de 6 millones. Son los responsables de la visión del color, sensibles al rojo, verde y azul. Son los responsables de la definición espacial, intensidad de la luz y proporcionan visión fotópica (visión a altos niveles).


Los bastones se concentran en las zonas alejadas de la fóvea y son los responsables de la visión escotópica (a bajos niveles). La cantidad de bastones se sitúa alrededor de 100 millones y no son sensibles al color, son más sensibles a la intensidad luminosa que los conos.


Las alteraciones genéticas llevan asociadas patologías como el daltonismo: alteración de la capacidad de discriminar los colores. También hay “acromatopsias”: falta de visión de los colores; «discromatopsias»: cegueras parciales de los colores.
El “fenómeno de adaptación de los conos”, se agotan de mirar un mismo color y entonces el cerebro lo ve con un brillo menor. Se tiene la ilusión óptica de que los colores o dibujos se están moviendo.
La entrada de la luz también está regulada por la pupila, que pude producir “midriasis” (aumenta la entrada de luz) o “miosis” (disminuirla).

Bibliografía:

• Valls, Arturo; “Introducción a la antropología”, Ed. Labor; 1980

• Guyton y Hall; “Fisiología del ojo” Ed. Elsevier; 2016

Fisiologia ojo cap 50 guyton from Rocio Delgado
http://ual.dyndns.org/biblioteca/fisiologia/Pdf/Unidad%2010.pdf

• Gerald H. Jacobs & Jeremy Nathans; “Evolución de la visión de los colores en los primates”; Investigación y Ciencia; 2009


• Urtubia Vicario, Cesar; “¿Por qué los primates son los únicos mamíferos que poseen visión tricromática”; Congreso Nacional del Color; Universidad de Alicante; 2010


• Fernández Jacob, Carmen; “Evolución y filogenia de la visión cromática”; Hospital La Paz; 2014


• Amanda Melin y cols.; “Importance of achromatic contrast in short-range fruit foraging of primates”; PLoS One 3; 2008


• Benjamin A. Pierce“Genética” Ed. Panamericana; 2010


Darwinismo vírico

02 jueves Dic 2021

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Para hacer seguimiento la OMS de las variantes en circulación, estudia las sustituciones de aminoácidos de la proteína S de las variantes «preocupantes» y las variantes de «interés» en cada variante. Necesitan comprender como se protege el virus, como ser reproduce y como cambia. El virus necesita: infectar, reproducirse, mutar y hacerse así más fuerte y contagiar más.
La única forma de saber si el virus ha mutado es a partir de «la secuenciación genómica«, para determinar la composición del virus.


Los virus existen en la Tierra desde hace 4 mil millones de años. Darwin mediante la «selección natural» establece que las características de un individuo se heredan de padres a hijos y se seleccionan a los organismos más adaptados para sobrevivir: cambios que confieren ventajas a las especies.

Darwin nos plantea la selección natural en organismos superiores cuando no se conocían los genes y la genética actual molecular, pero que ocurre con los virus y su material genético: ¿También hay selección?
Theodosius Dobzhansky con su obra «La genética y el origen de las especies» (1937) establece una convergencia entre el naturalismo y la genética: une las ideas de Darwin con la genética. ErnsT Mayr en 1942 publica «La sistemática y el origen de las especies» combinando el naturalismo y la biodiversidad con su «teoría sintética» o «neodarwinista» de la evolución.
La teoría neodarwinista sigue siendo la dominante de la evolución hasta nuestros días, sus puntos más importantes son:

  • herencia mendeliana
  • resuelve el antagonismo entre la naturaleza discreta de la variación genética y el carácter continuo de parte de la evolución gradual
  • caracter aleatorio de la evolución
  • formulación matemática de procesos evolutivos fundamentales: Fisher, Wright, Haldane
  • concepto biológico de especie y proceso de especiación: Dobzhasky, Mayr.
  • registro fosil: George Gaylord Sympson

Todos los virus cambian con el paso del tiempo y el SARS-Cov-2, el virus causante de la COVID-19 también, la mayoría de de estos cambios tienen escaso o nulo efecto sobre las propiedades del virus, son material genético y el único objetivo que tienen es multiplicarse, tienden a no matar al huésped porque lo necesitan para seguir reproduciéndose, . Pero cuando el coronavirus circula masivamente, se reproduce y muta tanto que resulta fortalecido:

  • surgen las variantes de «preocupación» por falta de vacunas, pocas medidas preventivas, evasión del sistema inmune, asociándose a casos de mayor gravedad.
  • esparciéndose por la vía aérea los miles de virones que pueden alcanzar millones de células
    Cuando una mutación en una variante nueva por casualidad saca una ventaja selectiva al virus original, esa será la que se ampliará y acaba compitiendo y desplazando a las anteriores: caso darwiniano de selección natural.
    El organismo se defiende a partir de una respuesta innata o específica:
  • inmunidad humoral (anticuerpos)
  • inmunidad celular

La vacunación es clave para bloquear el avance del virus y sus mutaciones, las «variantes preocupantes» se dan en países que no toman las medidas recomendadas. El Covid es un virus respiratorio que ingresa por la nariz o la boca y la persona puede estar 7 u 8 días sin síntomas o cursar toda la enfermedad de forma asintomática, replicándose, mutando e infectando a otras personas.
Actualmente hay miles de variantes de SARS-CoV-2 la aparición de las variantes «predominantes» más que por las diferencias genéticas con otras variantes se ha visto influenciada por hábitos de la población, políticas de vigilancia epidemiológica y los viajes internacionales. La OMS lo trata como un asunto de «salud global».

Bibliografía:

OMS: «Seguimiento de las variantes del Sars-Cov-2»
https://www.who.int/es/activities/tracking-SARS-CoV-2-variants

CDC Centers for Disease Control and Prevention USA gov.): «Variants of the Virus» 2021
https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/variants/variants.html

Gamero de Luna, E.J; Gamero Estévez, E; «Mutaciones, variantes y cepas de SARS-CoV-2»,Medicina de Familia. SEMERGEN, Vol. 47. Núm. 3. páginas 208-209 (Abril 2021), ELSEVIER
https://www.elsevier.es/es-revista-medicina-familia-semergen-40-articulo-mutaciones-variantes-cepas-sars-cov-2-S1138359321000320

Domingo Solans,Esteban, MNCN (Museo Nacional de Ciencias Naturales) «Los virus como modelos para la evolución darwiniana»
https://www.mncn.csic.es/es/sociedad-de-amigos-del-museo/los-virus-como-modelos-para-la-evolucion-darwiniana

Proyecto NEXTSTRAIN
https://nextstrain.org/

El mono desnudo

03 sábado Abr 2021

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Los primitivos comedores de insectos empezaron a ampliar su dieta. Su visión mejoró, los ojos se fueron desplazando hacia la parte delantera de la cara y las manos se desarrollaron para agarrar la comida. Con la visión tridimensional, sus miembros aptos para la manipulación y su cerebro, cada vez mayor, fueron dominando progresivamente su mundo arbóreo.


Los Australopithecus andaban erguidos, hace 2 millones de años, viviendo en un territorio más abierto que sus predecesores, sin perder sus hábitos arborícolas.
Cazar y recolectar es una característica de nuestra evolución biológica, desde Homo erectus, pasando por el Homo sapiens hasta nuestros días.


En un principio entre los Austrolopithecus había una separación ecológica: Austrolopithecus robustus ocupaba zonas menos arboladas era principalmente vegetariano vivía de hierbas, raíces, retoños y bayas y el Austrolopithecus africanus vivía principalmente en el borde de la selva, agregando a su dieta lagartos, huevos e incluso pequeños mamíferos.


Se habían necesitado millones de años para perfeccionar este dominio de los bosques, y si ahora los abandonaban tendrían que competir con los desarrollados herbívoros y carnívoros que vivían a ras de tierra.


El mono desnudo ha intentado domesticar a los animales para comer o como compañía: cabras, corderos, renos, búfalo asiático, yak, el halcón y el perro.
Hubo hace 10.000 años una transición a la agricultura cambiando su estilo de vida.

Los mamíferos adquirieron la gran ventaja fisiológica de mantener una constante y elevada temperatura del cuerpo. Faltaba un sistema digestivo necesario para una asimilación directa de la comida suministrada por los pastizales. El gran tamaño del aparato bucal se debe a que tenían que masticar grandes cantidades de comida, lo cual también implica que era de calidad baja.


Se volvieron más erectos, más veloces, más buenos corredores. Sus manos se libraron de las funciones propias de la locomoción. Desde la infancia la proporción entre las horas de sueño y las de vigilia van disminuyendo hasta llegar a adulto.
Respecto al lenguaje la capacidad del aparato bucal del chimpancé es capaz de producir sonidos, la limitación reside en el cerebro. El Homo sapiens sapiens, apareció hace por lo menos 40.000 años y es posible que ya hubiera una forma de lenguaje. La fase del lenguaje gráfico se produce con un salto de los garabatos de niño a los tres años, el chimpancé no puede ir más lejos.

Las madres chimpancés no suelen usar el castigo corporal, los hijos aprenden observando a los machos de más edad.
La sonrisa y la risa son únicas en cambio el llanto lo compartimos con otras personas de forma más inmediata en cuanto nacemos, la risa aparece al tercer o cuarto mes.

Los animales luchan para establecer su dominio en una jerarquía social o para hacer valer sus derechos territoriales. El macho alfa en los simios interviene para prevenir los conflictos, especialmente entre los machos jóvenes o cuando las agresiones afectan a individuos de edad infantil, también hace guía y les da seguridad. Un macho alfa tiene que prestar estos servicios a la comunidad a cambio de deferencia, respeto, privilegios sexuales y de alimentación.

La Jerarquía contribuye a la estabilidad de la sociedad, al resolver los machos de categoría elevada las peleas entre los subordinados y a la vez inhibe conflictos. En los chimpancés los machos de rango superior expulsan a los machos excitados de rango inferior.

La mayoría de los primates son muy sociables que viven en grupo y mantienen muchas interacciones personales.
Los chimpancés siempre tienen a alguien que cuida de su pelo desde la infancia obteniendo ventajas psicológicas. Es una actividad social de importancia al mantener la higiene y la salud, probablemente también reduce la testosterona y adrenalina en la sangre.

Los chimpancés y sus hijos tienen grandes vínculos de afecto, los hermanos demuestran afectividad durante toda la vida, ocupándose de los hijos durante la infancia si muere la madre antes de que las crías hayan crecido.


En los chimpancés la madre tiene un periodo de lactancia de 2 años, en nuestra especie por término medio es más breve, reduciéndose a 6 o 9 meses, como el periodo de fecundidad es de treinta años, reduce la capacidad reproductora de la hembra a unas 10 crías.


Todos los monos son curiosos, disminuyendo esa tendencia al irse haciendo mayores. Todo encuentro social lleva algo de atracción, aceptación y miedo así la sonrisa y la risa indican la existencia de ese miedo.


La actividad sexual en nuestra especie pasa por tres fases: formación de la pareja, actividad precopulativa y cópula. Propio también es la cópula de frente, realización en privado de los actos sexuales y el sentido nocturno en vez de repartirse durante el día.

La confección de herramientas se unió con las técnicas de caza y la colaboración social. El grupo cazador estaba formado esencialmente por machos. Las hembras cuidaban a los pequeños.


Los monos cazadores macho y hembra se enamoraban y guardaban fidelidad, una tendencia corriente en animales, pero rara en los primates. Con lo que se resolvían tres problemas:
⦁ Al ligarse la hembra a un macho, mantenía fidelidad mientras el macho se iba de caza
⦁ Disminuían las rivalidades sexuales entre los machos
⦁ Se beneficiaba el descendiente al tener una unidad familiar


Desde la última glaciación hay una aceleración hacia el hombre “moderno” al surgir nuevas culturas cada 5.000 años, en lugar de cada 500.000, como ocurría en fases anteriores de la evolución del hombre.

«El mono desnudo» es un libro de divulgación científica publicado en 1967 por el zoólogo y etólogo británico Desmond Morris(1928) donde estudia las características animales que hacen peculiar a la especie humana. En 1960 se le conoció por su programa de televisión «Zoo time«. Entre sus libros más conocidos están:

  • «The naked age» (El mono desnudo) 1967
  • «El contrato animal» 1991
  • «El zoo humano»
  • «El hombre desnudo»
  • «La mujer desnuda»
    En 1951 obtiene el grado de honor en zoología en la Universidad de Birmingham
    En 1954 obtiene el grado de doctor (PhD) en la Universidad de Oxford.

Bibliografía:

Morris, Desmond; “El mono desnudo”, Ed. Tribuna, 1995

Sagan, Carl; Druyan, Ann; “Sombras de antepasados olvidados”, Círculo de Lectores, Ed. Planeta; 1993

Shryock, Andrew; Lord Smail, Daniel; “Deep History»; Ed. University of California Press, 2011

Leakey, Richard E.; “La formación de la humanidad”; Ed. Optima; 1993

Museo de la Evolución Humana
https://www.museoevolucionhumana.com/

Los yacimientos de la Sierra de Atapuerca
https://www.atapuerca.org/es/atapuerca/Yacimientos-de-Atapuerca

EcuRed: «John Morris, Desmond»
Desmond John Morris – EcuRed

Darwinismo evolutivo de los virus

21 sábado Nov 2020

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Como enunció Charles Darwin: la evolución procede gradualmente de pequeños cambios hereditables (mutaciones). Muchas de las especies actuales provienen de especies anteriores, la diferencia existente en los virus actuales hace pensar que hubo más de una forma posible de origen de los virus.

“La biología evolutiva” y la virología estudian la evolución y el origen de los virus. Son muy antiguos en la historia de la vida, proteínas de la cápsida hace pensar que son anteriores al LUCA (último antepasado común universal de la vida celular), al afectar a los distintos dominios de la vida: plantas y animales indican que provienen de linajes celulares extintos o de la multiplicación de genomas virales.

Los virus son “agentes infecciosos» microscópicos acelulares que solo pueden replicarse en el interior de células de otros organismos. Tienen en su interior material genético: ADN o ARN, rodeado de estructura proteica que es la “cápsida”. Infectan a animales, hongos, plantas, proteínas y bacterias. El origen se sitúa en 4.000 millones de años.

En la clasificación taxonómica:

  • DUPLODNAVIRIA: virus de ADN, bicatenario, con proteína exclusiva de la cápsida HK97-MCP
  • MONODNAVIRIA: virus de ADN, endonucleasa de la superfamilia HUH y una proteína Rep.
  • RIBOVIRIA: virus de ARN y virus retrotranscritos
  • VARIDNAVIRIA: virus de ADN bicatenario, proteína en rollo de gelatina dentro de la cápsida.

La forma de vida es “autónoma” tienen una forma de sostenimiento propia de la adaptación Darwiniana, con propiedades dinámicas como son: metabolismo, autoreproducción y mutabilidad. La transición de “inanimado” a “animado” está marcada por rasgos de un modelo evolutivo dinámico:

Autoorganización de la interacción con la población e interdependencia molecular

Especies con propiedades emergentes: propiedades funcionales nuevas (Ghadiri, 1998)

“Cuasiespecies víricas” son virus con ácido ribonucleico (RNA) que han evolucionado a variantes distintas pero relacionadas genéticamente, son los más abundantes en la biosfera asociados a gran número de enfermedades del hombre, animales y plantas. La dinámica de las cuasiespecies permite a los virus sobrevivir en los animales que parasitan y responder a factores externos que intentar frenar la multiplicación. (Domingo, 2000)

Hay 3 teorías sobre el origen de los virus (Krupovic, 2019):

  1. Los virus vienen de células de pequeño tamaño que parasitan a células más grandes.
  2.  Evolución a partir de fragmentos de ADN o ARN que escaparon de genes de un organismo más grande
  3. Evolucionaron a partir de moléculas complejas y ácidos nucleicos.

En la historia de la vida hay “transiciones en la evolución” hace que se generen nuevas entidades biológicas, con nuevos niveles de organización. La mayor transición en la evolución incluye el origen de los procariotas y las células eucarióticas. (Koonin, 2016)

El camino de lo no vivo a lo vivo por

– la formación de moléculas “autorreplicantes» (replicadores)

– autoordenación de éstas en redes cinéticas

– comienzo de la selección natural molecular

Pasa por 4 procesos por los que la materia inanimada se convierte en viva: replicación, mutación, descomposición y agotamiento de los sustratos. Eigen en 1979 publicó “The Hypercycle”: principios naturales de autoorganización, con distribución Darwiniana de “cuasiespecies” a través de la estibilizacióin de sus genes mutados divergentes. (Eigen, 1979)

Bibliografía:

Ghadiri M.R. (1998) “Self-Organized Autocatalytic Chemical Networks and Molecular Ecosystems: Do They Provide the Experimental Tools for Modeling the Transition from Inanimate to Animate Chemistry?”  In: Diederich F., Künzer H. (eds) Recent Trends in Molecular Recognition. Ernst Schering Research Foundation Workshop, vol 26. Springer, Berlin, Heidelberg.

https://doi.org/10.1007/978-3-662-03574-0_11

E. Domingo, E. Baranowski, J.I. Nunez, C.M. Ruiz-Jarabo, S. Sierra, N. Molina & F. Sobrino “Cuasiespecies y evolución molecular de virus” Centro de Biología Molecular «Severo Ochoa», Universidad Autónoma de Madrid, Cantoblanco, 28049 Madrid, España; Centro de Investigación en Sanidad Animal, Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias, Ctra.Algete-ElCasar, Km. 6,5, 28130 Valdeolmos, España; Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 2000, 19 (1https://www.oie.int/doc/ged/D9287.PDF

Mart Krupovic, Valerian V. Dolja & Eugene V. Koonin; “Origin of viruses: primordial replicators recruiting capsids from hosts” Nature Reviews Microbiology volume 17, pages449–458(2019)

Eugene V. Koonin; “Viruses and mobile elements as drivers of evolutionary transitions”Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2016 Aug 19; 371(1701): 20150442.doi: 10.1098/rstb.2015.0442 PMCID: PMC4958936  PMID: 27431520

Eigen, M., Schuster, Peter; “The Hypercycle, A principle of Natural Self-Organization”, Ed. Springer, 1979

La teoría de la síntesis moderna o el Neodarwinismo

04 viernes Sep 2020

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Las especies del planeta Tierra: plantas, animales, bacterias y virus se han desarrollado durante millones de años desde que se poblaron los mares. El proceso de extinción y especiación ha sido continuo: Darwin con su “selección natural” nos enseña como hay una adaptación al medio en un proceso continuo y gradual; Mendel «la herencia de los caracteres adquiridos» y Dobzhansky «la evolución genética de las poblaciones». Dobzhansky genetista ruso-estadounidense publica en 1937 su obra “Genética y el origen de las especies”: “nada tiene sentido en biología si no es bajo la luz de la evolución”.  en su obra introduce la teoría de “la síntesis moderna” que aglutina: los genes y la selección natural en la genética experimental de las poblaciones.

La observación de registro fósil muestra periodos de estabilidad evolutiva con otros de evolución rápida, así paleontólogos como S. Gould (1980) y S.M. Stanley (1979) proponen el “modelo de los equilibrios intermitentes”.

No todo es estático, existe un proceso ESPECIACIÓN:  proceso mediante el cual una población da lugar a otras poblaciones, aisladas de la población anterior y entre sí. Se produce de dos maneras diferentes:

  1. Evolución filética: como consecuencia de una acumulación de cambios genéticos
  2. Evolución cladogénesis: por divergencia de poblaciones en un periodo largo o corto de generaciones

La EXTINCIÓN: es lo contario de la especiación

El concepto del proceso EVOLUTIVO, se puso en marcha con Charles Darwin y Alfred R. Wallace en 1858, con el concepto de “selección natural”, que fue complementado por Gregor Mendel con sus estudios sobre la herencia genética, con la transmisión de los caracteres genéticos. En los años 30 Fisher, Haldane y Wright aportan modelos matemáticos desarrollando: “Teoría Sintética de la Evolución o teoría Neodarwinista” también conocida como: nueva síntesis, síntesis moderna, síntesis evolutiva, teoría sintética, síntesis neodarwinista o neodarwinismo.

Los principios de la “síntesis moderna” establece que la variación genética de las poblaciones surge por azar mediante la mutación y la recombinación, la evolución así se produce por deriva genética, flujo genético y selección natural. Los cambios graduales y la selección natural sobre ellos son el mecanismo principal del cambio evolutivo.

La teoría sintética supone la integración de la selección natural de Charles Darwin y la teoría genética de Gregor Mendel, uniendo ramas de la biología como genética, citología, botánica y paleontología. Con Thomas Hunt Morgan que estudio la mosca del vinagre o Drosophila melanogaster se produce una cohesión entre la biología experimental y la evolución; entre la genética mendeliana, la selección natural y la teoría cromosómica de la herencia.  Ronald Fisher con su artículo “The Correlation Between Relatives on the Supposition of Mendelian Inheritance” (1918) unifica” la herencia mendeliana” (modelo estadístico) con el modelo de “la selección natural”, la variación continua puede ser resultado de muchos loci discretos, punto inicial de la síntesis.

Un alumno de Morgan Theodosius Dobzhansky genetista ruso-estadounidense, fue el primero en aplicar la teoría cromosómica de Morgan y la matemática de la genética de poblaciones, su obra “Genetics and the Origin of Species” en 1937; es considerado el primer trabajo maduro del neodarwinismo. Aborda temas como la diversidad, leyes de la herencia, mutación, selección natural y la especiación. Extendió la teoría sintética de la evolución a la especiación.

Bibliografía:

Dobzhansky, Theodosius; “Genética y el origen de las especies”, Círculo de lectores, 1979

Dobzhansky; Theodosius; “La base genética de la Evolución” 1959; Investigación y Ciencia, Facetas de la genética, 1978

Universidad Complutense de Madrid. Genética Evolutiva; “Especiación”https://www.ucm.es/data/cont/media/www/pag-56185/26e-Genética%20Evolutiva.-Especiación.pdf

Alonso, Luis; “Darwiniana”. Teorías que conforman la biología evolutiva. Investigación y Ciencia. Libros, abril-2016

https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/en-busca-del-planeta-x-669/darwiniana-14087

Arsuaga, Juan Luis; “El reloj de Mr. Darwin”; Temas de hoy; 2009

Vida, la gran historia

06 viernes Sep 2019

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La vida surgió cuando se dieron las condiciones apropiadas. Primero fueron simples compuestos orgánicos; después, organismos unicelulares, luego los pluricelulares, vegetales y animales.

 

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La evolución humana u hominización, es el proceso de evolución biológica de la especie humana desde sus primeros eslabones hasta la actualidad (genética, antropología física, paleontología, estratigrafía, geocronología, arqueología y lingüística).

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¿quiénes somos? ¿de dónde venimos? ¿qué hacemos aquí? ¿qué nos ha creado?
En su nuevo libro. “Vida, la gran historia” Juan Luis Arsuaga; da respuesta a estas preguntas desde el origen del cosmos hasta el origen de la vida.
Aporta las informaciones que han pensado los diferentes genios. El lector decide por sí mismo si cada paso de la historia humana es algo que tenía que suceder o pudo no haber ocurrido nunca. Es un viaje desde la aparición de la vida en la Tierra hasta hoy, desde hace 4.000 millones de años:
– Historia de la evolución
– La raza humana
– Patrones del mecanismo evolutivo
– Dirección de avance de la evolución
El autor traza una auténtica historia de la vida que culmina con la pregunta: ¿Por qué estamos aquí?

 
Juan Luis Arsuaga es científico, profesor y paleontólogo español. Doctor en Ciencias Biológicas y catedrático de Paleontología por la Universidad Complutense de Madrid, dirige el Centro UCM-ISCIII de Evolución y Comportamientos Humanos. Co-dirige en las excavaciones en la Sierra de Atapuerca (Burgos) y ha sido galardonado con el Premio Príncipe de Asturias de Investigaciones Científica y Técnica en 1997. Es director científico del Museo de la Evolución Humana en Burgos.

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El estudio de la historia de la Tierra se basa en el análisis de las capas superiores y los restos de fósiles que en ellas se encuentran. La ciencia que lo estudia se llama paleontología.
Jacques L. Monod Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1965, en sus obras sobre el origen de la vida, sostiene la idea de que la vida surgió por un accidente químico, un evento de “probabilidad cero” irrepetible: “somos simplemente agentes químicos secundarios en un majestuoso, pero impersonal drama cósmico”.

 
Para que una nueva especie emerja, se debe de producir una separación entre las poblaciones:
a) Física: barrera natural
b) Ecológica: alimentación, reproducción

 

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Durante la última época glacial, muchas poblaciones de animales en Europa quedaron geográficamente separadas al refugiarse en regiones más cálidas, esas poblaciones diferentes adquirieron algunas variantes genéticas propias de cada una de ellas.
Al producirse con el paso del tiempo cambios en el ADN de diferentes poblaciones hacen que poblaciones separadas no puedan cruzarse: originando especies diferentes.

 
Así hay dos tipos de evolución:
– Microevolución: cambios evolutivos dentro de las poblaciones
– Macroevolución: cambios evolutivos por encima del nivel de especie

 

 

Si la historia de la Tierra desde su origen la reducimos a un día, los humanos evolucionamos de otros mamíferos hace unos segundos.
Los fósiles antecesores del hombre se reparten entre los géneros: Australopitecos y Homo, de hace unos 5 millones de años. El estudio del ADN y las proteínas sanguíneas de los monos africanos con los del hombre indican que la separación de los chimpancés y los gorilas sucedió en un estadio tardío de la evolución.

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Darwin definió la evolución como “descendencia con modificación”, las especies cambian a lo largo del tiempo, dan origen a nuevas especies y comparten un ancestro común.

 

Charles Darwin
“El origen de las especies” publicado en 1859, es considerado un trabajo fundamental en ciencia y la base de la teoría biológica evolutiva. El viaje de Darwin alrededor del mundo a bordo del Beagle entre 1831 y 1836 recopiló flora y fauna y observó la naturaleza. Obra base del darwinismo.

 
El Darwinismo es un término con el que se describen las ideas de Charles Darwin, en relación a la evolución biológica por “selección natural”. En el darwinismo hay tres ejes teóricos que explican distintos aspectos de la realidad biológica:
a) El transformismo: las especies van cambiando sus características a lo largo del tiempo de una manera gradual.
b) Diversificación de las especies: por adaptación a ambientes o modos de vida diferenciados, ramificándose, así las especies tienen un origen común o un antepasado común (filogenia).
c) Adaptación al ambiente: que se produce por la selección natural mediante la variabilidad natural hereditaria de los individuos de una especie y mediante la tasa diferencial del éxito reproductivo.

 

 
Para los científicos actuales los cambios evolutivos son dirigidos por muchos factores, no solo por la selección natural:
– Mutaciones
– Migración
– Azar

 

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Darwin sitúa la especie humana actual dentro de la evolución biológica de la “selección natural” y la “selección sexual”. Se dio cuenta que los animales de especies modernas descendían de un “antepasado común”.

 
Theodosius Dobzhansky un genetista ruso (1900) fundó “la síntesis evolutiva moderna”. Estudiando la mosca de la fruta (Drosophila). Descubrió una especie existente con mejores adaptaciones al medio. Llegando a la conclusión que “la raza humana” está condicionada por la herencia, pero nunca por encima de las condiciones ambientales.

 
Teilhard de Chardin, jesuita, paleontólogo y filósofo francés unió: ciencia, religión y filosofía. Proyectando una evolución después del ser humano que avanza hacia Dios. Sus preguntas son:
¿Cómo se ha ido organizando el universo para producir al hombre?
¿Qué vendrá cuando se consuma la hominización?

 

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Las transformaciones físicas por las que el género Homo tuvo que pasar, las denominamos “proceso de hominización”:
– Posición erguida
– Bipedismo
– Aumento del tamaño del cerebro
– Lenguaje

 

craneos 1

 

craneos 2

 

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Bibliografía:

• Juan Luis Arzuaga; “Vida, la gran historia: Un viaje por el laberinto de la evolución. Ed. Destino. 2019
• Mark B. Adams; “The Evolution of Theodosius Dobzhansky”; Princeton University Press, 2014.
• Gerardo Anaya Duarte; «El pensamiento Ético de Theilard de Chardin»; Universidad Iberoamericana; México, 1994
• Charles Darwin; «El origen de las especies», Colección Austral. Espasa Calpe.1988
• Jacques Monod; “El azar y la necesidad”, Ed. TusQuets. 2016

 

Links relacionados:

 

• Museo evolución Humana
http://www.museoevolucionhumana.com/

 

• National Geographic: Charles Darwin el padre de la teoría de la Evolución
https://www.nationalgeographic.com.es/historia/actualidad/charles-darwin-el-padre-de-la-teoria-da-la-evolucion_7971/5