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Biología 3er año



Biología 3

año

Biología 3

año

Desde su propio nombre, Conexos -el conjunto de bienes educativos que hemos elaborado para afrontar los nuevos retos de la Educación Media- está comprometido con un mundo de interrelaciones, en el que los saberes no son estáticos ni están encerrados en espacios restringidos, sino que andan en constante movimiento, dispersos en infinitas redes. Estos materiales didácticos apuntan a potenciar los vínculos, activar los contactos, descubrir los enlaces. El aprendizaje significativo, que cultivamos como una de las premisas conceptuales de todos nuestros materiales didácticos, tiene una importancia creciente en esta serie, pues atiende las necesidades de estudiantes que ya han avanzado a otra fase de su educación formal. La necesidad de que las competencias adquiridas sean útiles para la vida es en Conexos una estrategia vital.


El libro Biología 3er año de Educación Media es una obra colectiva concebida, diseñada y elaborada por el Departamento Editorial de Editorial Santillana S.A., bajo la dirección pedagógica y editorial de la profesora Carmen Navarro. En la realización de esta obra intervino el siguiente equipo de especialistas:

Edición general adjunta Inés Silva de Legórburu

Diseño de unidad gráfica Mireya Silveira M.

Coordinación editorial Ciencias y Matemática José Manuel Rodríguez R.

Coordinación de unidad gráfica María Elena Becerra M.

Edición general José Manuel Rodríguez R.

Diseño de portada Mireya Silveira M.

Textos • Fulgencio Proverbio Licenciado en Biología, Universidad Central de Venezuela; Doctor en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Investigador Titular del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas

Ilustración de portada Walther Sorg

• Reinaldo Marín Licenciado en Biología, Universidad Central de Venezuela; Magister en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Doctor en Biología, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Investigador Titular del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas • Jenny Valdez Licenciada en Biología, Universidad Central de Venezuela; Licenciada en Educación, Universidad Central de Venezuela Edición ejecutiva José Luis Rada Edición de apoyo Beatriz Ramírez Corrección de estilo Mariví Coello Juan Luis Valdéz Karina Hernández Eliana Guerra Lourdes Morales

Diseño y diagramación general María Alejandra González Diana Angilecchia Eduardo Aguilera William Gutiérrez Documentación gráfica Amayra Velón Andrés Velazco Ilustraciones Walther Sorg Evelyn Torres Oliver González Fondo Documental Santillana Infografías Walther Sorg Mireya Silveira M. Oliver González Fotografías Pilar Cabrera Fondo Documental Santillana Retoque y montaje digital Evelyn Torres

Coordinación de arte Mireya Silveira M.

Biología 3er año © 2012 by Editorial Santillana, S.A. Editado por Editorial Santillana, S.A. Reimpresión: 2014 Nº de ejemplares: 13 600 Av. Rómulo Gallegos, Edif. Zulia, piso 1. Sector Montecristo, Boleíta. Caracas (1070), Venezuela.Telfs.: 280 9400 / 280 9454 www.santillana.com.ve

ISBN: 978-980-15-0628-7 Depósito legal: lf6332012372275 Impreso en Ecuador por: Imprenta Mariscal CIA. LTDA Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización previa de los titulares del Copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público.


SOLO PÁGINAS SELECCIONADAS PARA MUESTRA

Biología 3

año


Estructura del libro Inicio de unidad Infografía. Recurso gráfico que permite despertar el interés con relación a los temas de la unidad. Contiene datos y preguntas que favorecen la interacción, participación y reflexión para introducir los nuevos contenidos. Logros esperados. Enunciados breves que describen los principales conocimientos, valores, habilidades y destrezas que se pretende consolidar con el desarrollo de los contenidos de la unidad.

Para reflexionar y debatir. Preguntas dirigidas a generar conclusiones a partir del análisis de la información y los datos planteados en la infografía.

Idea para la acción. Reseña de la actividad grupal para contribuir al desarrollo de proyectos, trabajos especiales o líneas de investigación, para ser llevada a cabo durante o al final de la unidad.

Desarrollo de los temas Infografías. Temas con una propuesta gráfica diferente y novedosa, que presentan la información a través de imágenes y textos asociados, para aprender de manera dinámica.

Contenido. Tema con información actualizada, presentada a través de textos e imágenes, organizadores y recursos gráficos novedosos.

Información complementaria. Datos adicionales que enriquecen los temas, relacionados con diversas áreas del conocimiento, así como con aspectos de la vida cotidiana, como el trabajo, la tecnología, el ambiente y la diversidad cultural del país.

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Actívate. Preguntas relacionadas con situaciones de la vida cotidiana, orientadas a evocar conocimientos previos vinculados con los temas o generar inquietudes acerca de los nuevos contenidos a desarrollar.


Experiaprendo. Actividades

Actividades. Preguntas,

experimentales sencillas que permiten validar y comprobar algunos de los contenidos desarrollados, así como potenciar habilidades procedimentales e inquietudes científicas.

ejercicios, casos y situaciones de análisis para validar, afianzar y reforzar los contenidos vistos. Estimulan la capacidad de razonamiento en el plano individual, y la interacción por medio del trabajo en equipo.

En síntesis. Mapa conceptual que permite resumir los aspectos principales de cada tema y relacionarlos entre sí de manera concreta.

Cierre de unidad Actividades de refuerzo. Ejercicios, preguntas y casos de análisis, vinculados con los temas abordados en la unidad. Persiguen el desarrollo de las distintas habilidades del pensamiento.

Conexos con… Tecnología e inventiva. Datos

Idea para la acción. Desarrollo de la actividad anunciada al inicio de cada unidad, con sugerencias para su planificación, puesta en práctica y evaluación, como estrategia para la generación de conocimientos.

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informativos sobre inventos, descubrimientos, libros, revistas, instituciones, páginas web, programas o personajes, relacionados con logros y avances tecnológicos, de vanguardia o históricos, afines con los temas de la unidad.

Profesiones y oficios científicos. Breve información sobre algunas profesiones y oficios vinculados con los temas vistos, para conocer las posibilidades que existen en el campo profesional, y orientar inquietudes y vocaciones laborales y científicas.

3


Índice U1

La célula ................................

6

U2

Información genética ............... 66

Tema 1

Las biomoléculas ..................................................

8

Tema 1

División celular: mitosis y meiosis ...................... 68

Tema 2

La teoría celular .................................................... 16

Tema 2

Las bases de la genética ..................................... 76

Tema 3

La célula: estructura general ................................ 22

Tema 3

Tema 4

Niveles de organización de los seres vivos y diversidad celular ...................... 30

Leyes de Mendel y su aplicación I: resolución de problemas ..................................... 82

Tema 4

Leyes de Mendel y su aplicación II: cruces con dominancia completa e incompleta .. 90

Tema 5

Teoría cromosómica de la herencia ..................... 98

Tema 6

Cariotipo humano y alteraciones cromosómicas ..................................................... 104

Tema 7

Bases químicas de la herencia ........................... 112

Tema 8

El flujo de la información genética ..................... 120

Tema 9

Herencia y ambiente ........................................... 128

Cierre

Actividades de refuerzo ....................................... 134

Tema 5

Los tejidos ............................................................. 36

Tema 6

Transporte celular ................................................. 42

Tema 7

La fotosíntesis ...................................................... 50

Tema 8

La respiración ....................................................... 56

Cierre

Actividades de refuerzo ........................................ 62 Enlace con tecnología e inventiva ........................ 64 Profesiones y oficios científicos ........................... 64

Enlace con tecnología e inventiva ....................... 134 Profesiones y oficios científicos .......................... 136 Idea para la acción. Elaboración de un árbol genealógico ........................................... 137

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Idea para la acción. Análisis del crecimiento de plantas ..................... 65

4


U3

Evolución .............................

138

Tema 1

Desarrollo histórico de la teoría de la evolución ................................................... 140

Tema 2

Las variaciones y la evolución ........................... 148

Tema 3

La evolución humana I: orígenes de los primates .................................... 154

Tema 4

La evolución humana II: el proceso de hominización .................................................. 160

Cierre

Actividades de refuerzo ..................................... 166 Enlace con tecnología e inventiva ...................... 168 Profesiones y oficios científicos .......................... 168 Idea para la acción. Crear un organismo imaginario .......................................................... 169

A propósito del lenguaje de género Según la Real Academia de la Lengua Española y su correspondiente Academia Venezolana de la Lengua, la doble mención de sustantivos en femenino y masculino (por ejemplo: los ciudadanos y las ciudadanas) es un circunloquio innecesario en aquellos casos en los que el empleo del género no marcado sea suficientemente explícito para abarcar a los individuos de uno y otro sexo. Sin embargo, desde hace varios años, en Editorial Santillana hemos realizado un sostenido esfuerzo para incorporar la perspectiva de género y el lenguaje inclusivo, no sexista en nuestros bienes educativos, pues valoramos la importancia de este enfoque en la lucha por la conquista definitiva de la equidad de género.

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U4

Biodiversidad ........................

170

Tema 1

Clasificación de los seres vivos I: bacterias y arqueas ........................................... 172

Tema 2

Clasificación de los seres vivos II: eucariotas ......................................................... 180

Tema 3

Importancia de los seres vivos .......................... 188

Tema 4

La biodiversidad ................................................ 192

Tema 5

Situación actual de la biodiversidad ................ 198

Cierre

Actividades de refuerzo ..................................... 204 Enlace con tecnología e inventiva ...................... 206 Profesiones y oficios científicos ......................... 206 Idea para la acción. Creación de un recinto de vida silvestre ................................................ 207

Fuentes consultadas ...................................................... 208

En tal sentido, en nuestros textos procuramos aplicar el lenguaje de género, al tiempo que mantenemos una permanente preocupación por el buen uso, la precisión y la elegancia del idioma, fines en los que estamos seguros de coincidir plenamente con las autoridades académicas.

A propósito de las Tecnologías de la Información y la Comunicación Editorial Santillana incluye en sus materiales referencias y enlaces a sitios web con la intención de propiciar el desarrollo de las competencias digitales de docentes y estudiantes, así como para complementar la experiencia de aprendizaje propuesta. Garantizamos que el contenido de las fuentes en línea sugeridas ha sido debidamente validado durante el proceso de elaboración de nuestros textos. Sin embargo, dado el carácter extremadamente fluido, mutable y dinámico del ámbito de la Internet, es posible que después de la llegada del material a manos de estudiantes y docentes, ocurran en esos sitios web cambios como actualizaciones, adiciones, supresiones o incorporación de publicidad, que alteren el sentido original de la referencia. Esos cambios son responsabilidad exclusiva de las instituciones o particulares que tienen a su cargo los referidos sitios, y quedan completamente fuera del control de la editorial. Por ello, recomendamos que nuestros libros, guías y Libromedias sean previa y debidamente revisados por docentes, padres, madres y representantes, en una labor de acompañamiento en la validación de contenidos de calidad y aptos para el nivel de los y las estudiantes.

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U3

EVOLUCIÓN ¿Quién fue primero, el huevo o la gallina? Hoy día se conocen evidencias científicas que sugieren que el surgimiento de la vida en la Tierra fue gradual: formas de vida muy primitivas hace millones de años y otras mucho más avanzadas en tiempos posteriores, más recientes. ¿Cómo surgieron esas formas de vida? ¿Provienen unas de otras?

• Expresar ideas propias sobre las teorías que explican la evolución. • Conocer las evidencias científicas que sustentan las teorías evolutivas.

a) Si los coacervados formaron las

primeras cadenas de ADN, ¿cómo se crearon los coacervados?

• Comprender la relación entre el ambiente y los cambios evolutivos que experimentan las especies. • Definir inquietudes intelectuales hacia la Paleontología y la Biología Evolutiva como profesiones.

4 600

Coacervados

c) Algunas bacterias y algas

verdes empiezan a realizar fotosíntesis. ¿Qué tienen en común estos organismos que a pesar de ser diferentes realizan fotosíntesis?

¿cómo se alimentaban esos organismos? ¿Por qué, según las evidencias científicas, en estos tiempos no existían animales o plantas?

4 000

3 500

3 000

rias

Algunas bacterias comienzan a hacer fotosíntesis.

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EVOLUCIÓN

2 000

sy teria es Bac as verd alg

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Creación de un organismo imaginario En esta unidad propondrán un modelo de organismo imaginario, con base en las características de un ambiente determinado.

2 500

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IDEA PARA LA ACCIÓN

b) Si la vida vino de otros planetas,

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LOGROS ESPERADOS


Para reflexionar y debatir ¿Cómo es que, según las evidencias científicas, a partir de los primeros filamentos de ADN que constituyeron los coacervados, ahora existen tantos tipos distintos de organismos, con cadenas de ADN con las mismas características químicas?

d) ¿Cómo surgieron todos

e) La ciencia plantea que los primeros

estos animales? ¿Eran todos iguales, si vivían en el agua o en la tierra?

seres humanos surgieron hace aproximadamente 4,5 millones de años. Si hoy día se sabe que los seres humanos nacen de otro ser humano, ¿cómo surgió el primero? ¿Sería igual a los humanos actuales?

0

JU R (20 ÁSIC 8-1 O 44)

CRE T (14 ÁCIC 4-6 O 5)

144 65

1 000

280 245 208

1 200

500 438 408 360

1 500

570

2 000

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Millones de años atrás (Ma)

2 000

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EVOLUCIÓN

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temA 1

Desarrollo histórico de la teoría de la evolución ActívAte En la Tierra hay una gran variedad de seres vivos ¿Cómo se originaron tantas especies diferentes? Desde la formación de la Tierra. ¿Siempre han existido los mismos seres vivos? ¿Hay evidencia de que existieron otros organismos?

La vida y la evolución La vida se caracteriza por su diversidad, en la que se aprecian una multitud de formas, estructuras, funciones y tipos de seres vivos. Sin embargo, también muestra un criterio de unidad o de uniformidad en los aspectos más fundamentales y básicos de la vida, como las reacciones bioquímicas, los sistemas de reproducción, la organización celular o los mecanismos de la herencia. Estas características están unificadas en la llamada teoría de evolución.

La evolución Evolución significa cambio. La evolución biológica es el conjunto de cambios que han ocurrido y ocurren en los seres vivos a lo largo de la historia de la vida en la Tierra. Estos cambios no ocurren con una direccionalidad establecida, pueden ser favorables o desfavorables de acuerdo a las condiciones del ambiente y pueden propiciar la continuidad o la extinción de una especie. La teoría de la evolución de los seres vivos postula que todos los organismos descienden de una forma fundamental de vida.

Las especies y el proceso evolutivo La definición de especie es clave para explicar el proceso de la evolución. Se denomina especie a todo grupo de seres vivos que comparten una historia evolutiva reciente con ancestro común, comparten generalmente características anatómicas y fisiológicas y se pueden reproducir, procreando una descendencia fértil. Por ejemplo, los seres humanos pertenecen a la misma especie, pues tienen muchas características comunes, se reproducen entre sí y su descendencia es fértil. En cambio, los asnos y los caballos pertenecen a especies distintas, ya que, aun cuando pueden cruzarse, procrean mulas, que son animales estériles que no se clasifican como especie. La evolución del Caballo (género: Equus)

Medía 40cm de altura. Vivía en zonas boscosas y se alimentaba de hojas y arbustos.

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evolución

Mesochippus

Medía unos 65 cm. Habitaba en campos más abiertos y se alimentaba de hojas.

Merychippus

Medía un metro de altura. Vivía en las praderas y se alimentaba de hierba.

Medía 1,20 m de altura y era casi idéntico a los caballos actuales, adaptado a las praderas.

Equus

Este género comprende los caballos actuales y a sus antepasados más directos.

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Hyracotherium

Pliohippus


Teorías evolutivas Actualmente, la evolución de las especies se considera un hecho real e innegable; sin embargo, el carácter evolutivo de las especies no fue admitido sino hasta mediados del siglo XIX, cuando se estableció un enfrentamiento entre dos corrientes: una que defendía la no variación o fijeza de las especies (teorías fijistas), y otra que defendía la existencia de variaciones en las especies a lo largo del tiempo (teorías evolucionistas). Finalmente, las teorías evolutivas prevalecieron luego de la publicación de los trabajos de Charles Darwin y Hugo de Vries.

Primeras teorías sobre el origen de los organismos Las teorías fijistas

Portada de la publicación de Linneo con el sistema binomial de clasificación de los seres vivos en 1758.

Los griegos habían desarrollado un pensamiento fijista, que estipulaba la ausencia de cambios de los seres vivos. • Platón (427-347 a.C.) y Aristóteles (384-322 a.C.) no coincidían en ciertos aspectos del mundo natural, pero estaban de acuerdo en que las especies fueron creadas por un Dios tal como existían y que por lo tanto eran fijas, es decir, no cambiaban con el tiempo. Las ideas de teorías fijistas perduraron durante siglos y fueron defendidas por notables científicos como: • Carl von Linné (Linneo) (1707-1778), creador del sistema binomial de clasificación y nomenclatura de los seres vivos. • Georges Cuvier (1769-1832), considerado el padre de la paleontología. Cuvier sabía que en épocas remotas habían existido organismos muy diferentes de los actuales. Según él, las catástrofes geológicas que sucedieron a lo largo del tiempo acabaron con la mayoría de la flora y la fauna existentes, favoreciendo la abundancia de especies que habían sobrevivido a la extinción, las cuales no cambiaban en el tiempo. Esto se conoció como catastrofismo, sin embargo fue debatido por el geólogo escocés James Hutton (1726-1797), quien proponía que los cambios en la corteza terrestre se debían a procesos muy lentos y continuos.

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Teoría evolucionista de Lamarck: el transformismo

La teoría de Lamarck explicaba el cuello largo de las jirafas considerando que los caracteres adquiridos se heredaban.

Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) expuso otra teoría sobre la formación de nuevas especies. Proponía que los primeros seres se habían formado espontáneamente en la naturaleza y el ambiente sometía a estos organismos a una constante modificación o transformismo, de acuerdo al uso y desuso de los órganos. Esto lo llevó a suponer que las especies actuales provenían de especies preexistentes. La teoría de la evolución de Lamarck se basaba en dos principios: • La función crea el órgano. Las adaptaciones de los seres vivos son consecuencia de sus interacciones con el ambiente. Para Lamarck, cualquier parte de la anatomía de un ser vivo depende del ambiente. Así explicó el origen del largo cuello de las jirafas: estas necesitaban estirar el cuello para alcanzar las hojas altas de los árboles, por lo que al final de su vida tenían el cuello más largo. • Los caracteres adquiridos se heredan. Todos aquellos caracteres que se adquieren durante la vida de un individuo se transmiten a su descendencia. De acuerdo a Lamarck, las jirafas que desarrollaron el carácter “cuello largo”, lo transmitieron a sus hijos. Hoy en día la teoría de Lamarck está descartada pues se ha demostrado que los caracteres adquiridos no se heredan, y porque tampoco explica la extinción de especies, ya que de acuerdo al Lamarquismo todos los seres vivos se adaptan automáticamente a su entorno. Desarrollo histórico de la teoría de la evolución

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Los trabajos de Darwin y Wallace Inglaterra AMÉRICA DEL NORTE

EUROPA Ruta del Beagle

ÁFRICA

Islas Galápagos OCÉANO ÍNDICO

AMÉRICA DEL SUR OCÉANO ATLÁNTICO

AUSTRALIA

0

Ruta seguida por la misión científica de Darwin a bordo del Beagle entre 1831 y 1836.

2 460 km

Teoría de evolución de Darwin: La selección natural La teoría evolutiva de Darwin puede resumirse en estos aspectos fundamentales: Observaciones

1 Los individuos de una misma especie

5 Al producirse más individuos de los que normalmente

2 Los descendientes heredan los

6 En esta lucha por la existencia triunfarán los individuos

3 Las poblaciones tienen una tendencia

7 Los individuos más aptos y que, además, tengan mayor

no son todos iguales. Estos presentan variaciones adaptativas, unas más favorables que otras. caracteres de sus progenitores, de generación en generación.

a aumentar en progresión geométrica, ya que los hijos son más numerosos que los padres.

4 A pesar de la superproducción

de descendientes, el número de individuos de una población tiende a permanecer constante.

9 Así, las variaciones, la lucha por

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evolución

Conclusiones

la existencia y la selección natural determinan la evolución de las especies. Según Darwin, entre las especies diferenciadas existen formas intermedias, de modo que la evolución es un proceso continuo y gradual, sin “saltos”.

se encuentran en una población, tiene que haber entre ellos una competencia por los recursos para sobrevivir.

más aptos, es decir, los que presenten las variaciones más favorables, gracias a la selección natural.

fertilidad estarán más adaptados al entorno, lo que se traducirá en una mayor supervivencia y también en una mayor descendencia. De esta manera las variaciones favorables se harán más comunes en la población.

8 Eventualmente, con la intervención de factores como

un aislamiento geográfico, en períodos de tiempo suficientemente grandes, las diferencias entre la población original y la subpoblación variante se harán tan grandes que los individuos de una población no podrán cruzarse con los de la otra, por lo que constituirán dos especies distintas.

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OCÉANO PACÍFICO

Hacia 1832 Charles Lyell (1797-1875) postuló que la corteza terrestre fue modelada lenta y gradualmente por agentes como la acción del viento y del agua, o la actividad volcánica. Conceptos como estos, totalmente en contraste con la teoría de los grandes cambios producidos por catástrofes naturales, abrieron las puertas a las teorías evolucionistas de Darwin y Wallace. Charles Darwin, naturalista inglés (1809-1882) propuso una teoría sobre la evolución de los organismos luego de realizar un viaje en barco entre 1831 y 1836. Durante el viaje a bordo del velero Beagle hizo escalas en las costas suramericanas, las islas Galápagos (Ecuador), las costas australianas y africanas. En todas realizó actividades como dibujar y disecar animales y plantas, recoger fósiles, estudiar estructuras geológicas, entre otras. Con esto recolectó mucho material que pudo estudiar y analizar muchos años después del viaje. A partir de todas estas observaciones, elaboró una teoría de la evolución, según la cual los cambios evolutivos se deben tanto a la variabilidad en la descendencia como a la selección natural. Paralelamente, el joven naturalista Alfred Russell Wallace, escribió un manuscrito basado en observaciones a la flora y fauna de Indonesia, en el que presentaba conclusiones muy similares a las de Darwin. Finalmente, la publicación del libro de Darwin El origen de las especies por medio de la selección natural en 1859 marcó el surgimiento de la teoría de la evolución a través del proceso de selección natural.


Mutacionismo: el aporte de De Vries Para la época en que Darwin publicó la teoría de la selección natural las leyes de Mendel no habían sido difundidas aún. Darwin interpretó correctamente que la variación era el proceso clave de cualquier cambio en una población, pero no pudo explicar el origen de dichas variaciones. Por esto, tampoco pudo distinguir entre variaciones ambientales (no heredables) y variaciones genotípicas (heredables) y propuso, como Lamarck, que las variaciones que se presentaban por el uso y el desuso de los órganos (caracteres adquiridos) podían heredarse. Casi 50 años más tarde, hacia 1900, el botánico holandés Hugo De Vries retomó las ideas de Mendel y realizó estudios de genética en plantas, de los que concluyó que las mutaciones ocasionaban la aparición de caracteres inesperados o bruscos en los individuos. Estos resultados fueron utilizados por De Vries, Morgan, Huxley, Müller y otros, para proponer la teoría del mutacionismo, en oposición a la teoría de la evolución de Darwin que postulaba cambios graduales, y continuos, del fenotipo.

Par de homólogos a a b b c c d d e e f f g g h h

Par de homólogos 1 1 2 2 3 3 4 5 6

4 5 6

Intercambio

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a b c

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1 2 3

1 2 3

4 f g

4 5 6

h Translocación

Las mutaciones en el ADN serían las bases moleculares de las variaciones heredables de los individuos.

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Fundamentos del mutacionismo La teoría del mutacionismo propone que las mutaciones constituyen el verdadero mecanismo de la evolución, pues introducen nuevos cambios en el material genético y, además, son las únicas variaciones hereditarias. Los principales postulados del mutacionismo son: • El principal factor que favorece la evolución son las mutaciones. • La mayoría de las mutaciones son perjudiciales para las especies, y son eliminadas de la población por selección natural, por esto no tienen valor evolutivo. • Las mutaciones favorables son muy escasas y forman parte del proceso de evolución. Se acumulan en la población mediante la selección natural. • Con una mutación favorable puede aparecer una nueva especie. Este proceso ocurre de una manera brusca, sin la aparición de formas intermedias entre la especie original y la nueva especie. Esto postula la existencia de “saltos” a consecuencia de las mutaciones, por esto el mutacionismo es llamado también saltacionismo. • Una mutación favorable se puede presentar en individuos que pertenecen a poblaciones muy alejadas entre sí. • Los caracteres adquiridos no se heredan.

Variación

Selección natural

Herencia

Las variaciones favorables que se producen por efecto de las mutaciones, se acumulan en la población como consecuencia de la selección natural. Desarrollo histórico de la teoría de la evolución

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Teoría sintética de la evolución: el neodarwinismo El neodarwinismo o teoría sintética de la evolución fue propuesta en la década de 1930 por un grupo de científicos de diversas partes del mundo. El neodarwinismo intenta eliminar las diferencias entre darwinistas y genetistas, al integrar los conceptos darwinianos de la variabilidad genética y la selección natural, con el mutacionismo y los conocimientos modernos de la genética de poblaciones, genética molecular y nuevos descubrimientos de fósiles. Además, incluye el concepto biológico de especie, apoyándose en distintas áreas del conocimiento para interpretar el mecanismo de la evolución. Según los postulados de la teoría sintética de la evolución se tiene que: • La unidad genética de evolución es la población.

Theodosius Dobzhansky Ucrania (1900 - 1975)

Ernst Mayr Alemania (1904 - 2005)

• La evolución es producto de las mutaciones. • Las mutaciones y la recombinación genética que ocurren en la meiosis se producen al azar y son la fuente de la variabilidad genética. • La selección natural actúa sobre las variaciones. Favorece la existencia de individuos con características acordes al ambiente, y descarta individuos con características no adaptadas al ambiente.

George Simpson Estados Unidos (1902 - 1984)

• Los grandes cambios evolutivos de las poblaciones son consecuencia de la acumulación de pequeños cambios ocurridos en el transcurso de largos períodos, este proceso se llama gradualismo.

Genética Geología

Darwinismo

Neodarwinismo

Paleontología

Bioquímica Ecología

El neodarwinismo reune diversas áreas del conocimiento para explicar el proceso evolutivo.

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Evolución

El neodarwinismo hace referencia a los conceptos de microevolución y de macroevolución: • Microevolución o neodarwinismo clásico. Explica el proceso de la evolución dentro de las poblaciones, lo que determina la aparición de nuevas especies. La microevolución considera que la aparición de nuevas especies es el resultado de la acumulación de pequeñas variaciones, causadas por mutaciones y recombinaciones al azar, que se acumulan a lo largo de períodos muy largos por la acción de la selección natural. Un ejemplo de microevolución es la aparición de cepas de insectos resistentes a los insecticidas. • Macroevolución o saltacionismo. Explica la evolución por encima del nivel de especie, lo que determina el surgimiento de grupos taxonómicos superiores. La macroevolución propone que las variaciones simples, seleccionadas al azar, no pueden explicar los grandes “saltos” evolutivos. Por lo tanto, se basa en conceptos más complejos, como la deriva génica y la especiación a “saltos”, también llamada “saltacionismo”. Un ejemplo es la aparición del grupo de vertebrados durante el período Cámbrico, hace alrededor de 530 millones de años.

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Microevolución y macroevolución


Pruebas de la evolución Hay una serie de datos provenientes de distintas observaciones que sustentan la teoría de la evolución. En conjunto, las siguientes observaciones, derivadas de aspectos anatómicos, biogeográficos, paleontológicos, embriológicos y bioquímicos, constituyen pruebas de la evolución: 1 Datos anatómicos

La observación de los diversos tipos de estructuras de la anatomía de los seres vivos es evidencia el proceso evolutivo.

Estructuras homólogas Son estructuras con un mismo origen evolutivo. Tienen formas diferentes, adaptadas a funciones muy distintas. Por ejemplo, la aleta de un delfín y el ala de un murciélago, tienen una estructura ósea similar, y realizan funciones diferentes.

2 Datos bioquímicos

La composición química de los organismos también aporta pruebas de los cambios evolutivos. Por ejemplo, la hemoglobina de la sangre humana es muy parecida a la del chimpancé, lo que indica la proximidad evolutiva de ambas especies. En cambio, al comparar la hemoglobina humana con la de cualquier ave, el grado de semejanza es mucho menor.

Estructuras análogas Estructuras que tienen un origen evolutivo diferente pero que se han adaptado para desempeñar una misma función. Por ejemplo, las aletas de un pez y de un pingüino. Un mismo problema de adaptación al medio genera respuestas evolutivas parecidas en organismos diferentes.

3 Datos biogeográficos

Postula que las especies surgen una sola vez y que su distribución depende de factores ambientales y de eventos geológicos. Por ejemplo, Australia se separó de los demás continentes hace unos 70 millones de años y se desarrollaron algunos mamíferos marsupiales (wombat, canguro, koala), que no existen en el resto del mundo.

Estructuras rudimentarias o vestigiales Estructuras poco desarrolladas que no tienen función en la especie actual pero se supone eran funcionales en las especies a partir de la que evolucionaron. Por ejemplo, las ballenas presentan vestigios de una cintura pélvica, de un fémur y de una tibia. Hay menos especies de fósiles de épocas remotas que de épocas más recientes. Esto quiere decir que la diversidad de los seres vivos ha aumentado con el tiempo. Se cree que, en la actualidad, hay muchas más especies de seres vivos que hace millones de años.

4 Datos paleontológicos

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Se basan en el estudio comparativo de fósiles que existieron en diferentes periodos geológicos. El estudio de los fósiles pone de manifiesto tres hechos importantes.

Los fósiles más antiguos corresponden a organismos más simples que los de épocas recientes. Esto indica que la complejidad de algunos seres vivos ha aumentado con el paso del tiempo. Se han descubierto fósiles muy parecidos en territorios muy separados geográficamente, como es el caso de África y América del Sur. Esto indica que hace muchos millones de años, cuando ambos continentes comenzaron a separarse, quedaron aislados los seres vivos y cambiaron independientemente.

5 Datos embriológicos

La embriología, es decir, el estudio de los organismos antes del nacimiento, aporta datos importantes, basados en estudios comparativos entre unos seres y otros en sus etapas embrionarias. Desarrollo histórico De la teoría De la evolución

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Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) ¿Qué relación existe entre el creacionismo y las teorías fijistas? b) ¿En qué medida el “saltacionismo” puede explicar la teoría catastrófica de Cuvier? c) ¿Cuáles son los principales aportes de la teoría sintética al conocimiento actual de la evolución de las especies? d) ¿Qué diferencias hay entre órganos homólogos y órganos análogos? 1

Establece las diferencias entre los siguientes conceptos: a) Fijismo y evolucionismo b) Variaciones favorables y desfavorables c) Variaciones ambientales y genotípicas 2

Justifica las siguientes afirmaciones: a) La selección natural es el motor de la evolución. b) La adaptación al medio depende de la información genética de los individuos. c) Las mutaciones no favorables no tienen valor evolutivo. 3

Analiza y responde qué se esperaría que sucediera evolutivamente con el transcurrir del tiempo, para cada uno de los casos: a) Una población de lagartijas que vive en una isla remota. b) Una población de ratones para la que escasea el alimento. c) Una población de mariposas donde ocurre una mutación que debilita las alas. 4

5

Investiga en Internet cuáles son los fundamentos de la microevolución y de la macroevolución. Realiza un cuadro comparativo entre las dos teorías. Elabora un informe escrito con los resultados de tu investigación.

En síntesis Copia y completa el siguiente mapa conceptual: Teoría de la evolución corrientes

Platón y Aristóteles

146

Evolución

postulan

postulan

apoyadas por

apoyadas por Lamarck

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Fijistas


Experiaprendo

Jugando con la evolución

Experiencia Materiales • Cartulina doble faz, hoja en blanco y papel bond • Marcador punta fina negro y lápiz • Tijera Procedimiento Parte I. Preparación del juego

• Recorta 20 fichas de unos 4 cm de diámetro y escribe en cada una el nombre de un concepto relacionado con la teoría de la evolución (por ejemplo, fijismo, transformismo, darwinismo, mutacionismo, neodarwinismo, especie, microevolución, macroevolución).

• Coloca las fichas en una bolsa no transparente. Parte II. Juego 1 Participan dos equipos de dos jugadores y una persona que hace de árbitro. 2 Un integrante del equipo que inicia el juego extrae una ficha de la bolsa sostenida por

el árbitro, y lee en voz alta el nombre del concepto que le va a pedir al equipo contrario que defina. El equipo contrario tiene 10 segundos para dar la definición del concepto. Si lo hace de manera correcta, el equipo se gana un punto. Si se equivoca, no obtiene ningún punto. 3 El turno le toca luego al otro equipo, el cual repite la dinámica anterior. 4 Los turnos se alternan hasta que uno de los equipos obtiene 10 puntos.

Análisis y conclusiones a) ¿Por qué las teorías fijistas no son aceptadas como teorías evolutivas válidas? ¿Qué implicaría para la diversidad de especies del planeta si estas fueran ciertas?

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b) ¿A qué presiones ambientales de selección podrían estar sometidas las especies del planeta ante los cambios climáticos globales actuales?

Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

Desarrollo histórico De la teoría De la evolución

147


Tema 2

Las variaciones y la evolución Actívate ¿Cómo es posible que individuos de una misma especie sean diferentes? ¿Sería mejor que las mutaciones no existieran?

La población: unidad genética de la evolución Una población es el conjunto de individuos, de una misma especie, que habitan una región en un tiempo determinado. La población es considerada como la unidad genética de la evolución, ya que el proceso evolutivo ocurre en la población, no en el individuo. Sus características son muy diferentes a las de los individuos que la integran. Si bien las poblaciones actúan como una unidad, los individuos que las forman presentan también diversidad. La diversidad presente en absolutamente todas las entidades vivas, en todas las diferencias individuales, es lo que se conoce como variación. Sin variación no hay diversidad y por lo tanto no hay evolución.

Fondo común de genes o pool genético La genética de poblaciones es una rama de la biología que estudia la composición genética de las poblaciones y sus cambios a través del tiempo, como la transmisión de los caracteres hereditarios de una generación a otra y las causas que provocan los cambios genéticos. Debido a la combinación al azar de los genes en la fecundación, las poblaciones tienen una gran variedad de genotipos. Si se considera la totalidad de los genotipos de todos los individuos de la población, se obtienen sus características genotípicas, es decir, el patrimonio genético de la población, conocido como pool genético o fondo común de genes.

Cálculo de la frecuencia genotípica En una población de 15 ranas, hay 3 ranas azules (homocigotas vv, 12 ranas verdes (4 ranas homocigotas VV y 8 ranas heterocigotas Vv). N(total) 5 15 p 5 frecuencia alelo dominante V q 5 frecuencia alelo recesivo v (1,0 3 4) 1 (0,5 3 8) 5 0,53 p5 15 q5

(1,0 3 3) 1 (0,5 3 8) 5 0,47 15

p 1 q 5 0,53 1 0,47 5 1,0

148

Evolución

Frecuencia genotípica en la población Los diferentes genotipos de una población no se encuentran en la misma frecuencia. La frecuencia de un determinado alelo está determinada por la cantidad de dicho alelo en el fondo común de genes. Por ejemplo, si en una población de ranas hay ranas verdes (carácter dominante V), y ranas azules (carácter recesivo v), para calcular la frecuencia del alelo dominante (p) y del alelo recesivo (q) se necesita saber la cantidad de ranas homocigotas (VV y vv) y de ranas heterocigotas (Vv). El cálculo se hace de la siguiente manera: p 5 (1,0 3 N° de individuos VV) 1 (0,5 3 N° de individuos Vv) N° total de individuos

q 5 (1,0 3 N° de individuos vv) 1 (0,5 3 N° de individuos Vv) N° total de individuos

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Pueden existir distintas poblaciones de una misma especie, que se encuentren separadas geográficamente y que estén sometidas a condiciones ambientales diferentes.


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Factores que afectan el fondo común de genes

Zoom

Cuando se produce una modificación en el fondo común de genes de La teoría neutralista una población, como un incremento en la proporción de una variación El japonés Motoo Kimura genotípica, puede decirse que comienza el proceso de evolución de creó y divulgó la teoría dicha población. Entre los factores que pueden afectar el fondo común neutralista de la evode genes están: la deriva genética, las mutaciones, el flujo genético lución molecular para y la selección natural. En general, la evolución es el resultado de la explicar los patrones de influencia de más de uno de estos factores sobre las poblaciones. variación genética que hay dentro de una espe• La deriva genética. Las células sexuales son haploides y portan solo cie y entre varias espeuno de los dos alelos de cada gen. El que un gameto lleve un alelo u cies. Según esta teoría, otro es cuestión de azar. Luego de la fertilización, el nuevo individuo la selección natural no es es diploide, con una nueva combinación genética. En cada generación el factor más importante se espera una fluctuación al azar de las frecuencias alélicas en las para explicar la evolución poblaciones. Si en algún momento, durante esta situación fluctuante, en el nivel del ADN, sino un tipo de los alelos no llega a transmitirse a la siguiente generación, que los factores más entonces este alelo se habrá perdido para siempre. relevantes son la tasa de mutación y la deriva La deriva genética se refiere a la variación, a lo largo del tiempo, genética. de la presencia relativa de los genes en el conjunto de una población. La deriva genética da lugar a cambios en las características de las especies en largos periodos de tiempo. En general, la deriva genética tiende a formar individuos homocigotos para cada carácter. El resultado de la deriva suele ser la pérdida de variabilidad genética, siendo un proceso que contrarresta la entrada de variabilidad genética por mutaciones. Mutaciones somáticas Se presentan en los tejidos no en las células sexuales. • Las mutaciones. Si bien la recombinación genética No son heredables. permite la aparición de nuevos genotipos, la capacidad de combinaciones genéticas no es infinita. Aquí juega un papel la mutación, al introducir nuevos genes en el fondo común de la población. No heredable Las mutaciones son cambios que se producen en los genes de las células. Si las mutaciones se presentan en los genes de las células sexuales, entonces el gen o los genes mutados Mutación son transmitidos a las siguientes generaciones filiales. somática Las mutaciones espontáneas se producen en general con muy Mutaciones en gametos baja frecuencia, y la mayoría de ellas son dañinas o neutrales: Se presentan en óvulos o espermatozoides. Son son heredables, siempre y cuando la mutación Cuando se producen mutaciones dañinas, los individuos no sea letal. que las experimentan serán menos aptos para adaptarse a su ambiente, por lo que serán eliminados en forma natural, de modo que no lograrán aumentar la frecuencia de este gen en el fondo común de genes, lo que evita la variación genética. Cuando se produce una mutación beneficiosa, los individuos que la llevan se adaptan mejor a su ambiente Mutación en Todas las células gametos afectadas en la progenie y se reproducen, por lo que se incrementa la frecuencia del fondo común de genes de la población, aumentando así la variabilidad genética. Las variaciones y la evolución

149


• El flujo genético o migración. La incorporación de nuevos genes a una población puede ocurrir por la inmigración de individuos de otras poblaciones. Esto se conoce como flujo genético. Este fenómeno es común en poblaciones que se encuentran cerca geográficamente, lo que trae como consecuencia la incorporación de nueva información genética, con lo que aumenta el fondo común de genes de la población. El flujo genético puede originar nuevas variaciones genotípicas. Pero no siempre el flujo genético puede representar un aporte al fondo común de genes, ya que si se cruzan individuos de especies diferentes, tan parecidas entre sí que originan descendencia, ésta, llamada híbrida, será estéril. Relación genotipo - ambiente = fenotipo El genotipo de un individuo interactúa con el medio ambiente a lo largo de su crecimiento y desarrollo para producir su fenotipo de adulto. El fenotipo es, en sí mismo, el producto de procesos a muchos niveles de organización biológica, entre ellos el bioquímico, celular, tisular, de órgano y de organismo. Juntos, estos procesos interactúan para producir comportamientos complejos y respuestas fisiológicas. El ambiente puede también influir en el fenotipo de un individuo ya adulto. Por su parte, el fenotipo de un organismo, puede influir en su éxito reproductivo. La diversidad de respuestas de supervivencia de organismos con fenotipos diferentes, puede dar lugar a cambios evolutivos en cuanto al genotipo de una población, a lo largo de muchas generaciones.

Melanismo y selección natural

Genotipo

Fenotipo adulto

Evolución

Móleculas Desarrollo Medio

Reproducción

Células Tejidos

Fisiología y comportamiento

Órganos Sistemas de órganos

150

Evolución

Selección natural

• La selección natural y la adaptación. La selección natural constituye un mecanismo modulador del proceso evolutivo. Con el paso del tiempo, los genotipos menos aptos van desapareciendo del fondo común de genes de la población, mientras que la proporción de los genotipos más aptos se incrementa. Por otro lado, si los individuos de una especie se agrupan en diversas poblaciones localizadas en zonas geográficas diferentes, desarrollarán adaptaciones que permitirán sobrevivir en el ambiente específico que los rodea. El proceso de adaptación de las especies, es el resultado de las variaciones genotípicas que son mantenidas en la población mediante el proceso de selección natural. Los individuos con variaciones genotípicas que resulten en fenotipos más aptos para explotación de su ambiente tienen, por lo tanto, mayores posibilidades de supervivencia, así como mayores posibilidades de dejar una descendencia más numerosa. Como consecuencia, se origina un incremento en la proporción de dichas variaciones genotípicas en la población.

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El caso de Biston betularia es un ejemplo clásico de selección natural. Esta mariposa se posa sobre los troncos de los árboles. En 1845, la forma clara existía en un 99% porque su color le permitía confundirse con el de los líquenes que cubrían los troncos, y evitaba ser capturada fácilmente por los pájaros. Posteriormente, la Revolución Industrial causó que el hollín se depositara sobre los árboles y los ennegreciera. El cambio ambiental favoreció las formas oscuras de estas mariposas, porque las formas claras ahora eran fácilmente vistas y depredadas. Para 1985, la frecuencia de las mariposas de color oscuro cambió a un 98%. A través de este fenómeno, que se conoce como melanismo industrial, la selección natural aumentó la frecuencia del alelo para el color oscuro en esa población.

Proceso al azar


La especiación

Zoom

La especiación es un proceso dinámico, mediante el cual se forman nuevas especies a partir de otras ya existentes. El aspecto fundamental de la especiación radica en la evolución de diferencias genéticas entre las especies incipientes, lo cual hace que no se produzcan apareamientos entre ellas, o que sean infructuosos en caso de producirse. Estas diferencias podrían darse por incompatibilidades en el desarrollo cronológico, por ubicación geográfica o por los rituales de apareamiento. Las diferencias podrían ser generadas por selección natural o deriva genética. De presentarse algún tipo de aislamiento, las diferencias entre los dos grupos serían cada vez mayores, hasta producir una incompatibilidad reproductiva. Se considera entonces que ha surgido otra especie. De esta manera, y con el paso de muchísimos años, el proceso evolutivo, gracias a las variaciones y a la selección natural, origina nuevas especies, que de alguna manera están mejor adaptadas a las condiciones imperantes que las especies anteriores. Los fenómenos y mecanismos involucrados en el proceso evolutivo no actúan por separado, sino que interactúan en forma constante y duradera. Tipos de especiación

La poliploidía Se denomina poliploidía al aumento en el número de cromosomas (tres o más veces el número diploide) de un individuo. El organismo resultado de este fenómeno es incapaz de cruzarse con el resto de la población, solo puede reproducirse con otros organismos que tengan el mismo tipo de poliploidía.

Especiación por aislamiento geográfico

Ocurre cuando una población queda dividida en dos grupos por la aparición de alguna barrera física o geográfica como ríos, montañas, lagos o mares, que impiden que los individuos de un grupo se relacionen con los del otro grupo. Población inicial de aves

Especiación por aislamiento reproductivo

Ocurre cuando dos grupos de una población presentan variaciones que impiden la reproducción sexual, aun estando en el mismo hábitat o área geográfica. Incluye diferencias en los ciclos reproductivos, la conducta, las ceremonias de cortejo o la anatomía y la incompatibilidad a nivel génico y cromosómico. El aislamiento reproductivo se manifiesta como:

Antes de la fecundación • Aislamiento ecológico • Aislamiento de comportamiento • Aislamiento sexual • Aislamiento temporal • Aislamiento mecánico • Aislamiento gamético • Aislamiento por barreras de incompatibilidad

Después de la fecundación • Inviabilidad de los híbridos • Esterilidad de los híbridos • Deterioro de la segunda generación híbrida • Esterilidad de los descendientes

División geográfica

Un aislamiento geográfico, como un río, puede dividir la población en dos subpoblaciones con frecuencias genotípicas distintas

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Especiación instantánea

Se da cuando hay un establecimiento brusco del aislamiento reproductivo. Por ejemplo: • Efecto de la deriva genética y la consanguinidad • Cambio repentino de la estructura de los cromosomas • Aislamiento por poliploidía.

Después de mucha generaciones, en cada población aparecen diferencias genéticas. Cuando desaparece la división geográfica y las poblaciones entran de nuevo en contacto, las diferencias genéticas impiden la hibridación. las variaciones y la evolución

151


Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) ¿Por qué no son los individuos los que se consideran como la unidad genética de la evolución? b) ¿Qué significa que la deriva genética contrarresta la entrada de variabilidad genética por mutaciones? c) ¿Cuáles de los factores que afectan el fondo común de genes de una población pueden favorecer la especiación? d) ¿En qué fase de la meiosis se produce la poliploidía? 1

Elabora un cuadro que muestre las diferencias entre los siguientes conceptos: a) Deriva genética y mutación b) Selección natural y adaptación c) Especiación y evolución 2

Escribe el significado de las siguientes afirmaciones: a) La mayoría de las mutaciones espontáneas son dañinas o neutrales. b) Los individuos que experimentan mutaciones dañinas serán menos aptos para adaptarse a su ambiente. c) El aumento de la frecuencia de una mutación beneficiosa en el fondo común de genes de la población, aumenta la variabilidad genética en dicha población. 3

Lee los siguientes ejemplos y determina los mecanismos de aislamiento que han permitido la evolución en cada caso. a) Las distintas especies de aves, a pesar de compartir un mismo hábitat, no se aparean entre sí. Las hembras y los machos de su misma especie se reconocen por los cantos que emiten en la época de cortejo y apareamiento. b) En un cruce entre dos especies de moscas Drosophila, los individuos resultantes se desarrollan normalmente, pero nunca alcanzan la madurez sexual. c) Durante las glaciaciones, las gaviotas se dividieron en dos grupos. Uno de ellos originó la especie Larus focus (que se encuentra en Europa) y el otro la Larus argentatus (que se encuentra en América). 4

En síntesis Copia y completa el siguiente mapa conceptual: La evolución su unidad genética es

tiene un

que puede sufir causadas por

152

Evolución

Variaciones

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se caracteriza por su


Experiaprendo

Demostración de la deriva genética

Experiencia Materiales • 24 cuentas de vidrio de color rojo • 24 cuentas de vidrio de color blanco • Recipiente de plástico con tapa, de boca ancha Procedimiento 1 Introduce todas las cuentas de vidrio en el recipiente de plástico. Coloca la tapa y agita bien el recipiente. 2 Ten en cuenta que cada cuenta de vidrio representa un gameto, en donde el color rojo es dominante (R)

sobre el color blanco (r). 3 Sin ver, saca un par de cuentas del recipiente, anota el genotipo y el fenotipo resultante:

• Rojo-rojo: fenotipo rojo, genotipo RR • Rojo-blanco: fenotipo rojo, genotipo Rr • Blanco-blanco: fenotipo blanco, genotipo rr 4 Devuelve las cuentas al recipiente y repite el paso anterior, hasta un total de 24 veces. El resultado

de esta demostración, si no hay deriva genética, sería la que predice un cruce monohíbrido de dos heterocigotos (Rr x Rr), donde se obtendría 1/4 RR: 2/4 Rr: 1/4 rr (3/4 rojo y 1/4 blanco). 5 Anota los resultados obtenidos completando en tu cuaderno el siguiente cuadro:

Genotipo

RR

Rr

rr

Datos obtenidos Frecuencia genotípica Frecuencia fenotípica

Rojo:

Blanco:

6 Cambia ahora la proporción de las cuentas rojas y blancas, según la frecuencia fenotípica obtenida

en la “primera fase” y repite los pasos del 1 al 6.

Análisis y conclusiones a) ¿Cómo se compara la frecuencia genotípica y la frecuencia fenotípica obtenida en el paso 6, con los resultados obtenidos en el paso 5?

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b) ¿Cómo explicas que los datos obtenidos no siguen la distribución genotípica y fenotípica que predice el cruce monohíbrido de dos heterocigotos? Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

las variaciones y la evolución

153


Tema 3

La evolución humana: orígenes de los primates Actívate Los seres vivos y, entre ellos, los seres humanos, tienen características que permiten diferenciarlos y clasificarlos. ¿Qué criterios utilizarías para diferenciar a los seres humanos de otros animales?¿Cómo se originaron los seres humanos?

Orígenes y clasificación de los primates Los antepasados directos de los primates fueron unos pequeños mamíferos insectívoros con hábitos arborícolas, de los que se han encontrado restos fósiles que datan de unos 70 millones de años, conocidos como plesiadapiformes. Los primeros primates se habrían originado hace unos 35 a 40 millones de años, a partir de los plesiadapiformes, y debían presentar siguientes características: • Presencia de cinco dedos, con el pulgar oponible a los otros cuatro. • Ojos frontales. • Relación de tamaño cerebro /cuerpo más grande que la de cualquier otro mamífero. • Presencia de uñas planas.

Lemur catta (prosimio)

Tarsius bancanus (tarsiforme)

Ateles belzebuth (platirrino)

154

Evolución

Los primates actuales se clasifican como un orden que se divide en dos grupos: los estrepsirrinos o prosimios, y los haplorrinos o simios: • Prosimios (suborden Strepsirrhini). Constituyen los primates inferiores. Presentan el labio superior unido a las encías, y orificios nasales desnudos y húmedos. De ellos se han encontrado fósiles en Madagascar, donde se desarrollaron. El Lemur catta es un ejemplo viviente de los lémures. Otros prosimios actuales son los loris en Asia y los gálagos en África. • Simios (suborden Haplorrhini). Constituyen los primates superiores. En ellos el labio superior no está fusionado con las encías y su nariz está cubierta de una piel seca. En este grupo se encuentran: Los tarsiformes. Pequeños primates que se encuentran en algunas islas de Asia, como Borneo y Sumatra. Poseen cola y tarsos muy largos. Los platirrinos. Monos exclusivamente suramericanos. Se diferencian fundamentalmente de los catarrinos por la estructura de su tabique nasal, gracias a lo cual sus primeros orificios nasales se abren hacia los lados de la nariz. Ejemplo de ellos son los tití, los monos aulladores y los monos araña. Los catarrinos. Grandes primates dentro de los que se encuentran los humanos y algunos monos casi exclusivos de África y Asia. Sus orificios nasales están próximos entre sí, con las aberturas hacia abajo. Comprenden a los cercopitecoideos o monos típicos, como los mandriles y macacos, y a los hominodeos, como el ser humano, el orangután y el gibón.

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Clasificación de los primates actuales


Características de los catarrinos El grupo de primates catarrinos se pueden clasificar en: Cercopitecoideos. Se caracterizan por tener una locomoción fundamentalmente cuadrúpeda, presentan una cara más prominente que los hominoideos, y además por la presencia de cola. Entre ellos encontramos a los babuinos, los macacos, los mandriles y los colobos.

Hominoideos. De los dos grupos, son los que tienen mayor número de caracteres avanzados: hocico más retraído, sin cola y conformación esquelética que les permite moverse entre rama y rama colgando de sus brazos; además, presentan un número reducido de vértebras, lo que les permite llevar más erguido el tronco. Junto a estas características, los hominoideos son los primates con desarrollos más lentos e infancias más prolongadas, y los de comportamiento más complejo; dicho de otro modo: son los más inteligentes. Comprenden los siguientes grupos:

• Hylobátidos (gibones). Son de tamaño pequeño (su peso no llega a 15 kilos), y conforman el grupo más diversificado, con

al menos cinco especies. Viven en parejas que participan por igual en el cuidado de la prole y en la defensa de su territorio. Pasan la mayor parte de su vida en los árboles y rara vez bajan al suelo. Se encuentran en el sureste de Asia.

• Homínidos. Familia que agrupa a su vez a los: Orangutanes. Son más grandes que los gibones. Las hembras llegan a pesar 40 kilos y los machos hasta 80 kilos. Cada macho vive solo en un territorio que defiende de otros machos. Las hembras también tienen su propio territorio, en donde viven con sus pequeñas crías y lo defienden de cualquier intruso. Al igual que los gibones, se encuentran en el sureste de Asia.

Gorilas. Son los hominoideos más grandes: los machos llegan a pesar hasta 150 kilos y las hembras 100 kilos. Viven en grupos familiares formados por un macho y varias hembras con sus crías. Pasan gran parte de su vida en el suelo, se desplazan de manera cuadrúpeda apoyando en el piso las plantas de los pies y las segundas falanges de las manos. Se encuentran exclusivamente en África.

Chimpancés. Los machos pesan aproximadamente 45 kilos y las hembras 35 kilos. Trepan a los árboles en busca de alimento y para dormir. Viven en grupos numerosos formados por varios machos adultos que hacen pareja con varias hembras y sus crías. Se encuentran en África occidental.

Seres humanos. Caracterizados por su gran cerebro, inteligencia, comportamiento complejo y la utilización de lenguaje. A diferencia del resto de los homínidos, su locomoción es totalmente bípeda debido a ciertas adaptaciones esqueléticas. Los recién nacidos son extremadamente inmaduros y presentan una infancia prolongada.

Relaciones filogenéticas de los primates

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Especie humana

Chimpancés

Gorilas

Orangutanes

Gibones

Monos del Viejo Mundo

Monos del Nuevo Mundo

Suborden Haplorrhini

Tarsos

Gálagos y loris

Lemures

Suborden Strepsirrhini

Plesiadapis lA Evolución HuMAnA: oRÍGEnES DE loS PRiMATES

155


El ser humano y su evolución A pesar de la larga historia de evolución de la vida en la tierra, actualmente se supone que la especie humana evolucionó a partir de un grupo de primates primitivos, de los cuales se originarían también los monos superiores como los gorilas, los orangutanes y los chimpancés La evolución de las especies y los origenes del ser humano Tiempo medido en millones de años (Ma) Hace 450 Ma Los primeros peces pueblan las aguas.

1

Hace 430 Ma Surgen las primeras plantas terrestres.

2

Hace 250 a 70 Ma Los reptiles dominan la tierra con los dinosaurios.

Hace 220 Ma Los mamíferos inician su caminata en el planeta.

3

Hace 65 Ma Surgen las primeras flores y los dinosaurios desaparecen del planeta.

4 5

Hace 3,5 Ma Aparecen los primeros homínidos. Hace 3,5 Ma a 100 mil años Surgen los primeros Homo sapiens.

6

La historia del universo en 365 días

156

Evolución

CALENDARIO CRONOLÓGICO ANUAL

Enero a agosto

Septiembre

Octubre

Noviembre

Diciembre

LÍNEA DE TIEMPO CÓSMICO (Millones de años atrás) 15 000

4 600

Big Bang

Formación de la Tierra

Formación de las primeras rocas

4 000

3 000

Primeras formas de vida

Primeros peces

2 000

Primeras plantas y animales terrestres

1 000

Dinosaurios

0

Homo sapiens

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Para la historia humana, mil años es un período de tiempo inmenso, pero para la historia del universo es como un parpadeo. Para entender mejor esta relación, en las líneas de tiempo se asocian el calendario cronológico anual y el calendario cósmico, es decir, el tiempo del universo. Si pudiese verse todo lo que aconteció en 15 000 millones de años de la existencia del universo, se percibiría que los animales y los seres humanos aparecieron en los dos últimos días de diciembre.


Clasificación biológica del ser humano El ser humano se clasifica de la siguiente manera:

Clasificación taxonómica del ser humano

• Es un cordado porque pertenece al grupo de seres vivos clasificados dentro del

phylum Chordata, cuyos organismos tienen un cordón nervioso o médula espinal.

• Dentro de los cordados, pertenece a la categoría de los vertebrados, por tener una columna vertebral verdadera.

• Entre los vertebrados se le clasifica como mamífero, pues las hembras poseen

glándulas mamarias, con las cuales alimentan a sus hijos recién nacidos; y tanto hembras como varones tienen pelos y tres huesos separados en el oído medio (cadena de huesecillos: martillo-yunque-estribo).

• Como mamífero, pertenece

a los organismos euterios, que son mamíferos cuyas hembras embarazadas tienen un órgano especial llamado placenta, que sirve para intercambiar sustancias con el feto: la madre suministra al feto alimento y oxígeno y el feto libera en la sangre materna dióxido de carbono y productos de desecho.

• Dentro de los euterios, se clasifica como un primate, ya que, al igual que los

lémures, los orangutanes, los chimpancés o los monos, tiene uñas planas, manos con el pulgar oponible al resto de los dedos, hocico reducido, cuatro dientes incisivos en cada maxilar y ojos en posición frontal.

• Como primate pertenece al grupo de los simios y los homínidos junto con los

gorilas, orangutanes y chimpancés, que se caracterizan porque carecen de cola y tienen los omóplatos en posición posterior y no lateral.

Reino: Animalia Phylum: Chordata Subphylum: Vertebrata Clase: Mammalia Subclase: Eutheria Orden: Primates Infraorden: Simiiformes Familia: Hominidae Subfamilia: Homininae Género: Homo Especie: Homo sapiens Subespecie: sapiens Nombre científico: Homo sapiens sapiens Nombre común: ser humano

• Dentro de los homínidos el ser humano, como especie, es el único representante actual del grupo de los primates bípedos.

Especializaciones del ser humano

Las adaptaciones que los seres humanos adquirieron en el transcurso de la evolución, y que los hizo una especie exitosa, fueron: • La bipedestación. El ser humano anda erguido sobre

sus extremidades inferiores, caso prácticamente único dentro de los mamíferos. Esta característica, llamada bipedestación, implicó que las manos quedaran libres al no ser utilizadas para andar, lo que favoreció que los dedos se alargaran y el pulgar se opusiera a los demás dedos, en un grado mucho mayor que en el resto de los primates. Así, la mano se transformó en un órgano que permite la manipulación, transporte y utilización de objetos.

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• El cerebro. Con la evolución del cerebro (sobre todo

la corteza cerebral), el ser humano ha alcanzado el nivel más alto de inteligencia, memoria y asociación de imágenes de todas las especies del reino animal. A esta característica se debe la alta complejidad del comportamiento humano. El cerebro también se destaca por ser más grande, medido en términos relativos, es decir, comparado con el tamaño del cuerpo.

• El lenguaje. Una de las características más influyentes

en la evolución humana, al menos en su aspecto social, es el desarrollo de la capacidad de comunicación basada en el lenguaje. Quizás sea la posibilidad de intercambio de información verbal uno de los rasgos diferenciales más evidentes en el ser humano.

• El desarrollo posnatal. La fase posnatal, que se inicia con el nacimiento, dura varios años, hasta que el ser humano alcanza su pleno desarrollo. Durante las etapas infantil y juvenil, el ser humano aprende un sinnúmero de ideas, asociaciones, razonamientos y experiencias. Como el desarrollo posnatal en el ser humano es largo, el período de aprendizaje es prolongado.

• El crecimiento de la población. En los últimos

siglos, la población humana ha venido experimentando un crecimiento notable. Este fenómeno no es más que el resultado de su gran desarrollo cultural, científico y técnico, lo cual se ha traducido en mejoras en las condiciones de alimentación, higiene, cuidado de los individuos, prevención y cura de enfermedades, y aumento de la tasa de supervivencia. lA Evolución HuMAnA: oRÍGEnES DE loS PRiMATES

157


Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) Explica brevemente por qué al ser humano se le clasifica dentro de los cordados, vertebrados y mamíferos. b) Explica las ventajas que representan para el ser humano las adaptaciones que adquirió en el transcurso de la evolución, como la bipedestación, tamaño cerebral, lenguaje y el desarrollo postanal. c) ¿Por qué a los humanos se les clasifica como primates dentro de los euterios? d) ¿Cómo se clasifican los primates actuales y qué características diferencian a los distintos grupos? 1

2

Elabora un cuadro comparativo sobre las características anatómicas y comportamentales que distinguen a los distintos grupos de catarrinos.

3

Completa el siguiente cuadro: Concepto

Características Son los más pequeños, viven en parejas, pasan la mayor parte de su tiempo en los árboles.

Grupos que contemplan los hominoideos

Son los más grandes. Los machos pueden pesar 150 kilos, las hembras 100 kilos. Viven en grupos familiares formados por un macho y varias hembras con sus crías. Pasan gran parte del tiempo en el suelo, donde se desplazan de manera cuadrúpeda. Chimpancés Homínidos 4

Elabora una linea de tiempo en la que representes la evolución de las especies hasta la aparición del hombre sobre la Tierra.

En síntesis Copia y completa el siguiente mapa conceptual: Los primates comprenden

comprenden

comprenden

Hominoideos

comprenden

comprenden Chimpancé

158

Evolución

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Simios


Experiaprendo

El bingo de los primates

Experiencia Materiales • Chinches blancas y rojas • Una caja o envase grande • Un Marcador grueso • 9 fichas preparadas por el o la docente con información sobre primates • 3 láminas de anime, cada una con un cuadro donde se va a jugar el bingo. Procedimiento 1 El o la docente debe fungir como coordinador y juez del bingo. 2 Los y las estudiantes se dividen en tres grupos. 3 Cada grupo toma una lámina de anime y nueve chinches blancas. 4 El o la docente colocará en el envase las fichas con información sobre los primates,

preparadas previamente. 5 El o la docente da inicio al bingo al sacar la primera ficha del envase y leerla a los y las estudiantes.

Una vez leída la ficha, esta no vuelve al envase. 6 Cada grupo procesa la información y la utiliza para identificar al primate, según los distintos grupos

indicados en la lámina de anime. 7 Una vez identificado el grupo, se coloca una chinche en el número correspondiente. 8 El o la docente revisa lo que contestó cada grupo. De estar bien, lo dejará así. De estar mal, quitará

la chinche blanca y colocará en su lugar una roja. Con el marcador, colocará una marca en el anime que indique la posición correcta de la chinche blanca según la ficha. 9 Una vez revisados los tres grupos, el o la docente procede a leer una nueva ficha y a realizar

una nueva revisión. El juego continúa hasta agotarse las fichas. 10 Ganará el grupo que tenga el mayor número de chinches blancas.

Análisis y conclusiones a) ¿En qué se parecen los miembros del grupo de los primates?

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b) ¿Cuáles son las diferencias más significativas que hacen al Homo sapiens una especie distinta a los otros miembros del grupo de los homínidos?

Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

lA Evolución HuMAnA: oRÍGEnES DE loS PRiMATES

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TEMA 4

La evolución humana: el proceso de hominización ACTÍVATE ¿Qué características tuvieron que desarrollar nuestros ancestros para dar lugar a la aparición de los primeros seres humanos? ¿Qué importancia crees que habrá tenido el desarrollo de la racionalidad?

Evolución del ser humano: el proceso de hominización La hominización, es decir, el proceso que condujo a la aparición de los seres humanos, proporcionó a sus ancestros una serie de características que le permitieron avanzar con éxito en su camino evolutivo.

El inicio de la hominización Características fundamentales de la hominización

• Adquisición de la bipedestación,

lo que permitió utilizar las manos para realizar tareas como construir herramientas y útiles o en la defensa contra depredadores.

• Disminución del prognatismo y la dentición.

• Aumento de la capacidad craneana. • Adquisición de la racionalidad,

de manera que el comportamiento no fue simplemente instintivo, sino en gran parte supeditado a la razón.

Muy probablemente el ser humano apareció en las sabanas de África, ya que allí se han descubierto los fósiles humanos y antepasados extintos más antiguos. Hay autores que opinan que el género Dryopithecus (mono de los árboles) es el eslabón más reciente encontrado, a partir del cual se inició la hominización. El primer fósil de Dryopithecus fue descubierto por los ingleses Louis y Mary Leakey, cerca del lago Victoria en África del Este en 1948. Se presume que fueron monos arborícolas, algunos de tamaño tan grande como los gorilas, y que vivieron hace unos 25 millones de años en África, Asia y Europa. El Dryopithecus parece provenir de una especie más antigua, el Aegyptopithecus, y este a su vez, dio origen a los cercopitecoideos, así como los hominoideos, de los que surgió el ser humano actual.

Primeros ancestros del ser humano

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Evolución

A. africanus (Sudáfrica) 3,3 - 2,1 Ma

A. bahrelghazali (Chad) Ardipithecus ramidus (Etiopía) 4,4 Ma

A. garhi (Etiopía) 2,5 Ma

Australopithecus anamensis (Kenia) 4,2 - 3,9 Ma

A. afarensis ˝Lucy˝ (Etiopía y Tanzania) 3,85 - 2,95 Ma

Antigüedad (millones de años - Ma)

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3

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Los australopitecinos son considerados como los primeros ancestros del ser humano. En 1924, el anatomista inglés Raymond Dart encontró el primer fósil al sur de África, por lo cual este se denominó Australopithecus africanus. El hallazgo consistió de un cráneo de infante de unos seis años. Se cree que caminaba en forma bípeda, totalmente erguido; tenía dentadura similar a la del ser humano actual; comía carne y tenía un tamaño cerebral mayor que el del gorila y menor que el del humano moderno. Tenían aspecto de simios con una frente pequeña y un gran prognatismo. De todas estas especies algunos científicos hipotetizan que el A. afarensis es la línea evolutiva de donde surgió el género Homo.


Del Homo habilis al Homo sapiens El desarrollo evolutivo del género Homo, desde los primeros ancestros hasta llegar a los seres humanos actuales, se dio con la aparición de estas especies: Homo habilis

Homo erectus

El Homo habilis es la especie más antigua del género Homo, que habría aparecido en África hace unos 2,4 millones de años. Un fósil de esta especie fue descubierto junto a herramientas rústicas, por lo que se cree que el ser humano primero caminó erecto y luego desarrolló la capacidad craneana que lo habilitó para usar herramientas. Esta especie muestra rasgos menos simiescos que los australopitecinos como mentón retraído, dentadura pequeña y postura erguida.

El antropólogo holandés Eugéne Dubois encontró en Java restos fósiles homínidos que fueron agrupados bajo el nombre Pithecanthropus erectus, u Hombre de Java, que luego fueron reclasificados como Homo erectus. Tiempo después se hallaron dos fósiles más: el Homo heidelbergensis, u Hombre de Heidelberg, y el Homo erectus pekinensis, u Hombre de Pekín. Todos tenían una estatura y esqueleto similares al humano actual así como una frente pequeña, maxilares y dientes grandes, ausencia de mentón, prognatismo menor y una capacidad craneana mayor que la del H. habilis. Vivieron hace 1,8 millones a 143 000 años. Los fósiles más antiguos, que datan de 1,8 millones de años y que fueron descubiertos en Kenia, son considerados como pertenecientes a H. erectus o incluso a una especie distinta, conocida como Homo ergaster.

Homo neanderthalensis

Homo sapiens

El primer fósil de esta especie fue encontrado en Alemania, en los valles de Neander y se le llamó Hombre de Neanderthal. Era robusto, con musculatura muy fuerte, de 1,60 m altura, aproximadamente; cráneo macizo y largo, frente pequeña ligeramente inclinada hacia atrás, dentadura fuerte, prognatismo acentuado y sin mentón. El Hombre de Neanderthal habría desaparecido hace unos 28 000 años.

En la actualidad, se piensa que el H. heidelbergensis vivió hace 700 000 y luego evolucionó en H. sapiens y H. neanderthalensis. El H. sapiens tiene un cráneo menos compacto, en comparación con las otras dos especies, con un volumen de 1 200 a 1 700 cm3.

Homo rudolfensis (África oriental) 1,9 - 1,8 Ma

H. sapiens sapiens.. Incluye al hombre moderno y a la raza fósil del hombre de Cro-Magnon, descubierto en Francia. Llegaron a Europa desde Asia y después de interactuar con los neanderthalensis fueron de alguna manera la causa de su desaparición. Los grupos modernos son muy similares al Cro-Magnon. Cuando se expandieron por todo el mundo originaron diferentes razas: negroide, caucasoide y mongoloide. El paso evolutivo hacia el H. sapiens sapiens se supone que ocurrió hace 100 000 años.

Homo habilis (África subsahariana) 2,4 - 1,4 Ma H. heidelbergensis (Viejo Mundo) 700 000 - 200 000 años

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H. erectus (Asia oriental) 1,89 Ma - 143 000 años

Paranthropus aethipicus (África oriental) 2,7 - 2,3 Ma

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P. boisei (África oriental) 2,3 - 1,2 Ma

P. robustus (Sudáfrica) 1,8 - 1,2 Ma

H. sapiens (mundial) 200 000 - presente

H. neanderthalensis (Europa y Asia occidental) 200 000 - 28 000 años

1

0 lA Evolución HuMAnA: El PRocESo DE HoMiniZAción

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La vida de los primeros seres humanos Es de suponer que la vida para el ser humano primitivo no fue fácil. Los peligros de un ambiente que contaba con grandes depredadores, las dificultades para la búsqueda de alimentos y los cambios climáticos, eran factores que presumiblemente amenazaban su supervivencia y su continuidad como especie.

Evidencias fósiles de los primeros seres humanos

Tribus actuales en la edad de piedra A pesar de que la mayoría de las poblaciones en todo el mundo dependen de los avances tecnológicos para vivir, en particular medios de transporte, electricidad, acceso a programas de salud o herramientas para la subsistencia, algunos pueblos que viven aislados en medio de las selvas tropicales, sobreviven como lo hacían los primeros ancestros del ser humano. Por ejemplo, los Korowai de Nueva Guinea son cazadoresrecolectores, construyen sus casas en los árboles y utilizan herramientas de piedra y madera. Los Suruwaha del Amazonas viven de la caza con arcos y cerbatanas, así como de la pesca y la recolección de tubérculos.

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Evolución

No es fácil indagar sobre los ancestros humanos ya que, en la mayoría de los yacimientos, los fósiles son escasos, y aunque se estudian intensamente, la información dista de ser definitiva. Los huesos más interesantes son los del cráneo, pues permiten averiguar aspectos como la capacidad cerebral, el tipo de alimentación o la postura de la cabeza. También son importantes la pelvis o el fémur, que permiten saber si sus poseedores marchaban erguidos o no. Desgraciadamente, la imaginación ha llegado demasiado lejos, y con frecuencia se han dado como indiscutibles juicios que no pasan de ser meras suposiciones. Por ejemplo, presentar a los primeros seres humanos como seres agresivos de grueso pelaje, aspecto feroz y que solo producían gruñidos, es algo totalmente hipotético. Del cuidado con que, por ejemplo, los neandertales disponían los cuerpos en los entierros, acompañándolos de animales y de útiles labrados en piedra, se puede suponer que eran más sensibles de lo que generalmente se cree. Por ejemplo, se encontraron restos de un anciano que, por tener un brazo amputado desde su juventud, debió precisar la ayuda de los demás para subsistir. Esto implica ya un comportamiento social muy humano. Según algunos autores, los útiles labrados en aquellos tiempos denotan inteligencia humana, ya que evidencian que fueron hechos para un fin determinado, y esta planificación de objetivos es un signo claro de racionalidad.

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DIVERSIDAD CULTURAL

Las personas podrían preguntarse, ¿cómo pudo el ser humano avanzar el recorrido de su evolución hasta llegar a lo que es actualmente? La respuesta a esta pregunta radica en algo que ciertamente lo ha colocado como un ser especial y único respecto de otros seres vivos: un cerebro grande y complejo. Gracias al cerebro, el ser humano ha tenido la capacidad de responder de manera eficiente a distintas condiciones externas, así como a situaciones de emergencia y de peligro.


Desarrollo cultural del ser humano y sus ancestros La evolución biológica del ser humano fue paralela con su evolución cultural. La capacidad craneana llegó a triplicarse entre los australopitecinos y el Homo sapiens sapiens. El área de corteza cerebral, en la que se desarrolla la función del razonamiento, se incrementó gracias a la acentuación de las circunvoluciones cerebrales haciendo del ser humano la más inteligente de todas las especies animales. Su inteligencia le permite, además, estar consciente de su propia existencia. La racionalidad y el sentido de libertad son las dos características fundamentales que permitieron al ser humano dirigir su desarrollo cultural hacia diversos estilos de vida. Puede decirse que gracias a su inteligencia, producto de su herencia biológica y cultural, el ser humano es actualmente la especie dominante en el planeta. A través del aprendizaje adquiere las experiencias de sus antepasados, de tal modo que cada nueva generación incorpora el conocimiento de las generaciones anteriores y lo lega, junto con el nuevo conocimiento, a las venideras. La cultura de los homínidos

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Australopithecus Vivía en África, en amplios espacios abiertos parecidos a las actuales sabanas. Era recolector y omnívoro. No conocía el fuego ni técnicas para cazar. Al parecer su raciocinio era limitado.

Homo habilis Vivía en África. Fabricó armas muy primitivas a partir de piedras o cantos rodados, que golpeaba unos con otros, y practicaba la caza en equipo. Era nómada, ya que debía seguir a los animales que cazaba para alimentarse.

Homo erectus Vivía en climas cálidos, templados y fríos, y se refugiaba en cavernas. Conocía el fuego y cazaba animales en grupos. Era recolector de frutos y raíces. Se cree que era antropófago (caníbal), por los cráneos agujereados que se han hallado, aunque también pudiera tratarse de algún ritual religioso. Construía diferentes instrumentos, como hachas, picos y cuchillos, tallando cantos rodados y atándolos a un palo.

ZOOM La cultura Es el comportamiento adquirido por medio del aprendizaje de ideas, inventos o costumbres, que pueden transmitirse de generación en generación a través del lenguaje escrito o hablado. La cultura implica aspectos sociales, religiosos, ideológicos, económicos, entre otros. La evolución cultural humana no se basa solo en una serie de inventos o descubrimientos, sino que se requiere compartir las nuevas experiencias y transmitirlas adecuadamente al resto del grupo.

Homo neanderthalensis Vivía en cuevas, conocía el fuego y fabricaba hojas de cuchillo y puntas de flechas. Además de piedras, llegó a utilizar huesos para fabricar algunos de sus utensilios. Enterraba a sus muertos en cuevas con ciertos rituales: ataba los brazos al cuerpo, a veces los pintaba, y los enterraba con ciertos objetos rituales o personales.

Homo sapiens sapiens El hombre de Cro-Magnon era cazador, realizaba delicados útiles de piedra, hueso, marfil y madera. Fabricaba arpones, agujas, flechas, cuchillos y estatuillas. Decoraba sus cuevas con pinturas. Son famosos los dibujos encontrados en la cueva de Altamira (España). La raza moderna aprendió a ser agrícola y ganadera. Conocía la cerámica y los metales.

lA Evolución HuMAnA: El PRocESo DE HoMiniZAción

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Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) ¿Cuáles características debieron desarrollar los ancestros del ser humano para evolucionar hasta la especie actual? b) ¿De qué individuos, según algunos autores, se habrá originado el género Homo? c) ¿Cómo ayudó al hombre primitivo el desarrollo de un cerebro grande y complejo a vencer las dificultades que se le presentaban? d) ¿Qué detalles nos permiten presuponer que los neandertales eran sociales, inteligentes y racionales? 1

2

Escribe una composición sobre cómo la inteligencia y la capacidad de aprendizaje han permitido al ser humano dirigir su desarrollo cultural y tecnológico hacia el estilo de vida que tiene en la actualidad.

3

Completa el siguiente cuadro sobre las especies del genero Homo: Especie

Características físicas

Desarrollo cultural

Homo habilis Homo erectus Homo neanderthalensis Homo sapiens sapiens

En síntesis Copia y completa el siguiente mapa conceptual: Proceso evolutivo del ser humano sus primeros ancestros son

evolucionó al género

cuya especie más antigua es Homo habilis que evolucionó a

Homo heidelbergensis del que derivaron Homo sapiens sapiens

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Evolución

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del que derivó


Experiaprendo

El juego de los la evolución humana

Experiencia Materiales • Seis tarjetas con los nombres de los homínidos antecesores del ser humano: Australopithecus, Homo habilis, Homo erectus, Homo heidelbergensis, Homo neanderthalensis, Homo sapiens sapiens. • Seis tarjetas iguales a las anteriores, pero con las características básicas culturales de cada grupo. Procedimiento 1 Organizar grupos de cinco estudiantes cada uno. 2 Colocar las 12 tarjetas con su contenido hacia abajo, una al lado de la otra, dispuestas al azar. 3 El primer grupo de estudiantes comienza a jugar. 4 Para ello, voltea una tarjeta, y luego de leer su contenido voltea una segunda tarjeta. 5 Si hay coincidencia, es decir, si una de las dos tarjetas da las características culturales del grupo

que indica la otra tarjeta, se dejan las dos tarjetas volteadas y se procede hacer coincidir otras dos. 6 Si no hay coincidencia, entonces se vuelven a colocar las tarjetas boca abajo en su lugar y se procede

a tratar de hacer coincidencia con otras dos tarjetas. 7 Cuando todas las tarjetas han hecho coincidencia, se acaba el juego y se abre el turno para el próximo grupo. 8 El o la docente llevará nota de los intentos que debe realizar cada grupo para completar el juego. 9 Ganará el grupo que completa el juego en el menor número de intentos.

Análisis y conclusiones a) ¿Consideras que fue gradual el desarrollo evolutivo de las especiecies que dieron origen al ser humano actual, o por el contrario se dio “a saltos”? ¿Por qué?

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b) El ser humano actual apareció hace 100 000 años y el neandertal desapareció hace 28 000 años, por lo que ambos tuvieron un período de 72 000 años de coincidencia. Suponiendo que se distribuían en las mismas zonas geográficas, ¿crees que fue posible que ambos pudieran haberse apareado y tenido descendencia? ¿Por qué?

Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

lA Evolución HuMAnA: El PRocESo DE HoMiniZAción

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Para realizar en el cuaderno

Comprensión 1 Selecciona la opción correcta que se corresponda con el enunciado. Justifica tu elección.

Análisis y aplicación 3 Observa la tabla en la que se indican diferencias entre los citocromos C (proteína presente en todos los seres vivos) de varios vertebrados. Compara los valores y responde.

a) Son órganos que guardan relación de analogía entre sí. • Brazo humano y ala de gaviota Aminoácidos Aminoácidos diferentes • Ala de lechuza y de mariposa Especie en el citocromo respecto del hombre en el • Aleta de tiburón y de delfín C citocromo C • Pata de cachorro y aleta de tiburón 2 Ser humano 104 • Ninguna es correcta Chimpancé 104 0 b) Fuerza que actúa en la evolución de las especies, favoreciendo unos genes Mono Rhesus 104 1 y características sobre otros. Caballo 104 11 • Recombinación Atún 104 21 • Mutación • Adaptación a) ¿Cuál de estas especies está menos • Selección natural emparentada con el hombre? • Migración • Chimpancé • Caballo c) Idea común a las teorías de la evolución de • Mono Rhesus • Atún Darwin y Lamarck con relación a los factores b) ¿ Cuál de estas especies está más que generan adaptaciones. emparentada con el hombre? • Reproducción selectiva • Chimpancé • Caballo • Uso y desuso de sus estructuras anatómicas • Mono Rhesus • Atún • Interacción entre organismos y sus ambientes c) ¿ Qué tipo de evidencia se demuestra • Mantenimiento de las mejores condiciones en la tabla? genéticas • Embriológica • Biogeográfica d) Son los huesos más importantes de analizar • Selección artificial • Bioquímica al realizar estudios de homínidos. d) ¿ Por qué se considera al citocromo C • Tibia, peroné y rótula como una de las evidencias del proceso • Fémur, pelvis y cráneo evolutivo? • Esternón y húmero • Porque define los patrones evolutivos 2 Responde las preguntas que se presentan: en los vertebrados a)  ¿A qué se debe que en Australia se hayan • Porque se encuentra en diferentes desarrollado mamíferos marsupiales como organismos el koala y el canguro que no existen en ninguna otra parte del mundo? • Porque puede ser rastreado en todas las razas humanas b) ¿Cuál fue el aporte de Lineo a la biología? c) ¿Por qué Darwin no pudo sustentar su teoría • Ninguna es correcta de la evolución? ¿Qué le faltaba a su teoría? 166 E volución

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Actividades de refuerzo


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Aves

saurios

Dino

Reptiles

Anfibios

Peces

Opinión y síntesis 5 Lee el siguiente texto sobre el Homo floresiensis. 4 Analiza el siguiente árbol evolutivo, el cual A continuación responde las preguntas. representa la teoría de la evolución de los vertebrados. Luego responde las preguntas: En el año 2004, un grupo de paleontólogos que investigaba debajo del terreno de una cueva en la isla Flores (Indonesia), encontró el esqueleto fosilizado de lo que inicialmente pensaban que era un niño. 0 Sin embargo, estudios posteriores demostraron que se trataba de un adulto completamente desarrollado, – 65 cuya estatura no superaba los 90 cm. A esta criatura, apodada “Hobbit”, la nombraron Homo Primeras aves floresiensis y establecieron que sus huesos tienen – 150 s ero f í aproximadamente 18 000 años de antigüedad. m Ma Primeros Su cerebro, más pequeño que el de un chimpancé – 220 mamíferos normal, y pruebas de laboratorio (que descartaron que estas características fueran producto de problemas Primeros genéticos), permitieron a los investigadores catalogar reptiles – 330 – 350 a Hobbit como una especie desconocida hasta Primeros entonces. anfibios – 420 Un dato importante en este hallazgo es que la isla Flores nunca estuvo conectada a tierra firme, como Primeros otras islas. – 500 peces Millones de años a) Según los datos biogeográficos del lugar (Ma) del hallazgo, ¿qué pudo haber originado individuos homínidos tan pequeños como a) ¿Qué vertebrados evolucionaron primero? el H. floresiensis? • Mamíferos • Reptiles b) ¿Cómo pudo el H. floresiensis haber llegado • Peces • Anfibios hasta isla Flores? ¿Crees que a pesar de b) El orden cronológico de aparición de los tener un cerebro tan pequeño haya podido grupos de vertebrados fue: construir embarcaciones? • Aves, peces, anfibios, mamíferos, reptiles c) ¿Habrá tenido la alimentación alguna influencia en el tamaño de estos homínidos? • Peces, anfibios, reptiles, dinosaurios, aves, Justifica tu respuesta. mamíferos d) Si estuvieras buscando especies de • Reptiles, dinosaurios, aves, mamíferos homínidos recientes, sin descubrir, c) ¿Qué grupo de vertebrados actuales tiene ¿concentrarías tu búsqueda en las islas? una conexión más cercana con los ¿Por qué? dinosaurios? e) Piensa en un homínido que cuenta con • Mamíferos • Aves herramientas para obtener alimentos y para • Reptiles • Peces defenderse de depredadores, ¿crees que su d) Los grupos actuales de vertebrados se habrían cuerpo está sometido a las mismas presiones desarrollado completamente hace… evolutivas que dan forma a los cuerpos • 65 Ma • 350 Ma de otros organismos? Justifica tu respuesta. • 150 Ma • 220 Ma Evolución

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Conexos con... Tecnología e inventiva Paleontología y evolución El Museo de Ciencias Naturales, en Caracas, es una institución dedicada a la divulgación del patrimonio histórico científico venezolano, con más de 100 000 piezas, ejemplares y muestras agrupadas en distintas colecciones, entre las que se encuentran la de Paleontología, Antropología Física y Etnología. • Visita el museo, o en su defecto, el site dentro de la página de la Fundación Museos Nacionales (http://www.fmn.gob.ve/fmn_mc.htm) y consulta en qué consiste cada una de las colecciones mencionadas. • Responde ¿qué te gustaría encontrar en un museo que te ayudara a comprender mejor la vida en la Tierra en eras geológicas pasadas? • Navega en la Web y explora qué otros lugares similares al Museo de Ciencias existen en Venezuela. Comparte la información con tus compañeros y compañeras e indica la ubicación de estos sitios y a qué se dedican. El Dr. Ascanio Rincón es un biólogo, investigador del IVIC, dedicado al estudio de la Paleontología. Sus trabajos se centran en los mamíferos del Cenozoico, a través de estudios taxonómicos, tafonómicos, sistemáticos y biogeográficos de fósiles, en un contexto bioestratigráfico. Trabaja fundamentalmente con fósiles, así como en yacimientos sedimentarios, en ambientes cavernícolas. Entre sus hallazgos destaca el descubrimiento del cráneo del tigre Dientes de Cimitarra de Maturín, estado Monagas. • Consulta a través de la Web artículos relacionados con los trabajos y descubrimientos del Dr. Rincón, discútelos en clase y comenta su importancia.

Profesiones y oficios científicos Paleontología y biología evolucionista Las personas dedicadas a la paleontología son profesionales que estudian la vida en eras pasadas de la Tierra, mediante el análisis de fósiles. En su labor deben hacer excavaciones en yacimientos, así como preparar, preservar y reparar las muestras encontradas. Esta ciencia se apoya en otras disciplinas como la geología, la ecología y la botánica.

• Investiga en cuáles universidades o centros de investigación venezolanos existen especialidades relacionadas con la paleontología. • Debate con tus compañeros y compañeras por qué es importante conocer cómo han evolucionado las especies y si esto permite hacer proyecciones de cómo evolucionarán en el futuro.

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Evolución

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La biología evolucionista es una rama de la biología que estudia los procesos evolutivos asociados a la supervivencia, fecundidad, tiempo de desarrollo y longevidad de los organismos. Ambas profesiones no se estudian como carrera básica en Venezuela, pero quienes estudian Biología pueden especializarse con cursos de posgrado.


Idea para la acción

Crear un organismo imaginario

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Propósito: proponer un modelo de organismo imaginario, con base en las características de un ambiente determinado. 1

Documentación Repasar la teoría de la evolución de Darwin y el concepto de adaptación.

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Planificación • Antes de definir el tipo de organismo a crear, seleccionen un ítem de cada categoría suministrada, para definir el ambiente al cual debe estar adaptado: Hábitat: montaña; llanura; desierto; isla; cavernícola. Agua o humedad presente ambiental: ambiente seco e infértil; una temporada seca y otra lluviosa; muchas precipitaciones zona costera; pantano o un río. Clima: Caliente y húmedo; caliente y seco; frío; lluvioso con viento; temperaturas bajo cero. Hábitos alimenticios (si se trata de un animal): hojas de plantas altas; semillas, plantas y animales pequeños; animales acuáticos; animales rápidos. Depredadores: animales que trituran su presa antes de comerla; insectos voladores que chupan fluidos (sangre, savia); organismos que producen sustancias pegajosas para atrapar su alimento; animales que persiguen y atrapan a su presa. • Investiguen qué rasgos físicos y de comportamiento exhiben los individuos adaptados a las características ambientales seleccionadas. Tomen en cuenta aspectos como apéndices locomotores, sistema de visión y audición, color, tamaño, mecanismos de dispersión de semillas, cobertura de la piel, entre otros. • Seleccionen cómo representarán el organismo imaginario: dibujo, escultura de arcilla, plastilina, animación u otro medio.

3

Organización de materiales Recopilen los materiales necesarios para construir el modelo, según la técnica seleccionada.

4

Puesta en acción • Discutan y seleccionen las características del organismo y elaboren el boceto preliminar. • Diseñen el modelo a partir del boceto.

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Evaluación • Presenten el modelo y expliquen sus características y cómo se adapta al ambiente seleccionado. • Comparen el organismo propuesto con el de los otros equipos. • Evalúen el desempeño del equipo en la actividad. Evolución

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U4 loGros esPerAdos • Reconocer las características que distinguen y permiten clasificar la diversidad de seres vivos. • Valorar la importancia de la clasificación para el reconocimiento de la diversidad de vida en la Tierra. • Reconocer la importancia de la amplia diversidad biológica para el ambiente y para la especie humana en particular.

BIODIVERSIDAD Seres vivos: ¿cuántos son y en qué se parecen y diferencian? En la Tierra existen millones de especies distintas de seres vivos.Todas tienen funciones determinadas en el ambiente y los seres humanos obtienen beneficios directos de muchas de ellas, aunque también pueden resultarle dañinas. Por ello, es importante poder reconocerlas.

a) Generalmente, las aves se asocian con el vuelo. Los pingüinos sin embargo no vuelan pero sí son expertos nadadores o buceadores. ¿Estas aves estarán más emparentadas con los peces que con las aves voladoras? ¿Por qué?

ideA PArA lA AcciÓn Creación de un recinto de vida silvestre Al concluir esta unidad trabajarán en el acondicionamiento de un jardín como recinto para el resguardo y conservación de especies silvestres.

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Biodiversidad

b) El ser humano, como todas las especies, ha evolucionado. ¿En qué se asemeja a otros organismos?

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• Orientar la motivación hacia el estudio de profesiones como la Taxonomía y el Derecho Ambiental.


Para reflexionar y debatir ¿Es necesario clasificar y organizar a los seres vivos? ¿Qué características se pueden proponer para diferenciarlos? Si una fruta o un animal comestible recibe nombres distintos en diversas partes de una región, ¿cómo se puede saber si es el mismo, para saber si se puede consumir o no? ¿Es apropiado tener mascotas o animales en cautiverio para su cría?

d) Muchos animales marinos son peligrosos, como las medusas, que tienen tentáculos con "dardos" venenosos. ¿Qué importancia tienen en los ecosistemas?

c) Algunos organismos que conocemos tienen el aspecto de un animal prehistórico, y de hecho, no han cambiado mucho a lo largo del tiempo. ¿A qué se debe esto?

f) En la naturaleza hay muchos organismos parecidos. ¿Cómo saber si se trata o no de distintas especies?

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e) Las algas son organismos autótrofos muy diversos y abundan en aguas poco profundas para aprovechar la luz del sol. ¿Se consideran las algas como un grupo de plantas acuáticas? ¿Qué relaciones tienen las algas con las plantas?

Biodiversidad

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Tema 1

Clasificación de los seres vivos I: bacterias y arqueas Actívate Si tuvieras que describir los distintos organismos que observaste en una visita a un jardín o un parque zoológico, ¿qué tipo de relaciones establecerías para clasificar y agrupar las distintas plantas y animales?

Las especies Actualmente, se conocen casi 3 000 000 de especies de seres vivos, aunque se cree que pueden ser 10 000 000, aproximadamente, sin contar las especies extintas. Estos números han hecho necesaria la elaboración de un sistema de clasificación. Existen varias clasificaciones de los seres vivos, que son reflejo del conocimiento que los seres humanos tienen sobre este tema en un momento histórico determinado. Como el conocimiento científico y su tecnología avanzan y cambian, los tipos de clasificaciones también varían y se ajustan, de acuerdo con el avance del conocimiento biológico.

Aristóteles, discípulo de Platón y maestro de Alejandro Magno, fue un filósofo, lógico y científico, cuyas ideas y meticulosidad en el estudio de la naturaleza, lo convirtieron en el padre de la biología.

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Biodiversidad

La necesidad de clasificación de los seres vivos no es un asunto reciente. El ser humano primitivo agrupaba a las plantas y animales en peligrosos y no peligrosos o en comestibles y no comestibles. Este sistema de clasificación, a pesar de ser muy básico, tuvo un uso inmediato y práctico. Con el tiempo, la clasificación se fue mejorando conforme se comprobaba la adecuación a los criterios establecidos. En el siglo V a.C., Aristóteles y sus discípulos trataron de clasificar las aproximadamente 1 000 especies que se conocían. Entre los criterios que empleó Aristóteles para ordenar a los animales, estaba la presencia o ausencia de sangre roja, que son los criterios extrínsecos o generales que comparten o no todos los organismos considerados. El número de patas y la presencia o ausencia de huevos y plumas serían ejemplos de criterios intrínsecos o particulares, que le permitieron dividir un grupo mayor en grupos menores. Los criterios intrínsecos de los subgrupos que constituyen a los animales sin sangre roja son: presencia de cuerpos blandos, segmentación, características de la concha. Así, Aristóteles clasificó a los animales en dos grandes grupos: los de sangre roja (vertebrados actuales) y los que carecían de ella (invertebrados actuales). A su vez, dividió a los animales de sangre roja en cuatro subgrupos: • Cuadrúpedos que engendran pequeños seres (mamíferos actuales). • Cuadrúpedos que forman huevos (reptiles y anfibios actuales). • Bípedos con plumas (aves actuales). • Ápodos (peces actuales). A los animales sin sangre roja los dividió en cinco grupos: cefalópodos, crustáceos, moluscos, equinodermos e insectos.

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Las primeras clasificaciones


La clasificación del Renacimiento Las clasificaciones antiguas, en especial la de Aristóteles, fueron utilizadas por más de 1000 años. Durante la Edad Media se publicaron los llamados bestiarios, con mucha información errónea sobre animales, incluyendo algunos inexistentes, como sirenas y dragones. En el siglo XVI, un naturalista suizo, Konrad von Gesner (1516-1565), publicó un libro titulado Historiae Animalium (Historia de los animales), en el que describió e ilustró todos los animales conocidos en Europa para la época. Durante los siglos XVI y XVII, hubo un verdadero caos en la descripción de los seres vivos. La existencia de distintos nombres autóctonos para un organismo, la falta de un sistema de clasificación, la duda de si un organismo se había descrito o no, las distintas opiniones sobre las plantas y animales, entre otras, hacían imposible una clasificación racional y sistemática.

Portada del primer volumen de Historiae Animalium por Konrad von Gesner

La nomenclatura binomial La primera clasificación científica de las especies fue realizada por el botánico sueco Carl von Linné (1707-1778) en su obra Systema Naturae (1735-1758) en la que organizaba a los seres vivos en dos grandes grupos: Vegetabilia y Animalia. Este sistema de clasificación se conoce con el nombre de nomenclatura binomial y se caracteriza porque: • Considera a la especie como la unidad taxonómica fundamental. • Para cada especie designa un nombre científico en latín que consiste en dos palabras: la primera es el género y la segunda es el epíteto específico. Por ejemplo, el nombre científico del gato doméstico es Felix silvestris. El nombre científico se escribe en letras itálicas, o se subraya por separado ambos nombres. El género se inicia con mayúscula, y el epíteto específico con minúscula. • Realiza el agrupamiento de las especies en categorías taxonómicas cada vez más amplias. • Utiliza una terminología científica uniforme.

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La sistemática La sistemática o taxonomía es tal vez el campo más completo de los estudios en biología. La sistemática estudia los tipos de vida en la Tierra, su diversidad y sus relaciones filogenéticas. Para cumplir con sus objetivos, recurre a la información que aportan diversos campos de la biología, como zoología, botánica, genética, paleontología, ecología, entre otras. La sistemática moderna agrupa las especies muy relacionadas en géneros, los géneros en familias, las familias en órdenes, los órdenes en clases, las clases en phyla (phylum en singular, pudiendo pronunciarse como filo), los phyla en reinos y los reinos en dominios. Cuando se asignan estos niveles taxonómicos a una especie cualquiera se dice que se ha establecido su clasificación taxonómica.

Portada del tercer volumen de Systema Naturae por Carl von Linné

Vida Dominio Reino Phylum Clase Orden Familia Género Especie Representación esquemática de los niveles taxonómicos de clasificación de las especies.

Clasificación de los seres vivos I: bacterias y arqueas

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Glosario

La clasificación de Haeckel

• fi logenia. (del griego:

La clasificación linneana, animal y vegetal, no consideró los organismos microscópicos porque eran poco conocidos, además, se basaba solamente en las características morfológicas de los organismos. El biólogo alemán Ernst Haeckel (1834-1919) fue el primero en intentar una clasificación fundamentada en la historia evolutiva de los organismos. Haeckel propuso clasificar a los seres vivos en tres reinos: Protista (microorganismos), Animalia (animales) y Plantalia (plantas).

phylon: “tribu, raza” y geneá: “nacimiento, origen, procedencia”) parte de la biología que se ocupa de la determinación de la historia evolutiva de los organismos.

La clasificación de Whittaker

• t axonomía. Conocida

En 1925, el biólogo francés Édouard Chatton (1883-1947) propuso la clasificación de los seres vivos en dos imperios: Prokaryota (organismos formados por células procariotas) y Eukarya (también llamado Eukaryota, organismos formados por células eucariotas). Esta propuesta fue modificada por el biólogo norteamericano Herbert Copeland (1902–1968), quien añadió el reino Monera para incluir a todas las bacterias y clasificó a los seres vivos en cuatro reinos: Monera (bacterias), Protoctista (microorganismos eucariotas), Plantae (plantas) y Animalia (animales). En 1969, Robert H. Whittaker (1920-1980) propuso la ubicación de los hongos en un nuevo reino, Fungi y la clasificación de los seres vivos en cinco reinos: Monera (bacterias), Protista (algas y protozoarios), Fungi (hongos y líquenes), Animalia (animales con y sin espina dorsal) y Plantae (musgos, helechos, angiospermas y gimnospermas). El sistema de clasificación de Whittaker se hizo muy popular y se basó en las diferencias de nutrición entre los distintos organismos. Así por ejemplo, las plantas son autótrofas, los animales heterótrofos y los hongos saprófitos. La clasificación moderna: los tres dominios también como sistemática, trata de la clasificación natural de los seres vivos, basada principalmente en sus relaciones filogenéticas.

174

Biodiversidad

Bacteria Organismos formados por células procariotas: bacterias

Eukarya Organismos formados por células eucariotas

Archaea Microorganismos unicelulares procariotas: arqueas

La clasificación de los seres vivos todavía sigue en discusión, pero la existencia de los tres grandes dominios ha sido ampliamente aceptada por la comunidad científica. En el caso de los reinos todavía no hay acuerdo, algunos proponen seis reinos; otros proponen, sin embargo, que se debe eliminar la figura de los reinos.

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Recientemente, gracias al avance de la bioquímica, la genética y la biología molecular, se ha propuesto una nueva clasificación que toma las relaciones evolutivas entre los organismos, así como sus características bioquímicas y genéticas. En 1990, el investigador norteamericano Carl Woese, propuso la división de las formas celulares de vida en tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya. Los dos primeros dominios abarcan a los organismos procariotas. Los dominios se dividen, a su vez, en reinos. La propuesta de Woese está basada en el análisis de la distribución del gen que codifica el ARN presente en la subunidad pequeña de los ribosomas, llamado 16S ARNr, el cual está presente tanto en procariotas como en eucariotas. Con estos datos construyó un árbol filogenético, también llamado “árbol de la vida”, que es un diagrama en el cual las líneas se bifurcan, como lo hacen las ramas de los árboles. La bifurcación de las líneas está basada en las relaciones evolutivas que se proponen para cada una de las especies biológicas, basándose en las similitudes y diferencias de sus características físicas y genéticas.


Dominio Bacteria

Zoom

Son seres generalmente unicelulares que pertenecen al grupo de los protistas inferiores. Son células de tamaño variable, cuyo límite inferior está en los 0,2 m (micrones) y el superior en los 50 m; sus dimensiones medias oscilan entre 0,5 y 5 m. Tienen una estructura menos compleja que la de las células de los organismos superiores: son células procariotas porque están formadas por un único cromosoma y carecen de membrana nuclear. Son los organismos más abundantes del planeta. Las bacterias tienen, generalmente, una pared celular, similar a la de plantas u hongos, pero compuesta por un copolímero o macromolécula formada por dos o más unidades repetidas llamado mureína. Muchos antibióticos son efectivos solo contra las bacterias ya que inhiben la formación de esta pared celular. Muchas de ellas también tienen cilios o flagelos. Las clasificaciones iniciales de este grupo se han basado en el tipo de procesos que utilizan para obtener energía o por las condiciones en las cuales crecen estas bacterias, pero este tipo de clasificaciones no son muy precisas. La morfología de las bacterias tampoco ha podido ser utilizada como criterio para clasificarlas, ya que en general son muy pequeñas y tienen formas muy sencillas, con la excepción de las cianobacterias y los actinomicetos. Con la utilización de técnicas de biología molecular, se ha podido elaborar una clasificación basada en las similitudes entre las secuencias del ADN. Así, el dominio Bacteria se ha dividido en varios phyla. phyla

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Chlorobi

Bacteroidetes

Tinción de Gram Esta técnica, desarrollada por el bacteriólogo danés Christian Gram en 1884, se usa para visualizar las bacterias y hacer una primera clasificación. Se considera como Gram positivas a las bacterias que se visualizan de color moradas y Gram negativas a las que se visualizan de color rosa o rojo.

Micrografía de un representante del dominio Bacteria, la bacteria Escherichia coli.

Cyanobacteria

Proteobacteria

Chloroflexi

Bacterias Gram positivas

Thermotogae

Spirochaetes

Principales relaciones filogenéticas de los phyla más representativos del dominio Bacteria. ClasifiCaCión de los seres vivos i: BaCterias y arqueas

175


Principales phyla del dominio Bacteria

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Biodiversidad

Descripción

Spirochaetes

Formado por bacterias con células alargadas y enrolladas helicoidalmente. No reaccionan con la tinción de Gram, por lo que se agrupan dentro de las bacterias Gram negativas. Hay especies patógenas para el ser humano, como el Treponema pallidum responsable de la sífilis.

Bacterias Gram positivas

Este grupo de bacterias se divide, básicamente, en dos phyla Bacteria: el phylum Firmicutes, que incluye muchos géneros tales como Bacillus, Listeria, Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus y Clostridium, y el phylum Actinobacteria, que incluye algunas de las bacterias de los suelos, que desempeñan un importante papel en la descomposición de materia orgánica.

Proteobacteria

Son uno de los principales grupos de bacterias. Incluyen una gran variedad de patógenos, tales como Escherichia, Salmonella, Vibrio, Helicobacter, Neisseria gonorrhoeae y muchos otros. Su nutrición es usualmente heterótrofa, pero hay dos grupos que realizan fotosíntesis, llamadas bacterias púrpuras. Un grupo utiliza azufre o sulfuro de hidrógeno como agente reductor, mientras que el otro utiliza hidrógeno.

Cyanobacteria

Estas bacterias también se conocen como algas verdiazules porque tienen el pigmento verde (clorofila) y el pigmento azul (ficocianina). Son autótrofas y viven en depósitos de agua y suelos húmedos. Se reproducen por fisión binaria. Algunas son unicelulares, como las del género Gloeocapsa, y otras forman colonias filamentosas, como la Anabaena, la Oscillatoria y la Nostoc.

Bacteroidetes

Son bacterias con amplia distribución en el medio ambiente, incluyendo el suelo, sedimentos, agua de mar y el tracto digestivo de los animales. Los bacteroides son uno de los miembros de este phylum. En particular el Bacteroides fragilis tiene importancia clínica por estar presente en el 90% de las infecciones anaerobias peritoneales. Los miembros del género Bacteroides son patógenos oportunistas.

Chlorobi

Representado por las llamadas “bacterias verdes del azufre”. Constituyen un pequeño grupo de bacterias que realizan la fotosíntesis en ausencia de oxígeno. Se encuentran en las zonas anaerobias de los lagos ricas en azufre.

Chloroflexi

Abarca las llamadas “bacterias verdes no del azufre”, las cuales obtienen energía mediante fotosíntesis. Su nombre se debe a la presencia de un pigmento verde, el cual se encuentra en una estructura membranosa interna llamada clorosoma.

Thermotogae

Son termófilos o hipertermófilos, es decir, que pueden soportar condiciones extremas de temperatura. Sus células se envuelven en una membrana exterior adicional. Metabolizan carbohidratos. Las distintas especies tienen distintas tolerancias a la sal y al oxígeno.

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Phylum


Dominio Archaea

trAbAJo

Cuando se descubrieron las arqueas, se les nombró de manera errada como bacterias antiguas (arqueobacterias). Los estudios de biología molecular demostraron que las arqueas son muy distintas de las bacterias:

Sistemática molecular

Diferencias con las bacterias

• Sus paredes celulares no tienen mureína. • Pueden crecer en presencia de antibióticos como estreptomicina y cloramfenicol. • Su ADN está unido a histonas. • El aminoácido iniciador de la síntesis de proteína es la metionina.

Diferencias con las eucariotas

• No tienen envoltura nuclear. • No tienen organelos de membrana. • Su ADN es circular.

Diferencias con bacterias y eucariotas

• Los fosfolípidos están formados a partir de L-glicerol en vez de D-glicerol. • En vez de residuos de ácidos grasos en los fosfolípidos, las arqueas tienen cadenas de isoprenos. • No forman esporas de ningún tipo.

Originalmente, se consideraba que las arqueas solo vivían en ambientes severos, como aguas termales y lagos salados, pero se han encontrado en suelos, océanos y humedales así como en el intestino de algunos animales donde contribuyen a digerir el alimento.

Hay investigadores científicos que utilizan el análisis de los patrones moleculares del ADN y del ARN para inferir relaciones de parentesco evolutivo entre los organismos. Estos investigadores hacen uso de de la llamada sistemática molecular, determinando secuencias de ADN y ARN, entre otros métodos, y luego comparando los resultados para los distintos organismos y así proponer nuevas relaciones filogenéticas.

Clasificación de las arqueas Los sistemas actuales de clasificación intentan organizar las arqueas en grupos que comparten rasgos estructurales y antepasados comunes. La mayoría de especies de arqueas cultivables y bien investigadas son miembros de tres phyla: Euryarchaeota, Crenarchaeota y Korarchaeota. El phylum Euryarchaeota incluye los halófitos extremos, que viven en ambientes salinos (como el mar Muerto, en el Medio Oriente) y algunos de ellos tienen un pigmento morado denominado bacteriorrodopsina; los metanógenos, que viven en lugares pantanosos y en el intestino de

algunos animales y producen metano durante la descomposición de la materia orgánica; los termoacidófilos, que viven en las aguas ácidas de los géiseres, cuyas temperaturas se acercan a los 80 °C y su pH es de 2, y los planctónicos que viven en la columna de agua de oceanos y lagos. El phylum Crenarchaeota incluye las arqueas hipertermófilas (con crecimiento óptimo entre 75 y 105 °C) y las arqueas que viven en suelos, sedimentos, agua dulce y océanos. El phylum Korarchaeota está formado por arqueas termófilas.

Phylum Crenarchaeota Metallosphaera

Thermosphaera

Desulfurococcus Pyrolobus

Pyrobaculum

Pyrodictium Thermoproteus

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Archaea

Staphylothermus

Thermodiscus

Ignicoccus

Hypertermus Acidianus

Sulfolobus Thermofilum

Phylum Korarchaeota

Halobacteria

Methanopyri

Archeoglobi

Methanomicrobia

Methanococci

Methanobacteria

Thermococci

Thermoplasmata

Phylum Euryarchaeota ClasifiCaCión de los seres vivos i: BaCterias y arqueas

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Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) ¿Cuál es el fundamento científico para la propuesta de los tres dominios en la clasificación de los seres vivos? b) ¿Por qué es incorrecto llamar a las arqueas como arqueobacterias? c) ¿Es Helicobacter pylori una bacteria Gram negativa? ¿Por qué? ¿Cuál es su importancia clínica? d) ¿Por qué a las cianobacterias se les conoce también con el nombre de algas verdiazules? 1

2

Elabora un cuadro con las semejanzas entre arqueas y bacterias, arqueas y eucariotas, y arqueas, bacterias y eucariotas.

Analiza y responde: “Debido a la gran diversidad de formas que presentan las proteobacterias, para escoger el nombre de este grupo se pensó en el dios griego Proteus, el dios del mar, el cual era, según la mitología griega, capaz de asumir muy diversas formas para evitar ser obligado a predecir el futuro”. 3

a) ¿Cuáles son las principales formas de las proteobacterias? b) Si las proteobacterias tienen muy diversas formas, ¿cómo es posible que estén agrupadas en un mismo phylum? Analiza y realiza lo siguiente: La salmonelosis es una enfermedad infectocontagiosa producida por bacterias del género Salmonella. Las principales manifestaciones clínicas de esta enfermedad son la diarrea y los vómitos, que pueden poner en peligro la vida de las personas que tengan dicha enfermedad. 4

a) Investiga en Internet cuál es la clasificación científica completa de la Salmonella. b) Identifica las principales vías de contaminación con Salmonella y cómo prevenirlas.

En síntesis Copia y completa el siguiente mapa conceptual: La taxonomía se rige por el

define la existencia de tres

estudia

Sistema binomial clasificados en

inventado por

Tipos de vida

con los principales phyla

con los principales phyla

Spirochaetes Korarchaeota

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Biodiversidad

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Eukarya


Experiaprendo

Biotecnología bacteriana

Experiencia Materiales • Un cuarto de litro de leche • Dos cucharadas de leche en polvo • Un vaso de yogur comercial sin sabor • Una olla • Una cuchara • Un frasco de vidrio de boca ancha de 500 m • Papel aluminio • Una caja de cartón • Una lámpara Procedimiento 1 Pon a hervir la leche a fuego medio. Cuando hierva, retira con cuidado el recipiente y deja que se enfríe hasta que la leche tenga una temperatura aproximada de 45 °C. 2 Agrégale dos cucharadas de leche en polvo y mezcla hasta que se disuelva bien.

Luego agrega el yogur natural y mezcla bien. Pasa la mezcla al recipiente de vidrio y tápalo con papel de aluminio. 3 Coloca la lámpara dentro de la caja de cartón, enciende el bombillo, coloca el frasco

de vidrio en el interior de la caja y déjalo por 12 horas. 4 El yogur preparado de esta manera puede ser endulzado y mezclado con frutas

o mermeladas. Guarda lo que te sobre del yogur en el refrigerador. 5 Investiga sobre los organismos responsables de la coagulación de la leche en la

preparación del yogur y sobre el proceso de fermentación láctica que tiene lugar.

Análisis y conclusiones a) ¿Cuáles organismos intervienen en la fermentación láctica de la leche para convertirla en yogur? b) ¿Qué azúcar es utilizada para la fermentación?

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c) ¿Por qué se produce la coagulación de la leche?

Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

ClasifiCaCión de los seres vivos i: BaCterias y arqueas

179


temA 2

Clasificación de los seres vivos II: eucariotas ActívAte En el entorno convives con gran cantidad de especies distintas de microorganismos, plantas y animales. ¿Por qué crees que es necesario conocer y clasificar a los seres vivos?

Clasificación del dominio Eukarya Todos los organismos de este dominio tienen en común que sus células son eucariotas, es decir, poseen un núcleo verdadero y en su interior tienen organelos, muchos de los cuales son sistemas de membrana. Se han propuesto diversas clasificaciones para el dominio Eukarya, (llamado también eukaryota), tales como Whittaker en 1969 (tres reinos: hongos, plantas y animales); Woese en 1990 (cuatro reinos: protistas, plantas, hongos y animales); Cavalier-Smith en 2004 (cinco reinos: protozoarios, cromistas, plantas, hongos y animales) y la clasificación de la Sociedad Internacional de Protistología en 2005 (seis reinos: Excavata, Amoebozoa, Rhizaria, Chromalveolata y Archaeplastida). Esta última clasificación tiene puntos a favor y en contra, por lo que su uso no ha sido aceptado ampliamente aún. Por consiguiente, podemos considerar que el dominio Eukarya, como lo propuso Woese, se divide actualmente en cuatro reinos. Alveolata

Radiolaria

Testaceafilosea

Cromista

Algas verdes

Rhodophyta

Plantae

Flagelados primitivos y amoebas

Fungi

Animalia

Choanoflagellata

Principales relaciones filogenéticas del dominio Eukarya y los cuatro reinos propuestos por Woese.

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Biodiversidad

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Mohos mucilaguinosos


Reino Protista Los protistas forman varios grupos de organismos con orígenes distintos, algunos de estos son: Grupo

Descripción

Flagelados primitivos y amoebas

Son heterótrofos (algunos son fotosintéticos) y se alimentan de bacterias, de otros protistas o de materia orgánica muerta. Entre los principales grupos están: • Archamoeba. Organismos que se mueven e ingieren alimentos por seudópodos, carentes de mitocondrias, como Entamoeba histolytica. • Diplomonadia. Organismos pequeños, algunos de los cuales son parásitos como la Giardia intestinalis. • Euglenida. Organismos unicelulares, alargados, con uno o dos flagelos. La gran mayoría de estos tienen cloroplastos y son fotosintéticos, como la Euglena viridis.

Mohos mucilaginosos

Organismos que en alguna etapa de su ciclo de vida forman agregados multinucleados (plasmodios) o multicelulares (seudoplasmodios), que se deslizan por el suelo alimentándose de materia vegetal en descomposición. Algunos son parásitos y acuáticos.

Rhodophyta

Algas rojas, cuya coloración se debe al pigmento ficoeritrina. Contienen además clorofila a y d, y carotenoides. En su mayoría son multicelulares y de reproducción sexual y asexual. Son prácticamente marinas.

Alveolata

Uno de los grupos principales de protistas. Existen tres grupos que son: • Ciliophora. Organismos unicelulares, con su superficie cubierta de cilios que usan para moverse de forma activa y veloz, como el Paramecium aurelia. • Apicomplexa. Organismos unicelulares, que forman esporas y son parásitos exclusivos de animales, como el Plasmodium vivax. • Dinoflagellata. Formado mayoritariamente por organismos unicelulares, con dos flagelos disímiles; forman parte del zooplancton marino.

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Radiolaria

Protistas ameboides que producen esqueletos de sílice, se encuentran en el zooplancton del océano.

Testaceafilosea

Amebas comunes en todos los hábitats terrestres y acuáticos. Se mueven y alimentan mediante seudópodos romos (lobopodios). Se reproducen asexualmente. Tienen una testa o concha.

Cromista

La gran mayoría son fotosintéticos, de color marrón o dorado, y con amplia gama de tamaños. Se diferencian de las plantas en que poseen clorofila c, tienen algunos pigmentos que no se encuentran en las plantas, y no almacenan almidón. Comprende a las algas pardas, doradas, verdiamarillas y a las diatomeas.

Algas verdes

Pueden ser unicelulares, coloniales y multicelulares. Se reproducen sexual y asexualmente. Poseen una gran diversidad de especies y en la actualidad se les considera los ancestros de las plantas. Tienen dos formas de clorofila y realizan fotosíntesis, son fundamentalmente acuáticas.

Choanoflagellata

Organismos unicelulares, a veces coloniales. Poseen un collar formado por microvellosidades alrededor del flagelo. Están emparentados filogenéticamente con los animales. Clasificación de los seres vivos II: eucariotas

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diversidAd culturAl

Reino Fungi

Las trufas

Los hongos pueden ser unicelulares o pluricelulares. Carecen de clorofila y son heterótrofos saprofagos, es decir, que adquieren su alimento por descomposición y absorción de la materia orgánica a través de la membrana y de la pared celular. El cuerpo de un hongo filamentoso tiene dos porciones: una reproductiva y otra vegetativa. La parte vegetativa, que es haploide y generalmente no presenta coloración, está compuesta por filamentos llamados hifas (usualmente microscópicas); un conjunto de hifas conforma el micelio (usualmente visible). A menudo las hifas están divididas por tabiques llamados septos. Por su parte, los hongos levaduriformes, también llamados levaduras, son siempre unicelulares, de forma casi esférica y no existen en ellos una distinción entre cuerpo vegetativo y reproductivo. Los hongos se reproducen a través de esporas sexuales o asexuales. Sus células tienen una pared celular, por lo menos en una etapa de su ciclo vital, la cual, a diferencia de la pared celular de las plantas que contiene celulosa, está formada por quitina. En general viven en los suelos y se ubican junto a materiales en descomposición; también se encuentran en simbiosis con plantas, animales u otros hongos. El origen de los hongos no está claro, la evidencia sugiere que están más estrechamente relacionados con los animales que con las plantas. Se estima que hay cerca de 1,5 millones de especies, de las cuales solo se conoce el 5%. Algunas divisiones del reino Fungi son:

Zygomycota Los cigomicetos producen esporas sexuales y asexuales, viven sobre materia orgánica en descomposición o en el suelo. Algunos forman micorrizas (asociación mutualística con raíces de leguminosas). Ejemplo: el Rhizopus nigricans.

Chytridiomycota Grupos de hongos predominantemente acuáticos; tienen quitina en sus paredes celulares.

182

Biodiversidad

Ascomycota Los ascomicetos son hongos cuyas esporas sexuales (ascosporas) se forman en estructuras tipo saco llamadas ascas. También forman esporas asexuales. Ejemplo: el Saccharomyces cerevisiae (levaduras).

Líquenes A diferencia del resto de los hongos, los líquenes no están formados por un organismo individual, sino que constituyen la asociación simbiótica entre un hongo y un alga. El hongo de esta asociación, en general, es un ascomiceto o un basidiomiceto; mientras que el alga es usualmente una cianobacteria o un alga verde.

Basidiomycota. Los basidiomicetos, popularmente se conocen como hongos o setas. Algunos son comestibles, otros son venenosos. Producen esporas sexuales (basidiosporas). La producción de esporas asexuales es muy rara. Ejemplo: el Agaricus brunnescens (champiñones).

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En muchas recetas de la cocina de origen europeo, particularmente la española, francesa e italiana, se usan las trufas y otros hongos, debido a su sabor y aroma únicos. El uso de las trufas comenzó desde la civilización antigua egipcia y se le atribuyeron propiedades afrodisíacas. Las trufas son hongos ascomicetos.


Reino Plantae Las plantas son organismos multicelulares, autótrofos, y en general terrestres; su reproducción es sexual y asexual; sus partes aéreas están recubiertas por una cutícula; tienen estomas y pared celular celulósica. Se estima que este reino está compuesto por 300 a 315 mil especies aproximadamente, de las cuales, la gran mayoría (260 a 290 mil) son plantas de las llamadas plantas superiores o con semillas. Este reino puede ser dividido en dos grupos: las plantas no vasculares y las plantas vasculares (traqueofitas). Plantas no vasculares

Son plantas de tamaño pequeño y viven en lugares húmedos. No tienen un sistema vascular para el transporte de agua y sustancias nutritivas. Carecen de hojas, tallos y raíces verdaderas; tienen rizoides para unirse al suelo y absorber nutrientes. Incluyen tres divisiones:

Bryophyta (musgos). Tienen aspecto esponjoso que les permite retener la humedad y se reproducen sexualmente. Por ejemplo: Polytrichum.

Plantas vasculares

Tienen un sistema vascular para el transporte de agua y alimentos elaborados, así como raíz, tallo y hojas verdaderas. Pueden dividirse en plantas con semilla y sin semilla. Las Spermatophytas: Spermatophytas Plantas con semillas. Se clasifican en: Gimnospermas. Plantas de semillas “desnudas” y sin flores. Tienen cuatro divisiones: •Coniferophyta (coníferas). Comprende los pinos, abetos y otros árboles que llevan las estructuras reproductoras en conos. •Cycadophyta (cícadas). Producen conos gigantes y parecen una palma. Por ejemplo: Cycas revoluta. •Ginkgophyta (ginkgos). Sus hojas tienen forma de abanico y su único representante vivo es el Ginkgo biloba, con semillas desnudas que no se encuentran en conos. •Gnetophyta (gnetofitas). Diferentes a otras gimnospermas. Por ejemplo: Welwitschia.

Angiospermas. Plantas con semillas cubiertas y con flores. Tienen una división: •Antophyta, organizada en: Monocotiledóneas. De hojas alargadas, venas paralelas y semillas de un solo cotiledón. Por ejemplo: Zea mays – el maíz. Dicotiledóneas. De hojas con venas reticuladas y semillas con dos cotiledones. Por ejemplo: Tabebuia chrysantha – el araguaney.

Plantas sin semillas Incluyen cuatro divisiones: Psilophyta (helechos escobilla). No son helechos verdaderos. Por ejemplo: Psilotum nudum.

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Hepatophyta (hepáticas). De cuerpo parecido al hígado humano y reproducción sexual y asexual. Por ejemplo: Marchantia.

Anthocerotophyta (ceratófilos). Parecidas a las hepáticas, pero con esporofito más largo. Por ejemplo: Anthoceros.

Lycophyta (licopodios). Producen esporangios en los extremos del tallo. Por ejemplo: Lycopodium.

Sphenophyta (cola de caballo). Tienen tallo largo, hueco, impregnado de sílice y con muchos nudos. Por ejemplo: Equisetum.

Pteridopsida (helechos). Tienen un tallo horizontal (rizoma) para anclarse al suelo y hojas llamadas frondas, en cuya parte inferior se pueden observar las esporas que forman los soros. Por ejemplo: Botrychium. ClasifiCaCión de los seres vivos ii: euCariotas

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Reino Animalia Los animales son muy diversos morfológicamente: algunos animales son acuáticos mientras que otros son terrestres. Los animales son organismos pluricelulares heterótrofos, carentes de pared celular. La mayoría son móviles. La división más sencilla de este reino es la de invertebrados y vertebrados, según la ausencia o presencia de una columna vertebral.

184

Biodiversidad

Rotífera

Animales acuáticos, diminutos, que tienen un tubo digestivo completo, sistemas de órganos desarrollados y cilios en la cabeza. Algunas especies se reproducen por partenogénesis. Ejemplo: Phylodina.

Porífera

Las esponjas son animales sedentarios, de cuerpo poroso; la mayoría son marinos. Existen alrededor de 9 000 especies de esponjas, de las cuales solo unas 150 son de agua dulce. Cualquiera de las células de las esponjas puede dar origen a otras células con funciones distintas, según las necesidades del animal.

Cnidaria

También llamados celenterados. Incluye a las hidras, medusas, anémonas y corales marinos. Su cuerpo es una especie de saco con una abertura (la boca) rodeada por un círculo de tentáculos. Algunos grupos tienen una fase de medusa dominante, otros de pólipo, o ambos. Presentan nematocistos defensivos de acción urticante.

Platyhelminthes

Gusanos planos. De cuerpo alargado, no segmentado y con simetría bilateral. Son hermafroditas o unisexuales. Tienen un sistema nervioso central sencillo; por ejemplo, Taenia solium.

Nematoda

Gusanos de trompa. Son cilíndricos y alargados, cubiertos por una cutícula; tienen simetría bilateral, un sistema nervioso, un sistema digestivo con boca y ano, y una cavidad corporal primitiva llamada seudoceloma. Pueden ser de vida libre o parásitos. Por ejemplo, Ascaris lumbricoides (lombriz intestinal).

Annelida

Gusanos segmentados con el cuerpo dividido en segmentos similares y cubierto por una cutícula de la que emergen unas estructuras llamadas cerdas que sirven para la locomoción. Por ejemplo, Lumbricus terrestris (lombriz de tierra).

Mollusca

Los moluscos son de cuerpo blando, la mayoría cubiertos por una concha dura; tienen un pie ventral para la locomoción y un manto que cubre la masa visceral que contiene la mayoría de los órganos. En este grupo están el caracol, la almeja, el calamar, la ostra, el pulpo y otros.

Arthropoda

El grupo animal más numeroso, de cuerpo segmentado y dividido en cabeza, tórax y abdomen, cubierto por una cutícula quitinosa dura; sus extremidades son articuladas. Incluye crustáceos, miriápodos, arácnidos, insectos y otros.

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Algunos phyla de invertebrados


Los cordados: phylum Chordata

sAlud y Ambiente

Los cordados constituyen un grupo amplio, variado y muy desarrollado de animales complejos. Se diferencian del resto de los animales por tener un eje esquelético o notocordio, un cordón nervioso dorsal y unas hendiduras branquiales faríngeas. La mayoría de los cordados tienen un sistema circulatorio cerrado, un endoesqueleto y una cola muscular posterior al ano. Tienen simetría bilateral. Este phylum comprende tres subphyla: • Subphylum Urochordata. Son llamados tunicados, debido a que los adultos presentan una túnica gruesa de celulosa en forma de saco que los cubre. Se alimentan de plancton. Ejemplo: la Ascidia. • Subphylum Cephalochordata. Están representados por los anfioxos, animales marinos pequeños, segmentados, parecidos a peces. Ejemplo: el Amphioxus. • Subphylum Vertebrata. Los vertebrados tienen una columna vertebral verdadera, cabeza bien diferenciada, cerebro protegido por un cráneo y dos pares de extremidades. En el embrión presentan un notocordio que luego es reemplazado por una columna vertebral, que forma el eje del endoesqueleto. La mayoría tiene órganos de los sentidos bien desarrollados. Está dividido en diversas clases:

4

5 Clase Reptilia Los reptiles son animales terrestres de piel seca y escamosa. Ejemplos: lagartos, serpientes, caimanes y tortugas.

ma

7

M

a

ili

ia

ib

s

4 Clase Amphibia Los anfibios se caracterizan por sufrir metamorfosis, tener piel húmeda, sin escamas, y vivir y desarrollarse dentro y fuera del agua. Ejemplos: salamandras, sapos y ranas.

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3 Clase Osteichtyes Son los peces óseos, con el cuerpo recubierto de escamas, de vida acuática estricta. La mayoría son ovíparos, con fecundación externa. Ejemplos: carite, pargo, mero y atún. © editorial santillana, s.a.

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2 Clase Chondrichtyes También llamados peces cartilaginosos, ya que carecen por completo de huesos. La gran mayoría son de aguas marinas y poseen fecundación interna. Hay peces cartilaginosos que son ovíparos, ovovivíparos e incluso vivíparos. Ejemplos: rayas, mantas y tiburones.

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Son instalaciones en las que se exhiben y se crían animales. Con el tiempo, la misión de los zoológicos ha pasado de ser la mera exposición de animales exóticos al cuidado y la crianza de los mismos. En particular se dedican al estudio científico y a la protección de las especies que se encuentran en peligro de extinción.

Av

1 Ag

1 Clase Agnatha Son animales acuáticos sin mandíbula, tienen un esqueleto cartilaginoso. Muchos son parásitos de peces, como la lamprea.

Los zoológicos

Amniota Tetrapoda Teleostomi Gnathostomata Vertebrata

6 Clase Aves Las aves son animales con plumas y alas. Ejemplos: gallinas, turpiales o canarios.

7 Clase Mammalia Los mamíferos tienen glándulas mamarias y pelos. Algunos son monotremos, es decir, ponedores de huevos, como el ornitorrinco; otros son marsupiales, es decir, dotados de un saco ventral donde llevan la cría, como los canguros; y otros son placentarios porque poseen una placenta durante la gestación, como los roedores o el ser humano. ClasifiCaCión de los seres vivos ii: euCariotas

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Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) Cuando se clasifica un organismo, ¿cómo se sabe si está formado por células eucariotas o no? b) ¿De cuáles enfermedades son responsables los flagelados primitivos y los amoebas? ¿Cuáles son los organismos responsables de las mismas? c) ¿Cuáles son los criterios que se utilizan para designar un reino? d) ¿En qué se diferencian los hongos de las plantas? 1

2

Elabora un cuadro con las diferencias entre: plantas vasculares y no vasculares, plantas y animales, y vertebrados e invertebrados

Analiza, consulta y responde: “La escabiosis o sarna es una enfermedad de la piel causada por el ácaro parásito Sarcoptes scabiei, llamado comúnmente arador de la sarna. Los ácaros son artrópodos de cuerpo no segmentado, ovoide, con cuatro pares de patas. El principal síntoma es la picazón persistente, que se intensifica durante las noches y con el calor. El picor es causado por la reacción alérgica del cuerpo ante el parásito, que se manifiesta con pequeños granos, ampollas y pequeñas úlceras con costras”. a) ¿Cuál es el tratamiento que se debe seguir para erradicar la sarna? b) ¿Consulta con tu familia cuáles son los principales tipos de cura popular para la sarna. ¿Es ese tipo de tratamiento recomendable? ¿Por qué? 3

4

Investiga en Internet cuál es la clasificación taxonómica de los principales animales domésticos. Elabora un informe escrito con los resultados de tu investigación.

En síntesis Copia y completa el siguiente mapa conceptual: Dominio Eukarya puede dividirse en Plantae

Animalia

puede dividirse en

puede dividirse en

con los principales grupos Alveolata

Ascomycota

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Biodiversidad

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con los principales grupos


Experiaprendo

Las claves taxonómicas

Experiencia Lectura “Las claves taxonómicas son recursos que se usan como guías para identificar un organismo hasta una determinada categoría taxonómica. Por lo general, presentan dos alternativas (dicotomía) que describen características que permiten reconocer al organismo (características taxonómicas). La selección de la alternativa correcta lleva a elegir entre otro par de alternativas hasta llegar a la categoría deseada“. Procedimiento Parte I. Uso de claves taxonómicas 1 Supóngase que se desea identificar un sapo del cual solo se sabe que es vertebrado y se pide

determinar la Clase a la que pertenece. Sigue la siguiente clave e identifícalo. Clave 1 1a. Tiene pelos en la superficie del cuerpo. 1b. No tiene pelos. 2a. Tiene plumas. 2b. No tiene plumas. 3a. Presenta escamas, aletas y branquias. 3b. Sin escamas, aletas y branquias.

Clase Mammalia Pasa al número 2 Aves Pasa al número 3 Osteichtyes Pasa al número 4

2 Si se quiere reconocer la clase a la que pertenece una hormiga, se puede usar esta clave:

Clave 2 1a. Con antenas. 1b. Sin antenas. 2a. Un par de antenas. 2b. Con más de un par de antenas.

Clase Pasa al número 2 Arachnida Insecta Crustácea

Parte II. Construcción de una clave taxonómica 3 Construye una clave para identificar plantas o animales, usa las características más relevantes.

Por ejemplo, busca dos plantas que tengan flores y, a su vez, sean distintas. Identifica cuál de las plantas tiene flores hermafroditas, número de anteras o disposición de las flores. Con estas características disímiles construye una clave que permita la identificación de la planta A y de la planta B, únicamente con las características que estudiaste.

Análisis y conclusiones a) ¿Crees que las características físicas son las más apropiadas para la clasificación taxonómica de los seres vivos? ¿Qué otros criterios deberían tomarse en cuenta?

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b) ¿Por qué puede ser importante conocer la clasificación taxonómica de los seres vivos?

Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

ClasifiCaCión de los seres vivos ii: euCariotas

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Tema 3

Importancia de los seres vivos Actívate ¿Qué dependencia existe entre las plantas, los animales herbívoros, los carnívoros y los carroñeros? ¿Por qué estas relaciones deben mantenerse en equilibrio?

Los seres vivos y la ecología Los seres vivos de todos los niveles tróficos son importantes en el mantenimiento del equilibrio ecológico. Entre ellos establecen relaciones inter e intraespecíficas que definen y controlan al ecosistema del que forman parte. Esto hace que sean importantes; desde los organismos procariotas como las arqueas y bacterias, hasta los organismos eucariotas como protozoarios, hongos, plantas y animales. Importancia de las arqueas. Las arqueas representan cerca del 20% de la biomasa terrestre. Por ello, tienen una influencia fundamental para los ciclos biogeoquímicos globales. En particular, las arqueas metanógenas, como su nombre lo indica, son productoras de metano, por lo que influyen en la producción global de gases de efecto invernadero. Adicionalmente, son fundamentales en el tratamiento de aguas residuales, pues intervienen en la transformación anaeróbica de los residuos, produciendo biogás, que el ser humano puede emplear como biocombustible. Esto convierte a las arqueas en organismos importantes para la producción energética. Por otro lado, las arqueas termófilas han revolucionado el conocimiento de la biología molecular debido a su resistencia a temperaturas extremas y a que contienen enzimas que participan en la síntesis de ADN. Importancia de las bacterias. Desde un punto de vista ecológico, las bacterias heterótrofas y los hongos enriquecen los suelos y favorecen el desarrollo vegetal, pues descomponen la materia orgánica. Por ejemplo, las bacterias cianofíceas establecen relaciones simbióticas con los hongos, y originan así los líquenes, cuya presencia se utiliza como indicador natural de ambientes no contaminados. Desde el punto de vista económico, las bacterias tienen un amplio uso industrial en la producción de quesos, yogurt, ácido láctico, alcohol, entre otros productos que se obtienen por medio de procesos de fermentación. Las bacterias son utilizadas ampliamente en ingeniería genética para la producción de hormonas, enzimas y agentes inmunitarios, entre otros.

Importancia de los protozoarios. Al alimentarse de bacterias y otros organismos microscópico del reino Protista, los protozoarios participan en la purificación de cuerpos de agua. Por ello, también se utilizan en el tratamiento de aguas, en especial las amebas y los flagelados. Los protozoarios también producen enzimas que intervienen en los ciclos biogeoquímicos, contribuyendo a fijación de nitrógeno, carbono y fósforo a los suelos, por esto también son valiosos en la producción de abono y en las ciencias del agro. Muchas de las enfermedades más comunes son causadas por protozoarios, por ejemplo, la Giardia lamblia y la ameba Entamoeba histolytica son causantes de diarreas y otros trastornos intestinales.

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Biodiversidad

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También las bacterias representan agentes patógenos para otros seres vivientes. Por ejemplo, el cólera, causado por la bacteria Vibrio cholerae; o las pseudomonas sp, bacterias que atacan a las plantas.


Importancia de las algas. Las algas son importantes para los ecosistemas pues constituyen el primer eslabón del ciclo de vida acuático, especialmente aquellas que constituyen el fitoplancton, el principal alimento de los organismos heterótrofos acuáticos. También contribuyen a la producción de oxígeno en el agua y en la atmósfera. Desde el punto de vista económico, las algas son importantes porque se usan industrialmente en la producción de algina, carrugina y agar; materias primas en la fabricación de alimentos, medicinas y productos industriales. Las algas también tienen valor alimentario para las personas, y pueden ser una posible alternativa a nivel mundial, debido a la gran rapidez con la que crecen.

Importancia de los hongos. Los hongos son organismos descomponedores de materia orgánica y por esto son fundamentales en los ecosistemas, pues contribuyen así con el ciclo de la materia. Algunas especies sirven de alimento a diferentes seres vivos, como por ejemplo, las hormigas, que se alimentan de ellos. Los seres humanos han aprovechado la versatilidad de los hongos y, además de emplearlos como alimento, los utilizan en procesos industriales, como la obtención del antibiótico penicilina, o el antihemorrágico ergotina. Otros, como las levaduras, se emplean en procesos que requieren de la fermentación, como por ejemplo, producción de yogurt y bebidas fermentadas como el vino.

Importancia de las plantas. Algunos de los usos más destacados que da el ser humano a las plantas son:

Importancia de los animales. Algunos de los usos que da el ser humano a los animales son:

• Alimentación. Algunas plantas que se consumen masivamente en el mundo son el arroz, el trigo y el maíz, sin embargo se consume una amplia variedad de plantas que corresponden a cada región.

• Alimentación. Son la principal fuente de proteínas. Se consumen todo tipo de animales, desde insectos hasta ganado vacuno, aves, entre otros. También se obtienen derivados como lácteos, huevos y miel.

• Medicinal. La medicina tradicional hace uso de diversas preparaciones de hojas, tallos y flores que tienen propiedades antipiréticas o expectorantes, entre otras. También muchos de los principios activos en productos de la industria farmacéutica tuvieron su origen en productos naturales encontrados en plantas. Por ejemplo, el taxol, un poderoso medicamento anticanceroso, se aisló de la corteza del tejo del pacífico.

• Elaboración de textiles. Las telas como la lana se obtienen de la oveja y de la alpaca; la seda se obtiene del capullo del gusano de seda. El cuero proviene de la piel de animales como vacas, lagartos, entre otros.

• Industrial. La madera para la construcción de edificaciones y muebles, proviene de árboles como el cedro o la caoba. También se obtienen telas del algodón y el lino.

• Sanitario. Algunos animales tienen potentes venenos, como los alacranes y las serpientes, del que se obtienen fármacos para el tratamiento de diversas dolencias en humanos.

• Trabajo pesado. Todavía en algunas regiones se utilizan el caballo, la mula, los elefantes y camellos, entre otros, como transporte de carga, así como para el arado y el arreo de ganado.

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El intenso uso que ha dado el ser humano a los animales y a sus hábitats ha desaparecido especies completas y ha puesto otras al borde de la extinción.

Importancia de los seres vivos

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Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) ¿Cuál es la importancia de las bacterias y de los hongos en el reciclaje de los materiales del ambiente? b) ¿Qué es el biogás y cuál es su importancia? c) ¿Por qué las algas son una posible fuente de alimentación futura? d) ¿Cuál es la importancia de bacterias y arqueas para la producción de medicinas en el futuro? 1

2

Escoge un organismo de tu interés, determina su clasificación y realiza una consulta en Internet sobre su importancia ecológica, económica, estética y sanitaria. Elabora un informe escrito con los resultados de tu investigación.

3

Analiza y responde:

“La guerra biológica o bacteriológica es una forma singular de combate, en la cual se emplean armas de diferentes tipos que contienen virus o bacterias capaces de producir un daño masivo sobre fuerzas militares o civiles. El uso de este tipo de armas biológicas está terminantemente prohibido por las Naciones Unidas.

• ¿Cuáles son los peligros que conllevaría una guerra biológica? 4

Realiza una investigación bibliográfica sobre la causa de una de las enfermedades que más afectan a la población donde vives, el agente patógeno, sus síntomas y la forma de prevenirla. Prepara una exposición con los resultados de tu investigación para que la presentes como actividad comunitaria en tu localidad.

En síntesis Copia y completa el mapa conceptual: Importancia de los seres vivos puede ser

según los seres sean

Económica

Sanitaria

por su valor

relacionada con

Alimentario

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Productores

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Biodiversidad


Experiaprendo

Relación entre el tiempo de lavado de manos y la cantidad de microorganismos cultivados

Experiencia Materiales • Caja de cartón • Bombillo de 40 vatios • Paletas de helado • Gelatina transparente sin sabor

• 8 cápsulas de Petri • Algodón • Microscopio • Palillos de dientes • Azul de metileno

Procedimiento 1 Prepara gelatina sin sabor y viértela las ocho cápsulas de Petri. Déjalas enfriar. 2 Lava muy bien tus manos, y a continuación enrolla un poco de algodón en uno de los extremos

de ocho palos de helado. 3 Toma uno de los palos de algodón y pásalo entre los dedos de la mano derecha de un compañero o compañera.

Pasa suavemente el algodón sobre la gelatina en la cápsula de Petri marcada con el número 1A, describiendo una trayectoria en zig-zag. 4 Pide a la misma persona que se lave las manos solamente con agua por un tiempo de diez segundos.

(No debe secarse las manos).Vuelve a tomar una muestra entre sus dedos con el algodón y pásalo en la cápsula de Petri número 1B. 5 Repite este procedimiento, tomando muestras iniciales de otras tres personas y haciendo luego que se laven

las manos por 20, 30 y 40 segundos respectivamente. Siembra las muestras en las cápsulas 2A, 2B, 3A, 3B, 4A y 4B respectivamente. 6 Coloca las cápsulas de Petri por una semana en una incubadora construida con la caja de cartón y el bombillo. 7 Con palillos, toma muestras de los cultivos y extiéndelos con cuidado sobre un portaobjetos. Agrégales

una gota de azul de metileno, cúbrelos con un cubreobjetos y observa las láminas al microscopio. 8 Cuenta el número de colonias que observas en el campo del microscopio y grafica la disminución en el

número de colonias en función del tiempo de lavado de las manos.

Análisis y conclusiones a) ¿Cuál es el tiempo de lavado menos eficiente? ¿Cuál fue el más eficiente? b) Formula una hipótesis que relacione la cantidad de microorganismos y el tiempo de lavado de manos.

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c) Escribe tus recomendaciones sobre la importancia de practicar normas higiénicas adecuadas.

Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

importanCia de los seres vivos

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Tema 4

La biodiversidad Actívate Un samán y una danta son formas de vida. ¿Por qué habrá tantos organismos distintos? ¿Cómo es posible que haya organismos que se desarrollen en lugares extremos, como el fondo de los océanos, los desiertos, o los polos?

La diversidad de los seres vivos Se entiende por biodiversidad a la variedad total de genes, especies, ecosistemas y procesos ecológicos de una región geográfica, zona ecológica o la Tierra. La diversidad está asociada con las distintas estrategias adaptativas que tienen las especies para enfrentar al ambiente, la cual se sustenta en el acervo genético de cada especie y dinamiza los distintos procesos ecológicos de los que las especies forman parte.

Las espinas de los cactus y cardones son hojas modificadas.

Las raíces sumergidas de los manglares sirven de refugio a una gran diversidad de especies marinas y dulceacuícolas.

Las migraciones de muchas aves suceden gracias a su capacidad de orientarse según el magnetismo terrestre.

192

Biodiversidad

Las poblaciones pueden mostrar adaptaciones morfológicas, fisiológicas y de comportamiento. • Adaptaciones Morfológicas. Son estructuras anatómicas que garantizan a los individuos una interacción más favorable con el ambiente. Por ejemplo: Algunas plantas que habitan en ambientes áridos, como los cardones y las tunas, tienen espinas, pierden mucho menos agua que las hojas y a la vez constituyen un mecanismo de defensa ante los animales herbívoros. Los animales nocturnos, como las lechuzas, tienen ojos grandes que les permiten mayor visibilidad en la noche para buscar su alimento. • Adaptaciones fisiológicas. Son modificaciones en las funciones orgánicas de los individuos que los favorecen ante un determinado ambiente. Por ejemplo: Los animales con glándulas sudoríparas tienen mecanismos de regulación de la temperatura corporal que les permiten estabilizar la temperatura corporal ante cambios climáticos. Las plantas halófitas, como el mangle, pueden crecer en suelos salinos ya que son capaces de filtrar y almacenar parte de las sales disueltas en el agua. • Adaptaciones de comportamiento. Son conductas que desarrollan los animales de acuerdo a las condiciones ambientales. Por ejemplo: Algunos insectos, como las hormigas y las abejas, viven en colonias organizadas en las que se distinguen jerarquías y grupos especializados que cumplen determinadas tareas. Esto se conoce como vida social. Algunas aves procedentes de latitudes con cuatro estaciones pasan el invierno en regiones tropicales. Luego, durante el verano, vuelven a estas latitudes altas para reproducirse. Este comportamiento en los animales se conoce como migración.

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Adaptaciones que favorecen la biodiversidad


Biodiversidad y evolución La biodiversidad es el resultado de la evolución de las ferox especies a través de millones de años, cuyas adaptaciones Liopleurodon (reptil fósil) son resultado de la selección natural y el mutacionismo aplicados a niveles micro y macroevolutivos. Esta evolución es manifiesta según tres procesos: Carcharodon carcharius

La evolución convergente

(tiburón)

Es un proceso que se observa en diversos organismos Tursiops truncatus los cuales desarrollan estructuras análogas en respuesta (delfín) a presiones ambientales similares. Este proceso conduce al desarrollo de organismos muy parecidos, incluso a partir de especies muy distintas. Los grupos de organismos diferentes que muestran adaptaciones análogas presentan lo que se denomina una convergencia adaptativa. Un ejemplo de evolución convergente se observa en tres especies: un reptil fósil, el liopleurodon; un pez, el tiburón y un mamifero, el delfín. En los tres casos, a pesar de pertenecer a grupos animales muy diferentes, comparten características semejantes, como la presencia de aletas y la forma del cuerpo perfectamente adaptada al medio acuático.

La evolución divergente Este proceso evolutivo se produce por la acción de distintos ambientes, donde cada uno ejerce una presión de selección diferente, sobre una misma población. Esto conduce al desarrollo de organismos con características distintas. Por ejemplo en el caso de los pinzones de las islas Galápagos, estos evolucionaron de una única especie ancestral que dio origen a especies que difieren en la forma de sus picos. Este proceso de evolución divergente se denomina radiación adaptativa. En primer lugar, los pinzones se diversificaron en arbóreos y terrestres, y luego según el tipo de alimentación. La forma de los picos de los pinzones arbóreos está adaptada al consumo de insectos, mientras que los pinzones terrestres tienen picos típicos de las aves herbívoras.

La evolución convergente lleva a las especies a explotar el mismo ambiente, o ambientes parecidos.

Hábitat Suelo

Cactus Árboles

Alimentación Semillas Yemas y frutos Insectos La evolución divergente como la de los pinzones en las Islas Galápagos diversifica la explotación de varios tipos de ambiente.

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La coevolución Es un proceso evolutivo que involucra especies interdependientes, en el que las adaptaciones de una especie dan lugar a las de la otra. El ejemplo más común es la relación entre las plantas y sus polinizadores. Por ejemplo, la orquídea Estrella de Belén (Angraecom sesquipedale), almacena el néctar en un espolón de 25 a 30 cm de largo. Darwin predijo que debía existir una mariposa con una probóscide que pudiera alcanzar el néctar. 40 años después fue descubierta, en Madagascar, una polilla con tales características, que efectivamente era el polinizador de dicha orquídea.

La coevolución entre la Estrella de Belén y su polilla polinizadora logró un grado de interacción tan especializada que si una de las especies estuviera amenazada, también la otra se vería afectada. La biodiversidad

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Niveles de biodiversidad La biodiversidad está dividida en tres niveles muy relacionados entre sí: genes, especies y ecosistemas. Por ejemplo, cuando una especie se extingue, se reduce la diversidad en el acervo génico y se altera la estructura del ecosistema.

Diversidad genética

Gracias a la diversidad genética de la especie Canis lupus (el perro), los seres humanos han podido derivar numerosas razas.

La variedad de los genes dentro de las especies se denomina diversidad genética. Para conocerla, es necesario evaluar el genotipo de los individuos de cada especie que se encuentra en una región geográfica específica. Esta diversidad genética se relaciona con el aporte que hacen las especies a su propio acervo genético, lo que asegura su diversidad intraespecifica y por lo tanto la gama de posibles adaptaciones ante las fluctuaciones ambientales.

Diversidad de especies

La diversidad de especies se soporta en la diversidad genética y depende de las características particulares de cada ecosistema.

El número total de especies que se encuentran en una región constituye la diversidad de especies. Determinar el total de especies que existen en un área geográfica es un proceso complejo, que se dificulta aún más mientras mayor sea su extensión. Una vez que se conoce el número total de especies de una región, es necesario evaluar la diversidad taxonómica, es decir, el número de grupos taxonómicos que allí se encuentran y las interacciones que se establecen entre dichos grupos. Por ejemplo, en una montaña se encuentran 10 especies de aves, 5 especies de mamíferos y 2 especies de reptiles; mientras que en otra montaña solo se encuentran 17 especies de aves. En ambos casos, el número total de especies es el mismo (17); no obstante, la primera montaña presenta más diversidad taxonómica respecto a la segunda, ya que hay aves, mamíferos y reptiles; mientras que en la segunda montaña solo hay aves. Es decir, que a mayor diversidad taxonómica, mayor será el número de relaciones que se establecen entre los organismos que habitan una determinada zona geográfica.

El lugar donde tiene encuentro dos o más ecosistemas se denomina el ecotono, como la frontera entre los ecosistemas terrestre y acuático.

194

Biodiversidad

Los distintos mecanismos de adaptación diversificaron la vida en los distintos hábitats. Los seres vivos no viven aislados, sino que forman parte de los ecosistemas, estableciendo un complejo de interrelaciones que involucra a los propios seres vivos y a su ambiente. Los ecosistemas soportan a la diversidad de especies que le son propias, por lo que resulta evidente, que es imposible mantener la diversidad de especies si los ecosistemas son destruidos; de hecho, es precisamente la destrucción de los ecosistemas la que ha ocasionado la desaparición de muchas especies en los últimos siglos.

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Diversidad de ecosistemas


La diversidad cultural como patrimonio común de la humanidad Actualmente existen en el planeta cerca de 6 000 grupos étnicos que tienen características físicas, psicológicas y emocionales diferentes, así como distintas formas de analizar e interpretar los fenómenos y sucesos del mundo que les rodea. La diversidad cultural comprende la variedad de costumbres, lenguaje, prácticas agrarias, creencias religiosas, tendencias artísticas y músicales, organizaciones sociales y costumbres alimentarias, entre otras. Así como la diversidad genética, de especies y de ecosistemas; la diversidad cultural humana también puede considerarse como parte de la biodiversidad. La diversidad cultural contribuye con la adaptación de los seres humanos a las condiciones ambientales de su entorno. El conjunto de ritmos y formas musicales que se registran en el país, como por ejemplo el joropo, los pasajes, la gaita o los valses, forma parte de la diversidad cultural venezolana. En el aspecto alimentario, por ejemplo, se tienen los platos típicos de diferentes regiones, que incorporan como alimentos animales y plantas abundantes en cada región. Otro aspecto de la diversidad cultural del país se puede observar en las variedades de vestido y calzado que se utilizan, de acuerdo al clima de cada región. Así, en los estados andinos, los habitantes utilizan botas altas, ruanas y ropa de lana; mientras que en la región costera se utilizan prendas frescas de algodón y calzados abiertos.

Zoom Biodiversidad y selección artificial Desde la Antigüedad, el hombre realizaba cruces de las plantas que producían más grano, los animales que producían más carne, o los más fuertes. Esta selección era artificial, pero se hacía mediante un proceso natural de reproducción. En los últimos años, en cambio, se ha logrado a través de la manipulación genética.

Es tal la importancia del concepto de diversidad cultural que la Declaración Universal sobre la Diversidad Cultural, publicada por la UNESCO en el año 2001, proclama en su artículo 1 lo siguiente: “Artículo 1 – La diversidad cultural, patrimonio común de la humanidad.

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La cultura adquiere formas diversas a través del tiempo y del espacio. Esta diversidad se manifiesta en la originalidad y la pluralidad de las identidades que caracterizan a los grupos y las sociedades que componen la humanidad. Fuente de intercambios, de innovación y de creatividad, la diversidad cultural es tan necesaria para el género humano como la diversidad biológica para los organismos vivos. En este sentido, constituye el patrimonio común de la humanidad y debe ser reconocida y consolidada en beneficio de las generaciones presentes y futuras”.

Gracias a las tecnologías de la comunicación y el transporte, la diversidad cultural de los pueblos del mundo se pone en contacto y constituye lo que se conoce como aldea global. La biodiversidad

195


Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) ¿Qué relación existe entre variación, adaptación y biodiversidad? b) Describe y explica un tipo de adaptación morfológica. c) Cita un ejemplo de una adaptación fisiológica. d) Define adaptación de comportamiento y cita dos ejemplos de la misma. 1

2

Completa el cuadro: Tipo de evolución

Características

Ejemplo

Convergente Divergente Coevolución

Lee el enunciado y responde: En un determinado ecosistema, una variación ambiental afectó a cierta especie de planta, de la cual había dos subespecies: la subespecie A y la B. La subespecie B se pudo adaptar a la nueva condición, mientras que la subespecie A no se adaptó y comenzó a desaparecer. De la subespecie A se alimentaba un herbívoro X, que era el alimento de los carnívoros T, U y V. Al ir desapareciendo A comenzó a desaparecer el herbívoro X y, con él, los carnívoros. Con el paso del tiempo, los pocos hervíboros X restantes, desarrollaron la capacidad de alimentarse de la planta B. De esa manera, aumentó la población de X, reaparecieron los carnívoros T, U y V. a) ¿Qué fenómenos principales se produjeron? b) ¿Qué relación puede deducirse entre genes, especies y ecosistemas? 3

En síntesis Copia y completa mapa conceptual: La biodiversidad cuyos niveles son

es producto de

Diversidad genética

Adaptaciones que pueden ser Morfológicas

que llevan a Procesos de evolución

Convergente

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Biodiversidad

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que pueden ser


Experiaprendo

Descifrando la biodiversidad

Experiencia Materiales • Cualquier tipo de papel plegable. Pueden incluirse papel de regalo, papel reciclado, etc. • Varios patrones descargados de la web con las indicaciones para hacer distintos animales con la técnica de papiroflexia (origami). Procedimiento 1 Formar grupos de cinco o seis estudiantes y que cada grupo elabore hasta tres figuras en papiroflexia de algún animal. 2 A continuación, cada grupo realizará preguntas a los otros grupos

sobre algunas de las adaptaciones que ha tenido en el tiempo cada uno de los animales modelados. El grupo que responda obtiene un punto. Si los grupos participantes no responden, el grupo que pregunta tiene oportunidad de responder. Si tampoco lo logra, nadie obtiene puntos. 3 El o la docente será el moderador y se encargará de que los

grupos se alternen y pregunten uno a uno, para que todos tengan oportunidad de responder. 4 El grupo ganador del juego será el que acumule más puntos. 5 Al final del juego realizar un debate sobre la importancia que tiene

la biodiversidad para los seres humanos.

Análisis y conclusiones a) ¿Es posible que una especie de planta o de animal de las planicies herbáceas del áfrica tropical pueda adaptarse a las condiciones de los llanos de Venezuela?

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b) ¿Qué repercusiones podría traer para los ecosistemas de una región o país la introducción de especies no autóctonas? Comenta con un ejemplo de alguna especie introducida en el país.

Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

la Biodiversidad

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Tema 5

Situación actual de la biodiversidad Actívate ¿Qué medidas se pueden tomar para evitar que las actividades humanas provoquen la extinción de algunas especies de organismos? ¿Cuál es tu aporte para asegurar los procesos ecológicos del planeta?

Situación de la biodiversidad de la Tierra

¿Cuántas especies hay en la Tierra? Algunos científicos proponen que el número total de especies terrestres está alrededor de los 100 millones; sin embargo, un cálculo más conservador lo ubica alrededor de los 10 millones. Este número se estima que representa cerca del 1 % de todas las especies que han vivido alguna vez en la Tierra.

198

Biodiversidad

Grupos

No de especies conocidas

Grupos

No de especies conocidas

Invertebrados

1 300 000

Aves

10 000

Peces

31 000

Mamíferos

5 500

Anfibios

6 500

Plantas no vasculares

24 000

Reptiles

9 000

Plantas vasculares

280 000

La mayor parte de las especies conocidas entre los animales son los invertebrados. De los invertebrados, el grupo más conocido es el de insectos, que se cuentan en un número cercano al millón de especies. A su vez, entre los insectos los coleópteros son los más numerosos.

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Zoom

Los científicos se han tomado la tarea de clasificar a todas las especies de seres vivos, y hasta los momentos han logrado clasificar cerca de 1 750 000 especies que se encuentran en el planeta: desde las bacterias y arqueas, hasta los seres humanos. Sin embargo, esta cantidad es tan solo una aproximación, ya que cada día se descubren nuevas especies, por lo que se piensa que estos números pudieran estar muy alejados del valor real. Los grupos de seres vivos más explorados y descritos son aquellos notables o de importancia comercial, como los árboles, los peces, las aves y los mamíferos. En el caso de las plantas, las más abundantes y conocidas son las vasculares, como las gimnospermas o las angiospermas. Sin embargo, se estima que los grupos menos diversos, como las aves y los helechos, tienen un número importante de especies desconocidas. Si bien los bosques tropicales ocupan cerca del 7% de la superficie total de la Tierra, se estima que en estas regiones es donde existe una mayor biodiversidad, con cerca del 50% de todas las especies vivas del planeta. No obstante, el número de especies que se conoce en estas regiones es significativamente menor que el conocido en las regiones templadas. Esto se debe a que es precisamente en estas últimas, donde se ha intensificado el estudio de la biodiversidad.


Especies en extinción La extinción es la desaparición de especies de seres vivos. Es un proceso que ocurre normal e inevitablemente en el transcurso de la evolución, como consecuencia de la incapacidad que han tenido algunos grupos de organismos para adaptarse a cambios en el hábitat o a otras situaciones, como la competencia o la depredación. A diferencia de las extinciones que ocurrieron en el pasado como parte del proceso evolutivo, la desaparición acelerada de especies en la actualidad es el resultado de la actividad del ser humano sobre su ambiente. Personas, organizaciones y países han trabajado en la últimas décadas para identificar especies, poblaciones y hábitats amenazados de extinción o degradación con objeto de administrar más racionalmente el ambiente y para moderar o disminuir la influencia de las actividades humanas y, al mismo tiempo, mejorar las opciones de desarrollo de las personas que usan los recursos del ambiente como medio de subsistencia. Riesgo de desaparición de las especies

Cardenalito (Carduelis cucullata) Situación de amenaza: en peligro crítico.

Algunas de las causas que provocan la desaparición de especies son: destrucción del hábitat; introducción de enfermedades, parásitos y depredadores para los que la flora y fauna nativas carecen de defensas; control de algunas poblaciones de presas consideradas plagas, lo cual ha conducido casi a la desaparición de sus depredadores; contaminación del aire, agua y suelo; sobreexplotación de especies; uso de productos químicos tóxicos en el control de plagas; cacería furtiva y tráfico ilegal de especies. Para catalogar el riesgo de desaparición de especies animales, en el Libro rojo de la fauna venezolana se estableció la siguiente clasificación: • Extinta. Incluye a todas las especies que han desaparecido totalmente o en estado silvestre, regional o mundialmente. Tal es el caso del sapito arlequín amarillo de Maracay (Atelopus vogli): la alteración y tala de la selva húmeda de piedemonte del río Güey, cerca de Maracay, fue una de las causas de su extinción. • En peligro crítico. Incluye especies que responden a cualquiera de los siguientes criterios: una disminución del tamaño de la población mayor o igual al 80% en los últimos 10 años o tres generaciones; un área de distribución geográfica o de ocupación severamente fragmentada o se conoce sólo en una localidad; un tamaño de la población estimada en menos de 250 individuos maduros; o una probabilidad de extinción en estado silvestre de al menos 50% dentro de 10 años o tres generaciones. En Venezuela, el cardenalito (Carduelis cucullata), que en la actualidad se encuentra en los estados Falcón, Lara, Barinas, Miranda, Anzoátegui y Guárico, parece no superar los 1 000 individuos en todo el país.

Oso frontino (Tremarctos ornatus) Situación de amenaza: en peligro.

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• En peligro. Las especies en peligro responden a cualquiera de los siguientes criterios: una disminución del tamaño de la población mayor o igual al 50% en los últimos 10 años o tres generaciones; un área de distribución geográfica o de ocupación fragmentada o se conoce que no existe en más de cinco localidades; un tamaño de la población estimada en menos de 2 500 individuos maduros; o una probabilidad de extinción en estado silvestre de al menos 20% dentro de los próximos 20 años o cinco generaciones. En Venezuela se estima que hay menos de 2 000 osos frontinos (Tremarctos ornatus), cuyo hábitat son los bosques altos de los Andes de Táchira, Mérida y Trujillo, parte meridional de Lara y norte de Portuguesa, debido principalmente a la destrucción y fragmentación de su hábitat. • Vulnerable. Las especies en esta categoría de amenaza responden a cualquiera de estos criterios: una disminución del tamaño de la población mayor o igual al 30% en los últimos 10 años o tres generaciones; un área de distribución geográfica o de ocupación fragmentada o que se conoce que no existe en más de 10 localidades; un tamaño de la población estimada en menos de 10 000 individuos maduros; o una probabilidad de extinción en estado silvestre de al menos 10% dentro de los próximos 100 años. El botuto (Strombus gigas) es un caracol que tiene una amplia distribución en el mar Caribe, en Venezuela se encuentra particularmente en la isla de Margarita, el archipiélago Los Roques e isla La Orchila; sus poblaciones están severamente reducidas. • Otras categorías. Incluye especies que se encuentran en categorías de menor amenaza como: casi amenazado o preocupación menor. También se tiene presente a las especies de las que se tienen datos insuficientes o no evaluadas.

Botuto (Strombus gigas) Situación de amenaza: vulnerable. SITUACIÓN ACTUAL DE LA BIODIVERSIDAD

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Salud y ambiente El Día Mundial del Ambiente El 15 de diciembre de 1972, la Asamblea General de la Organización de Naciones Unidas (ONU) estableció el Día Mundial del Ambiente, a celebrarse todos los años el 5 de junio. El objetivo de esta creación fue el de sensibilizar a la opinión mundial respecto a temas ambientales y estimular a personas y países hacia un cambio de actitud que asegure la calidad de la vida de todos los seres del planeta.

Especies amenazadas en Venezuela Por ser Venezuela un país considerado megadiverso (de diversidad muy elevada con respecto a otros países), un incremento en las especies extinguidas y amenazadas en Venezuela es grave, ya que contribuiría a la pérdida de la biodiversidad a nivel mundial. De hecho,Venezuela cuenta con unas 1 340 especies de aves, 323 especies de mamíferos, 283 especies de reptiles, 202 especies de anfibios y 25 000 especies de plantas. Actualmente, de acuerdo con el Libro rojo de la fauna venezolana (2008), existen 198 especies animales cuyas poblaciones naturales están catalogadas como en peligro crítico, en peligro y vulnerables. Entre ellas se tienen 44 mamíferos, 37 peces óseos, 35 aves, 26 anfibios, 22 reptiles, 18 insectos y 10 crustáceos. Las principales causas que inciden en la amenaza de las especies son: aumento de la actividad agrícola y ganadera; explotación irracional agropecuaria y forestal; introducción no moderada de especies exóticas; tráfico ilegal de especies; expansión de las zonas urbanas; contaminación del aire, agua y suelos; cacería no regulada, y desarrollo no controlado de la infraestructura de servicios.

Importancia de la conservación de la biodiversidad para el ser humano La vida de los seres humanos está ligada a la vida de los demás seres vivientes del planeta, por lo que daños a algunos de ellos, a la larga, pueden traducirse en daños a su calidad de vida. Por ello, la preservación de la biodiversidad es esencial para la conservación de la especie humana y del planeta. Los elementos necesarios para la vida humana, como materias primas, fármacos para curar enfermedades, climas o disponibilidad de agua, dependen, de una forma u otra, de la conservación de los ecosistemas. En los ambientes naturales existen gran cantidad de plantas y animales que representan recursos potenciales de uso humano, los cuales pueden complementar con el cultivo de plantas para consumo masivo o la cría de animales domésticos.

¿Por qué conservar la biodiversidad? La pérdida de la biodiversidad puede ser vista como parte de la degradación de los ambientes del planeta. El problema no se restringe exclusivamente a la desaparición de especies, sino también al deterioro de los componentes del ecosistema. Además del valor moral que representa la vida de los seres vivos, hay otras razones para conservar la biodiversidad, algunas de ellas son: • La actividad fotosintética de las plantas permite el aporte continuo del oxígeno que respira la mayoría de los seres vivos, incluyendo los seres humanos. En este sentido, la destrucción de las selvas tropicales pone en serio peligro la vida en la Tierra. • La desaparición de ambientes y especies pone en peligro la propia existencia del ser humano. • La vida silvestre representa un enorme reservorio de alimentos y medicinas. • El estudio científico de muchas especies puede aportar conocimiento valioso en la comprensión sobre la naturaleza del ser humano y su relación con el ambiente.

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Biodiversidad

A pesar de los esfuerzos realizados, el ritmo de pérdida de la biodiversidad mundial ha seguido aumentando.

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• Los seres humanos dependen de la naturaleza y de la vida silvestre.


Iniciativas internacionales para proteger la biodiversidad En el mundo actual, además de los esfuerzos que realizan los gobiernos de las naciones, existen muchas organizaciones nacionales e internacionales que se ocupan de realizar actividades a nivel político, científico o comunitario, encaminadas hacia la protección de los ambientes o de los seres vivos y, con ello, de la biodiversidad. Algunas de estas organizaciones son: • UNESCO. Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura. • CITES. Convención Internacional para el Combate al Tráfico de Especies Amenazadas o en Peligro de Extinción. • IUCN. Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza. La red ambiental de carácter global más grande y antigua del mundo. Es una unión democrática de miembros que reúne a más de 1 000 organizaciones gubernamentales y no gubernamentales, además de unos 11 000 científicos voluntarios y expertos de alrededor de 160 países. • CI. Conservación Internacional. Desarrolla programas destinados a conservar la herencia viviente de la tierra, la biodiversidad global, en más de 32 países. • UNEP. Programa Ambiental de las Naciones Unidas, y PNUMA. Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Ayudan a implementar políticas y prácticas de protección del ambiente en países en desarrollo. • WCS. Sociedad para la Conservación de la Vida Silvestre, con amplios planes a nivel mundial. • Bird Life International. Asociación mundial de organizaciones dedicadas a la protección de aves, sus hábitats y la biodiversidad global. • IWMI. Instituto Internacional para el Manejo del Agua. Uno de los centros de investigación internacionales apoyados por una red de 60 gobiernos, fundaciones privadas y organizaciones internacionales y regionales. • Wetlands International. Organización mundial que trabaja para sostener y restaurar los humedales y sus recursos en beneficio de las personas y la biodiversidad. • WWF International. Fundación Mundial para la Vida Silvestre. Organización cuya función es la de disminuir drásticamente la degradación ambiental de la Tierra, procurar que el ser humano viva en armonía con la naturaleza, disminuir la contaminación, protegiendo y conservando de esta manera la diversidad biológica mundial.

¿Qué se hace en Venezuela para proteger la biodiversidad? En Venezuela existen leyes y reglamentos destinados a proteger, conservar y mantener el medio ambiente. En la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, el artículo 127 establece: “Es un derecho y un deber de cada generación proteger y mantener el ambiente en beneficio de sí misma y del mundo futuro”. Otros documentos legales para la protección del ambiente y la biodiversidad son: • Ley Orgánica del Ambiente • Ley de Residuos y Desechos Sólidos • Ley de Reforma Agraria • Ley de Diversidad Biológica

• Ley Forestal de Suelos y Aguas • Ley de Protección a la Fauna Silvestre • Ley de Pesca • Ley de Minas

Gubernamentalmente, Venezuela cuenta con un Ministerio del Ambiente encargado de atender los asuntos en materia ambiental. Además, existe una serie de organizaciones no gubernamentales que trabajan activamente en la conservación, la biodiversidad y el desarrollo sustentable. Entre ellas tenemos: • FUDENA. Organización cuya misión es contribuir a la conservación de los recursos naturales y el ambiente, mediante la preservación de la riqueza biológica y la promoción del desarrollo sustentable • VITALIS. Sus objetivos son contribuir a la formación en valores, conocimientos y conductas, cónsonas con la conservación ambiental y el desarrollo sustentable. • PROVITA. Organización que se ocupa de la conservación ambiental. • FUNDACIÓN TIERRA VIVA. Promueve programas de desarrollo. • ARFA. Centro de protección de la fauna silvestre y conservación ambiental a través de programas de educación ambiental.

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• BIOPARQUES. Asociación civil cuyos objetivos son motivar a la ciudadanía a apoyar la conservación de los parques naturales para lograr el desarrollo sustentable. Venezuela, además, tiene acuerdos con otros países destinados a proteger los ambientes, entre ellos: • Tratado de Cooperación para el Desarrollo de la Cuenca Amazónica. • Convenio para la Protección y el Desarrollo del Medio marino de la Región del Gran Caribe. • Protocolo de Cooperación para Combatir los Derrames de Hidrocarburos en la Región del Gran Caribe. • Tratado de Protección de la Naturaleza y sus Elementos.

situaCión aCtual de la Biodiversidad

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Actividades

Para realizar en el cuaderno

Responde: a) Si en la superficie de la Tierra hay millones de especies de seres vivientes, ¿por qué es importante considerar como grave que algunas estén amenazadas de desaparecer como consecuencia de las actividades de los seres humanos? b) ¿En qué consiste la extinción de las especies? c) ¿Qué clasificación se utiliza para catalogar el riesgo de desaparición de especies? d) Cita algunas de las principales causas que pueden afectar la biodiversidad de un país como Venezuela. 1

2

Consulta en Internet u otras fuentes bibliográficas y elabora un cuadro con los nombres de 10 especies animales amenazadas en Venezuela, su distribución geográfica, las causas de su amenaza y las acciones que se están tomando para su conservación.

Analiza el significado de las siguientes frases y explica sus implicaciones para el ambiente y el ser humano. a) La biodiversidad es importante para la vida del ser humano. b) La tala y la quema representan una amenaza para la biodiversidad de Venezuela. c) Un humedal es una zona de tierras, generalmente planas, en la que la superficie se inunda permanente o intermitentemente y es un importante hábitat para muchos seres vivos. Los humedales deben ser protegidos. 3

Consulta y responde: a) ¿Qué dice la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela en su artículo 127 sobre la protección y conservación de nuestro ambiente? b) ¿Qué otras leyes existen en nuestro país sobre el mismo tema? 4

En síntesis Copia y completa el siguiente mapa conceptual: Biodiversidad terrestre se ha clasificado cerca de

algunas presentan Riesgos de extinción

ejemplo

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Biodiversidad

ejemplo

ejemplo

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cuyas características de amenaza son


Experiaprendo

Biodiversidad y especies amenazadas de extinción

Experiencia Materiales • Libros sobre especies venezolanas en amenazadas de extinción (como el Libro rojo de la fauna venezolana y el Libro rojo de la flora venezolana, editados por PROVITA) • Computadora con conexión a Internet Procedimiento 1 El o la docente procederá a dividir a los y las estudiantes en grupos de tres. 2 A cada grupo le serán asignadas tres especies venezolanas

en peligro de extinción. 3 Cada grupo tendrá una semana para desarrollar una investigación sobre las especies amenazadas. 4 Aspectos generales a considerar en la investigación:

• Descripción de la especie y su categoría de amenaza • Distribución a nivel nacional • Posible utilidad para los seres humanos • Identificación del problema que ha colocado a la especie en situación de peligro de extinción y el papel que los seres humanos han tenido para llevar esa especie a esa situación • Especificar qué se está haciendo para recuperar la especie de la situación de amenaza. 5 A la semana siguiente, cada grupo presentará una exposición sobre lo investigado. 6 Al final de las exposiciones, el o la docente dirigirá un debate general sobre el problema

de la extinción de las especies y qué se está haciendo o se debería hacer, a nivel local, nacional e internacional, para disminuir el efecto negativo de las actividades humanas.

Análisis y conclusiones a) ¿Qué repercusiones tiene para ti como ser humano la extinción de una especie? b) ¿Cuál crees que es la importancia de un marco legal para proteger a las especies y los ambientes venezolanos?

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c) ¿Cuál consideras que puede ser tu aporte para evitar la extinción de especies de ambientes que no necesariamente formen parte de tu localidad o región?

Para contribuir con el cuidado del ambiente: • Trata de que los materiales a utilizar sean reutilizados, es decir, que provengan de otros objetos previamente usados.

• Al finalizar la actividad, dispón debidamente los materiales restantes y los productos del trabajo; reutiliza, recicla y desecha, de manera clasificada, lo que sea posible.

situaCión aCtual de la Biodiversidad

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Para realizar en el cuaderno

Comprensión 1 Menciona el tipo de células que tienen los organismos de cada reino. 2 Identifica a qué reino pertenece cada organismo.

a) Bacilo b) Cazón c) Levadura de pan d) Nogal de Caracas e) Ameba f) Dinoflagelado 3 Selecciona el enunciado que se corresponda con cada planteamiento. a) No pueden clasificarse como plantas ni como cromistas. • Diatomeas y algas doradas • Algas rojas y verdes • Algas pardas y hepeaticas b) Es el nivel de biodiversidad de la tundra. • De especies • De genes • De ecosistemas c) D  esaparición de una especie biológica. • Amenaza • Biodiversidad • Extinción • Peligro de extinción

4

Análisis y aplicación 5 Lee los enunciados, reflexiona y responde. a) Históricamente, los y las especialistas en sistemática han examinado detenidamente la anatomía de los organismos para identificarlos. Menciona dos desarrollos tecnológicos que permitan identificar organismos y explica qué permiten hacer. b) Un grupo de jóvenes empresarios desea incursionar en la producción de quesos maduros con distintas características, como la coloración (más oscura o con manchas) y grandes agujeros en dos de sus líneas de quesos. Investiga cuáles microorganismos tendrían que incorporar en cada caso. 6 Observa la imagen, interprétala y responde.

a) ¿Qué reinos son reconocibles en este ambiente? • Plantae y Animalia • Fungi y Plantae Responde: • Archea y Protista a) ¿Qué es una especie endémica? Menciona • El agua, las algas, los peces y las esponjas una especie vegetal y una animal que sean b) ¿Cuál rama de la biología permitiría endémicas de Venezuela. estudiar este ambiente? b) ¿Qué importancia tiene en la industria • La genética farmacéutica el uso del nombre científico • La biotecnología de las plantas al elaborar medicamentos • La ecología a partir de derivados vegetales? • La ingeniería ambiental c) ¿Qué organismo puede ser utilizado c) Si tuvieras que identificar los organismos como indicador natural de ausencia de que ves en la imagen hasta el nivel contaminación? ¿Por qué? de especie, ¿a cuál podrías identificar d) ¿Alguna especie animal ha contribuido y por qué? ¿Qué necesitarías para poder o contribuye positivamente al desarrollo del identificar el resto de los organismos campo de la medicina? Menciona tres ejemplos. que allí aparecen?

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Biodiversidad

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Actividades de refuerzo


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Analiza el siguiente gráfico que muestra la riqueza de la biodiversidad en la Tierra. Luego responde las preguntas y resuelve lo planteado. Riqueza de la diversidad biológica de la Tierra insectos

Nº de especies 100 000 90 000 80 000 70 000

50 000

0

Grupo de seres vivos

a) ¿Qué grupos de organismos han resistido mejor los cambios ambientales? • Mamíferos • Plantas • Insectos • Bacterias

b) ¿Cuál premisa refleja la relación entre diversidad y evolución? • Un grupo muy diverso tuvo mayor evolución. • Los insectos son muy evolucionados respecto a los demás grupos. • La evolución permite la diversificación de los grupos de organismos. • Los grupos más diversos son los más evolucionados. c) La riqueza de la biodiversidad está representada por: • La cantidad de grupos de animales • El número total de especies • Los rasgos físicos de las especies • Las relaciones filogenéticas entre las especies d) ¿El gráfico permite establecer relaciones evolutivas entre las especies? ¿Por qué?

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mamíferos anfibios bacterias esponjas equinodermos reptiles celentéreos aves anélidos nemátodos platelmintos peces algas protozoos hongos moluscos

30 000

artrópodos plantas

40 000

10 000

Lee el planteamiento, reflexiona y responde. Todas las personas, a pesar de tener diferentes características físicas, psicológicas y sociales –como el color de la piel, el color del cabello, la estatura, la posición social o económica, la orientación sexual, las creencias religiosas, los gustos musicales, las preferencias políticas–, tienen características comunes: la estructura del cuerpo, la organización interna, la forma de desplazamiento, la forma de reproducción y la capacidad de pensar. Adicionalmente, tienen las mismas necesidades básicas, como alimentarse, respirar, refugiarse y vestirse, además de los mismos derechos humanos. Sin embargo, algunas personas piensan que unas razas, o incluso, estratos sociales, son superiores a otros y discriminan a las personas que física, social o culturalmente no se parecen a ellas. a) ¿Qué opinas de la discriminación racial y social? b) ¿Por qué crees que es importante aceptar a las demás personas, aunque tengan características distintas de las tuyas? c) ¿Existe algún estudio científico que demuestre diferencias entre los seres humanos? ¿Cuál? ¿Los resultados de este estudio serían argumentos suficientes para sustentar algún tipo de discriminación? Fundamenta y debate tus respuestas con tus compañeros y compañeras. 9

60 000

20 000

Opinión y síntesis 8 Responde a partir del análisis del texto. A lo largo de los años de evolución han ocurrido fenómenos naturales (como las glaciaciones) que han generado patrones evolutivos, con extinción de unas especies y aparición de otras nuevas. • ¿Crees que los cambios globales generados a partir de las actividades humanas pueden generar extinción de especies y surgimiento de otras nuevas? Justifica tu respuesta.

Biodiversidad

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Conexos con... Tecnología e inventiva Biología de la conservación La Fundación AndígenA, cuyo nombre significa “oriundo de Los Andes”, es una institución venezolana sin fines de lucro dedicada a buscar soluciones viables a las necesidades de conservación ambiental, con especial énfasis en la región andina de Venezuela. En su labor desarrollan proyectos de investigación, estrategias de educación ambiental y proyectos factibles, con base en la participación comunitaria. • Visita la página http://www.andigena.org e investiga cuáles son las especies animales con las que la Fundación AndígenA desarrolla proyectos de conservación. • Responde: ¿cuáles pueden ser las ventajas de involucrar a la comunidad en actividades de conservación ambiental? El Libro rojo de la fauna venezolana (tercera edición, 2008) y el Libro rojo de la flora venezolana (primera edición, 2003) son publicaciones hechas en Venezuela por la ONG Provita. Constituyen un inventario exhaustivo de las especies de fauna y flora del país, que se encuentran en alguna de las categorías de amenaza de extinción. En 2010 Provita publicó también el Libro rojo de los ambientes venezolanos, en el cual se presentan los diversos lugares de interés biológico del país que enfrentan algún grado de riesgo o amenaza ambiental. Estas tres obras constituyen una referencia obligada en el manejo y la conservación de especies biológicas y el ambiente en Venezuela. • Localiza los libros mencionados y consúltalos. Haz un listado de las 10 especies o ambientes que representan el mayor riesgo de amenaza. • Consulta la metodología aplicada en el Libro rojo de los ambientes venezolanos y discute con tus compañeros y compañeras la importancia de este trabajo desde el punto de vista científico.

Profesiones y oficios científicos Taxonomía y Especialidad en Derecho Ambiental En Biología, los taxónomos o las taxónomas son profesionales que estudian, ordenan, clasifican y nombran a los organismos. Esta labor no se basa únicamente en la simple observación de las características físicas de los organismos. Hoy en día, se incluyen estudios genéticos, no solo para el reconocimiento de cada especie, sino para el establecimeinto de relaciones entre ellas.

• Investiga en la Web sobre algún suceso que haya representado un daño ambiental en el país. Analízalo y determina si hubo daño a las especies biológicas, e identifica cuáles de ellas lo sufrieron. Así mismo, establece qué medidas penales corresponden ante el daño causado, según los instrumentos legales que aplican.

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El Derecho Ambiental es una rama del Derecho, y se refiere al conjunto de principios y normas jurídicas que regulan las conductas individuales y colectivas que impactan el ambiente. Las leyes ambientales pretenden prevenir daños o repararlos cuando han sido causados, imponiendo sanciones a los responsables.


Idea para la acción

Creación de un recinto de vida silvestre

Propósito: acondicionar un lugar como recinto para el cuidado, resguardo y conservación de especies silvestres. 1

Documentación • Busquen información sobre la fauna silvestre propia de la localidad: aves, mamíferos, reptiles o insectos, entre otros grupos. Asimismo, averiguen el tipo de alimento y refugio que requieren para su existencia, incluyendo plantas que sirvan de alimento o soporte. • Identifiquen los posibles lugares donde crear el recinto (parques, jardines, patios, tanto de la institución como de la comunidad), así como las especies que hacen vida silvestre en la zona. De igual modo, determinen qué especies no desean atraer (ratas, perros, rabipelados, zancudos, gatos, entre otros) y los cuidados que deben tener para mantenerlas alejadas.

2

Planificación • Seleccionen el lugar y las especies con las cuales trabajarán. • Registren todos los materiales que utilizarán para el acondicionamiento de refugios, lugares y dispositivos para alimentación, identificación, mantenimiento, señalización, alimento, entre otros. • Elaboren un plano del recinto, con la disposición de lugares de resguardo, plantas, comederos, bebederos, áreas recreativas y cualquier otro elemento que pretendan incorporar.

Organización de materiales Localicen y dispongan todos los materiales planteados en la etapa anterior. 4 Puesta en acción 3

• Construyan todos los elementos planteados en el plano y procedan al acondicionamiento del lugar, según lo previsto. • Dispongan la señalización requerida para la identificación y el cuidado del recinto. • Abastezcan los comederos y bebederos con la frecuencia adecuada.

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Evaluación • Hagan una reseña sobre la actividad y preséntenla a la comunidad educativa. Pueden aprovechar medios electrónicos para ello, como páginas web educativas o redes sociales. • Visiten el refugio con frecuencia y de manera colaborativa para cumplir con las labores mínimas de mantenimiento. • Conversen sobre la factibilidad de replicar esta actividad en sus residencias, sitios de trabajo y otros espacios públicos. Biodiversidad

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Biología 3er año



Biología 3

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Desde su propio nombre, Conexos -el conjunto de bienes educativos que hemos elaborado para afrontar los nuevos retos de la Educación Media- está comprometido con un mundo de interrelaciones, en el que los saberes no son estáticos ni están encerrados en espacios restringidos, sino que andan en constante movimiento, dispersos en infinitas redes. Estos materiales didácticos apuntan a potenciar los vínculos, activar los contactos, descubrir los enlaces. El aprendizaje significativo, que cultivamos como una de las premisas conceptuales de todos nuestros materiales didácticos, tiene una importancia creciente en esta serie, pues atiende las necesidades de estudiantes que ya han avanzado a otra fase de su educación formal. La necesidad de que las competencias adquiridas sean útiles para la vida es en Conexos una estrategia vital.

Biología 3er año - Conexos  

SANTILLANA VENEZUELA, tradición educativa con talento nacional.

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