Biologa I

Alguien meti la pata, una

inquietante novela grfica

Recurs

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Marcela Gleiser Laura Melchiorre

Silvana Perlmuter Milena Rosenzvit

Notas

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Artculos periodsticos y de divulgacin cientfica

NAP: 1.er y 2. AO

PBA: 2. AO (ESB)

CABA: 1.er y 2. AO NES

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Evolucin, reproduccin y herencia

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Biologa I / Milena Rosenzvit... [et.al.]; coordinado por Pablo Salomn; dirigido por Florencia N. Acher Lanzillotta; edicin a cargo de Sofa Martnez y Sebastin Vargas; ilustrado por Pablo Tambuscio. - 1 ed. - Ciudad Autnoma de Buenos Aires: Edelvives, 2014. 200 p.; 27 x 21 cm. ISBN 978-987-642-314-4

1. Biologa. 2. Enseanza Secundaria. I. Rosenzvit, Milena II. Salomn, Pablo, coord. III. Acher Lanzillotta, Florencia N., dir. IV. Martnez, Sofa, ed. V. Vargas, Sebastin, ed. VI. Tambuscio, Pablo, ilus. CDD 570.712

Direccin editorialFlorencia N. Acher Lanzillotta

Coordinacin editorialGeorgina Ricci

EdicinSofa Martnez Ignacio Miller

AutoraMarcela Gleiser Silvana Perlmuter Laura Melchiorre Milena Rosenzvit

CorreccinEduardo Mileo

Direccin de arteNatalia Fernndez

Diseo de tapa Cecilia Aranda

Diseo de maquetaNatalia Fernndez y Cecilia Aranda

DiagramacinVanina Rodrguez

Documentacin fotogrficaXXxxxxxxx

IlustratacionesFederico Combi Daniel Zilberberg Camila Torre Notari

Preimpresin y produccin grficaFlorencia Schfer

Novela grfica Alguien meti la pataIdea: Milena Rosenzvit, Silvana Perlmuter y Pablo Salomn Guin y dibujos: Pablo Tambuscio

2014, Edelvives. Av. Callao 224, 2 piso. Ciudad Autnoma de Buenos Aires (C1022AAP), Argentina.

FotograFa

Este libro se termin de imprimir en el mes de octubre de 2014,en FP Compaa Impresora, Buenos Aires, Argentina.

Reservados todos los derechos de la edicin por la Fundacin Edelvives. Queda rigurosamente prohibida, sin la autorizacin escrita de los titulares del copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproduccin total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografa y el tratamiento informtico, y la distribucin de los ejemplares de ella mediante alquiler o prstamo pblico. Queda hecho el depsito que dispone la ley 11.723.

La editorial queda a disposicin de los eventuales poseedores de los derechos de fuentes literarias que no pudieron ser contactados.

Fuera de

SERIE

Biologa IEvolucin, reproduccin y herencia

4

Bloque I. Origen y evolucin de la vida

1. El estudio de la biodiversidad Qu especies habitan la laguna? .............................. 15La diversidad de los seres vivos ........................................... 16

Cmo se mide la biodiversidad? ...................................... 17Notas de laboratorio N. 1. Cmo se caracteriza la biodiversidad de una laguna? ......................................... 17El estudio de la diversidad de especies .............................. 18Fijismo versus transformismo ............................................. 19Evidencias a favor del transformismo biolgico ............... 20

Primera evidencia: los fsiles ............................................. 20Segunda evidencia: la anatoma ........................................ 21Tercera evidencia: la distribucin geogrfica ................... 22

La clasificacin de los seres vivos ....................................... 23Taxones y categoras taxonmicas .................................... 23La clasificacin en reinos .................................................... 24La clasificacin en dominios .............................................. 25

El ambiente y los cambios en la biodiversidad ................. 26Extinciones masivas ............................................................ 26Extinciones por causas humanas ...................................... 27

La conservacin de la biodiversidad ................................... 28Mientras tanto, en otro lugar. Los maces de Stalingrado ....29 Mientras tanto, en otro lugar. Repensar la conservacin: reas naturales protegidas o estrategia birregional? ....... 30Actividades de repaso ........................................................ 31Actividades de integracin ................................................ 32

2. Evolucin de los seres vivos Cmo surgen las especies? ........................................ 33Historia de la vida en la Tierra ............................................. 34

Las escalas del tiempo csmico ......................................... 34El ancestro en comn de todos los seres vivos ................. 35Cambios en las ideas sobre la historia de la vida ............. 36

Lamarck y la herencia de caracteres adquiridos ............. 37Mientras tanto, en otro lugar. La evolucin de los mamferos ............................................................................... 37Notas de laboratorio N. 2. Los gusanos se mimetizan con su entorno? ....................................................................... 38

Anlisis de un ejemplo de seleccin natural .................... 39Especiacin y seleccin natural ......................................... 40

Seleccin artificial .................................................................. 41Mientras tanto, en otro lugar. Natural, aunque no tanto ....41Gentica y evolucin .............................................................. 42Las mutaciones ....................................................................... 43Otros mecanismos evolutivos .............................................. 44

Deriva gnica ....................................................................... 44MIgracin .............................................................................. 45Seleccin sexual .................................................................. 45

El estudio de la evolucin ..................................................... 46Mientras tanto, en otro lugar. Entrevista a un evolutlogo..................................................................... 47Evolucin humana ................................................................. 48Actividades de repaso ........................................................ 49Actividades de integracin ................................................ 50

3. El origen de la vidaCmo surgi la primera especie? .............................. 51Historia de las ideas sobre el origen de la vida ................. 52Notas de laboratorio N. 3. Puede la carne podrida producir espontneamente larvas de mosca? ..................... 52Los microbios y la generacin espontnea ........................ 53Mientras tanto, en otro lugar. Generacin espontnea vs. biognesis ..................................................... 53

El triunfo de la biognesis .................................................. 54Notas de laboratorio N. 4. Cmo comprobar que todos los seres vivos, incluidos los microorganismos, solo se originan de otros seres semejantes? ........................ 54

Evolucin prebitica ............................................................ 55La Tierra en sus inicios .......................................................... 56

El origen del agua terrestre ................................................ 56Los gases de la atmsfera ................................................... 57El oxgeno en la evolucin prebitica ................................ 57

Mientras tanto, en otro lugar. La aparicin de la vida era inevitable ................................................................. 58Notas de laboratorio N. 5. Cmo se pueden reproducir las condiciones de la atmsfera primitiva con dos frascos y unos tubos? ........................................................................... 59

Objeciones y nuevos aportes a la evolucin prebitica .......60Origen extraterrestre de la vida? ..................................... 61

Mientras tanto, en otro lugar. Vida extraterrestre, de ficcin ................................................................................. 61Sistemas precelulares ............................................................ 62Las primeras clulas .............................................................. 63La nutricin de los primeros organismos .......................... 64

Tipos de nutricin auttrofa .............................................. 64Tipos de nutricin hetertrofa ........................................... 65La respiracin celular .......................................................... 65La nutricin de LUCA .......................................................... 65

Fotosntesis, oxgeno y consecuencias en la atmsfera ..... 66Actividades de repaso ........................................................ 67Actividades de integracin ................................................ 68

Bloque II. La clula y los tejidos

4. Estructura celularQu tienen en comn todas las clulas? ............... 73Los microscopios pticos y las clulas ............................... 74Notas de laboratorio N. 6. Qu estructura presenta el corcho que lo hace flexible, liviano e impermeable al agua y el aire? ...................................................................... 75Mientras tanto, en otro lugar. La construccin colectiva de la Teora Celular ................................................................ 76Organismos unicelulares y multicelulares ........................ 77Notas de laboratorio N. 7. En qu se parecen las clulas de distintos seres vivos? ...................................... 78La ultraestructura celular ..................................................... 80La composicin qumica de las clulas .............................. 81Mientras tanto, en otro lugar. Biomolculas: orgnicas e inorgnicas ......................................................... 81

5

Las biomolculas y sus funciones ..................................... 82Modelos de clulas ................................................................. 83

El modelo procariota ........................................................... 83Los modelos eucariotas ...................................................... 84

El contenido de las clulas eucariotas ................................ 85Organelas del sistema de membranas .............................. 86

Mientras tanto, en otro lugar. Nobel de Medicina por revelar el misterio del trfico celular .......................... 87Las organelas de la energa celular ..................................... 88

Mitocondrias: la utilizacin de la energa qumica .......... 88Cloroplastos: acumulacin de energa qumica ............... 88

Notas de laboratorio N. 8. Cmo identificar los pigmentos accesorios si solo se observa la clorofila? .......... 89Las membranas de la clula ................................................. 90

El modelo de mosaico fluido .............................................. 90Las protenas y sus funciones en las membranas ........... 91Transporte de sustancias a travs de la membrana ........ 91Transporte pasivo y libre .................................................... 92Transporte pasivo y mediado ............................................. 92

El origen de las clulas eucariotas ...................................... 93Teora autgena: complejidad gradual.............................. 93Teora endosimbitica: fusin de organismos .................. 94

Actividades de repaso ........................................................ 95Actividades de integracin ................................................ 96

5. La pluricelularidadCmo se organizan las clulas en un organismo? ... 97La evolucin de la diferenciacin celular ........................... 98

Especializacin celular ........................................................ 98Integracin y medio interno ............................................... 99La complejidad y el tamao ............................................... 99

Niveles de complejidad pluricelular .................................... 100Nivel de agregado celular: las colonias ............................. 100Nivel tisular: los tejidos ...................................................... 100Nivel de rganos .................................................................. 101Nivel de sistema de rganos ............................................... 101

El origen de la pluricelularidad ............................................ 102La hiptesis colonial ............................................................ 102La hiptesis plasmodial ...................................................... 102La hiptesis de la fagotrofia ............................................... 103

Notas de laboratorio N. 9. Es posible inducir experimentalmente la pluricelularidad por fagotrofia? ..........103Notas de laboratorio N. 10. Pueden las levaduras convertirse en pluricelulares? ............................................... 104Mitosis: divisin o multiplicacin celular? ....................... 105

El ADN y los cromosomas ................................................... 105La mitosis y la distribucin del ADN .................................. 106Notas de laboratorio N. 11. Qu cambios se producen en las clulas durante la divisin? ........................................ 107Multiplicacin controlada de clulas y tejidos .................. 108

Cultivo de tejidos vegetales ................................................ 108Cultivo de clulas animales ............................................... 108

Mientras tanto, en otro lugar. Qu hay de cierto sobre las clulas madre? ................................................................. 109Los tejidos animales .............................................................. 110

Tejido epitelial ...................................................................... 110

Tejido nervioso ..................................................................... 111Tejido muscular ................................................................... 111Tejido conectivo o conjuntivo ............................................ 112

Mientras tanto, en otro lugar. Cmo es el proceso por el cual los animales pasan de ser un cigoto a individuos de millones de clulas altamente organizadas? ................ 113Patrn general de desarrollo embrionario en los animales .. 114Actividades de repaso ........................................................ 115Actividades de integracin ................................................ 116

Bloque III. Reproduccin y herencia

6. La reproduccin de los seres vivosCules son macho y cules, hembra?...................... 121La reproduccin de los seres vivos ...................................... 122La reproduccin sexual ......................................................... 123Notas de laboratorio N. 12. Se producen renacuajos si los vulos de las ranas no se ponen en contacto con el esperma de los machos? ........................................................ 123Los gametos ............................................................................ 124

Los gametos en los animales ............................................. 124La formacin de los gametos ............................................... 125

Gametognesis y variabilidad gentica ............................. 125La fecundacin ....................................................................... 126Tipos de fecundacin .......................................................... 127

Mientras tanto, en otro lugar. Usos veterinarios de la fertilizacin artificial .................................................... 127La reproduccin sexual en los animales ............................ 128

El desarrollo embrionario en los insectos ......................... 128La reproduccin sexual en los porferos ........................... 129Los mamferos que ponen huevos ..................................... 129Los mamferos con marsupio ............................................. 129

La reproduccin sexual en las plantas ............................... 130La reproduccin sexual en las angiospermas .................. 130La reproduccin sexual en las gimnospermas ................. 131

Mientras tanto, en otro lugar. Los incendios forestales favorecen la reproduccin de las conferas ........................ 131La reproduccin asexual ....................................................... 132La reproduccin vegetativa ................................................ 132La partenognesis ................................................................ 133La divisin por fisin binaria .............................................. 133La reproduccin mediante esporas ................................... 134Otras formas de reproduccin asexual: gemacin y fragmentacin ................................................................... 135

Mientras tanto, en otro lugar. Clonacin made in Argentina ................................................................................ 136Actividades de repaso ........................................................ 137Actividades de integracin ................................................ 138

7. Reproduccin y evolucinCmo viven los parsitos? ........................................... 139Reproduccin sexual y evolucin ........................................ 140El origen de la reproduccin sexual .................................... 141La seleccin sexual ................................................................ 142

6

El cortejo en los animales ................................................... 143El dimorfismo sexual ............................................................. 144Animales hermafroditas y que cambian de sexo ............. 145Las estrategias reproductivas ............................................... 146

Estrategas r ........................................................................... 146Estrategas k .......................................................................... 147Curvas de densidad de poblacin ...................................... 147La sucesiones ecolgicas .................................................... 147

La evolucin de las plantas .................................................. 148Aparecen los fotoauttrofos ............................................... 148Las primeras plantas: los musgos ..................................... 148Surgen las plantas vasculares ............................................ 149

Mientras tanto, en otro lugar. En eslabn encontrado .... 149Proteccin del embrin en angiospermas .......................... 150

La dispersin de las semillas y los frutos ......................... 151Notas de laboratorio N. 13. El tamao del ala de una smara influye en su capacidad de dispersin? .................. 151Proteccin del embrin en animales ................................... 152

Los primeros animales ........................................................ 152Surgen los vertebrados acuticos ...................................... 152Los primeros vertebrados terrestres .................................. 153Proteccin del embrin en los mamferos ........................ 153

Sociedades animales ............................................................. 154Mientras tanto, en otro lugar. Un animal muy social: la termita ................................................................................ 154Actividades de repaso ........................................................ 155Actividades de integracin ................................................ 156

8. La reproduccin humanaCundo se producen nacimientos mltiples? ............ 159La funcin de reproduccin en los seres humanos .......... 160El sistema reproductor masculino ....................................... 161

La espermatognesis ........................................................... 162La maduracin de los espermatozoides y la produccin de semen .......................................................... 162

El sistema reproductor femenino ........................................ 163La ovognesis ....................................................................... 164

La regulacin de la gametognesis ..................................... 165El ciclo menstrual ................................................................... 165La fecundacin ....................................................................... 166El desarrollo embrionario ..................................................... 166

Embarazos mltiples: mellizos y gemelos ........................ 167El parto ..................................................................................... 167Mientras tanto, en otro lugar. La Ley de Parto Respetado ...168Tcnicas de fertilizacin asistida ......................................... 169La clonacin ............................................................................ 170Mientras tanto, en otro lugar. Gattaca: seres humanos de diseo ................................................................................. 171Mtodos anticonceptivos y planificacin familiar ............ 172Infecciones de transmisin sexual ...................................... 173

Sndrome de inmunodeficiencia adquirida ...................... 174Mientras tanto, en otro lugar. Programa Nacional de Salud Sexual y Procreacin responsable ........................ 174Actividades de repaso ........................................................ 175Actividades de integracin ................................................ 176

9. Herencia biolgicaCmo se relaciona la estadstica con la gentica? . 177La herencia de los caracteres ............................................... 178El estudio de la herencia: la gentica .................................. 179Las leyes de Mendel ............................................................... 180

Primera ley de Mendel: principio de uniformidad ........... 180Segunda ley de Mendel: principio de segregacin ........... 181Probabilidad en la herencia de un carcter ...................... 182

Notas de laboratorio N. 14. La herencia de una caracterstica (como el color de la semilla) influye sobre la herencia de otra caracterstica (por ejemplo, su rugosidad)? ......................................................................... 183Teora Cromosmica de la Herencia ................................... 184Los cromosomas y la informacin hereditaria .................. 185Meiosis: divisin celular y reduccin de la informacin gentica .................................................................................... 186

Meiosis y variabilidad gentica .......................................... 187Mientras tanto, en otro lugar. Estadstica aplicada a la biologa ............................................................................ 188Mientras tanto, en otro lugar. Gentica, estadstica y derechos humanos en la Argentina .................................. 189Variabilidad y evolucin ........................................................ 190

La presin ambiental acta sobre el fenotipo .................. 191Alteraciones cromosmicas .................................................. 192Actividades de repaso ........................................................ 193Actividades de integracin ................................................ 194

7

Sobre el margen de las pginas encon-trarn anotaciones que acompaarn y guiarn la lectura.

Notas de laboratorio.Propuestas de trabajo para el desarrollo de competencias experimentales genuinas. Invita a reproducir experiencias histricas o actuales.

Quin dijo que solo se aprende a imaginar e interpretar experimentos en el laboratorio?

Cmo es este libro?

En lpiz van a encontrar preguntas y actividades que los ayudarn a comprender el tema.

En birome se incluyen aclaraciones sobre palabras desconocidas, propuestas para revisar otras partes del libro e ideas clave sobre los contenidos de la pgina.

Cada vez que encuentren una imagen como esta, preparen el celu, la tablet o la netbook. Estos cdigos les permiten acceder a los contenidos audiovisuales con solo apuntar con la cmara de sus dispositivos.*

Al finalizar cada captulo, van a encontrar variedad y riqueza de actividades de repaso e integracin que desarrollan sus competencias cognitivo-cientficas. Ayudan a desarrollar el pensamiento cientfico!

Conclusiones que vinculan el enigma de la apertura con los contenidos del captulo. De este modo, se aplican los aprendizajes en el anlisis de casos concretos. Buensimo!

Mientras tanto, en otro lugarPorque no hay una nica fuente de informacin que sea vlida para comprender un tema, el libro incluye propuestas para el anlisis de los contenidos cientficos a travs de la ptica de los medios masivos de comunicacin, el cine, la literatura y otros productos culturales.

* Para tener ms informacin sobre el uso de los cdigos QR, visiten la siguiente direccin: http://bit.ly/EDVB2007

El libro est lleno de recortes de diarios, revistas, folletos y libros!

Alguien meti la pataUna novela grfica que plantea varios enigmas en los que la biologa tiene mucho para aportar... La tranquilidad del pueblo se interrumpe por una serie de sucesos.En la laguna se avistan ranas con extraas mal-formaciones. En las salas de maternidad parecen abundar los partos de mellizos y gemelos. Hay relacin entre estos hechos? Una periodista, un profesor y dos chicos buscarn las respuestas.Se animan a acompaar a los protagonistas para resolver el misterio?

3Qu especies habitan la laguna?

el estudio de la biodiversidad

Continuar en la pgina 33.Cuntas especies distintas pueden habitar

una laguna? A qu grupos pertenecen?

Bloque I

1

La diversidad de los seres vivosLa zona del planeta en la que se encuentran los seres vivos abarca solo

una delgada capa. Se extiende alrededor de ocho o diez kilmetros desde la superficie de la corteza terrestre hacia la atmsfera y apenas unos metros por debajo de ella, hasta donde son capaces de crecer algunos microorga-nismos y las races de ciertas plantas.

Aunque se trate de una pelcula delgada, la biosfera rene una variedad enorme de formas de vida, desde especies unicelulares, como la mayora de las que integran el plancton marino, hasta organismos enormes, como los rinocerontes. Tcnicamente, a esta variedad de formas de vida se la llama diversidad biolgica o biodiversidad. Este concepto comprende las diferencias entre las especies de la biosfera, pero tambin la variabilidad dentro de las poblaciones, es decir, las diferencias genticas entre individuos de una mis-ma especie.

Si observan una familia de seres humanos, o de alguna otra especie de vertebrados, notarn fcilmente que sus integrantes se parecen, pero no son idnticos. A esta variabilidad se la conoce como variabilidad gentica o hereditaria y es un componente indispensable de la biodiversidad. Gracias a la variabilidad gentica, las poblaciones son capaces de resistir condiciones del ambiente que pueden modificarse ms o menos bruscamente en un pe-rodo corto de tiempo, como, por ejemplo, el surgimiento de enfermedades o la escasez de algn recurso. Considerando la existencia de diferencias ge-nticas entre los integrantes de una poblacin, es ms probable que algunos posean caractersticas que les permitan sobrevivir a esos cambios.

Si bien puede estudiarse la biodiversidad del planeta en su conjunto, mu-chas veces se la analiza en un ambiente determinado. Por eso, la biodiver-sidad tambin abarca el nivel de ecosistemas y paisajes. Segn las condi-ciones fsicas que presente un ambiente (como su temperatura media, la humedad y las caractersticas del suelo), la diversidad de organismos que all habiten vara. Por ejemplo, en ambientes donde las condiciones para la vida son favorables, como las selvas, la biodiversidad es alta, mientras que en ambientes inhspitos, donde solo pocos seres vivos pueden desarrollarse, la biodiversidad es menor.

La biosfera rene a toda la biodiversidad que existe en la Tierra. Esta se distribuye prcticamente en todas las regiones continentales y ocenicas, y hasta una altura de varios kilmetros en la atmsfera.

especiespoblaciones (variabilidad gentica)ecosistemas

Biodiversidad

Si el dimetro promedio de la Tierra es de aproximadamente 13.000 km y la atmsfera tiene un espesor de alrededor de 35 km, qu porcentaje corresponde a la biosfera?

Lmite superior de la biosfera

Lmite inferior de la biosfera 11.000 m

Nivel del mar

Algunas aves migratorias

Biosfera

7.000 m

5.000 m

0 m

16

Origen y evolucin de la vidaBloque I

]

NOTAS DE LABORATORIO

Objetivo: analizar la distribucin de las aves, los peces y los mamferos de una laguna.Procedimiento: se establecieron puntos de avistamiento cada 40 m, alrededor de la orilla de la laguna. Desde all, se realizaron observaciones de aves y mamferos a las 6, 13 y 18 horas. Las muestras de peces se obtuvieron con redes, a diferentes profundidades y en distintos puntos de la laguna. Todas las especies observadas se registraron.

Resultados:

experiencia n. 1Cmo se caracteriza la biodiversidad de una laguna?

Cmo se mide la biodiversidad?Actualmente, se conocen casi dos millones de especies de seres vivos

diferentes. Aunque pueda parecer una cifra muy grande, en realidad se es-tima que existen ms de diez millones de especies que el ser humano an no ha identificado o descubierto. Esto significa que solo se conoce alrededor del 20% de la diversidad biolgica del planeta.

Una manera de cuantificar la biodiversidad es a partir del estudio aislado de las especies pertenecientes a cada grupo de seres vivos. As, los bot-nicos estudian las especies vegetales; los zologos, las especies animales; los miclogos, las especies de hongos, etctera. Otra manera es analizar la biodiversidad de un ambiente en su conjunto. Esta tarea es realizada por los eclogos. A travs de la obtencin de muestras en el sitio de estudio, se ela-boran listas de especies, agrupadas segn el grupo al que pertenecen (como aves, mamferos, insectos o plantas, entre otros), que luego son analizadas estadsticamente. Estos estudios permiten conocer la riqueza especfica de un ambiente, que indica la cantidad de especies presentes en l, y su equita-tividad, es decir, la proporcin en que se encuentra cada una de estas espe-cies en relacin con las restantes.

20% especies descriptas

Para repasar lo visto hasta ac, pgina 31, actividades 1 y 2.

80% especies desconocidas

No olvidar responder en el informe:1. Por qu los avistajes se realizaron a dife-

rentes horas del da?2. Qu grupo presenta mayor riqueza espec-

fica en el ambiente estudiado? 3. Qu grupo es el ms equitativo? Por qu?

Aves

N.

de in

divi

duos

obs

erva

dos

1614121086420

Especie

Galli

neta

Tero

Jaca

na

Pollo

na n

egra

Pato

cap

uchi

no

Bent

eveo

Chor

lito

Galla

reta

chi

ca

Horn

ero

Mamferos

N.

de in

divi

duos

obs

erva

dos

30

25

20

15

10

5

0

Especie

Coip

o

Tuco

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o

Cuis

gra

nde

Mul

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ampe

ana

Zorr

o gr

is

Peces

N.

de in

divi

duos

obs

erva

dos

30

25

20

15

10

5

0

Especie

Peje

rrey

Lisa

Corv

ina

negr

a

Leng

uado

Ver la experiencia en: http://bit.ly/EDVB2017

17

El estudio de la biodiversidad Captulo 1

El estudio de la diversidad de especiesComo vimos, una manera de estudiar la biodiversidad es a partir del an-

lisis de cada una de las especies que la conforman. De hecho, este paso es fundamental y se requiere como punto de partida para estudiar la riqueza especfica y la equitatividad de un ambiente. De otro modo, cmo podran identificarse los seres vivos observados?

Los primeros naturalistas se dedicaron a recolectar individuos, descri-birlos y reunirlos en herbarios y bestiarios, segn se tratara de plantas o de animales. A medida que aumentaba el nmero de ejemplares de estas colecciones, se haca cada vez ms difcil logar una manera adecuada para clasificarlos y, as, poder estudiarlos ordenadamente. En el siglo XVII, el na-turalista ingls John Ray (1627-1705) dio un gran paso en el tema, al pro-porcionar una definicin de especie que poda ser aplicada en la prctica. Al contrario de los compendios que se realizaban hasta el momento, que ordenaban los seres vivos alfabticamente, e incluso incluan criaturas fan-tsticas, como unicornios y sirenas, Ray se bas en la observacin directa de los organismos. Segn este naturalista, una especie era un conjunto de individuos que mediante la reproduccin originan individuos similares a s mismos.

A partir de esta definicin, el bilogo sueco Carl Linneo (1707-1778) intro-dujo una nueva manera de clasificar a los seres vivos basada, precisamen-te, en sus rganos reproductores. Adems, propuso una forma de nombrar a las especies de manera inequvoca. De este modo, los investigadores de cualquier parte del mundo pudieron referirse al mismo ser vivo sin caer en los malentendidos debidos al uso de las denominaciones locales. El sistema de Linneo se llama nomenclatura binomial y consiste en aplicar dos palabras para cada especie: una para el nombre del gnero, que abarca a muchas es-pecies relacionadas, y otra para un descriptor especfico. As, el gnero descri-be a todo un grupo, y el descriptor hace referencia a la especie en particular. Por ejemplo, Vicugna vicugna es el nombre de la vicua, mientras que Vicugna pacos define a la alpaca, dos especies relacionadas y, por lo tanto, similares. Este sistema contina utilizndose en la actualidad y permiti nombrar a millones de especies.

Por qu se llamaran

bestiarios? Buscar.

Qu otras definiciones de especie existen? Averiguar. Consultar en captulo 2 la pgina 40.

En Mxico, se llama tomate al Physalis ixocarpa, una planta que no existe en la Argentina.

Bestiario de Conrad Gesner (1516-1565): http://bit.ly/EDVB2018

El sistema de nomenclatura binomial se cre a partir de un concepto de especie basado en la funcin de reproduccin; por eso, los seres vivos se describen y ordenan segn este criterio.

Linneo clasific las plantas y los animales en su libro Systema Naturae (Sistema natural) publicado originalmente en 1735. Este detalle de una acuarela realizada en 1736 ilustra el sistema de clasificacin de las plantas de Linneo, basado en las caractersticas sexuales.

18

Origen y evolucin de la vidaBloque I

Fijismo versus transformismo Los naturalistas que se dedicaron a la clasificacin de las especies, a su

vez, comenzaron un debate directamente relacionado con el origen de la diversidad de los seres vivos: todas las especies existen en la naturaleza desde el comienzo de la vida, o es posible que surjan nuevas especies y que otras desaparezcan del planeta?

Esta pregunta dividi a investigadores en dos grupos. Por un lado, esta-ban quienes sostenan que las especies haban sido creadas por Dios en el origen y que permanecan intactas a travs de la historia de la vida. Por eso, se basaban en la seleccin de ciertos rasgos arbitrarios, que usaban como indicadores, para clasificarlas. Esta hiptesis sobre la fijeza de las especies recibi el nombre de fiijsmo. Por otro lado, se encontraban aquellos que pro-ponan que las especies podan modificarse a travs del tiempo. Estos inves-tigadores buscaban en los seres vivos un conjunto de rasgos que parecan surgir naturalmente como criterio para agrupar las especies y clasificarlas. A esta idea basada en el cambio de las especies a lo largo del tiempo se la llam transformismo o evolucionismo.

El debate entre el transformismo y el fijismo dur mucho tiempo, debido especialmente a la interferencia de cuestiones que no eran cientficas, sino religiosas o filosficas. El ser humano es un ser complejo y, muchas veces, las investigaciones se ven influidas por las creencias o los prejuicios de las personas que las llevan a cabo, aun de manera inconsciente. As, por ejem-plo, Linneo fue muy religioso y defensor del fijismo; sin embargo, matiz su posicin a partir del estudio de especies hbridas de cultivo, resultado de la mezcla de dos especies silvestres, que fueron obtenidas por agricultores y que, por lo tanto, no haban sido creadas por un acto divino en el origen del mundo.

George Louis Leclerc, conde de Buffon (1707-1788), contrariamente a Linneo, era partidario de una naturaleza en continuo cambio, y sostena que muchas de las formas vivientes que se observaban eran degeneraciones de especies anteriores, es decir que estas se transformaban. A pesar de ello, el abandono de ideas tan arraigadas en los cientficos no fue sencillo (como no lo es en ninguna poca). Adems, an faltaba encontrar el mecanismo por el cual las especies cambiaban.

Linneo sostena que todas las especies ha-ban sido creadas originariamente por Dios; por eso, su principal objetivo fue realizar un enorme inventario de todas ellas.

Las ideas del conde de Buffon, expuestas en una extensa obra titulada Historia natural, general y particular, eran claramente trans-formistas.

Aristteles (384-322 a. C.) pensaba que las espe-cies haban sido creadas mediante un acto divino y que se ordenaban segn un grado de perfeccin creciente, el ms alto de los cuales corresponda al ser humano.

Las ranas con muchas patas sern especies nuevas? Cmo pueden haberse formado?

Ver captulo 2, La evolucin de los seres vivos.

19

El estudio de la biodiversidad Captulo 1

Evidencias a favor del transformismo biolgicoLos defensores del transformismo basaban sus ideas en ciertos hechos

que no podan explicarse satisfactoriamente a partir del fijismo. Para los transformistas, estos hechos constituan pruebas o evidencias de que los se-res vivos haban cambiado en el transcurso del tiempo y que, por lo tanto, las especies no permanecan inmutables.

Primera evidencia: los fsilesEl estudio de las rocas que componen la corteza terrestre comenz en

la Antigedad, hace 2.500 aos. De la misma manera que se armaban los herbarios y los bestiarios, en la Edad Media (siglos V al XV), se realizaron lapidarios, es decir, colecciones de rocas y piedras, con descripciones de cada ejemplar. Entre estos ejemplares, se encontraban diversos fsiles.

Algunos naturalistas coincidan en que los fsiles eran solo rocas pro-ducto de la madre tierra y que, aunque parecieran seres vivos, no guar-daban ninguna relacin con ellos. Otros, en cambio, sostenan que los f-siles eran petrificaciones de huesos que alguna vez pertenecieron a seres vivos. As, el cientfico dans Nicols Steno (1638-1686) propuso que eran rastros de la vida de pocas pasadas que no se encontraban descriptas en las Escrituras.

En la actualidad, sabemos que los fsiles son restos de seres vivos, mu-chos de los cuales estuvieron expuestos a un proceso en el que sus partes duras fueron reemplazadas por minerales. Como resultado de este proceso, ocurrido a lo largo de millones de aos, el organismo (o las partes que de l se conservaron) adquiri el aspecto y la composicin de una roca. Uno de los primeros en describir la petrificacin que dio origen a los fsiles fue el cientfico ingls Robert Hooke (1635-1703). Segn Hooke, los minerales del agua ingresaban en los espacios libres de las clulas del organismo y se so-lidificaban. Adems, sostuvo que la ausencia de organismos vivos idnticos a los fsiles se deba a que las especies se haban extinguido y, siguiendo ese razonamiento, lleg a afirmar: no sera raro suponer que existen muchas otras especies nuevas que no existan en el comienzo.

Hooke era transformista o

fijista? Por qu? Y Steno?

Estrato antiguo Estrato antiguo Estratos nuevos

El proceso de mineraliza-cin de los restos de un animal comienza cuando se descomponen los tejidos blandos.

En una segunda etapa, las partes duras (huesos y dientes) son sepultadas por capas de sedimentos y reemplazadas por minerales.

Los movimientos del sub-suelo provocan la elevacin de la roca que contiene el fsil. As, este va subiendo a la superficie.

Finalmente, la erosin puede dejar el fsil al descubierto. Tambin puede ocurrir que sea desenterrado por algn investigador.

Nicols Steno sent las bases de la geologa al afir-mar que los sedimentos se superponen horizontalmen-te en una serie de capas o estratos rocosos, en los que los ms nuevos se asientan sobre los ms antiguos.

20

Origen y evolucin de la vidaBloque I

Segunda evidencia: la anatomaA partir del estudio de la forma y la funcin de diversas partes de los

seres vivos, se encontraron una gran cantidad de similitudes entre especies que habitaban en zonas muy diferentes. Por ejemplo, la pata de un cocodri-lo, el ala de un ave, la aleta de una ballena, el ala de un murcilago y la pata de un caballo presentan el mismo patrn en la posicin y la forma de sus huesos. Sin embargo, sus extremidades cumplen funciones distintas.

Segn Linneo y otros defensores del fijismo, el objetivo final del estudio de las especies consista en deducir el plan original que haba tenido el creador al momento de disearlas. Por ejemplo, la repeticin de una pieza como las vrtebras de la columna era solo una forma de construccin para todos los animales vertebrados, y la similitud en los huesos de las extre-midades de los tetrpodos (animales con cuatro patas) era una prueba de un plan de la naturaleza. Los partidarios del transformismo, en cambio, sostenan que este tipo de similitudes entre especies era una evidencia de que ambas compartan un pasado comn, dado que no eran explicables desde su funcionalidad. Adems, argumentaban que si las especies hubie-sen sido creadas de manera individual, no habra razn de que existieran esas coincidencias.

La cantidad de semejanzas entre seres vivos aparentemente no empa-rentados entre s es abrumadora. No se limita solo a los huesos de las extre-midades de un grupo de animales: tambin se observa, por ejemplo, en la cantidad de patas de los animales vertebrados (que siempre poseen cuatro, y nunca cinco, ocho o veinte), en la presencia de pequeos huesos caracte-rsticos de la pelvis y de las patas en animales que carecen de ellas, como las ballenas y las serpientes, y en las etapas del desarrollo de los embriones. En el siglo XX, con el desarrollo de nuevas tecnologas, fue posible comprobar ms similitudes en la composicin y la organizacin celulares y subcelulares de los seres vivos, como la existencia de membranas dobles, la funcin de los ribosomas en la fabricacin de protenas y, ms an, la universalidad del c-digo gentico expresado en los cidos nucleicos de todas las formas de vida.

Aunque no presenten una misma funcin, las extremidades anteriores de estos animales conservan una estructura comn; esto constituye una evi-dencia a favor de que las especies se transforman.

Las patas mltiples de las ranas tendrn la misma organizacin en sus huesos que las patas de ranas normales? Por qu? Cmo sern sus clulas?

Pollo Cerdo Ser humano

Ciertas etapas del desarrollo del embrin de especies relacionadas mantienen similitudes que luego no se conservan en los individuos adultos.

Cocodrilo

Ave Ballena Caballo

Murcilago Ser humano

21

El estudio de la biodiversidad Captulo 1

Tercera evidencia: la distribucin geogrficaHasta el siglo XVIII, los naturalistas se limitaban a estudiar la biodiversi-

dad en las regiones donde ellos mismos vivan o en sus alrededores. Por eso, no es extrao que muchos creyeran que cada organismo haba sido creado con un fin y hubiese sido depositado en el ambiente que le corresponda. A mediados de ese siglo y durante el siglo siguiente, los investigadores euro-peos salieron a recorrer el mundo.

En sus viajes, los investigadores recolectaron ejemplares de especies pro-venientes de regiones consideradas, para los europeos, exticas y remotas, y pudieron observar las diversas formas de vida en sus ambientes naturales. Esto llev a los naturalistas ingleses Charles Darwin (1809-1882) y Alfred Wallace (1823-1913) a dudar de que las especies hubieran sido creadas par-ticularmente y permanecieran invariables en el tiempo. As, en el diario del viaje que realiz a bordo del Beagle (publicado en 1839), Darwin escribi: La distribucin de los habitantes de este archipilago [de Galpagos] estara le-jos de ser tan sorprendente [] si una isla poseyera una especie de lagarto y otra isla otro gnero distinto, o no poseyera ninguno; o bien, si las diferentes islas estuvieran habitadas no por especies representativas de los mismos gneros de plantas, sino por otros totalmente distintos. Pero lo que me llena de asombro es el hecho de que varias islas poseen sus propias especies de tortugas, pinzones y numerosas plantas, y estas especies tienen las mis-mas costumbres generales, ocupan situaciones parecidas y llenan evidente-mente el mismo lugar en la economa natural del archipilago.

Distribucin de las especies de felinos americanos del gnero Leopardus. Darwin not que las especies no resultaban tan distinguibles entre s, sino que pre-sentaban caractersticas que variaban gradualmente, segn la zona donde cada una se desarrollaba.

Por qu esperara eso Darwin?

Qu se puede deducir de estas

observaciones?

Para repasar lo visto hasta ac, pgina 32, actividades 3 y 4.

Leopardus guigna (gato huia)

Leopardus pardalis (ocelote)

Leopardus wiedii (margay)

Leopardus tigrinus (leopardo tigre)

Leopardus pajeros (gato del pajonal)

Leopardus jacobita (gato andino)

Leopardus geoffroyi (gato monts)

Leopardus braccatus (gato del pantanal)

Leopardus colocolo (gato colocolo)

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Origen y evolucin de la vidaBloque I

Los taxones se clasifican de manera jerrquica.

En el cuadro se ejemplifica con cuatro organismos la clasificacin de los seres vi-vos, segn el actual sistema de categoras taxonmicas.

La clasificacin de los seres vivosLa unificacin en la nomenclatura de las especies permiti establecer

normas cientficas comunes para agrupar a los seres vivos. En la Antige-dad, se clasificaba a los organismos segn su utilidad para el ser humano. As, por ejemplo, las especies se distinguan entre comestibles, venenosas, perjudiciales para los cultivos, etctera. Ms adelante, las especies comen-zaron a agruparse por las similitudes y las diferencias que presentaban en su forma y apariencia. Por ejemplo, Aristteles separ a los animales de las plantas. A su vez, subdividi cada grupo: las plantas, en plantas con y sin flores, y los animales, en los que posean sangre y los que no la posean. Sin embargo, las similitudes que tena en cuenta para incluir a dos o ms seres vivos en un mismo grupo eran aparentes, es decir, no estaban relacio-nadas con el proceso de transformacin de las especies (lo que hoy se co-noce como evolucin). De este modo, por ejemplo, agrup a los delfines junto con los peces, debido a que ambos poseen aletas.

Taxones y categoras taxonmicasEl proceso de transformacin de las especies a lo largo de la historia de la

vida puede representarse como un enorme rbol genealgico, donde algu-nas especies se encuentran ms cercanas o ms alejadas, segn su relacin de parentesco. Es a partir de estos conocimientos que se clasifica a los seres vivos en la actualidad.

Cada grupo de organismos relacionados recibe el nombre de taxn. Ani-malia (animales), Plantae (plantas), Chordata (cordados) y Mammalia (mam-feros) son ejemplos de taxones. Los taxones se ordenan siguiendo un orden jerrquico, en el que los taxones inferiores estn comprendidos en los taxo-nes superiores y donde cada taxn corresponde a una categora, como reino, filo, gnero o especie. De esta manera, las especies se agrupan en gneros y estos, en familias. El grupo de familias emparentadas se incluye en un orden. Los rdenes se agrupan en clases. Las clases ms relacionadas estn com-prendidas en filos (en los animales) o en divisiones (en las plantas). El grupo de filos o divisiones resulta en un reino y todos los reinos estn incluidos en los dominios.

Aristteles sostena ideas fijistas o transformistas?

Dominio Eukarya Eubacteria

Reino Plantae Animalia Bacteria

Filo o Divisin Magnoliophyta Spermatophyta Chordata Actinobacteria

Clase Magnoliopsida Gymnospermae Aves ActinobacteriaOrden Solanales Ginkgoales Falconiformes Actinomycetales

Familia Solanaceae Ginkgoaceae Cathartidae MycobacteriaceaeGnero Solanum Ginkgo Vultur Mycobacterium

EspecieSolanum tuberosum

Solanum licopersicum

Ginkgo bilobaVultur gryphus

Mycobacterium tuberculosis

Nombre comn

papa tomate ginkgocndor andino

bacteria de la tuberculosis

23

El estudio de la biodiversidad Captulo 1

La clasificacin en reinosDesde la poca de Aristteles (s. IV a. C.), y durante los siguientes dos mil

aos, los seres vivos se agruparon en dos reinos: Animales y Plantas. El mis-mo Linneo mantuvo esta divisin en su Sistema Naturae, en 1735.

Alrededor de 1850, las dificultades para clasificar a los seres microscpi-cos en el sistema de dos reinos llevaron a proponer nuevas divisiones entre los grupos de seres vivos. En 1866, el bilogo alemn Ernst Haeckel (1834-1919) estableci el reino Protista como un grupo separado de las plantas y los animales. Este reino inclua a todos los seres microscpicos, como algunas algas y todos los protozoos y las bacterias. Sin embargo, el mismo Haeckel reconoci que no se trataba de una clasificacin basada en las relaciones de parentesco que pudiera haber entre los organismos del grupo, ya que estos compartan caractersticas tanto con las plantas como con los animales; su empleo se deba, ms bien, a motivos fundamentalmente prcticos.

Con el avance en el conocimiento de las clulas, fue evidente la impor-tancia de distinguir entre los organismos constituidos por clulas procario-tas y los integrados por clulas eucariotas. A partir de esta idea, el bilogo estadounidense Herbert Copeland (1902-1968) propuso, en 1938, la creacin de un nuevo reino que inclua a todos los organismos unicelulares cuyas clulas carecan de ncleo (los procariotas). Este reino recibi el nombre de Monera.

Finalmente, una clasificacin en reinos ms moderna fue propuesta por el eclogo estadounidense Robert Whittaker (1920-1980) en 1969. Whittaker reuni a los hongos en un nuevo reino llamado Fungi; hasta entonces se los agrupaba con las plantas o con los protistas, segn si eran unicelulares o plu-ricelulares. A partir de ese momento, se reconocieron cinco grandes grupos.

s. IV a. C s. XIX

2 reinos: Animales y Plantas

1866

3 reinos: Animales, Plantas y Protistas

1938

4 reinos: Animales, Plantas, Protistas y Moneras

1969

5 reinos: Animales, Plantas, Protistas, Moneras y Hongos

Animalia: organismos eu-cariotas pluricelulares, sin pared celular, hetertrofos.

Plantae: musgos, helechos, gimnospermas y angiospermas. Organismos eucariotas pluricelulares, con pared celular de celulosa, auttrofos.

Fungi: lquenes y hongos. Organismos eu-cariotas pluricelulares o unicelulares, con pared celular de quitina, hetertrofos.

Protista: algas, protozoos y otros microorga-nismos. Organismos eucariotas mayormen-te unicelulares, hetertrofos o auttrofos.

Monera: bacterias. Organismos unicelulares procariotas, con pared celular de diferente composicin, hetertrofos o auttrofos.

24

Origen y evolucin de la vidaBloque I

La clasificacin en dominiosHasta hace veinticuatro aos, los reinos se consideraban la categora

taxonmica ms inclusiva. Sin embargo, a partir del estudio de las molculas que componen a los seres vivos, se encontr que toda la diversidad de la vida poda organizarse en tres linajes evolutivos principales, a los que se llam dominios.

La disciplina que se encarga de la investigacin sobre las relaciones de parentesco entre las especies es la sistemtica. Para realizar estos estudios, los bilogos emplean tcnicas de biologa molecular que les permiten ana-lizar las similitudes y las diferencias entre las molculas que conforman el material hereditario o gentico (el cido desoxirribonucleico, conocido por su sigla ADN) y entre las protenas de las especies estudiadas. As, se cons-truyen rboles filogenticos, que representan las relaciones entre las espe-cies. De este modo, por ejemplo, el reino Monera ya no es considerado como tal, sino que fue dividido en dos grandes dominios: Archaea (que incluye los seres unicelulares ms primitivos, llamados arqueas o arqueobacterias) y Eubacteria (que abarca a las bacterias verdaderas). A su vez, las plantas, los animales, los hongos y los protistas se engloban en el dominio Eukarya (que agrupa a todos los organismos con clulas eucariotas).

Existen diferentes tipos de rboles filogenticos; entre ellos, se encuen-tran los cladogramas. En un cladograma como el que se encuentra al pie de esta pgina, cada rama corresponde a un grupo de organismos. El largo de cada rama representa la cantidad de cambios acumulados en un taxn desde su origen; este se encuentra en el punto donde nace la rama, que re-cibe el nombre de nodo. El nodo representa al ancestro comn del grupo de especies que se desprenden de l. Los eventos de especiacin pueden haber ocurrido, por ejemplo, debido a la aparicin de nuevas caractersticas en poblaciones, que de esta manera se diferenciaron de otra especie ms anti-gua. Finalmente, cada rbol filogentico tiene una raz, el nodo basal. Este representa al ancestro comn de todos los grupos analizados.

Para repasar lo visto hasta ac, pgina 32, actividades 5 y 6.

Cladograma. Aunque, en apariencia, los delfines resulten ms parecidos a los peces que a los hipoptamos, estn ms emparentados con estos ltimos.

rbol fologentico.

La evolucin de la vida es un proceso continuo que comenz hace alrededor de 4.000 millones de aos. Una forma de representar este proceso y el surgi-miento permanente de la biodiversidad es mediante rboles filogenticos.

Procariotas

Eubacteria Archaea Eukarya Organismos pluricelulares

Eucariotas

Bacterias verdes del azufre Bacterias Gram positivas Bacterias prpuras Cianobacterias FlavobacteriasBacterias termotogas

Gnero MethanosarcinaGnero Methanobacterium Gnero Methanococcus Thermococcus celer

Gnero ThermoproteusGnero Pyrodictium

Mohos mucilaginosos

Amebas del gnero Entamoeba

Ancestro universal

Animales Hongos Plantas

Ciliados

Flagelados TricomnadasMicrosporidiasDiplomnadas

Halfilos

25

El estudio de la biodiversidad Captulo 1

El ambiente y los cambios en la biodiversidadA lo largo de la historia de la vida en la Tierra, junto con la diversificacin

de las poblaciones y el surgimiento de nuevas especies, se ha producido la prdida de variantes genticas e, incluso, de especies completas. La velo-cidad de estos procesos es diferente: mientras la aparicin de una nueva especie suele requerir perodos de tiempo geolgicos, su extincin puede ocurrir en pocos aos. Sin embargo, ambos ocurren permanentemente en los ambientes.

Extinciones masivasA partir del estudio del registro fsil, se pudo saber que la gran mayora

de las especies que habitaron el planeta en algn momento se encuentran extintas. Se estima que, en la actualidad, solo est representado el 0,1% de los seres vivos que se produjeron a lo largo de la historia de la vida.

Muchas de estas extinciones ocurrieron en lapsos de tiempo breves, de-bido a la accin de diversos fenmenos geolgicos que modificaron sustan-cialmente el ambiente de la Tierra, como el impacto de meteoritos sobre la superficie terrestre, cambios climticos, glaciaciones, vulcanismo, inunda-ciones y sequas, entre otros. A estas extinciones se las conoce como extin-ciones masivas, y se han detectado especialmente en cinco momentos de la historia de la Tierra.

En Era Perodo Millones de aos

Prearcaico

ArcaicoNeoarcaicaMesoarcaicaPaleoarcaica

ProterozoicoNeoproterozoicaMesoproterozoicaPaleoproterozoica

Fanerozoico

Paleozoica

CmbricoOrdovcicoSilricoDevnicoCarbonferoPrmico

MesozoicaTrisicoJursicoCretcico

CenozoicaTerciario

Cuaternario

Hace 439 millones de aos, ocurri la extincin del Ordo-vcico-Silrico, debido a cambios en el nivel del mar. Es-tas variaciones condujeron a la extincin del 25% de las familias marinas (que incluan el 60% de los gneros).Unos 364 millones de aos atrs, se produjo la extincin del Devnico. Su causa es desconocida, pero se sabe que termin con la vida del 57% de los gneros que existan.Hace 251 millones de aos se produjo la extincin del Prmico-Trisico, que afect al 84% de los gneros

1

4

5

2

3

1

2

3

4

5

marinos y al 70% de las especies terrestres. Sus causas fueron el intenso vulcanismo y el cambio climtico global.A fines del Trisico, entre 199 y 204 millones de aos atrs, el vulcanismo y el cambio climtico provocaron la desaparicin del 52% de los gneros marinos.Alrededor de 65 millones de aos atrs, ocurri la extin-cin ms conocida, que provoc la desaparicin del 18% de las familias de vertebrados terrestres (entre ellos, los dinosaurios) y del 47% de los gneros marinos.

Muchos investigadores

sostienen que nos encontramos

frente a una sexta extincin

masiva, provocada de manera

directa e indirecta por la

actividad del ser humano.

Perodos de tiempo geolgicos

= millones de aos

3800

250

57050043541036029024020513866

1,6

26

Origen y evolucin de la vidaBloque I

Extinciones por causas humanasLa causa principal de la extincin de las especies en la actualidad es la

actividad del ser humano, que afecta la biodiversidad de varias maneras. Por ejemplo, altera los ecosistemas mediante la introduccin de especies exti-cas, la contaminacin del aire, del agua o del suelo, o la modificacin de la organizacin de la comunidad biolgica producida por la construccin de rutas y obras de ingeniera. Adems, sobreexplota poblaciones de plantas y animales (por ejemplo, mediante el uso indiscriminado de especies de rbo-les, peces, moluscos y crustceos) y limita su rea de distribucin.

Los cambios mencionados conducen a la disminucin paulatina de las poblaciones. Al disminuir su tamao, el riesgo de extincin aumenta. Las poblaciones pequeas son ms susceptibles de desaparecer. Las pertur-baciones, ya sean naturales o causadas por el ser humano (como incen-dios, sequas, inundaciones, ciclones, etctera), que en condiciones de salud ambiental podran no significar un riesgo tan alto para estas poblaciones, tienen efectos devastadores sobre ellas cuando se producen en el marco de una alteracin ambiental generalizada. Al reducirse la cantidad de indi-viduos, disminuye la variabilidad gentica de la poblacin; as, se pierden variantes que podran llegar a sobrevivir a esos eventos adversos. Junto con esto, aumentan las probabilidades de que surjan enfermedades heredita-rias, debido a que en las poblaciones pequeas los individuos estn estre-chamente emparentados.

Como consecuencia de las alteraciones en los ambientes de la Tie-rra, actualmente nos encontramos frente a una crisis de la biodiversidad, que implica la prdida acelerada de la variedad gentica, de especies y de ecosistemas.

Segn los estudios de la Unin Internacional para la Conservacin de la Naturaleza (IUCN, por sus siglas en ingls), una institucin que se dedica a la conservacin de los recursos naturales, en el siglo XVII se extinguieron al menos ochocientas especies animales y vegetales. Esta cifra se eleva a dos mil si se incluyen las extinciones causadas por el ser humano hasta ese mo-mento. En la actualidad, existen ms de 17 mil especies en vas de extincin.

La Lista Roja de Especies Amenazadas 2007 incluye ms de cuatrocientas espe-cies argentinas. El palo rosa (Aspidosperma polyneuron), el pato serrucho (Mergus octosetaceus) y el flamenco andino (Phoenicoparrus an-dinus) estn entre ellas.

Para repasar lo visto hasta ac, pgina 32, actividad 7.

100.000

10.000

1.000

100

10

1

0,8

0

Extinciones por cada mil especies por milenio

Pasado remoto (registro fsil)

Especies marinas

Mamferos Mamferos Aves Anfibios Todas las especies

Pasado reciente (extinciones conocidas)

Futuro (simulacin)

El ritmo futuro simulado de las extinciones es diez veces mayor que el actual.

El ritmo actual de las extinciones es hasta mil veces mayor que el del registro fsil.

Ritmo promedio de extin-ciones en el largo plazo.

Fuente: La crisis de la bio-diversidad, en Biodiversidad mexicana (www.biodiversi-dad.gob.mx), sitio web de la Comisin Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO), Mxico.

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El estudio de la biodiversidad Captulo 1

La conservacin de la biodiversidadComo vimos, la biodiversidad se manifiesta en diferentes niveles: en la

diversidad de especies, en la variabilidad de los genes y en la variedad de ecosistemas y paisajes. En todos ellos impacta la accin del ser humano y, por eso, es imprescindible implementar diversas estrategias de conserva-cin para atenuar o detener su deterioro.

Los seres humanos hemos aprovechado la biodiversidad gentica de las especies naturales para obtener variedades domesticadas de plantas de cul-tivo (como el maz, el trigo, el tomate y la papa) y de animales de cra (como las ovejas, las vacas y los caballos). Junto con la forma de crearlas o mante-nerlas y las tradiciones de las sociedades que las desarrollaron, conforman la biodiversidad cultural.

Los seres humanos no solo aprovechamos las especies como tales. En la ac-tualidad, se producen diversos organismos transgnicos, como el maz tolerante a herbicidas y la soja resistente a insectos, que contienen genes de otras espe-cies que les confieren una propiedad ventajosa para el productor, frente al resto de las variedades. En este caso, se explota la biodiversidad de genes.

Finalmente, la biodiversidad de paisajes y ecosistemas garantiza el man-tenimiento del equilibrio de los procesos que ocurren a nivel de paisaje. Por ejemplo, la fertilidad de los suelos, el equilibrio de los fenmenos hidrolgi-cos y la regulacin del clima a nivel global, entre muchos otros.

En cada uno de los niveles de biodiversidad es posible identificar tres atributos: su composicin (que incluye la riqueza especfica), su estructura (que involucra la abundancia de cada componente y cmo estos se rela-cionan entre s) y su funcin (que abarca los procesos que ocurren en cada nivel, como las relaciones entre poblaciones, la polinizacin, las perturba-ciones en el ambiente, etctera). Por lo tanto, un plan de conservacin de la biodiversidad integral y efectivo a largo plazo debe tener en cuenta todos estos factores.

Para repasar lo visto hasta ac, pgina 32, actividad 8.

Una de las medidas orientadas a la conser-vacin de la diversidad es la creacin de reas naturales protegidas, como los par-ques nacionales. El Parque Nacional Nahuel Huapi, creado en 1934, es el parque nacional ms antiguo de la Argentina.

En la misma lnea que la creacin de reas naturales protegidas se encuentra la de de-clarar a ciertas formaciones paisajsticas y a algunas especies monumentos naturales. En 1996, la taruca o venado andino fue de-clarado monumento natural en nuestro pas.

Cmo se distribuye la

biodiversidad cultural en la

Argentina? Cmo se relaciona

con la biodiversidad de especies

de cada lugar?

Atributos de la biodiversidad

composicin estructura funcin

Completar!

28

Origen y evolucin de la vidaBloque I

En la primavera de 1943 la derrota del sexto ejrcito en Stalingrado haba sellado la suerte del frente oriental y dio inicio al repliegue de los alemanes. La muerte de ms de 127 mil soldados y la captura de otros 90 mil por el ejrcito so-vitico preocupaban al alto mando alemn. Pero algo ms llamaba su atencin. Ms de doscientas estaciones biolgicas de campo, distribuidas entre Minsk y la pennsula de Crimea, en territorio todava ocupado por los alemanes, caeran pronto en manos de los rusos. Las colecciones de semillas en al-gunas de esas estaciones incluan, adems de simientes mejoradas y muestras locales, duplicados de las colecciones que Nicoli Vavlov haba recogido en sus expediciones por todo el mundo entre 1905 y 1927.

En junio de 1943 el teniente Heinz Br-cher fue encargado por el Reichfhrer SS Heinrich Himmler para dirigir una opera-cin de rescate de las colecciones ex situ de semillas en Ucrania y Crimea antes de la llegada de las tropas soviticas. Brcher pensaba que la conquista de la Unin Sovi-tica proporcionaba a Alemania el control absoluto de regiones de gran importancia botnica que serviran para desarrollar nue-vas plantas mejoradas y garantizar la seguri-dad alimentaria del pueblo alemn.

La variacin gentica de cultivos y de sus parientes silvestres, as como la identifi-cacin de su centro de origen donde existe una mayor cantidad de variedades, se con-virtieron en elementos de gran importan-cia en este proceso. Y en la Unin Sovitica el genetista y agrnomo Nikoli Vavlov se destac en esta tarea. Sus ms de cien ex-pediciones cientficas lo llevaron a todo el

mundo, incluso a Mxico, y le permitie-ron formular su clebre hiptesis sobre los centros de origen y la variabilidad gentica de los principales cultivos. La seleccin de plantas en funcin de sus caractersticas dominantes (resistencia a la sequa, por ejemplo) permitira desarrollar las tcnicas de mejoramiento ms all de lo que se ha-ba logrado en los 10 mil aos desde que se inici la agricultura.

El 16 de junio de 1943 Brcher y un des-tacamento de tropas especiales iniciaron la recuperacin de las colecciones. En la es-tacin de Sinelnikovo encontraron dupli-cados de la coleccin mundial que Vavlov haba reunido en Leningrado y, entre otras cosas, muchas muestras de maces de Mxi-co y Amrica Central.

Las colecciones fueron trasladadas al castillo de Lannach en Graz (Austria). En el verano de 1943, Brcher sembr varias muestras de cebada y trigo, concluyendo que para 1945 tendra semillas mejoradas. Sin embargo, en febrero de 1945 se le orde-n dinamitar sus instalaciones para evitar que cayeran en poder del enemigo.

Hoy, que arde la polmica sobre transg-nicos, la historia del teniente Brcher nos recuerda que los recursos genticos son asunto de vida o muerte. Eso es algo que los campesinos de todo el mundo han aprendi-do con su trabajo cotidiano.

La Jornada Mircoles 24 de agosto de 2005

Los maces de StalingradoAlejandro Nadal

Nikoli Vavlov (1867-1943)

Ex situ significa fuera de su sitio, de su lugar. A qu se refiere segn el texto?

simiente = semillas

Qu son las tcnicas de mejoramiento? Averiguar.

Acerca de la clebre hiptesis de Vavlov, consultar el sitio: http://bit.ly/EDVB2029

La Jornada, Mxico D.F. (adaptacin).

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El estudio de la biodiversidad Captulo 1

Por muy extendida y significativa que sea una red de reservas, las reas naturales protegidas (ANP) estarn frecuentemente amenazadas si ms all de sus lmites ocurren cruentos fenmenos de irracionalidad ecolgica. Las ANP no son campa-nas de cristal, impermeables o inmunes a los pro-cesos de deterioro que tienen lugar en ambientes externos, sino sistemas abiertos que se relacionan continuamente con otros sistemas, tanto natura-les como intervenidos por el ser humano.Uno de los factores que se ciernen como una

amenaza a la durabilidad de las ANP es de carcter social e incluye a las poblaciones locales y regio-nales que habitan dentro de las reservas o junto a ellas. Por ejemplo, a partir del estudio de diversas ANP, se encontr que en el 70% viven poblaciones humanas y en el 54% existen demandas de la po-blacin local reclamando derechos de propiedad sobre fracciones de las reservas. El mismo anlisis encontr que en el 40% de las reservas se realiza cacera o se introduce ganado para el pastoreo. Por estos motivos, la continuidad de las ANP de-

pende en buena medida de que sean establecidas con el consenso y la colaboracin de las pobla-ciones locales, respetando los derechos de pro-piedad de los habitantes originarios y poniendo

en prctica sendos programas de educacin y desarrollo.Los problemas sealados adquieren otra dimen-

sin si se reconoce que la conservacin biolgica no es un asunto biolgico y que las ANP, si bien necesarias, no son suficientes. En esta nueva pers-pectiva, la conservacin de la biodiversidad no se limita a las reas aisladas o separadas de la accin humana y de sus procesos productivos, sino que tambin se ocupa de su preservacin en el resto de los paisajes. Estos paisajes incluyen las reas agropecuarias, de pesca, de pastoreo, de recolec-cin, de caza y de extraccin, de manejo forestal, los fragmentos, franjas, corredores o islas de vege-tacin y las zonas que durante diversos perodos permanecen sin cultivar, con hbitats en diferen-tes estados de regeneracin ecolgica.Se trata de una suerte de ecologa de la reconcilia-

cin, donde el uso adecuado de los recursos natu-rales supone el mantenimiento y la salvaguarda de la biodiversidad en sus cuatro dimensiones (como variedad de paisajes, hbitats, especies y genes), y que vincula la conservacin con la restauracin ecolgica. Esto implica la bsqueda del equilibrio entre los procesos naturales y los sociales.

Repensar la conservacin: reas naturales protegidas o estrategia biorregional?Vctor M. Toledo. Laboratorio de Etnoecologa, Morelia, UNAM.

1. Pensar al menos en tres tipos de deterioro fuera de un rea protegida que pueden

afectarla de manera directa o indirecta. 2. Por qu el autor dice que la conservacin biolgica no es un asunto bi

olgico?

Hablar con otros compaeros, a ver qu piensan sobre el sentido de esta frase.

3. Leer el artculo sobre Ley de Bosques en la pgina de Vida Silvestre:

http://bit.ly/EDVB2030. Esta ley estar en sintona con lo que se plantea

en el texto?

La visin predominante de la conservacin que plantea como objetivo central y ni-co la creacin de reservas, parques y otras reas naturales protegidas conforma una visin limitada, estrecha y, en el largo plazo, inoperante.

Gaceta ecolgica, 77 (2005): 67-83, Instituto Nacional de Ecologa, Mxico (adaptacin).

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Origen y evolucin de la vidaBloque I

Actividades de repaso

seres vivos Bloque 2

1. Definan biodiversidad e indiquen los tipos de biodi-versidad que se pueden distinguir.

2. Los siguientes grficos corresponden al nmero de in-dividuos pertenecientes a las especies de cuatro am-bientes distintos. Obsrvenlos y, luego, respondan las preguntas.

a. Qu ambiente presenta mayor riqueza especfica? En cul este parmetro es menor? Por qu?

b. Qu indica la riqueza especfica de un ambiente?c. En qu ambiente se observa mayor equitatividad?

En cul la equitatividad es menor? Justifiquen su respuesta.

d. Cul es la utilidad de este parmetro?

3. Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o incorrectas (I). Corrijan las afirmaciones incorrectas en sus carpetas.a. Linneo propuso un sistema de clasificacin de las

especies basado en dos palabras en latn. b. El conde de Buffon pensaba que las especies ac-

tuales eran degeneraciones de formas de vida anteriores.

c. Aristteles vivi en Francia en el siglo XVII y estuvo influenciado por las ideas acerca del cambio de las especies que circulaban en aquella poca.

d. Linneo sostena que las especies eran inmutables y haban sido creadas para habitar un cierto am-biente.

e. John Ray propuso una definicin de especie que in-clua a seres mitolgicos, como sirenas y dragones.

f. Nicols Steno investig los procesos geolgicos que ocurrieron en el planeta a lo largo de millones de aos.

g. Robert Hooke aport evidencia sobre la transforma-cin de las especies a partir del estudio de su distri-bucin geogrfica.

4. Completen en sus carpetas un cuadro como el siguiente con las explicaciones que se daban desde cada postura frente al mismo conjunto de observaciones.

Respondan: Ambas posturas pueden ser considera-das teoras cientficas? Fundamenten su respuesta.

5. Observen la siguiente clasificacin de los distintos grupos de plantas vasculares (traqueofitas). Luego, respondan las preguntas.

4035302520151050

EspecieA B C D E F G

N.

de in

divi

duos

4035302520151050

EspecieA B C D E F G

N.

de in

divi

duos

4035302520151050

EspecieA B C D E F G

N.

de in

divi

duos

4035302520151050

EspecieA B C D E F G

N.

de in

divi

duos

Traqueofitassin semillas con semillas

Pteridofitas (helechos) Espermatofitas

semillas en conossemillas en frutos

Gimnospermas

semillas con un cotiledn

Monocotiledneas

Angiospermas

semillas con dos cotiledones

Dicotiledneas

a. Linneo podra haber elaborado una clasificacin como esta? Por qu?

b. Qu concepto de especie se tuvo en cuenta para esta clasificacin? Justifiquen su respuesta.

Observaciones Fijismo Transformismo

Fsiles

Estructuras anatmicas similares

en diferentes especies

Distribucin geogrfica

A

C

B

D

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1. Lean la lista de las especies que los eclogos lograron identificar a partir del muestreo en la laguna de Aguas Mansas.

Aedes albopictus (mosquito) Perithemis sp. (liblula) Hoplias malabaricus (tararira) Helix aspersa (caracol terrestre) Linepithema humile (hormiga) Leptodactylus ocellatus (rana) Chara sp. (alga verde) Percichthys sp. (perca) Erytrolampus ssp. (serpiente falsa coral) Lemna minor (lenteja de agua) Cavia aperea (cuis grande) Alga dorada (sin identificar) Bacterias (sin identificar)

2. Busquen informacin sobre cada una de las especies y luego clasifquenlas en un cuadro como el siguiente.

3. Respondan las siguientes preguntas. a. Cules especies de la lista estn ms emparenta-

das? Por qu?b. Qu tipo de biodiversidad se est evaluando en el

estudio de la laguna? Por qu?

4. Al comparar los resultados de la investigacin con datos de 1957, los eclogos encontraron lo siguiente:

1957: Hoplias malabaricus Linepithema humile Sal-

minus brasiliensis (dorado) Leptodactylus ocellatus Odontesthes bonariensis (pejerrey) Diversas bacterias Algas verdes Algas doradas Perca criolla.

a. Sealen las especies que aparecen en las dos listas e indiquen las que no estn en cada lista.

b. Propongan una hiptesis acerca de los motivos que pudieron haber conducido a la aparicin de ciertas especies en la laguna y a la desaparicin de otras, teniendo en cuenta cada uno de los siguientes escenarios.

En 1990, la laguna fue declarada Reserva Natural. En 1968, se instal una fbrica metalrgica en la

ciudad. El terreno donde se encuentra la laguna es en la ac-

tualidad una propiedad privada y se ha desmaleza-do para su empleo en actividades agropecuarias; los dueos permiten el ingreso a pescadores y turistas.

5. Redacten una propuesta de conservacin de la biodiver-sidad de la laguna que evite la extincin de especies, sin perjudicar la actividad turstica de la que dependen las poblaciones cercanas.

Se trata de una especie en particular?Se consideran en el clculo de riqueza especfica? Por qu? Y en el ndice de equitatividad?Estas ranas surgieron a partir de las ranas comunes? Cmo podra evaluarse?Podra esta poblacin afectar la biodiversidad natural de la laguna? De qu manera?

Especie Familia Orden Reino Dominio

Ver sntesis del tema en:http://bit.ly/EDVB2032

Biodiversidad.Fijismo y transformismo.Evidencias del evolucionismo.Taxonoma.Extinciones.Conservacin de la biodiversidad.

Actividades de integracin

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