CCB - vicensvives.com · el laboratorio / Aplica el m todo cient fico / Actividades 3 ORIGEN Y...

CCBCultura Científica

ic en sV iv es V

Índice

4 EL TRATAMIENTO DE LAS ENFERMEDADES

1. El diagnóstico de la enfermedad

2. El tratamiento de la enfermedad

3. La terapia del cáncer

4. Las medicinas alternativas

5. La producción de medicamentos

6. Investiga. Uso racional de la sanidad y los medicamentos

Síntesis / Infórmate y opina / Espacio web / Trabaja en el laboratorio / Aplica el método científico / Actividades

3 ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS

1. El origen de la vida

2. Origen y evolución celular

3. La evolución de los seres vivos

4. Las pruebas de la evolución

5. La evolución humana

6. Cronología de la evolución humana

7. Investiga. Grandes hitos en el estudio de la evolución humana


2 TECTÓNICA DE PLACAS

1. El interior de la Tierra

2. La deriva continental

3. La expansión de los fondos oceánicos

4. El movimiento de las placas litosféricas

5. Descubre. Consecuencia del movimiento de las placas

6. La expansión del fondo oceánico

7. Actividad en los límites de placas

8. Investiga. Consecuencias de la actividad sísmica y volcánica


1 EL TRABAJO CIENTÍFICO

1. La ciencia

2. Procedimientos del trabajo científico

3. La información científica

4. Investiga. Blogs, textos, grupos de trabajo y debates

5. Historia de la ciencia


8 HARDWARE Y SOFTWARE

1. Señales: diferencia entre la señal analógica y la digital

2. Digitalización de imágenes

3. Digitalización del sonido

4. Estructura física de un ordenador: placa base

5. Estructura física de un ordenador: CPU y memoria

6. Estructura física de un ordenador: periféricos

7. Estructura funcional de un ordenador

8. Software: tipos de software

9. Software: principales sistemas operativos

10. Nuevos dispositivos móviles

11. Investiga. Sistemas de posicionamiento


7 EL FUTURO, HOY EN DÍA: INTERNET Y LAS TIC

1. Redes

2. Internet

3. Investiga. Internet: ayer y hoy

4. Descubre. TIC: tecnologías de la información y de la comunicación


6 BIOTECNOLOGÍA

1. Biotecnología y sus aplicaciones

2. Tecnología de ADN recombinante

3. Ingeniería genética y sus aplicaciones

4. Biotecnología e industria

5. Aplicaciones terapéuticas de la biotecnología

6. Investiga. Biotecnología, agricultura y alimentación

7. Las técnicas de clonación celular y sus aplicaciones

8. Células madre y clonación terapéutica

9. La reproducción asistida


5 LA REVOLUCIÓN GENÉTICA

1. Hitos científicos de la revolución genética

2. El ADN es la clave de la vida

3. La expresión de los genes: la síntesis de proteínas

4. El código genético

5. El genoma humano

6. Investiga. Las técnicas de análisis del ADN


Contemplamos la faz de la naturaleza radiante de alegría, vemos a menudo superabundancia de alimentos; pero no vemos, o lo olvidamos, que los pá-jaros que cantan ociosos a nuestro al-rededor viven en su mayor parte de in-sectos o semillas, y, por tanto, están constantemente destruyendo vida; y olvidamos con qué abundancia son destruidos estos cantores, o sus hue-vos, o sus polluelos por las bestias de rapiña; y no siempre tenemos presente que, aunque el alimento puede ser en este momento superabundante, no ocurre así en todas las estaciones de cada uno de los años que transcurren.

Charles DARWIN: El origen de las especies (fragmento), 1877.

CONTENIDOS

1 El origen de la vida2 Origen y evolución celular3 La evolución de los seres vivos4 Las pruebas de la evolución5 La evolución humana6 Cronología de la evolución humana7 Grandes hitos en el estudio de la evo-

lución humana

ORIGEN Y EVOLUCIÓNDE LOS SERES VIVOS3 ¿Cómo surgió la vida en la Tierra? ¿Cómo evolucionó?

El cráneo número 5, conocido como "Miguelón" (Museo de la Evolución Humana, Burgos).

• ¿En qué yacimiento fue encontrado el cráneo número 5? ¿En qué año?

• ¿A qué especie pertenece?

• ¿Sabes por qué se le puso el nombre de "Miguelón"?

44 Tema 3

A pesar de siglos de reflexión en torno al origen de la vida, en el momento actual, con extraordinarios avances científicos y tecnoló-gicos, aún no existe una idea concluyente y de certeza absoluta so-bre cómo se originaron los primeros seres vivos.

1.1. Primeras teorías: creacionismo y autogénesisDurante siglos, el creacionismo y la teoría de la generación es-

pontánea fueron las ideas predominantes para explicar el origen de la vida.

• El creacionismo postula que el Universo, la Tierra y la vida en ella fueron deliberadamente creados por un ser inteligente.

• La teoría de la generación espontánea o autogénesis es una anti-gua teoría que sostenía que podía surgir vida compleja, animal y vegetal, de forma espontánea a partir de la materia inerte, como el barro o la materia orgánica en descomposición.

1 EL ORIGEN DE LA VIDA

Existen dos versiones principales del creacionismo: • El creacionismo religioso, basado esencial-

mente en los textos religiosos.• El creacionismo del diseño inteligente, se-

gún el cual las leyes naturales y el azar no ex-plican el origen de todo fenómeno natural. Postula que el Universo posee evidencias de que fue diseñado inteligentemente.

CREACIONISMODOC.1

Refutar es rechazar la validez de una idea o afirmación de otra persona mediante razones y argumentos. La teoría de la generación espontánea fue refutada mediante varios experimentos.

Francesco Redi (1626-1697) fue el primero en dudar de la teoría y utili-zó una serie de experimentos. Colocó carne en varios tarros: uno cerrado herméticamente (A), otro cerrado con una malla que dejaba pasar el aire (B) y otro totalmente abierto (C). Al cabo de unos días observó que en los tarros (A) y (B) la carne se estaba descomponiendo, en cambio en el tarro abierto (C) habían crecido gusanos (larvas de mosca). Redi dedujo que las larvas nacían de los pequeñísimos huevos de las moscas.

En 1765, Lazzaro Spallanzani realizó un experimento similar al de Redi utilizando caldo de carne en recipientes que había cerrado hermética-mente y calentado. Demostró que no crecían microorganismos en estos recipientes y sí crecían si permanecían abiertos.

En 1860, Louis Pasteur fue quien acabó con la teoría de la generación espontánea. Ideó un recipiente con cuello de cisne, es decir, doblado en forma de S. Introdujo caldo de carne en un matraz, lo hizo hervir, y ob-servó que no aparecían microorganismos de forma espontánea.

REFUTAR UNA TEORÍA: REDI, SPALLANZANI Y PASTEURDOC.2

Pasteur demostró que los microorganismos del aire descomponen los medios de cultivo, y con ello logró que la teoría de la generación espontánea fuera irrever-siblemente refutada.

Con este experimento, Redi demostró que los gusanos no aparecen por generación espontánea sino porque las moscas que habían estado en contacto con la carne habían depositado los huevos en ella.

A B C

EXPERIMENTO DE REDI

EXPERIMENTO DE LOUIS PASTEUR

Pasteur, transcurridas unas semanas, advirtió que en ninguno de los dos medios de cultivo se desarrollaban mi-croorganismos. Después, cortó el cue-llo de uno de los matraces (A). Al ca-bo de un tiempo, el caldo de este matraz se enturbió y al observarlo con el microscopio encontró una gran can-tidad de microorganismos, mientras que el caldo del matraz cerrado (B) permanecía intacto.

Se hierve el caldo de los matraces para esterilizarlo.

A AB B

45Origen y evolución de los seres vivos

1.2. Oparin y Haldane: teoría prebiótica La primera teoría coherente que explicaba el origen de la vida fue

propuesta por Alexander I. Oparin en 1922 y por John B. S. Haldane en 1929. Ambos trabajaron de forma independiente. La hipótesis se basaba en el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra hace entre 3 000 y 4 000 millones de años.

La energía aportada, principalmente, por la radiación ultravioleta procedente del Sol y las descargas eléctricas de las constantes tor-mentas provocaron que las pequeñas moléculas de los gases at-mosféricos [vapor de agua (H2O), hidrógeno (H2), metano (CH4), amoniaco (NH3), ácido sulfhídrico (H2S) y otros compuestos] die-ran lugar a unas moléculas orgánicas llamadas prebióticas.

Estas moléculas, cada vez más complejas, eran aminoácidos (ele-mentos constituyentes de las proteínas) que quedaron atrapados en las charcas de aguas poco profundas en el litoral del océano primiti-vo y formaron lo que se denominó sopa primitiva. Al concentrarse estas moléculas, reaccionaron entre sí, evolucionaron y dieron lugar a los coacervados, esferas huecas que encerraron moléculas tales como los ácidos nucleicos, capaces de hacer copias de sí mismas.

La comprobación de la veracidad de una hipótesis o la va-lidación de una teoría se realiza mediante la experimenta-ción. En el caso de la teoría sobre el origen de la vida, no parecía fácil, pero Stanley Miller y Harold Urey, en apa-riencia, lo consiguieron en 1953.

El experimento, llevado a cabo en la Universidad de Chica-go, se inspiró en la teoría prebiótica sobre el origen de la vida de Oparin y Haldane.

Miller y Urey recrearon en un recipiente de vidrio la supues-ta atmósfera terrestre de hace más de 3 000 millones de años, mediante una mezcla de CH4, NH3, H2, H2S y vapor de agua. Sometieron la mezcla a descargas eléctricas que simu-laban tormentas. Después de una semana, aparecieron en el recipiente de vidrio varios compuestos orgánicos, en parti-cular diversos aminoácidos, urea, ácido acético, formol, cia-nuro de hidrógeno y otras moléculas orgánicas.

Incluso si se modifican las condiciones experimentales y la mezcla de componentes gaseosos, se pueden obtener nu-cleótidos, que son los componentes básicos de los ácidos nucleicos.

En realidad, el experimento de Miller no consiguió demos-trar los procesos del origen de la vida. Sin embargo, sí se comprobó que a partir de materia inorgánica se puede for-mar materia orgánica, algo que hasta entonces no se ha-bía conseguido.

El origen de los primeros seres vivos en la Tierra y las con-diciones en las que se formaron es algo que aún no está resuelto. Actualmente existen diversas ideas o teorías, con mayor o menor grado de aceptación.

VALIDAR UNA TEORÍA: EL EXPERIMENTO DE MILLER DOC.3

Aleksander Ivánovich Oparin (1894-1980) publi-có en 1936 El origen de la vida sobre la Tierra, obra que renovó en 1957, a tenor de los experimentos de Stanley Miller.

vapor de aguaCH4

NH3 H 2

agua fría

Océano primitivo en ebullición (H2O).

1

Los gases pasan por un tubo frío para que se con-densen.

3

El agua con los gases que, según Oparin, exis-tían en la atmósfera primitiva, se sometió a descargas eléctricas.

2

Productos resultantes (aminoácidos, urea, áci-do acético...).

4

46 Tema 3

EL ORIGEN DE LA VIDA11.3. Hipótesis de las fuentes hidrotermales

Las fuentes hidrotermales son una especie de chimeneas sub-marinas que se encuentran en lugares oceánicos con intensa activi-dad volcánica, principalmente en las proximidades de las dorsales oceánicas. Estos lugares son ricos en elementos químicos que pue-den dar lugar a reacciones químicas complejas, en similares condi-ciones a las que permiten originar la sopa primitiva.

Las fuentes hidrotermales parecen lugares indicados para la for-mación de moléculas esenciales para la vida, como los ácidos nu-cleicos, y para la formación de protocélulas, las que comenzaran a realizar las funciones propias de la vida.

1.4. Teoría de la panspermiaLa teoría de la panspermia postula que la vida no surgió en la Tie-

rra sino que ha sido transportada al azar de planeta a planeta y de un sistema planetario a otro. Su principal defensor, Svante Arrhe-nius (1859-1927), afirmaba que la vida provenía del espacio exterior en forma de esporas bacterianas, que viajan por todo el espacio.

El físico Fred Hoyle (1915-2001) también apoyó la idea de la panspermia al comprobar que ciertos microorganismos terrestres, los extremófilos, son muy resistentes a las condiciones adversas, y pudieron viajar por el espacio y colonizar otros planetas. Así, para Hoyle es inútil buscar el origen de la vida en la Tierra.

En los próximos 20 años los científicos podrían hallar vida fuera del planeta Tierra y lo harían en Europa, una de las lunas de Júpiter, que alberga debajo de su capa de hielo un océano de agua líquida de cien kilómetros

de profundidad, asegura Kevin P. Hand, astrobiólogo de la agencia espacial Nasa.

"Normalmente, cuando el público piensa en vida extraterrestre imagina criaturas raras y platillos volantes, pero lo que los científicos estamos buscando son microorganismos simples y pequeños; hallarlos supondría una revolución para la biología",

asegura. Existen varias misiones centradas en esta búsqueda y "si hay vida en nuestro sistema solar, más allá de la Tierra tal vez la encontremos en los próximos 20 años", recalca el subdi-rector científico de exploración del sistema solar en el Labora-torio de Propulsión de la Nasa (California).

Una de estas misiones es Europa Clipper (…). El objetivo de esta misión, que la Nasa lanzará entre 2022 y 2024, es alcan-zar Europa y orbitarla al menos 45 veces para detectar las "plumas" de vapor de agua y analizarlas, unos géiseres que los científicos saben que existen gracias a su detección por el te-lescopio espacial Hubble.

GÓMEZ, G., Noemí: "¿Hay alguien ahí fuera?" (fragmento), en Diario de León (19 de noviembre de 2016). También disponible en www.diariodeleon.es/

¿HAY ALGUIEN AHÍ FUERA? DOC.4

1. ¿Crees que hay muchas personas que apoyan el creacionis-mo en sentido literal? ¿Se basan estas personas en algún libro o documento?

2. ¿Qué te parece más fácil refutar, la teoría de la generación espontánea o el creacionismo? ¿Por qué?

3. ¿Piensas que puede haber vida en otros lugares del Univer-so, fuera de la Tierra? Razona tu respuesta.

4. ¿Qué condiciones consideras que debe reunir un planeta para que albergue una vida con características semejantes a la que existe en la Tierra?

COMPRUEBA LO APRENDIDO

La vida pudo llegar a la Tierra, por ejemplo, en aste-roides.

@Para ampliar en la Red…

Para saber más sobre la panspermia, entra en: www.tiching.com/761355


Oparin demostró que en el interior de los coacervados se produ-cen complicadas reacciones químicas, que dan lugar a estructuras cada vez más complejas. Estas estructuras, precursoras de la célu-las, efectuaban intercambios con su medio y evolucionaron hacia formas más elaboradas hasta la aparición de las primeras formas celulares, es decir, los primeros seres vivos. Estos seres estaban do-tados de una membrana que separaba el medio externo del interno, y de un metabolismo rudimentario que les permitía la obtención de energía y la reproducción: las células procariotas.

2.1. Heterótrofos y autótrofosLas primeras células surgieron hace unos 3 700 millones de años,

en forma de bacterias anaerobias. Estas bacterias obtenían la ener-gía mediante la fermentación de moléculas orgánicas presentes en la sopa primitiva. Eran, por lo tanto, organismos heterótrofos.

En ciertos lugares, el agotamiento de las moléculas orgánicas ali-menticias dio pie a la sucesiva evolución de la maquinaria metabóli-ca hasta la aparición de las cianobacterias, capaces de realizar la fotosíntesis, proceso que liberó a las células de la gran dependencia de las moléculas orgánicas de la sopa primitiva. Surgieron, entonces, los organismos fotosintetizadores y, por lo tanto, autótrofos.

El oxígeno formado en la fotosíntesis era un veneno para los or-ganismos anaerobios, muchos de los cuales desaparecieron; otros evolucionaron hacia organismos que utilizaban el oxígeno en los procesos de obtención de energía; surgió así la respiración celular y, con ella, los organismos aerobios.

2.2. La teoría endosimbiótica. Las células eucariotasLa teoría endosimbiótica o endosimbiosis seriada la propuso

Lynn Margulis en 1967. Esta teoría supone que las primeras células eucariotas surgieron como consecuencia de la in-corporación de bacterias por simbiosis sucesivas a las cé-lulas ancestrales. Por ejemplo, las mitocondrias y los clo-roplastos evolucionaron a partir de bacterias incorporadas.

La teoría endosimbiótica describe una serie de pasos mediante los cuales, por la unión simbiogenética de bacte-rias, se originaron las células que conforman al resto de los organis-mos (protoctistas, animales, hongos y plantas):

• Incorporación de una bacteria aerobia a una célula anaerobia. Se formarían así las mitocondrias y organismos aerobios, linaje del que descienden los animales.

• Incorporación de una bacteria fotosintética a una célula aerobia, originando un nuevo organismo capaz de sintetizar materia orgá-nica con la energía procedente del Sol. De ellos descienden los organismos autótrofos.

• En ciertos casos, incorporación de una bacteria nadadora a una bacteria consumidora de azufre, originando una célula flagelada.

ORIGEN Y EVOLUCIÓN CELULAR2

1. Repasa los conceptos: anaerobio, aerobio, fo-tosíntesis, autótrofo, heterótrofo y simbiosis.


Célula eucariota autótrofa primitiva

Célula eucariota

heterótrofa primitiva

Antecesor procariota

mitocondrias

bacterias precursoras de las mitocondrias

ADN

bacterias precursoras

de los cloroplastos

cloroplastos

ETAPAS DE LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

48 Tema 3

¿LA FUNCIÓN CREA EL ÓRGANO?DOC.1

La evolución biológica es el conjunto de cambios a lo largo del tiempo que ha originado la diversidad de los seres vivos, es decir, la biodiversidad. Sin embargo, no siempre se ha explicado la biodiver-sidad mediante los mecanismos de la evolución.

3.1. Fijismo y catastrofismoEl fijismo sostiene que las especies permanecen invariables des-

de la Creación. Las especies serían, por lo tanto, fijas e inmutables.

Ante la gran cantidad de fósiles descubiertos de especies desapa-recidas, Cuvier (1769-1832) aceptó la idea de que los fósiles corres-pondían a organismos desaparecidos y propuso el concepto de catas-trofismo: una serie de catástrofes naturales provocaron la extinción de las especies que habían permanecido inmutables hasta ese momento.

3.2. El transformismo de LamarckJean Baptiste Pierre Antoine de Monet, Lamarck (1744-1829),

fue el primero en exponer una teoría coherente de la evolución. Descartó la idea de que las especies eran inmutables sino que se transformaban. Se basó en los siguientes criterios:

• Los organismos tienen la capacidad de adaptarse a los cambios de las condiciones ambientales. Aparecen nuevos órganos y desa parecen otros como repuesta a las exigencias del medio. El tamaño o la importancia de un órgano depende del uso, lo que se resume en la función crea el órgano.

• Lamarck admitía la teoría de la generación espontánea, bastante aceptada hasta los experimentos de Pasteur.

• Los caracteres adquiridos son heredados por la generación si-guiente.

LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS3

El Diluvio Universal fue una de las fuentes de inspira-ción de los creacionistas y catastrofistas.

La hipótesis de la extinción de los dinosaurios por el impacto de un asteroide resucitó la teoría del catas-trofismo. El neocatastrofismo no se opone a la idea de la evolución.

¿El uso de los cuernos provocaría su desarrollo en algunos ani-males?

¿El desarrollo de las patas pos-teriores se debe a su gran uso?

El kiwi y el aves-truz tienen sus alas atrofiadas y no pueden volar. ¿Habrá ocurrido por no usarlas, co-mo decía Lamarck?

¿Heredarán necesaria-mente sus descendientes su gran desarrollo mus-cular?


COMPARAMOS TEORÍASDOC.3

3.3. El Darwinismo y la selección natural Charles Robert Darwin (1809-1882) se fijó en la diversidad de

los seres vivos que habitaban en distintos puntos geográficos, como es el caso de los diferentes pinzones de las islas Galápagos. Para la elaboración de su teoría fue trascendente la recopilación de nume-rosos datos de su viaje como naturalista a bordo del barco Beagle, que dio la vuelta al mundo en cinco años. Alfred R. Wallace (1923-1913) llegó a las mismas conclusiones.

Las ideas de Darwin se pueden resumir en:

• El mundo es cambiante. Las especies varían y algunas se extin-guen, lo que se puede ver en los registros fósiles.

• La evolución se desarrolla de forma gradual.

• Los organismos semejantes están emparentados y descienden de un ancestro común.

• La evolución es el resultado del proceso de selección natural, ba-sado en la supervivencia de los mejor adaptados.

Las fases de la selección natural son:

1. Dentro de cada especie hay una gran variedad de características, no todos los individuos son iguales.

2. Se produce una lucha por la existencia. Algunos individuos no se pueden reproducir, otros mueren a causa de enfermedades o pre-sas de algún depredador, etc.

3. La selección natural elimina a los individuos que nacieron con peores características para la supervivencia.

4. Sobreviven los individuos mejor adaptados y transmiten a su des-cendencia sus características más apropiadas para la supervivencia.

1. ¿Qué idea, la de Lamarck o la de Darwin, crees que es más verosímil? Razona tu respuesta.


Darwin no conocía la causa de la variabilidad entre los individuos; por ejemplo, ¿por qué unas personas tienen los ojos claros y otras los tienen oscuros?

El desarrollo de la genética y el conocimiento de los genes, como la cau-sa de las características biológicas de los individuos y de su transmisión a la descendencia, clarificó de forma definitiva el hecho evolutivo.

Las ideas esenciales de Darwin unidas a los fundamentos de la genética dieron lugar al neodarwinismo o teoría sintética de la evolución.

NEODARWINISMO O TEORÍA SINTÉTICA DOC.2

La variabilidad biológi-ca heredable se debe a los genes.

Lamarck• Las jirafas se esfuerzan para alcanzar el ali-

mento y desarrollan el cuello (A).• Los descendientes heredan un cuello más largo

y también se esfuerzan. • El carácter desarrollado y transmitido origina

jirafas con el cuello largo mejor adaptadas (B).

Darwin• La variabilidad da lugar a jirafas con cuello

corto y con cuello largo (A).• Las jirafas de cuello largo consiguen más fácil-

mente el alimento, se reproducen mejor y transmiten sus caracteres a la descendencia.

• Las jirafas de cuello corto tienden a desapare-cer. Sobreviven las de cuello largo, mejor adap-tadas (B).

A B

A B

50 Tema 3

La evolución biológica es un proceso imparable que comenzó con el origen de la vida. Como es un proceso lento, su demostración es muy difícil de forma experimental, sin embargo, la certeza del he-cho evolutivo la podemos obtener a partir de una serie de pruebas de diversos tipos.

• Pruebas taxonómicas La taxonomía se encarga de la clasificación de los seres vivos

mediante la agrupación en reinos, clases, órdenes, familias, géneros y especies. Cada categoría taxonómica engloba grupos afines, que probablemente tienen idéntico origen evolutivo. Las ramas del árbol evolutivo de los seres vivos indican líneas evolutivas diferentes pero, inicialmente, todos proceden de un tronco común.

• Pruebas morfológicas Se basan en el estudio comparado de la morfología de órganos

de seres vivos actuales y del pasado para establecer semejanzas y diferencias entre ellos.

– Órganos homólogos. Son aquellos que poseen el mismo origen embrionario y evolutivo y se han adaptado a diferentes funcio-nes. Indican un origen evolutivo común.

– Órganos análogos. Son aquellos que tienen diferente origen embrionario, pero en apariencia poseen una forma semejante y realizan la misma función.

– Órganos vestigiales. Son órganos o partes del cuerpo atrofia-dos y sin ninguna utilidad actual, pero muestran la existencia de antepasados comunes entre organismos muy diferentes.

• Pruebas biogeográficas Consisten en el estudio de especies parecidas, emparentadas,

que habitan lugares que están o han estado relacionados entre sí por su proximidad, situación o características.

• Pruebas paleontológicas Se basan en el estudio comparativo de los fósiles. Se establecen si-

militudes y se intenta reconstruir una historia evolutiva de esos seres.

• Pruebas embriológicas Se estudian las semejanzas y diferencias en el desarrollo embrio-

nario de diferentes grupos o especies y se establece el grado de pa-rentesco evolutivo. Cuanta más semejanzas existan entre los em-briones, mayor será el grado de parentesco entre dos especies.

• Pruebas moleculares Son las pruebas más actuales y más convincentes a favor de la

evolución. Consisten en comparar ciertas moléculas que aparecen en todos los seres vivos de tal manera que esas moléculas son tanto más parecidas cuanto más semejanzas evolutivas hay entre sus po-seedores, y al revés. Se comparan, sobre todo, proteínas y ADN. Es-tudiando las semejanzas y diferencias entre los genes de dos espe-cies podemos averiguar su grado de parentesco evolutivo.

LAS PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN4

Cetáceo

PRUEBAS MORFOLÓGICAS

Órganos homólogos

Las extremidades de los peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, como en el caso del delfín y el murciélago, son órganos homólogos. Son extre-midades compuestas por los mismos huesos, con formas distintas y diferentes funciones.

Órganos análogos

Los cuernos del ciervo volante (Lucanus cervus) y del vena-do son órganos análogos. Tienen diferente ori-gen, aunque la misma función.

Órganos vestigiales

Las ballenas y delfines conservan vestigios del fémur y de la cintura pelviana.

En la especie humana, el apéndice, las muelas del juicio y el cocix, que es un resto de la cola en otros animales, son ejemplos de órganos ves-tigiales.

Otro ejemplo es el tendón palmaris longus de la mu-ñeca, que no está presente en el 16 % o más de la po-blación. Es poco útil para nosotros, pero sí para los chimpancés y orangutanes porque les permite mejor sujeción a las ramas de los árboles.

DOC.1

Murciélago


1. ¿Qué tipo de pruebas evolutivas se aplicarán en el estudio de los fósiles de los caballos? ¿Y en la distribución geográfica de los pinzones de las islas Galápagos?

2. ¿Desde el punto de vista evolu-tivo, qué tipo de órganos mues-tran las alas de una mosca y de un gorrión?


Gracias a los restos fósiles se ha podido recons-truir al Archaeopteryx, que vivió hace 150 millones de años. Tenía plumas, garras en las alas y dientes en el pico, por eso se le considera una forma in-termedia entre los reptiles y las aves.

PRUEBAS PALEONTOLÓGICASDOC.2

coniferofitas

briofitas

clorofitas

rodofitas

feofitas

zigomicetos

oomicetos

platelmintos equinodermos

cnidarios

poríferos

sarcodinos

zooflagelados

esporozoos

euglenofitas

pimofitas

arqueobacteriaseubacterias

crisofitas ciliados

anélidos

moluscos

ascomicetos

artrópodos

cordadosbasidiomicetos

pteridofitas

antofitas

PLANTAE

eugeugPROTOCTISTA

MONERA

FUNGI ANIMALIA

SISTEMA DE LOS CINCO REINOS Y SUS RELACIONES EVOLUTIVAS

OC

ÉA

NO

AT

L ÁN

T I CO

O C É A N O G L A C I A L Á R T I C O

O C É A N OÍ N D I C O

OCÉANO

PACÍFICOO C É A N OPA C Í F I C O

O C E Á N O G L A C I A L A N T Á R T I C Ollama

alpaca

vicuña

guanaco

dromedario

camellobactriano

CAMÉLIDOSDE ASIA-ÁFRICA

CAMÉLIDOSDE SUDAMÉRICA

© I.C.L.

@Para ampliar en la Red…

Para saber más sobre las pruebas de la evolución biológica, entra en: www.tiching.com/743472

Los miembros de la familia de los caméli-dos viven en distintos continentes. Provie-nen de un antecesor común, pero al sepa-rarse los continentes distintas poblaciones quedaron aisladas y evolucionaron de for-ma independiente.

PRUEBAS BIOGEOGRÁFICASDOC.3

52 Tema 3

SUPERFAMILIA

FAMILIA

SUBFAMILIA

TRIBU

GÉNERO

SUBTRIBU

ESPECIE

Darwin pensaba que el hombre y otros primates descendían de antepasados comunes. Su idea sobre la evolución humana fue malin-terpretada, principalmente por sus oponentes religiosos. Actualmen-te sabemos que Darwin tenía razón, como lo demuestran las diferen-tes pruebas de la evolución biológica.

5.1. Posición taxonómica del Homo sapiensEl hecho de que el hombre es un primate es algo incontestable.

Sin embargo, la interpretación de su línea evolutiva y su posición ta-xonómica han experimentado sucesivos cambios, en gran parte de-bido a nuevos descubrimientos fósiles.

La superfamilia Hominoidea incluye tres familias, de las que dos tienen representantes actuales, los Hylobatidae y los Hominidea (Homínidos), que engloba a orangutanes, gorilas, chimpancés y hu-manos. Los Homininae (Homininos) forman una subfamilia de pri-mates con dos tribus, los Gorillini, que incluye a los gorilas, y los Ho-minini, que incluye a chimpancés y a los humanos, con todos los ancestros extintos.

Además, por el empeño de diferenciarnos de nuestros parientes vivos más próximos, como el chimpancé, se ha formado la subtribu Panina (chimpancés y bonobos) y la subtribu Hominina, que son los primates de postura erguida y locomoción bípeda, de la que actual-mente solo sobrevive el Homo sapiens.

LA EVOLUCIÓN HUMANA5

La caricatura más conocida de Darwin apareció en la revista satírica The Hornet en 1871. Representa a Darwin con características de un primate para criti-car su teoría de la evolución.

POSICIÓN TAXONÓMICA DE LA ESPECIE HUMANA DOC.1

GibónOrangutánSer humano Chimpancé Gorila

Hominoidea

Hominidea

Homininae

Hominini

Gorilla

Hominina

Homo

Hylobatidae

Ponginae

Gorillini

Pongo Hylobates

Panina

Pan


Al parecer, el bipedismo es el cambio más antiguo en el proce-so de hominización. Facilitó la observación del horizonte por en-cima de las altas herbáceas de la sabana. Las modificaciones anatómicas que conllevó fueron: a) Pérdida de la capacidad prensil de las extremidades inferiores. b) Arqueo de la planta de los pies y acortamiento de los dedos. c) La pelvis se ensancha y se acorta con la finalidad de soportar

las vísceras intestinales y de reforzar la musculatura de las ca-deras y de las piernas.

d) La columna vertebral adquiere una curvatura en S, forma más idónea para soportar el peso del cuerpo.

e) Aparición de un agujero entre la tibia y el peroné, que permite un mayor refuerzo muscular y el arqueamiento de la rodilla en ángulo.

f) La verticalidad de la cabeza en relación con la columna vertebral se ve favorecida por el desplazamiento del agujero occipital (foramen magnun), lo que permite mi-rar mejor hacia delante.

El bipedismo

Los puntos de gravedad en el esqueleto erecto im-plican un ahorro de energía y mayor re-sistencia para el desplazamiento.

Las extremi-dades supe-riores aún se usan para la locomoción.

5.2. El proceso de hominización El proceso de hominización hace referencia a las diversas etapas

y cambios que componen el desarrollo evolutivo de nuestra especie.

Como consecuencia de la formación del valle del Rift, en África oriental, se originaron cambios en las condiciones ambientales, cuyo efecto principal fue la transformación de zonas selváticas en sabana.

Los grupos de primates que allí vivían tuvieron que adaptarse a las condiciones de espacios abiertos, para lo cual la postura bípeda tiene muchas ventajas sobre la cuadrúpeda. Este cambio dio lugar a una serie de modificaciones anatómicas.

(A) Pie de gorila con el pulgar oponible. (B) Pie hu-mano con el pulgar no oponible.

Los chimpancés pue-den desplazarse en posición bípeda, pe-ro de una forma os-cilante y con gran gasto de energía.

Pie más corto y arqueado en los humanos, con pérdi-da de la capacidad prensil porque ya no se desplazan por los árboles.

A B

Foramen magnun vertical.

Brazos más cortos.

Cadera más corta y más ancha.

Piernas más largas.

54 Tema 3

Liberación de las extremidades anteriores Con el bipedismo, las extremidades anteriores dejaron de ser nece-

sarias para la locomoción. Las manos se acortaron y se ensancharon. El dedo pulgar quedó oponible al resto de dedos, lo que permitió co-ger los alimentos y utensilios mediante una pinza de precisión más útil que la de presión de los chimpancés.

Alimentación y cambios en la dentición La dieta tiende a ser omnívora y se comienza a cocinar los alimen-

tos, con lo cual es más fácil digerirlos, y los dientes se desgastan menos. El resultado es la disminución progresiva del número de pie-zas dentarias a la vez que se va reduciendo el tamaño de los caninos.

La liberación de las manos permitió no tener que defenderse con la boca, por lo que las mandíbulas, los músculos faciales, los labios y los dientes incisivos disminuyeron de tamaño.

Aumento de la capacidad craneal La capacidad craneal aumentó progresivamente en relación al ta-

maño del cuerpo y, por consiguiente, se incrementó el tamaño del encéfalo y el desarrollo cerebral.

El aumento del encéfalo se debió a diversos factores, como el crecimiento cerebral durante la gestación, el mayor consumo de proteínas procedentes de la carne, la prolongación de la infancia y de la niñez y el desarrollo de actividades sociales en el grupo.

LA EVOLUCIÓN HUMANA5

Pinza de presión en el chimpancé (A) y pinza de pre-cisión en el Homo sapiens (B).

AUMENTO DEL TAMAÑO DEL CEREBRO

Australopithecus 350-500 cm3

Homo habilis 550-750 cm3

CAMBIOS EN LA FORMA Y EN LA CAPACIDAD DEL CRÁNEO EN ALGUNAS ESPECIES HUMANAS

A B C

Chimpancé Australopiteco Humano

Homo sapiens 1 500 cm3

Homo neanderthalensis 1 500 cm3

Homo erectus 550-1 300 cm3

Agarre sin precisiónA Agarre con precisiónB

Australopithecus Homo habilis Homo sapiensHomo neanderthalensisHomo erectus


Reproducción y desarrollo

El éxito reproductivo de la especie humana se vio favorecido por la desaparición de la época de celo, lo que permitió un mayor núme-ro de contactos sexuales y una mayor fertilidad de las hembras.

El aumento de dependencia de las crías y de las relaciones socia-les desembocó en la juvenilización de la especie. El desarrollo del ser humano es lento y con un periodo largo de aprendizaje de las crías. Por ejemplo, los dientes tardan en crecer, las suturas cranea-les se sueldan lentamente; se retrasa el desarrollo del cerebro y se ha impuesto una necesidad de adiestramiento más grande.

Las pruebas de ADN en la paleontología son de uso recien-te, pero con gran éxito

La posibilidad de realizar estudios genéticos a restos fósiles cambiará la interpretación de la evolución humana, en opinión del científico Robert Sala.

La aplicación de pruebas de ADN a la paleontología es algo muy reciente, pero ya es evidente que aporta información que no se conocía hasta ahora porque solo se estudiaban los restos desde el punto de vista físico y químico.

Según Sala, un ejemplo de "la revolución" que pueden suponer los análisis de ADN aplicados al estudio de los fósiles es el ar-tículo científico realizado por un equipo liderado por Juan Luis Arsuaga, uno de los codirectores de Atapuerca, que concluyó que los restos hallados en la Sima de los huesos de Atapuerca, anatómicamente muy parecidos a los neandertales, tienen rela-ción genética con fósiles del llamado hombre de Denísova, de Siberia.

No obstante, reconoció que faltan elementos para definir me-jor esta relación, dado que hay pocos restos del hombre de De-nísova. Otra muestra de la importancia de los estudios genéti-cos es el establecimiento de una relación entre los neandertales y el Homo sapiens, que hasta hace poco se creía inexistente.

Relación entre neandertales y Homo sapiens

Las pruebas de ADN mitocondrial, que se transmite por vía ma-terna, concluían que no había relación, pero cuando se ha po-dido extraer ADN nuclear se ha visto que el Homo sapiens, la población actual, en Europa y Asia tiene algunos restos de ADN neandertal, por lo que en algún momento compartieron un padre común. Uno de los datos que habrá que estudiar en el futuro es por qué esos vestigios de neandertal no se dan en el Homo sapiens africano.

El profesor Tim Denham, de la Universidad Nacional de Austra-lia en Camberra, ha asegurado que la revolución que supuso el inicio de los cultivos en el Neolítico tuvo efectos muy diferen-tes en Europa frente a territorios alejados como Papúa-Nueva Guinea.

En ambos casos, el inicio de los cultivos se sitúa hace unos 7 000 años. El efecto más conocido de la agricultura en occi-dente fue el paso a sociedades más jerarquizadas y a lo que conocemos como civilización, con la aparición de las primeras ciudades. Sin embargo, en Nueva Guinea dio lugar a socieda-des más igualitarias y no se crearon grandes espacios urbanos sino una mejor adaptación al territorio natural, explicó el pro-fesor en su intervención.

ABASCAL, P.: "La genética 'revolucionará' el estudio de la evolución humana" (adaptación), en ABC.es (3 de septiembre de 2014).

GENÉTICA Y EVOLUCIÓN HUMANA DOC.2

1. ¿Qué ventajas crees que tiene para la especie humana tener la cadera ancha?

2. ¿Cómo explicaría un lamarckista la disminución del tamaño de los dientes caninos en la evolución humana?

3. ¿Qué diferencia hay entre el agarre mediante pinza de pre-sión o mediante pinza de precisión?

4. ¿Qué significa que en la especie humana desapareció la épo-ca de celo? ¿Qué consecuencias tuvo para la reproducción?


En la especie humana, las crías están mucho tiempo al cuidado de sus progenitores.

56 Tema 3

CRONOLOGÍA DE LA EVOLUCIÓN HUMANA6Durante un cierto tiempo se pensó que el proceso evolutivo hu-

mano era lineal. La búsqueda del eslabón perdido entre humanos y simios ha sido uno de los tópicos de la paleontología humana, pero encontrar fósiles humanos, base del estudio de la evolución humana siempre ha sido y es bastante complicado.

El avance en los estudios genéticos y los análisis de ADN han ayudado a descifrar las relaciones entre las distintas especies y a conocer cómo sigue evolucionando el Homo sapiens.

Actualmente se sabe que el proceso evolutivo humano no es li-neal. Podemos representar este proceso como un árbol con nume-rosas ramificaciones y con muchos interrogantes, que además sufre cambios continuos. Las especies implicadas fueron numerosas, y aparecieron y se extinguieron en diferentes momentos.

En el árbol de la evolución humana se pueden distinguir cuatro grupos: el grupo Ardipithecus o primeros homínidos es el grupo más antiguo y del que se encuentran restos de entre 3 y 6 millones de años; el grupo australopitecos, con restos de 1 a 5 millones años; el grupo Paranthropus o australopitecos robustos, con restos de 1 a 3 millones de años, y el grupo Homo, con fósiles desde hace 3 millo-nes de años.

Con los últimos estudios y hallazgos se piensa incluir un quinto grupo, el de los Denisovanos.

Los estudios de ADN de la mandíbula del hombre de Denisova, cuyos restos fue-ron encontrados en la cue-vas de Denisova, en Siberia, sugieren que está emparen-tado con el hombre near-dental y el Homo sapiens.

CUADRO CRONOLÓGICO DE LA EVOLUCIÓN HUMANA

1 millónde años atrás

2 millonesde años atrás






DenisovanosDDDHomo neanderthalensisHH Homo heidelbergensis

HomoantecessorHomoantecessor

Homo floresiensis

Homo sapiens

HUMANOS MODERNOS

AUSTRALOPITECOS ROBUSTOSAAAAA

Homo erectusHomo erectusHHHHHH

Homo rudolfensisHomo rudolfensisHHHHHH Homo habilisHomo habilisHHHH

AUSTRALOPITECOSAAAAA

PRIMEROS HOMÍNIDOSPP

HUMANOSHH

Kenyanthropus platyopsKK

ParanthropusrobustusPP

Paranthropus boiseiPPPAustralopithecussedibaAAAA

Australopithecus africanusAAAAA Australopithecus gorhiAAAAAA

AustralopithecusafarensisAAAA

Australopithecus anamensisAAAAAArdipithecus ramidusAAAAAA

Ardipithecus kodobbaAAAA

Sahelanthropus tchadensisSSS

Orrorin tugenensisOO

ParanthropusaethiopicusPPP

Homonaledi

Actualmente

s Homo heidelbergensisHHHHomoHomoantecessorantecessorHHHH

Homo floresiensisH fl i iHHH

Homo sapiens

AustralopAAAAA

HomoHnaledin

s

s

s


6.1. Grandes momentos de la evolución humanaSe conocen fósiles con una antigüedad de entre 7 y 5 millones de

años, de especies con cierto bipedismo. Corresponderían a los pri-meros homínidos o prehomínidos. Constituyen el grupo Ardipithecus, cuyo representante más antiguo es el Sahelanthropus tchandensis, descubierto en el Chad en el año 2001, cuyo bipedismo se cuestiona ya que no se ha conservado el foramen magnon.

Hace aproximadamente 5 millones de años aparecieron los aus-tralopitecos, de los que se conocen varias especies. Se diferencian dos líneas evolutivas: el grupo de los australopitecos gráciles, que conduce hacia el hombre actual, con especies como el Australo-pithecus anamensis, el Australopithecus africanus y el Australopithecus afarensis. Y la segunda línea evolutiva formada por el grupo de los australopitecos robustos o Paranthropus, con especies como el Pa-ranthropus biosei y el Paranthropus robustus.

Hace unos 2,5 millones de años apareció en África Oriental el Homo habilis, primer humano que ya era fabricante de herramien-tas. Los restos aparecieron en Olduvai y hasta 1964 fueron atribui-dos al Australopithecus.

Hace 1,8 millones años apareció el Homo ergaster, con gran pare-cido a los humanos actuales, con la cara más prominente y robustos molares. Salió de África y hace 1,5 millones de años llegó a Indone-sia y China. A estas poblaciones de Homo ergaster fuera de África se las considera Homo erectus, aunque existe la tendencia a considerar estas dos especies como una sola.

1. A la vista del árbol evolutivo de la especie humana, ¿convivieron en el mismo momento varias especies de humanos?

2. En general, ¿cuál será la diferencia entre los Australopithecus robustus y los graciles?

3. Mediante el empleo de las TIC, investiga si el Hombre de Cromañón corresponde a fósiles de cierta importancia en la evolución.

4. ¿Crees que en algún momento se pueden ha-ber cruzado especies diferentes de humanos y haber tenido descendencia? Reflexiona la respuesta.


Los dos últimos homínidos, Homo neandertha-lensis y Homo sapiens, la especie actual, apa-recieron hace 200 000 años y poblaron, sobre

todo, la zona europea.

El hombre de Neandertal era muy robusto y estaba adaptado al frío, pero se extinguió. El Homo sapiens se extendió por todo el planeta.

NEANDERTAL Y SAPIENSDOC.1

Los australopitecos eran claramente bípedos, como lo demuestran las huellas que se han encontrado de sus pisadas. Tenían la cara ancha y aplanada, con robustos molares. El cerebro era pequeño, semejante al de un chimpancé, y su estatura no superaba los 1,5 metros. El más antiguo es el Australopithecus anamensis.

Los restos humanos más antiguos de Europa fue-ron encontrados en la Sierra de Atapuerca (Bur-gos). Lo excepcional de estos restos es que po-

seen rasgos similares a los humanos actuales, por lo que los consideraron como una especie nueva a la que llamaron Homo antecessor.

También se han encontrado restos de Homo heidelbergensis, de 400 000

años de antigüedad.

ATAPUERCA A ESCENADOC.2

Reconstrucción del Chico de la Gran Dolina (Homo antecessor).

El Neandertal (Homo neanderthalen-sis) vivió hace 150 000 - 40 000 años. Físicamente era muy fuerte y con una capacidad craneal semejante a la del humano actual.

58 Tema 3

OBJE

TIVO

La teoría de la evolución propuesta por Charles Darwin es, quizá, una de las ideas científicas más geniales de cuantas se han formulado; o al menos así lo considera la mayoría de las personas.

Darwin también escribió un libro sobre el origen del hombre, lo que le proporcionó numerosas enemistades y críticas. Cualquier idea de cambio o de evolución se opo-

nía frontalmente al creacionismo que imperaba en aquella época, que explica los fenómenos y procesos siguiendo li-teralmente la Biblia.

Actualmente, la mayoría de las creencias religiosas son compatibles con el hecho evolutivo de la especie humana, tal como lo demuestra la ciencia actual.

El origen y la evolución de la especie humana es uno de los temas que más interés social despierta. A continuación se exponen algunos acontecimientos extraordinarios o cu-riosos de las diferentes investigaciones sobre este apasio-nante campo.

Conocer algunos hitos y personajes extraordinarios que ha-yan tenido una gran relevancia en el apasionante estudio de la evolución de la especie humana.

7 GRANDES HITOS EN EL ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN HUMANA

El 30 de junio de 1860, varios meses después de la publicación de El origen de las especies, de Charles Darwin, tuvo lugar un debate, en el Museo Universitario de Historia Natural de Oxford, al que acudió Thomas Henry Huxley, gran defensor de las ideas de Darwin.

Es muy conocido que en el intercam-bio de palabras, supuestamente, el obispo Wilberforce preguntó a Huxley, "¿usted es descendiente del mono por parte de madre o por parte de padre?". Este hecho ha quedado en el anecdotario del debate sobre la evolución humana.

¡DEL MONO NO!DOC.1

El 18 de diciembre de 1912 se mostra-ron un cráneo fósil y una mandíbula que, al parecer, ha-bían sido descu-biertos ese mismo año por un obrero en Piltdown (In-glaterra), como el eslabón perdido entre simios y humanos. Se le denominó: hombre de Piltdown y durante cuarenta años fue consi-derado el eslabón perdido. Más tarde, se compro-bó que había sido un montaje fraudulento; el cráneo era humano y la mandíbula de simio. Am-bos de menos de 50 000 años de antigüedad.

UN FRAUDEDOC.2

La familia Leakey está formada por una dinastía de inves-tigadores, especialmente en el campo de la paleantropolo-gía. Louis Leakey es el patriarca, y junto a su segunda mujer Mary Leakey, quizá sean los más conocidos. Descu-brió el complejo paleontológico de la garganta de Olduvai (Tanzania), y Mary Leakey, las huellas fósiles de Laetoli (Tanzania). No se puede entender la investigación de la evolución humana sin ellos.

Mary Leakey revolucionó la historia de la evolución huma-na. Los descubrimientos de su equipo demostraron que los orígenes del hombre eran más antiguos de lo que se creía.

LA FAMILIA LEAKEYDOC.3

Louis Leakey (1903-1977), paleontólogo, antropólogo y ar-queólogo británico de origen keniano, tras doctorarse, se trasladó a Tanzania donde trabajó para el British Museum.


El 24 de noviembre de 1974, el paleontólogo Donald Johanson y su equipo descubrieron en Hadar, al nordeste de Etiopía, el conjunto de restos fósiles del esqueleto de un australopiteco que vivió hace 3,2 millones de años. En el mo-mento del descubrimiento, en la radio sonaba Lucy in the sky with diamonds, de los Beatles, de ahí el nombre de Lucy. Durante un reconocimiento del área, Johanson descubrió un trozo de hueso del codo y muchos más restos de origen humano.

Lucy era una hembra de 1,1 metros de altura. Caminaba con las dos extremida-des inferiores y tenía los pies arqueados, como los humanos actuales, lo que in-dica que era bípeda. Se denominó a esta especie Australopithecus afarensis; posteriormente se encontraron más fósiles de individuos de la misma especie.

El descubrimiento de Lucy revolucionó el árbol evolutivo de la especie humana.

INVESTIGA

1. Explica en qué consiste el proce-so de hominización. ¿Cómo se ha producido?

2. ¿Por qué el estudio de la evolu-ción humana es tan complejo?

3. ¿Consideras que la idea que la ciencia oficial tiene sobre la evo-lución humana es la correcta?

4. ¿Qué opinas sobre la teoría crea-cionista?

5. ¿Crees que la especie humana se-guirá evolucionando y dentro de miles de años será diferente?

DESCRIBE, ANALIZA Y RELACIONA

VALORA Y OPINA

La garganta de Olduvai, al norte de Tanzania, es un yacimiento pa-leontológico imprescindible para conocer la evolución humana.

Fue descubierta para la paleontología por el matrimonio Leakey en los años cincuenta del pasado siglo. En Olduvai se han hallado res-tos de nuestros antepasados de entre dos millones y 15 000 años de antigüedad. Por ello, la garganta de Olduvai es considerada como la cuna de la humanidad.

Espectaculares descubrimientos de fósiles de homínidos convirtie-ron a esta garganta en el grial de los estudios de la evolución hu-mana. Junto a las pisadas de Laetoli, son lugares únicos.

LA GARGANTA DE OLDUVAIDOC.4

LUCYDOC.5

El yacimiento paleontológico de Atapuerca marca un antes y un después en el es-tudio de la evolución humana. Considerado como uno de los descubrimientos cien-tíficos más importantes del siglo XX y declarado Patrimonio de la Humanidad por la Unesco, este yacimiento, situado a 20 kilómetros de la ciudad de Burgos, acu-mula los mayores y más impresionantes testimonios del origen de la humanidad.

Los huesos y útiles descubiertos han posibilitado identificar a una nueva especie en el proceso de la evolución humana, el Homo antecessor, que sería antepasa-do del hombre de Neandertal.

ATAPUERCADOC.6

Vista aérea de la Sierra de Atapuer-ca, donde se pue-den observar los yacimientos.

Cima Elefante

Cueva Mayor

Trinchera

Gran Dolina

galería información

SÍNTESIS

60 Tema 3

El proceso de hominización hace referencia a las diversas etapas y cambios que compo-

nen el desarrollo evolutivo de nuestra especie.

El bipedismo, primero, y el gran desarrollo del cerebro son los factores más determi-nantes de este proceso.

La evolución humana no es lineal, sino que tiene numerosas ramifica-

ciones y también interrogantes.

En la evolución humana se pueden distinguir cuatro grupos:

• Ardipithecus, el más antiguo.

• Australopithecus, de 1 a 5 mi-llones años.

• Paranthropus, de 1 a 3 millones de años.

• Homo, desde hace 3 millones de años.

Actualmente se piensa incluir un quinto grupo, el de los denisovanos.

La teoría de la gene-ración espontánea sostenía que podía surgir vida compleja, animal y vegetal, de forma espontánea a partir de materia inerte, como el ba-rro, o de materia orgánica en descomposi-ción. Esta teoría fue refutada mediante los experimentos de Redi, de Spallanzani y, es-pecialmente, de Pasteur.

Esta teoría postula la posibi-lidad del origen extraterres-tre de la vida por medio de esporas bacterianas.

Básicamente, el Neodarwinis-mo trata de unir la genética moderna con la selección na-tural de Darwin. La causa de la variabilidad son los genes y las mutaciones sobre los que actúa la selección natural.

EL O

RIG

EN D

E LA

VID

ALA

EVO

LUCI

ÓN

BIO

LÓG

ICA

LA E

VOLU

CIÓ

N H

UM

AN

A

EL PROCESO DE HOMINIZACIÓN

La teoría sobre el origen de la vi-da de Oparin y Haldane se basa-ba en la síntesis de moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas bajo la influencia de una atmósfera primitiva no oxi-dante.

Mediante el experimento de Mi-ller se pudo comprobar la sínte-sis prebiótica, pero no se resol-vió el origen de los primeros seres vivos.

TEORÍA PREBIÓTICA PANSPERMIA

NEODARWINISMO

LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA

Lamarck formuló la primera teo-ría de la evolución biológica y explicó los mecanismos. Negó la inmutabilidad de las especies. Postuló que los organismos se transforman y los caracteres ad-quiridos se heredan.

Darwin explica la evolución como un proceso de selección natural, por el cual los individuos mejor adaptados a los cambios ambien-tales son los seleccionados.

EVOLUCIONISMO

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS

Durante siglos, la creencia de que las espe-cies habían sido creadas por un ser inteli-gente fue la idea predominante. Las espe-cies permanecían inmutables, sin cambios a lo largo del tiempo (fijismo).

Para justificar la existencia de especies desaparecidas, Cuvier propuso la teoría del catastrofismo; las especies desaparecían debido a cataclismos y en sucesivas crea-ciones aparecían otras.

En los yacimientos arqueoló-gicos de la Sierra de Atapuer-ca (Burgos) se están sacando a la luz, desde 1978, impor-tantes fósiles que permiten conocer cómo han evolucio-nado los grupos humanos.

CREACIONISMO, FIJISMO Y CATASTROFISMO

SIERRA DE ATAPUERCA

Louis Pasteur (1822-1895).

ESPACIO WEB

INFÓRMATE Y OPINA


a) El artículo original tiene otro título. Intenta poner tú otro título.

b) Según los científicos, ¿cuál puede ser la función del bácu-lo?

c) ¿Cómo explicarías, desde el punto de vista darwinista, la aparición del báculo en los primeros mamíferos?

d) ¿Por qué puede haber desaparecido el báculo en la espe-cie humana?

a) Busca información sobre las relaciones entre los neander-tales y los sapiens.

b) ¿Qué ventajas crees que puede tener el canibalismo para una especie?

c) ¿Cuál parece que fue la causa principal de la extinción de los neandertales?

1 2EL BÁCULO DE LOS MAMÍFEROS ¿ACABÓ EL CANIBALISMO CON LOS NEANDERTALES?

El Museo de la Evolución Humana (MEH) está situado en la ciu-dad de Burgos. Fue inaugurado el 13 de julio de 2010 y gestio-na los yacimientos de Atapuerca, declarados Patrimonio de la Humanidad en 2015.

a) Planifica, si es posible, una visita al museo. Puede ser con todos los alumnos de cultura científica o de forma individual con familiares, amigos, etc.

b) Describe las características de los yacimientos asociados al museo y averigua qué es la Ice Age Europe.

c) Realiza una visita virtual al museo. Entra en www.tiching.com/761353

• ¿Cuántas salas se pueden visitar virtualmente?

• ¿Cuál es la temática de cada sala?

EL MUSEO DE LA EVOLUCIÓN HUMANA3

El báculo es un hueso extraesquelético, lo que significa que no está conectado con el resto del esqueleto, sino que flota al final del pene de los mamíferos de algunas especies animales. Dependiendo del animal, su tamaño va desde menos de un milímetro hasta casi un metro (…).

Los científicos han elaborado diversas teorías sobre la utilidad del báculo (…).

Se ha propuesto que el hueso del pene ayuda a prolon-gar la penetración vaginal (…) y favorece que el esper-ma haya tenido tiempo de dispersarse por los conductos para alcanzar el óvalo. Una segunda razón para explicar una penetración larga es evitar que las hembras se apareen con varios machos, lo que conllevaría la mez-cla de semen y no aseguraría que los machos domi-nantes fuesen los que se reproducirían.

En el caso de la especie humana, estas razones no existen y quizá ello sea la causa de que el bácu-lo se haya atrofiado a lo largo de nuestro proceso evolutivo.

El País, 20 de diciembre de 2016. (Adaptación)

Los neandertales, la otra especie hu-mana inteligente, desaparecieron hace unos 40 000 años de Europa, donde habían vivido durante 300 000 años (…). Existen dife-rentes hipótesis sobre esta extin-ción, como los efectos de un cambio climático, aunque una de las más fuer-tes la relaciona con la presión ejercida por la llegada de los Homo sapiens, anatómica y genéti-camente diferentes, (…). El último estudio de un equipo de investigadores españoles va por esta misma línea, aunque añade un factor inquietante: el canibalismo (…).

"Cuando hay recursos limitados, el canibalismo es una ventaja para la supervivencia, una buena estrategia, lo que explica los muchos casos que se han registrado no so-lo entre los neandertales, sino también en otras especies humanas, incluso mucho antes, como el Homo antecessor de Atapuerca", explica Agustí (investigador del IPHES).

Pero cuando se introduce una segunda especie no caní-bal, el hombre moderno, que compite por los mismos re-cursos, las cosas cambian. La especie caníbal va men-guando y se ve desplazada por la nueva población.

El País, 20 de marzo de 2016. (Adaptación)

62 Tema 3

TRABAJA EN EL LABORATORIO

El descubrimiento de huesos en los yacimientos paleontológicos y arqueológicos permite conocer diferentes aspectos como el se-xo, la talla o la estatura.

En la antropología forense, muchas veces, se sigue el mismo procedimiento. Los huesos largos de las extremidades son los que se utilizan para estos cálculos; principalmente el húmero, el radio, el fémur y la tibia. Se ha comprobado que el tamaño de los huesos varía entre las diferentes poblaciones de la Tierra, se-gún el sexo y según la edad.

Un hueso deshidratado tiene menor tamaño que el mismo hueso fresco. Por eso, en esta práctica, los resultados que se obtengan serán aproximados.

1. Material

• Cinta métrica y regla graduada.

• Huesos de material plástico para simular el cálculo.

2. Procedimiento

• Calcula, de forma aproximada, la estatura de las personas a las que pueden pertenecer. Para ello, si por ejemplo utili-zas el húmero, mide con la mayor precisión posible su lon-gitud, desde la articulación con el codo hasta la articula-ción con el hombro.

Para estos cálculos utiliza las fórmulas de Pearson que tienes a continuación (T: talla en cm; H: húmero; R: radio; F: fémur; T: tibia)

PARA HOMBREST = 81,306 + 1,880FT = 78,664 + 2,376TT = 71,272 + 1,159 (F + T)T = 66,855 + 1,730 (H + R)T = 68,397 + 1,030F + 1,557HT = 67,049 + 0,913F + 0,600T + 1,225H – 0,187RT = 70,641 + 2,894HT = 85,925 + 3,271RT = 71,441 + 1,220F + 1,080TT = 69,788 + 2,769H + 0195R

PARA MUJEREST = 72,844 + 1,945FT = 74,774 + 2,352TT = 79,154 + 1,126 (F + T)T = 69,911 + 1,628 (H + R)T = 67,435 + 1,339F + 1,027HT = 67,467 + 0,782F + 01,120T + 1,059H – 0,711RT = 71,475 + 2,754HT = 81,224 + 3,343RT = 69,561 + 1,117F + 1,125TT = 70,542 + 2,582H + 0,281R

• Utiliza las fórmulas de Pearson para calcular la longitud de tus cuatro huesos: húmero, radio, fémur y tibia.

• Con los datos obtenidos por todos los alumnos, calculad la media de longitud de los cuatro huesos de hombres y de mujeres por separado.

3. Resultados• Recoged en tablas los resultados obtenidos por todos los

alumnos y después elaborad histogramas con el tamaño medio de los huesos, en hombres y en mujeres.

4. Conclusiones• ¿Cuál es la talla aproximada de los individuos de las mues-

tras de algún hueso?

• ¿Cuál es la longitud media de cada uno de los cuatro hue-sos, tanto en mujeres como en hombres? Ordénalos de ma-yor a menor tamaño.

• ¿Cómo es la longitud de los huesos que has medido compara-da con la longitud media obtenida en el conjunto de la clase?

• Un hueso encontrado en un yacimiento arqueológico, ¿tendrá el mismo tamaño que cuando el individuo vivía? ¿Por qué?

• ¿Por qué estas fórmulas de Pearson sirven para poblaciones como las nuestras (Europa, Norte de África y Asia occiden-tal) y no son válidas para otras poblaciones?

CÁLCULO DE LA ESTATURA DE UN INDIVIDUO A PARTIR DE HUESOS LARGOS

Húmero Radio TibiaFémur


APLICA EL MÉTODO CIENTÍFICO

Después de leer el texto, identifica las cuestiones científicas que puedan investigarse sobre ese tema:

a) El avistamiento de ovnis permite deducir la existencia de seres extraterrestres.

b) Mediante una sonda espacial se podría comprobar la exis-tencia de agua en la superficie de otros planetas.

c) Determinadas señales del espacio pueden ser indicios de la existencia de seres extraterrestres inteligentes.

Identifica cuáles de las afirmaciones siguientes son hipótesis científicas. Argumenta tu elección:

a) Los neandertales eran más inteligentes que los seres hu-manos actuales.

b) Los neandertales se extinguieron porque cazaron en exce-so y se quedaron sin alimento.

c) El Homo neanderthalensis pudo cruzarse con el Homo sa-piens en algún momento y por eso nosotros tenemos ge-nes de ambos.

1 IDENTIFICA CUESTIONES CIENTÍFICAS 2 FORMULA HIPÓTESIS

La experimentación es el proceso que realizan los científicos para comprobar la veracidad de una hipótesis. Sin embargo, en muchas ocasiones, la experimentación es muy difícil de reali-zar y, por eso, se suelen utilizar simulaciones científicas que, aunque no se ajustan del todo a las condiciones reales, pro-porcionan información aproximada.

1. Enuncia una hipótesis

Redactad una hipótesis sobre si las condiciones ambientales influyen en la selección natural.

2. Material necesario

• Una cartulina blanca y otra negra de gran tamaño para si-mular dos tipos de condiciones ambientales. Más cartuli-nas para recortar círculos, que simularán los individuos.

• Tijeras

• Compás

• Bolsa negra de basura

• Reloj o cronómetro

3. Diseña el experimento

Recortad círculos del mismo tamaño con las cartulinas (25 de cada color). Introdúcelos en la bolsa negra y mézclalos en su interior. Una vez mezclados, vuélcalos sobre las dos cartulinas que simulan las condiciones ambientales. Un alumno, que no haya visto la preparación del experimento, actuará como depre-dador capturando individuos (los círculos) que hayan caído en cada cartulina (la blanca o la negra) durante cinco segundos.

4. Analiza e interpreta los datos

Comprobad las presas (círculos) que el depredador (alumno) ha capturado de cada medio (cartulina). Analizad las causas.

5. Extrae conclusiones

a) ¿Cuántas presas capturó el depredador en cada una de las condiciones ambientales? ¿Cuál puede ser la causa?

b) ¿Concuerdan los resultados con lo que creías que iba a ocurrir antes de realizar el experimento?

c) ¿Sirve el modelo para explicar el proceso de selección natural?

3 DISEÑA UN EXPERIMENTO: SIMULAR EL PROCESO DE SELECCIÓN NATURAL

VIDA EXTRATERRESTRE

En el planeta GJ1132b, los astrónomos han confirmado la presencia de una atmósfera espesa y han encontrado indicios de que podría ser rico en agua. Este planeta or-bita alrededor de una pequeña estrella enana, a una dis-tancia mucho más cercana que la que hay de la Tierra al Sol, lo que significa que recibe varias veces el nivel de radiación de nuestro planeta.

Los investigadores afirman que hay indicios razonables de la existencia de agua abundante y que la superficie del planeta soporta temperaturas superiores a los 130 grados centígrados.

EL NEANDERTAL

El neandertal, Homo neanderthalensis, es una especie del género Homo que habitó en Europa y en partes de Asia occidental desde hace 230 mil años hasta 29 mil años atrás. Su nombre se debe a que en el valle del río Nean-der (Alemania) se encontraron los primeros restos.

Los neandertales vivían en abrigos o cuevas en grupos so-ciales organizados, dominaban el fuego y fabricaban herra-mientas de hueso y piedra. Eran de cuerpos anchos y cor-tos, lo cual les permitía soportar mejor las temperaturas gélidas. Su sistema para comunicarse ya era muy eficiente.

64 Tema 3

ACTIVIDADES

Estos retratos corresponden a diferentes personajes, que tra-bajan o han trabajado sobre el origen de la vida y la evolu-ción de los seres vivos.

a) Identifica cada uno de ellos, sitúalos en su época y des-cribe sus principales contribuciones al estudio de la evo-lución o del origen de la vida.

b) ¿Cuál de las investigaciones de estos científicos resulta más interesante o atractiva, si quisieras investigar en el tema de la evolución?

INTERPRETA LAS IMÁGENES1

a) ¿En qué zonas del mundo existe la mayor y la menor intolerancia a la lactosa?

b) ¿En qué situación se encuentra España? ¿Hay alguna diferencia en el conjunto del país?

c) La incorporación a la ganadería doméstica se realizó más tarde en unas zonas del planeta que en otras. ¿En qué zonas crees que se incorporaron primero? ¿En qué tipo de argumento te basas, teniendo en cuenta el mapa mundial de intolerancia a la lactosa?

d) ¿Qué significa que la intolerancia a la lactosa es un proceso evolutivo?

ANALIZA UN MAPA2

INTOLERANCIA A LA LACTOSADesde hace no demasiado tiempo dis-ponemos de leche sin lactosa. La lacto-sa es un azúcar que contiene de forma exclusiva la leche de los mamíferos.

La lactosa se digiere por la acción de la enzima lactasa que, después del deste-te, los mamíferos dejan de producir por causas genéticas, lo que provoca una mala absorción de la lactosa, que deno-minamos intolerancia a la lactosa.

Con la aparición de la ganadería, hace unos 12 000 años, los humanos comen-zaron a utilizar, después del periodo de lactancia, la leche como alimento. Los individuos que tenían un gen mutado, que permitía la producción de lactasa, eran tolerantes a la lactosa y podían to-mar leche sin problemas. Por lo tanto, la intolerancia a la lactosa sería lo normal y la tolerancia, un proceso evolutivo.

En el mapa se pueden observar las zo-nas de mayor y menor grado de toleran-cia a la lactosa.

A B

C D E F

de 80 a 100 %

de 60 a 80 %

de 40 a 60 %

de 20 a 40 %

menos de 20 % © I.C.L.

Origen y evolución de los seres vivos 65

La ardilla voladora o planeadora tiene la habilidad de saltar de un árbol a otro gracias a las membranas que unen sus patas posteriores con las anteriores, lo cual la ayuda a caer con len-titud y planear durante más tiempo y más lejos. Esta caracte-rística también le permite buscar alimento y escapar de los de-predadores.

1. ¿Cómo explicarían un creacionista y un fijista, un lamarc-kista y un darwinista la aparición de la membrana que per-mite planear a la ardilla voladora?

2. Relaciona las palabras de las dos columnas siguientes:

a) Fijismo 1. Margulys

b) Oparin 2. Humanos

c) Endosimbiosis 3. Lucy

d) Homólogo 4. Leakey

e) Hominina 5. Homo antecessor

f) Hominización 6. Extraterrestre

g) Australopitecos 7. Coacervados

h) Olduvai 8. Bipedismo

i) Atapuerca 9. Creacionismo

j) Panspermia 10. Análogo

3. La selección artificial que realizaban los agricultores y ga-naderos fue una de las observaciones de Darwin para propo-ner su teoría de la evolución de los seres vivos:

a) ¿Cómo crees que se han conseguido las diferentes razas de perros, si todos pertenecen a la misma especie?

b) ¿Conoces algún caso de selección artificial? Descríbelo de forma breve.

4. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) La evolución de los seres vivos es la causa de la biodi-versidad.

b) Lamarck se opone a la idea de la evolución de los seres.

c) En general, los caracteres adquiridos por el uso de las estructuras u órganos del cuerpo se heredan.

d) La variabilidad es una de las características fundamenta-les para que actúe la selección natural.

e) En el proceso de hominización, el bipedismo es muy pos-terior al desarrollo cerebral.

f) Los australopitecos ya caminaban erguidos.

g) La evolución humana no es lineal.

h) Al extinguirse el hombre de Neandertal, apareció la espe-cie humana actual.

5. El siguiente esquema representa dos modelos de la evolu-ción humana. Según el modelo multirregional, el Homo sa-piens se originó en diferentes poblaciones del Homo erectus procedente de África. El modelo de origen africano reciente propone que un descendiente del Homo erectus, el Homo sa-piens, se originó en África y pobló todo el planeta.

a) Explica el modelo multirregional de la evolución humana.

b) ¿En qué se diferencia el modelo de origen africano con el modelo multirregional?

6. Para algunos autores, la aparición de la especie humana ac-tual es la culminación de la evolución. Para otros, la espe-cie humana seguirá evolucionando y estará sometida a cam-bios adaptativos a las condiciones ambientales.

a) ¿Cuál es tu opinión? ¿Tienes otra propuesta diferente? ¿Piensas que la especie humana actual se podría extinguir?

RESUELVE LAS CUESTIONES3

DEFINE CONCEPTOS CLAVE

• Fijismo • Selección natural • Neodarwinismo

• Endosimbiosis • Panspermia • Hominización

• Bipedismo • Hominina • Australopitecos

RESPONDE A LA PREGUNTA INICIAL¿Cómo surgió la vida en la Tierra? ¿Cómo evolucionó?

Modelomultirregional

Modelo del origenafricano reciente

tiem

po (a

ños)

presente

pasado

200 000

100 000

Homo erectus

Homo sapiens

Europa África AsiaEuropa África Asia

CCB - vicensvives.com · el laboratorio / Aplica el m todo cient fico / Actividades 3 ORIGEN Y...

Documents

Transcript of CCB - vicensvives.com · el laboratorio / Aplica el m todo cient fico / Actividades 3 ORIGEN Y...