Evolució 2012

4 ESO 2011-12 Antoni Cassany i Penalba

1

Evolució

1. Teories sobre l'origen de les espècies. 1.1 Teories preevolucionistes: Fixisme i catastrofisme. 1.2 Teories evolucionistes. 1.2.1 Lamarckisme. 1.2.2 Darwinisme. 1.2.3 Neodarwinisme. 2. Proves de l'evolució dels éssers vius . 3. Concepte d'especiació 3.1. Especiació gradual o per aïllament. 3.1.1. El mecanisme clàssic o especiació alopàtrica. 3.1.2. Mecanisme d'especiació simpàtrica . 3.2. Especiació instantània o per poliploidia.

1- Teories sobre l'origen de les espècies

L’ésser humà s’ha plantejat des de molt antic com han aparegut els éssers vius sobre la Terra, com és que hi ha espècies diferents i per què no hi ha les mateixes espècies a tots els continents. Per donar resposta a aquestes preguntes s’han formulat diverses teories que intenten explicar la diversificació i l’origen de les espècies sobre la Terra. Bàsicament hi ha dos grups de teories: les teories fixistes que consideraven que tots els éssers vius eren invariables (fixos) i creats per Déu al principi dels temps i les teories evolucionistes que consideraven que les espècies biològiques no es mantenen inalterables al llarg dels temps, sinó que estan sotmeses a una transformació lenta i inexorable. Com podeu suposar, aquestes darreres teories, són les úniques teories científiques i les úniques que estudiarem.

Anomenem evolució biològica a la transformació gradual i progressiva, en el transcurs de períodes de temps molt llargs, de formes de vida primitives en unes altres més diverses i complexes. Entre les teories evolucionistes cal distingir entre lamarckisme i darwinisme. En ser introduïts posterioment al darwinisme els conceptes de genètica va sorgir la teoria neodarwinista o teoria sintètica, la qual és acceptada, amb matisos diferents, en l’actualitat.

1.1 Teories fixistes (creacionisme i catastrofisme)

Fins als segle XVIII es creia que les espècies existien, sense cap canvi, des del principi de la creació: era la teoria del fixisme o creacionisme que mostrava un món creat per una divinitat i, per tant, definitiu. En el món cristià d’aleshores, totes les fonts de coneixement es trobaven a la Bíblia; d'aquesta manera, un especialista de la sagrada escriptura, l'arquebisbe Ussher calculà l'edat de la Terra a partir de la informació continguda al llibre del Gènesi: la Terra va ser creada l'any 4.004 a.de J.C., el 25 d'Octubre.


2

La idea bàsica de les teories creacionistes és que les espècies són creades per Déu, de forma independent les unes de les altres. Les espècies han romàs sense modificar-se ni experimentar cap canvi al llarg de la història de la terra

Un dels majors defensors del fixisme va ser Karl von Linné (1707-1778). Ell afirmava que “existeixen tantes espècies diferents com formes creà en un principi el nostre Senyor”. Sobre aquesta base va construir el seu Systema naturae de classificació de plantes i animals que serveix de base als sistemes de classificació i nomenclatura científics moderns.

Al segle XIX, el naturalista Cuvier va proposar la idea que els fòssils corresponien a organismes extingits. Aquesta idea va topar amb el fixisme. Cuvier i els seus deixebles van pretendre fer compatible el fixisme amb l'augment incessant d'evidències en contra que aportaven els fòssils i van crear l'anomenada teoria de les creacions successives o catastrofisme. Segons aquesta teoria, la Terra havia estat poblada per tota una successió de flores i faunes independents entre elles, producte d'una sèrie d'actes creadors seguits de grans catàstrofes, la darrera de les quals fou el diluvi. Els fòssils trobats, inclús en les més altes muntanyes (Alpes, Andes, etc) eren la prova de que el diluvi havia estat universal

1.2 Teories evolucionistes

1.2.1 Lamarckisme

El 1809, Jean Baptiste de Monet, cavaller de Lamarck (1744-1829), publicà el llibre Filosofia zoologica on contradia de forma oberta les teories anteriors i proposava que les espècies actuals són el resultat d’un llarg procés de canvi que han experimentat tots els éssers vius.

La teoria evolutiva de Lamarck va ser la primera en oposar-se a la immutabilitat de les espècies. Sostenia que totes les espècies evolucionaven i concebia aquesta evolució com un procés gradual i continu. Va mantenir l'opinió que la naturalesa havia produït gradualment els diversos grups d'éssers vius, des dels més simples als més complexos. La seua teoria –el lamarckisme- es basa en dos postulats.

a) La funció crea l'òrgan. (principi de l’ús i el no-ús).

Lamarck suposava que tots els organismes tenen una tendència innata a perfeccionar-se, cosa que els permetia d'adaptar-se als ambients més diversos. L'increment o disminució de l'ús d'alguns òrgans originat per aquesta adaptació, provocava un major o menor desenvolupament d'aquests òrgans i, per tant, una modificació de l'organisme. Dit d’una altra forma, l’ús continuat d’un òrgan el reforça, el desenvolupa de manera que l’òrgan en qüestió augmenta proporcionalment al temps que s’ha fet servir. A la vegada, un òrgan que no s’utilitza de forma permanent es va deteriorant, es va debilitant, fins que acaba desapareixent com a tal. A més a més, si els canvis ambientals originen necessitats completament noves en un organisme es poden desenvolupar, com a resposta, òrgans també nous.


3

b) L'herència dels caràcters adquirits. Els canvis que s’han produït per l’ús o el no-ús d’un òrgan queden fixats en l’individu, i si

afecten de la mateixa manera els dos sexes seran transmesos a la descendència, de manera que l’ésser que en resulte naixerà amb unes modificacions concretes dels òrgans en funció de l’ús que els progenitors n’hagessen fet. Així doncs, per a què aquestes noves característiques adquirides es perpetuen en les generacions posteriors, cal que esdevinguen hereditàries.

Valoració actual del Lamarckisme

Actualment, aquesta teoria es considera inacceptable perquè va en contra de les

evidències experimentals (no s'ha pogut demostrar l'herència dels caràcters adquirits: desenvolupament muscular dels esportistes, costum de perforar els lòbuls de les orelles, etc) Ara ja sabem que allò que es transmet de generació és el genotip (ADN) però no pas el fenotip. Malgrat això, és l'explicació del procés evolutiu més intuitiva i extesa entre la gent no científica

1.2.2 Darwinisme

Després de Lamarck, els anglesos Charles Darwin i Alfred Russell Wallace van elaborar, per separat, el concepte de selecció natural per explicar l'origen dels caràcters adaptatius.

Darwin (1801-1882) formà part d'una expedició científica a

bord del vaixell Beagle que donà la volta al món en cinc anys; durant aquest temps tingué temps d'estudiar i recollir moltes dades a partir de les quals deduïria una nova teoria de l'evolució. El 1859 va publicar la seua obra cabdal " L'origen de les espècies".

La teoria darwiniana de l'evolució es basa en la supervivència dels individus millor

dotats, en allò que Darwin va anomenar selecció natural. Darwin va observar el següent:

1- Els individus d'una mateixa espècie presenten diferències entre ells. Dintre de cada espècie els caràcters tenen una gran variabilitat.

2-Totes les espècies tenen capacitat per produir molts més descendents dels que que podem trobar, ja que naixen molts més individus dels que arriben a adults .

3- L'ambient afecta la supervivència dels individus i, ja que aquests no són idèntics, la probabilitat de sobreviure de cada un d’ells és distinta. La natura selecciona els organismes més ben adaptats a cada ambient (selecció natural).

4- Els caràcters s'hereten de pares a fills; per això, aquells individus que tinguen una probabilitat més gran d'arribar a adults, tindran més probabilitats de reproduir-se i, per tant, de transmetre els seus caràcters a la generació següent. Aquesta va ser la dificultat més gran amb què va topar la teoria de la selecció natural, ja que en aquell temps es desconeixia el mecanisme de l'herència biològia. (genètica mendeliana, cromosomes , ADN, etc)


4

Per comprendre millor aquests postulats exposarem com explicava Darwin l’existència dels óssos formiguers: dins d’una mateixa població hi ha individus que presenten una diferent longitud dels seu morro i de la seua llengua (variabilitat genètica). Els animals que presenten una llengua més llarga poden arribar més fàcilment a capturar les formigues i per tant tenen més possibilitats de supervivència (selecció natural). Quan aquests individus es reprodueixen, deixen una descendència -variable- però on la característica “llengua llarga” és més abundant que la característica “llengua curta”. Amb el pas de les generacions, els óssos presentaran llengües progressivament més llargues.

ACTIVITATS

1- Explica amb les teues paraules els conceptes de variabilitat de les espècies, lluita per l’existència i selecció natural

2- Representa , amb dibuixos, el significat del text sobre els óssos formiguers. Quina seria la idea de Lamarck per a explicar l’evolució d’aquests animals? Quins dels postulats de Lamark seria incorrecte?

TEXT DE DARWIN

“És molt interessant contemplar un turó atapeït de vegetació, cobert per moltíssimes plantes de tota mena, amb ocells que canten entre els arbusts, amb moltes classes d'insectes que volen per l'aire i cucs que s'arrosseguen pel sòl humit, alhora que reflexionem que aquestes formes construïdes de manera tan acurada, tan diferents entre elles, totes elles han estat produïdes per lleis que actuen al nostre entorn. Aquestes lleis, si les prenem en el seu sentit més ample, són la del creixement amb reproducció; la de l'herència, gairebé sempre considerada amb la reproducció; la de la variabilitat, a partir de l'acció directa i indirecta de les condicions de vida externes i de l'ús i desús; la de la progressió geomètrica del creixement, prou alta com per a provocar la lluita per la vida i, conseqüentment la selecció natural, que comporta la divergència de caràcters i l'extinció de les formes menys millorades. D'aquesta manera, de la guerra de la natura, de la fam i de la mort s'assoleix l'objectiu més suprem que hom pot concebre, és a dir, la producció d'animals superiors. Hi ha grandesa en aquesta concepció de que la vida, amb els seus diferents poders, fou insuflada originàriament en unes poques formes o en una de sola; i que, mentre el planeta ha anat girant, d'accord amb la llei fixa de la gravetat, evolucionaren i evolucionen, a partir d'un inici tan simple, infinitat de formes, cadascuna més bella i meravellos a que l'anterior”.

Charles Darwin: L'origen de les espècies

Activitats 3- Comenta amb les teures paraules el text del llibre de Charles Darwin i assenyala on es troben els

principals postulats de la teoria darwiniana. Primer de tot, cal que conegues el significat de totes les paraulkes del text. Aprofita, i pregunta al professor tots els significats que desconegues

1.2.3 Neodarwinisme

La conjunció del darwinisme amb els nous descobriments biològics, fonamentalment els relatius a la paleontologia i la genètica, va donar origen al neodarwinisme o teoria sintètica. Segons aquesta teoria, el representant de la qual és Theodosius Dobzhansky (1900-1975), la base sobre la qual actua la selecció és constituïda per:


5

1-La unitat sobre la que actua l'evolució no és l'individu, sinó la població, conjunt d'individus d'una mateixa espècie que viuen junts en una determinada zona i poden reproduir-se, aparellant-se entre si i produir una descendència fèrtil.

2- Existència de la variabilitat genètica, és a dir, la presència d'una amplia gamma de genotips obtinguts a l'atzar a partir del fons genètic d'una població. La variabilitat genètica de les poblacions ve causada per l'aparició de mutacions i, en major grau, la recombinació gènica relacionada amb la reproducció sexual (meiosi). Aquests tots dos processos són aleatoris.

3- Actuació de la selecció natural. La selecció natural fa que els genotips més favorables

deixen més descendència i, per tant, que augmente la freqüència estadística en la població d'uns gens determinats.

A- Variabilitat

Entre els individus d'una mateixa espècie podem trobar tota una sèrie de diferències morfològiques, fisiològiques, de comportament etc. Dintre d'aquestes variacions podem distingir entre les variacions heretables i les variacions degudes a l'ambient; aquestes últimes no es transmeten a la descendència i no són importants en l'evolució. Els individus d'una població presenten un cert grau de polimorfisme, a causa de l'àmplia gama de genotips ja que els gens (al·lels) posen combinar-se de moltes maneres. La variabilitat genotípica es independent de l’ambient. Les principals fonts de variabilitat són: 1- Mutacions: Encara que la majoria de les

mutacions no són ni beneficioses ni perjudicials (neutres), romanen al material genètic de l’individu i la seua descendència. és possible que, davant de canvis ambientals, una mutació prexistent i que apareix en una part de la població, resulte ara beneficiosa, de manera que els individus que la posseisquen tinguen un avantatge davant de la resta de la població

Fig. Variabilitat en la coloració de la marieta Harmonia axyridis

2- Reproducció sexual (meiosi). Aquest procés no provoca l’aparició de nous al·lels, però

provoca l’aparició de noves combinacions d’aquests al·lels en els genotips dels individus de la població. recordeu que en la reproducció sexual (la nostra), cada individu rep una doble informació per a cada caràcter hereditari (la de la mare i la del pare), que en la formació de gàmetes (meiosi) aquesta doble informació se separa i tornarà a combinar-se a l’atzar en el procés de la fecundació. RECORDEU EL TEMA DE GENÈTICA


6

b- Selecció natural

Les condicions ambientals són molt diverses i , a més, fluctuants. Els organismes vius han d’adaptar-se a aquestes circumstàncies. Com que les poblacions són molt variables (fenotípicament i genotipicament) seran aquells individus que en aquell moment concret estiguen millor adaptats al medi els que tindran més possibilitats de sobreviure i reproduir-se, per la qual cosa transmetran els seus al·lels a la generació següent.

Activitat

4- Llig el següent text i contesta les qüestions: " En les escorces del

bedolls de les illes Britàniques, viu una papallona nocturna, anomenada científicament Biston betularia. Aquesta palometa té un color blanc argentat amb taques negres que els permet d'emmascarar-se molt bé a l'escorça dels arbres on abunden els líquens i, d'aquesta manera escapar a l'acció dels seus depredadors. ocells en la seua majoria. En les regions industrials d'Anglaterra s'originà un augment de la freqüència d'aparició d'una forma mutant negra o melànica d'aquesta palometa. El mutant negre era molt escàs quan s'observà per primera vegada el 1849, però cap a la fi del segle XIX havia esdevingut la forma més comuna en la regió industrialitzada de Manchester i Liverpool. En aquesta mateixa època, a causa de l'aire contaminat, els líquens dels arbres van morir i les seues escorces ennegriren a causa dels fums ".

* Quines palometes serien més fàcilment menjades pels ocells, abans i després de la instal.lació de les fàbriques?

* Quines serien en cada cas les que sobreviurien i tindrien descendència? * Qui ha estat l'agent que ha dut a terme la selecció natural? * Quin mecanisme intern ha estat el responsable del canvi de coloració de les palometes? * Penses que aquest canvi de coloració pot transmetre's a la descendència? Per què? Intenta

fer un creuament entre dos palometes de color que tenen una descendància formada per un 75% de palometes blanques i un 25% de palometes negres

5 - Quan es descobreix un nou insecticida per controlar una plaga, els primers resultats són sempre molt positius. Després d'un temps d'utilització, però, s'ha d'augmentar la quantitat d'insecticida per obtenir bons resultats i, finalment, molts d'aquests insecticides no provoquen cap mal als insectes. Podries explicar, des del punt de vista del Neodarwinisme, com poden aparèixer poblacions d'insectes resistents a un determinat plaguicida?

2 Proves de l'evolució dels éssers vius

a) Els éssers vius han canviat al llarg de la història: Registre fòssil

Els fòssils són una prova de l'existència d'éssers vius en èpoques passades. Aquest fet de trobar formes d'organismes que ara no hi són presents i que, d'altra banda, no trobem fòssils d'espècies actuals ens suggereix que hi ha hagut una successió en la fauna i en la flora al llarg de la història de la Terra. Cal fer notar que els fòssils que coneixem no constitueixen el registre total dels éssers vius que van habitar la Terra al llarg de la seua història, sinó un registre molt fragmentari .


7

A cada època geològica del passatli correspon una flora i una fauna característica. Llevat de casos extraordinaris, hi ha un canvi gradual, on unes formes són substituïdes per unes altres més modernes. Entre les evidències més importants podem remarcar les següents: 1. El nombre de fòssils diferents i la seua complexitat disminueixen a mesura que augmenta

l'antiguitat de les capes sedimentàries on es troben; això fa pensar en un desplegament lent, des de les formes més primitives fins a les actuals. Aquest augment de la diversitat no és continu sinó que presenta tota una sèrie de discontinuïtats: grans extincions seguides d'èpoques de gran desenvolupament o explosions.

2. El descubriment progressiu de formes de transició o anelles perdudes ha anat aportant indicis sobre les relacions evolutives entre els organismes. Un dels casos més espectaculars és el de l'Archaeopteris lithografica, que constitueix la prova més coneguda sobre l'origen rèptil dels ocells, ja que presenta característiques intermèdies entre els dos grups de vertebrats esmentats. També caldria esmentar el fòssils vivents, organismes que representen grups biològics molt abundants en temps passats i que van desaparèixer majoritariament com els celacants, peixos molt antics que existiren fa més de 200 m.a., el peixos pulmonats, exemple del pas de peixos a amfibis, o plantes com Cycas o Gynkgo, predecesores de les actuals plantes amb flor (angiospermes)

Fig 6. Esquerra: Fòssil de peix primitiu de més de 200 m.a. i exemplar de celacant actual. Dreta: Fòssil de Archaeopterys i reconstrucció

3- La presència de sèries filogenètiques o evolutives, en què es poden observar modificacions graduals de les estructures dels fòssils, és una prova evident del canvi evolutiu. (figura llibre pàg. 171)

b) La unitat dels éssers vius

Hem de destacar la gran uniformitat de la composició dels éssers vius en contrapo-sició a la gran diversitat de la biosfera:

MODEL UNIFORME D'ÉSSER VIU

COMPOSICIÓQUÍMICA

METABOLISME

ESTRUCTURACEL·LULAR

GRANDÀRIA

FORMA

ANATOMIA

MANERA DE VIURE

DIVERSITATBIOSFERA


8

Aquesta uniformitat de la matèria viva ens suggereix un origen comú. Cal resaltar la uniformitat de la matèria viva pel que fa a :

* La seua composició: Els éssers vius estan contituïts per les mateixes molècules: glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics. Si és cert que les dos primeres són pràcticament idèntiques per a la majoria dels éssers vius, les dos últimes presenten una especificitat en funció de la seua seqüència de monòmers. Aquesta especificitat de les seqüències de proteïnes i àcids nucleics han estat utilitzades per als estudis evolutius.

* Estructures cel·lulars : Com ja hem estudiat, les cèl·lules, unitats estructurals, fisiològiques i genètiques de la vida presenten una gran uniformitat en tots els éssers vius, pel que fa a la seua estructura (orgànuls) com al seu funcionament (metabolisme). Únicament hi ha un salt qualitatiu entre la cèlula procariòtica -més primitiva- i la cèl·lula eucariòtica; la teoria endosimbiòntica tracta d'explicar aquesta evolució cel·lular.

* Codi genètic.Tots els organismes presenten el mateix codi genètic -conjunt de relacions entre seqüències de nucleòtids i aminoàcids al procés de traducció de la síntesi proteica. Podem destacar algunes diferències al codi genètic de l'ADN mitocondrial.

* Metabolisme bàsic. La universalitat de determinades molècules com l'ADN, ATP, etc, així com de les principals vies metabòliques, (fotosíntesi, cadena respiratòria, glucòlisi, etc) ens fan pensar en un origen comú per als éssers vius.

c) La diversitat dels éssers vius

L'espècie com a unitat d'evolució: La noció clàssica de l'evolució era individualista en el sentit que veia en l'espècie un conjunt d'individus de característiques semblants, mentre que el concepte actual és poblacional, ja que considera a l'individu, no únicament com a part quantitativa de l'espècie a la qual pertany, sinó també qualitativa, ja que els fons genètic de l'espècie està constituït pel conjunt dels genotips dels seus individus. D'aquest conjunt de gens eixiran els futurs components de l'espècie: sofriran la pressió de la selecció que anirà canviant les freqüències gèniques de la població, la qual podem considerar com l'individu evolutiu. Així doncs, podem concloure que és l'ecosistema el marc (el nivell) on actua l'evolució.

c. 1 Adaptació

Es pot definir adaptació com el procés de canvi evolutiu mitjançant el qual els organismes resolen cada vegada millor els problemes de supervivència que els planteja el medi ambient extern. La interacció entre l'organisme i el medi és constant i recíproca, i això fa que haja tant un canvi evolutiu dels éssers vius, com freqüentment una modificació de les característiques del medi ambient causada pels éssers vius (l'atmosfera terrestre n'és un exemple palés). Les diferents espècies d'organismes també interactuen entre si al llarg del temps, per la qual cosa poden evolucionar junts, adaptant-se els uns amb els altres en un procés similar d'adaptació al medi: coevolució (flors i agents pol·linitzadors, predadors i preses, etc)

c.2 Relacions taxonòmiques (filogenètiques)

La classificació dels éssers vius (objecte de la taxonomia) es basa en criteris de semblança, la qual cosa ens permet de classificar-los en diferents categories taxonòmiques:


9

regne, phillum, classe, ordre, família, gènere i espècie. Cada categoria engloba grups afins, possiblement amb un mateix punt de partida evolutiu. Cal estudiar les relacions de parentiu entre els diferents grups taxonòmics. Hi podem trobar organismes que constitueixen un pont entre diferents grups taxonòmics com és el cas dels mamífers monotremes (ex. ornitorrinc) que presenten caracterísitiques intermèdies entre rèptils i mamífers.

d) Proves basades en la morfologia i anatomia comparada

La comparació de la forma corporal i l'anatomia interna dels organismes ha permés d'observar els fets següents: a) Espècies que viuen en hàbitats aïllats, com illes i algunes muntanyes, presenten indicis

anatòmics de ser descendents d'una espècie ancestral respecte de la qual han variat al llarg del temps, a mesura que s'han anat adaptant a les noves condicions (pinsans de les illes Galápagos)

Fig.8 Característiques principals dels pinsans de Darwin:

a) forma del bec b) funció del bec c) aliment principal d) àrea de recol·lecció de l'aliment

b) Homologies orgàniques: Amb l'estudi anatòmic dels ossos de les extremitats dels

vertebrats, s'ha comprovat que totes les varietats conegudes actualment han derivat d'un model de membre conegut, ja que hi ha un model comú que es repeteix (quiridi). En són un exemple el braç humà, l'aleta d'una balena, la pota excavadora d'un talpó o l'ala d'un ocell (veure fig. pàg. 128 del llibre de text). Són els anomenats òrgans homòlegs, que provenen d'un procés d'evolució divergent o irradiació adaptativa ja que provenen d'un avantpassat comú però l'estructura ha anat adaptant-se a diferents medis ambients

c) Analogies orgàniques: Òrgans que tenen un origen diferent, fins i tot de grups

taxonòmics prou separats, i presenten una estructura anatòmica similar perquè fan una mateixa funció; això és una cosa que només es pot explicar com a resultat de canvis adaptatius. Per exemple, l'adaptació al vol per part de diferents organismes que representa un cas de convergència adaptativa : les ales d'animals vertebrats (ocells i rats-penats) són modificacions de les seues extremitats anteriors mentre que les ales dels insectes són expansions de la seua paret corporal. Aquest fenomen rep el nom de convergència adaptativa i els òrgans implicats òrgans anàlegs. Altre exemple el tenim en els ulls d’ub polp i els d’un mamífer. Aparentment semblen molt pareguts, tot i ser estructures que sorgeixen embriològicament de teixits diferents.


10

Fig.10. Evolució convergent de diferents grups de vertebrats com a conseqüència de l'adaptació al medi marí. els òrgans responsables de la motilitats dels animals són òrgans anàlegs: aletes del tauró, a l'esquerra. Transformacions del quiridi d'un rèptil fòssil (ictiosaure) i d'un mamífer (dofí)

Altres proves anatòmiques

estarien representades per la presència de determinats òrgans vertigials (òrgans superflus i residuals), presents als organismes i que no desenvolupen cap funció com és el cas dels ossos de les "extremitat inferiors" de les balenes o de les serps, l'apèndix o els últims ossos de la columna vertebral a l'espècie humana, testimonis del nostre passat evolutiu.

Fig .11. Extremitats vestigials de les

balenes (dalt) i les serps (baix)

e) Proves embriològiques.

Es basen en l'estudi comparat del desenvolupament embrionari dels animals. Les primeres etapes del desenvolupament embrionari de molts organismes mostren grans similituds, fet que constitueix un altre argument a favor de l'existència d'avantpassats comuns. A les fases primerenques del desenvolupament de l'embrió d'una gallina podem observar els arcs aòrtics semblants a l'estructura de l'aparell circulatori dels peixos. Segons Haeckel, l'ontogènia -diferents fases del desenvolupament d'un organismes- és la recapitulació de la filogènia -les diferents formes a través de les quals han passat els seus avanpassats en l'evolució. Figura llibre pàgina 172


11

f) Proves bioquímiques (seqüènciació de macromolècules).

Atés que proteïnes i àcids nucleics són molècules específiques, podem comparar la seqüència d'un mateix tipus de molècula present a diferents organismes; l'afinitat entre les molècules ens indicarà el seu parentiu evolutiu.

3 Concepte d'especiació

L'especiació és el mecanisme evolutiu mitjançant el qual sorgeixen noves espècies a partir d'unes altres. Cal definir primer què és una espècie.

Definir el concepte d'espècie planteja molts problemes, perquè resulta difícil trobar-ne una definició que servisca per tots els organismes i que, alhora, es puga aplicar també a les formes que van existir en temps passats: Una espècie és un conjunt de poblacions, de grup d'éssers vius que posseeixen un conjunt de gens comuns (i per tant presenten característiques semblants) i que són capaços de reproduir-se i de donar descendència fèrtil. Aquest concepte biològic d'espècie la contempla com una unitat aïllada des del punt de vista de la reprodució, és a dir, limitat a la capacitat d'intercanviar informació genètica.

Procés d'especiació

El procés d'especiació és un procés dinàmic mitjançant el qual es creu que han anat apareixent noves espècies a partir d'altres ja existents. per a que això passe cal que la població se separe en subpoblacions, cadascuna d'elles amb un procés evolutiu diferent. Es poden distingir dos grans tipus d'especiació. L'especiació gradual o per aïllament i l'especiació instantània o per poliploidia.

3.1. Especiació gradual o per aïllament

Quan una població origina varies subespècies (subpoblacions diferenciades) per processos de radiació adaptativa poden passar dues coses: que aquestes subpoblacions tornen a creuar-se formant un tronc evolutiu comú o bé que sorgisquen mecanismes d'aïllament que impedisquen aquest encreuament i permitisquen una major diferenciació fins a originar noves espècies, ja que ja no s'originaran descendents fèrtils. Els mecanismes d'aïllament poden donar-se en poblacions al·lopàtriques, és a dir, que habiten diferents regions geogràfiques separades per barreres biogeogràfiques, o en poblacions simpàtriques que ocupen una mateixa àrea geogràfica

3.1.1. El mecanisme clàssic o especiació al·lopàtrica

El mecanisme d'aparició de noves espècies no és diferent del mecanisme evolutiu descrit fins ara. Allò que defineix una espècie és el seu aïllament genètic respecte a altres espècies. Per comprendre el procés de formació de noves espècies a partir d'un avantpassat comú considerarem dues fases:

1- Aparició d'una barrera geogràfica que separe la població original en dos, de tal forma que impedisca la reproducció entre els membres de cada grup. Generalment es tracta d'una separació geogràfica (illes, serralades, deserts, oceans)


12

2- Una segona fase que implicaria el procés d'adaptació de cadacuna de les dos poblacions al seu medi (el qual serà sempre un poc diferent). Aquesta segona fase tindria lloc gràcies als mecanismes que hem descrit abans, és a dir, la selecció natural que actua sobre la variabilitat genètica de la població. Aquesta actuació de la selecció natural tindrà com a conseqüéncia que les dos poblacions -inicialment de la mateixa espècie i, per tant de composició genètica semblant- divergeixen genèticament de mica en mica; si aquestes diferències es fan importants, acabaran per fer impossible la reproducció entre els individus de cadascuna de les poblacions, en el cas que desapareguren les barreres d'aïllament: s'haurien format doncs dos espècies. Exemple: Formació de l'espècie d’avet Abies pinsapo , endemisme de la Serra de Grazalema i Ronda.

Fig.17: Esquema general d'un procés d'especiació. les diverses poblacions s'han representat amb cercles i amb

fletxes el flux genètic entre elles. en una primera etapa, les diverses poblacions queden aïllades genèticament, i quan tornen a unir-se en l'etapa següent no poden reproduir-se entre si.

Un factor molt important en la formació d'espècies alopàtriques és l'aïllament d'una

població en un hàbitat nou. L'arribada a l'illa d'uns pocs individus pot originar una radiació adaptativa ja que poden adaptar-se a l'ocupació de nombrosos nínxols ecològics que es trobaven buits, fet que els proporcionarà una gran diversitat.

3.1.2. Mecanisme d'especiació simpàtrica

S'origina a partir de poblacions que habiten una mateixa localitat geogràfica però es troben separats per una sèrie de mecanismes d'aïllament reproductors:

* Aïllament ecològic: les poblacions ocupen la mateixa localitat però viuen en hàbitats diferents, per la qual cosa no entren en contacte i no es reprodueixen. Plantes que viuen en zones de sol i ombra.

* Aïllament etològic : entre els animals, els individus de diferent sexe realitzen un festeig que facilita el seu reconeixement i estimula el seu aparellament; canvis petits en aquest ritual pot originar el rebuig de la parella i el subsegüent aïllament.


13

* Aïllament sexual. Mecanismes que eviten la còpula o la fecundació: Diferències en els òrgans reproductors o les gàmetes.

Fig.18: Mecanismes d'especiació

simpàtrica a) Aïllament ecològic: Les

diferents poblacions l'espècie es troben en hàbitats lleugerament diferents. cada població, mitjançant el procés de selecció natural, s'adaptarà al seu medi, i les poblacions seran progressivament més diferents entre si.

b) Aïllament etològic

c) Aïllament sexual

3.2. Especiació instantània o per poliploidia

Un tipus especial d'especiació, que provoca l'aparició sobtada de noves espècies es basa en l'aparició d'individus poliploides Un poliploide s'origina per una no reducció dels gàmetes a la meiosi, per la qual cosa posseix el doble de cromosomes que el seu progenitor. Passa a ser 4n en lloc dels organismes normals 2n. Aquesta diferència en el nombre de cromosomes farà inviable la descendència entre els individus normals i els poliploides

Evolució 2012

Education

Transcript of Evolució 2012