LA CIENCIA EN LOS MEDIOS Texto 1: Los primates diurnos, los primeros seres sociales 1. El ser humano y sus más directos antecesores pertenecen al orden de los primates. Define el término primate y describe sus características Se denomina primate al orden de mamíferos en el que podemos distinguir las siguientes características: manos y pies con cinco dedos; pulgar oponible; dentición poco especializada con cuatro incisivos, un canino, dos premolares y tres molares en cada hemimandíbula; uñas planas en lugar de garras; visión en color; visión binocular; órbitas oculares rodeadas de hueso; y articulaciones del hombro y del codo bien desarrolladas. 2. El texto hace referencia a la irreversibilidad de la evolución, es decir, una vez que se produce un cambio, ya no hay marcha atrás. Analiza el cambio irreversible señalado en el texto y busca otros ejemplos. La irreversibilidad de la evolución afirma que una vez que se produce un cambio evolutivo, este no puede revertirse y volver a su estado original. Por ejemplo, una vez que un linaje animal sale del agua y comienza a extraer oxígeno del aire, es muy difícil revertir el proceso para que vuelva a extraer oxígeno del agua. Aunque, como les sucedió a delfines o ballenas, vuelvan al agua, seguirán extrayendo oxígeno del aire. En el texto se indica que, desde que hace 52 millones de años nuestros antepasados abandonaron la vida individual por la grupal, no se han vuelto a ver primates solitarios. ACTIVIDADES 3. La teoría de la panspermia afirma que la vida no surgió en la Tierra sino que procede del espacio exterior. Busca argumentos en pro y en contra, y examina y debate las implicaciones que conlleva. Entre los argumentos en contra de la teoría de la panspermia destacan las condiciones del medio interestelar, poco favorables para la supervivencia de cualquier forma de vida. Por otro lado, la entrada de un meteorito en la atmósfera terrestre produce una reacción que destruye cualquier forma de vida. En caso de ser cierta, la teoría de la panspermia no resolvería el origen de la vida, simplemente lo trasladaría de la Tierra a otro lugar. El término panspermia fue acuñado por el biólogo alemán Hermann Richter en 1865. La popularizó el químico sueco Svante August Arrhenius en 1908, y uno de sus más famosos seguidores fue el astrónomo Fred Hoyle. 4. Durante mucho tiempo la teoría de la generación espontánea dominaba el acervo cultural de Occidente, salvo algunas excepciones como el italiano Francesco Redi. Investiga acerca del experimento de Redi y su utilidad para refutar la tesis de la generación espontánea. En el campo de la biología, el florentino Francesco Redi (1626-1698) realizó varios experimentos que pusieron en entredicho la teoría de la generación espontánea. Redi introdujo materia orgánica en descomposición en tres recipientes; cerró el primero con una fina gasa, el segundo con un tapón hermético y el tercero lo dejó abierto. Al cabo de un tiempo pudo observar que sobre la gasa del primer recipiente las moscas habían depositado sus huevos pero sólo en el recipiente abierto habían aparecido gusanos. 5.a)¿Qué valor adaptativo presentan los siguientes caracteres: pata del topo, espina de cactus, migración de la cigüeña, manada de lobos, sudor en mamíferos?b) Concepto de convergencia y divergencia adaptativa. Diferencia órganos homólogos de órganos análogos a) El valor adaptativo en todos los casos es el mismo: mejoran la eficacia biológica del sujeto portador del carácter, de tal manera que su presencia favorece que se reproduzca y su descendencia heredará el carácter. Para mejorar la eficacia biológica, los distintos caracteres cumplen tres funciones: mejorar el acceso a los recursos del medio (comer), aumentar la supervivencia (evitar ser comido) y facilitar la reproducción. Los tres tipos de adaptaciones que presentan los seres vivos: anatómicas, conductuales y fisiológicas • Pata del topo: Adaptación anatómica. La extremidad del topo está preparada para la vida subterránea, permitiendo al animal el acceso a un mundo rico en recursos y con pocos depredadores. • Espina de cactus: Adaptación anatómica. La reducción de la superficie foliar disminuye la transpiración y, por lo tanto, reduce la pérdida de agua, permitiendo a la planta su supervivencia en un clima con escasos recursos hídricos. • Migración de la cigüeña: Adaptación conductual, que permite al animal enfrentarse a un período de escasez de recursos en una zona mediante el viaje a otra zona con más recursos • Manada de lobos: Adaptación conductual. Las estructuras sociales aumentan la capacidad de supervivencia de los individuos: permiten la división de tareas, aumentan la protección de todos los miembros y hacen más eficaz la búsqueda de alimento. • Sudor en mamíferos: Adaptación fisiológica, que aumenta la supervivencia de los individuos a través de la termorregulación, permitiendo que el animal pueda expulsar un exceso de calor interno para mantener la temperatura de su cuerpo constante. b) Existen distintas pruebas de la existencia de la evolución 9 9 9 9 9 Biogeográficas Paleontológicas Anatómicas Embriológicas Bioquímicas Las pruebas anatómicas son las que más información pueden aportar Los órganos HOMÓLOGOS tienen la misma anatomía interna pero desempeñan funciones distintas y representan la DIVERGENCIA ADAPTATIVA. La aleta de un delfín y el ala de un murciélago, son órganos con la misma estructura interna, pero uno es para nadar y otro para volar. Los órganos ANÁLOGOS tienen una constitución anatómica diferente pero desempeñan la misma función y representan la CONVERGENCIA ADAPTATIVA. El ala de un insecto y el ala de un ave tienen una estructura interna muy diferente, pero ambas están diseñadas para volar 6. La expresión «supervivencia del más apto» suele confundirse con «supervivencia del más fuerte». Busca ejemplos en los que la supervivencia venga determinada por velocidad, buen olfato, capacidad de camuflaje y presencia de veneno. Propón un sinónimo al término «apto». Velocidad: Cualquier presa que utilice la huída como táctica: conejo, gacela... Y en los océanos, destaca por su velocidad el atún y el bonito, así como el pez vela y el pez espada. Buen olfato: La mayoría de los mamíferos depredadores nocturnos dependen de su olfato para la caza, como es el caso del zorro. Otro animal con un olfato extraordinario es el oso polar. Capacidad de camuflaje: Abundan ejemplos como el insecto palo, las polillas, el chotacabras, el camaleón... Veneno: Muy eficaz para la caza en lugares con poca densidad de presas como los desiertos. Un ejemplo bien conocido es la serpiente de cascabel. 7. Estudios comparados de ADN humano y ADN neanderthal confirman que hubo cruce entre ambas especies. Es más, se afirma que hasta el 4% del genoma de asiáticos y europeos proviene de Homo neanderthalensis, no así los africanos. a) ¿Significa esto que no se trata de dos especies separadas? b) Investiga la participación de la cueva asturiana del Sidrón en este estudio. a) El hecho de que exista cruzamiento indica que no se trata de dos especies separadas, sino de dos variedades. Aquí cabe mencionar la definición de especie (conjunto de individuos genéticamente separados de otras poblaciones). Estos datos corroboran la teoría de “Out of Africa” y el origen africano de nuestra especie. Un grupo de Homo sapiens partió de África y en algún punto del camino se cruzó con algunos Homo neanderthalensis. Después esta población se separó, yendo algunos hacia Europa y otros a Asia, mientras que las poblaciones que permanecieron en África no realizaron ningún cruzamiento (H. neanderthalensis no llegó a África). b) La cueva asturiana de El Sidrón ha sido una de cuyos restos se han realizado análisis de ADN para este estudio. Constituye uno de los mejores yacimientos de Homo neanderthalensis de Europa, ya que en ella se han encontrado más de 120 restos pertenecientes al menos a tres individuos diferentes en un estado de conservación tan bueno que permitió el análisis de ADN. Los excelentes trabajos de A. Rosas y E. Aguirre permiten situar a la cueva del Sidrón como referente en yacimientos del Pleistoceno medio europeo. Se puede consultar el artículo científico publicado en la revista Nature sobre el hallazgo en: www.nature.com/nature/journal/v444/n7117/full/nature05336.html. ACTIVIDADES FINALES 8. Tras unas lluvias torrenciales se forma una laguna en una zona alejada varios kilómetros de otras masas de agua. Pasados varios días, en el agua comienzan a aflorar algas y se constata la presencia de insectos. ¿Cómo explicarías la presencia de peces pocas semanas después? La explicación más razonable consiste en que los huevos de los peces fueron transportados allí de alguna manera, desde las patas de algún ave hasta la intervención humana. Lo importante del ejercicio es la búsqueda de un mecanismo de transmisión de los peces hasta la charca sin necesidad de invocar la generación espontánea. 9. Analiza la siguiente tabla: Especie Aguila imperial Delfín Conejo Pulpo Mosquito Descendencia 2 al año 1 cada 2 años 50-60 al año 100 000 una vez en la vida 300 cada 8 días a) ¿Por qué crees que hay tanta diferencia en el tamaño de la descendencia entre las diferentes especies? b) ¿Qué factores crees que motivan dicha diferencia? a) La principal diferencia en el tamaño de la puesta proviene de la distinta tasa de supervivencia que presenta cada especie. Una alta tasa de supervivencia indica que la mayoría de las crías llegarán a adultas y se reproducirán. Por el contrario, una baja tasa de supervivencia indica que la mayoría de las crías no llegarán a reproducirse, generalmente porque son antes devoradas por otros organismos. Las especies con alta tasa de supervivencia tienen descendencias cortas y separadas en el tiempo. Las especies con baja tasa de supervivencia tienen abundante descendencia, para garantizar que una parte llegue a la edad reproductora. Como ejemplo, de las 100 000 crías del pulpo común, llegarán a adultas en torno a 10, y se reproducirán solamente 2 o 3. b) El principal factor que incide sobre la tasa de supervivencia es el cuidado parental. Cuanta más atención y cuidados dispensan los progenitores a sus crías, mayor tasa de supervivencia tendrá una especie. A cambio, los padres invierten una gran cantidad de energía en el cuidado de unas pocas crías, que de otra manera podría invertirse en tener más descendencia, confiando su supervivencia al alto número de descendientes. El concepto de fondo que debe tratarse en este ejercicio es el de la superpoblación. Si todas las crías llegaran a adultas, el medio sería insuficiente para proporcionar los recursos necesarios a todos los individuos, llevando a la extinción de la especie. Puede nombrarse a Malthus y al concepto de superpoblación como uno de los puntos de partida de la teoría darwiniana. 10. Observa los siguientes picos de tres aves: el martín pescador, la avoceta y el piquigrueso. a) ¿Por qué crees que son tan diferentes? b) ¿La forma del pico tiene valor adaptativo? a) El pico del martín pescador está preparado para capturar peces, usado a modo de bayoneta. El picogordo utiliza su pico como si fuera un cascanueces, con el objeto de partir las semillas más duras, como el hueso de las cerezas, desechando la pulpa. La avoceta utiliza su curioso pico para localizar pequeños invertebrados entre el fango de los humedales. Por lo tanto, cada ave emplea su pico para acceder a un recurso alimenticio diferente. b) Por supuesto que sí. No sólo la forma del pico, sino la estructura interna posee valor adaptativo, porque le permite alimentarse bien y obtener energía para mejorar su eficacia biológica, esto es, dejar descendencia que transmitirá sus caracteres, en este caso, la forma del pico. 11. ¿Cuál es la principal diferencia entre el darwinismo y la teoría sintética de la evolución (neodarwinismo)? La principal diferencia es la inclusión, por parte del neodarwinismo, de la estadística como potente instrumento de análisis, además de los avances en genética y bioquímica. Resulta, pues, una teoría más moderna y completa. En ambos casos, comparten la idea del azar como fuente de cambio evolutivo y de la selección natural como motor del cambio evolutivo 12. Comenta la siguiente frase de Stephen Jay Gould: «En el árbol de la vida, el ser humano es una minúscula ramita al final de una improbable rama sobre un tronco contingente de un árbol afortunado. » La respuesta del alumno debe incidir en el carácter azaroso e impredecible del proceso evolutivo. Stephen Jay Gould (1941-2002) fue un paleontólogo estadounidense, biólogo evolutivo, historiador de la ciencia y, sobre todo, un divulgador de máximo nivel. Su mayor aportación a la ciencia la constituye su teoría del equilibrio puntuado, que propuso junto a Niles Eldredge en 1972. Sus ensayos en la revista Natural History han sido reimpresos en libros maravillosos como El pulgar del panda o Brontosaurus y la nalga del ministro. Entre sus tratados se incluyen libros como La vida maravillosa y La falsa medida del hombre. Su visión de la teoría evolutiva se recoge en su última obra, La estructura de la teoría de la evolución.