Lección 25 Lamarck y la adaptación

Lección 25  Lamarck y la adaptación

En la misma época de Cuvier,  J.B. de Lamarck (1744-1829) estudiando también fósiles  llegó a deducciones completamente opuestas al fijismo y que suscitaron gran controversia con Cuvier y la mayor parte de naturalistas de la época; según Lamarck las especies actuales provenían de especies primitivas, hoy extinguidas, que habrían sufrido modificaciones sucesivas; esta nueva idea recibió el nombre de Evolucionismo. Para Lamarck estas transformaciones se debían a que cuando cambiaban las condiciones ambientales, los seres vivos desarrollaban caracteres que les ayudaban a vivir mejor (Adaptación al medio) y luego esos caracteres se transmitían a sus descendientes, apareciendo especies nuevas; es lo que llamaba la HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS.

Lamarck fue el primer evolucionista reconocible como tal. La teoría de este científico se vio muy perjudicada por el enorme prestigio científico de Cuvier, de forma que recibió menos ecos y menos apoyos de los que hubiera merecido en esa época.

Lamarck presentó su teoría, "Ley del uso y desuso" pero sus ideas no convencieron a la comunidad científica de la época.

Leyes de la teoría de Lamarck

1.  La naturaleza tiende a incrementar el tamaño de los seres vivientes hasta un límite predeterminado.

2. Los nuevos órganos se producen como resultado de una nueva necesidad.

3.    Los órganos alcanzan un desarrollo que es proporcional al grado de uso al que están sometidos.

4.    Todas las características adquiridas por un individuo son transmitidas a sus descendientes.

Evolución de la jirafa según Lamarck

La pregunta que se hizo Lamarck fue ¿Por qué tienen el cuello largo? Entre las explicaciones que dio se destaca que la Jirafa cambió su hábitat por las sabanas africanas en donde por la sequía lo primero que se marchita es la zona baja herbácea y el alimento cada vez estaba en más alto en arbustos y árboles. Según Lamarck lo que sucede es que de tanto intentar llegar al alimento, se le estira el cuello y este cuello estirado lo heredarán sus descendientes, a esto se le llama herencia de los caracteres adquiridos.

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Lección 24 Lamarck y la adaptación

Lección 24 La evolución biológica Teorías Fijistas y preevolucionistas

Lección 24 La evolución biológica Teorías fijistas y preevolucionistas

En 1650 el obispo James Ussher,  (Dublín, 4 de enero de 1581 – 21 de marzo de 1656), escribió un libro: Los anales del mundo. Basándose en la Biblia, hizo una excéntrica estimación del número de generaciones, la duración media de la vida humana y las principales figuras bíblicas entre Adán y Eva y el nacimiento de Jesucristo llegando a calcular que entre esos eventos trascurrieron 4576 años, de acuerdo esta estimación la tierra tendría hoy la edad de 6590 años.

Con base en esta idea, se creía que las especies no habían cambiado en ese lapso de tiempo. A esa creencia se le conoce como FIJISMO.

El fijismo o teoría fijista es una creencia que sostiene que las especies actualmente existentes han permanecido básicamente invariables desde la Creación. Las especies serían, por tanto, inmutables, tal y como fueron creadas. Los fósiles serían restos de los animales que perecieron en los diluvios bíblicos o bien caprichos de la naturaleza.

El fijismo como hipótesis científica se formalizó a mediados del siglo XVIII, en la obra de Carlos Linneo (1707-1778) quien asentó las bases de la taxonomía moderna y desarrolló formalmente el fijismo; mantuvo que las especies se habían creado de forma separada e independiente y negó la posibilidad del origen común de los seres vivos.

El zoólogo y naturalista Georges Cuvier (1769-1832), impulsor de la anatomía comparada y de la paleontología, fue otro de los científicos ilustres que se posicionaron a favor del fijismo. Ante el incesante descubrimiento de fósiles de especies desaparecidas, Cuvier fue el padre de la teoría fijista conocida como CATASTROFISMO, formulada para explicar la diversidad de los organismos fósiles que contradecían el fijismo y algo más creíble que otras teorías, como la de la vis plástica, que proponían los fósiles como caprichos de la naturaleza.

Pre-evolucionismo.

Geroge Louis Leclerc, conde de Buffon nació en Montbard Francia el 7 de septiembre de 1707 y murió en París el 16 abril de 1788, fue de los primeros científicos que se atrevió a poner en duda la teoría fijista.

Entre sus ideas dispersas a este respecto está que unos organismos han evolucionado de otros por degeneración (el mono descendería del hombre, o el burro del caballo), o que las migraciones de animales de unos climas a otros han provocado cambios en ellos, necesarios para adaptarse a condiciones diferentes. Buffon, que se consideraba a sí mismo un hombre religioso, fue acusado de ateo por estas ideas y se retractó de ellas.

Para Buffon la naturaleza es activa, capaz de construir, de deducir, de encadenar los procesos. Llegó a escribir: "toda familia, así animal como vegetal, tiene idéntico origen, e incluso todos los animales proceden de uno solo, que, en la sucesión de las eras (...) ha producido todas las razas de los que ahora existen".

Buffon observó, como la hará Malthus, que las especies se multiplican más rápidamente que los alimentos, lo que implica una lucha por la supervivencia. Y también que había diferencias entre los individuos de la misma especie.

Tomado de CEAD LAS PALMAS Ciencias para el Mundo Contemporáneo. 1º Bachillerato. Las Palmas de Gran Canaria, España Teorias fijistas

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Lección 24 Teorías fijistas y preevolutivas

Lección 23 Herencia Mendeliana

Lección 23 Herencia Mendeliana

A mitad del siglo XIX, Gregor Johann Mendel comenzó a experimentar con chícharos (guisantes) ¿Por qué con chícharos? Porque son especies:

• Fáciles de conseguir y cultivar
• De rápido crecimiento.
• Transmiten fielmente sus genes a las generaciones sucesoras.

Como resultado a sus estudios, formuló una serie de principios que constituyen actualmente la base de la genética moderna.

1. Primera Ley: “Principio de uniformidad”

“Al cruzar dos razas puras, la descendencia será heterocigótica y dominante“

Para descubrir este principio, Mendel cruzó guisantes de color amarillo (color dominante) con una especie más escasa de guisantes verdes (recesivo). El resultado de este cruce, generó una descendencia 100% amarilla:

	a	a
A	Aa	Aa
A	Aa	Aa

Aunque observamos efectivamente que se ha producido una mezcla genética entre los progenitores (Aa), la generación F1 ha salido amarilla. Esto es debido a la dominancia del alelo “A” (amarillo) respecto al alelo “a” (verde). Cuando ambos están juntos, solo se manifiesta el dominante.

2. Segunda Ley: “Principio de distribución independiente”

“Al cruzar dos razas híbridas, la descendencia será homocigótica y heterocigótica (híbrida) al 50% “

Con una gran intuición científica, Mendel cogió los guisantes de la generación F1 (del experimento anterior) y los cruzo entre sí.

	A	a
A	AA	Aa
a	Aa	aa

AA y aa son homocigóticas(50%)

Aa y Aa son hibridas(50%)

Para su sorpresa, el 25% de la descendencia de esos guisantes amarillos ¡fueron verdes! Por esta razón, aunque dos miembros de una pareja tengan los ojos marrones, si ambos guardan un gen recesivo para el color azul, existe un 25% de posibilidades de que sus hijos hereden ojos azules (como los de sus abuelos).

3. Tercera Ley: “Principio de la independencia de los caracteres”

“Al cruzar varios caracteres, cada uno de ellos se transmite de manera independiente“

Para comprobar este principio Mendel cruzó guisantes amarillos y lisos (dominantes) con guisantes verdes y rugosos(recesivos):

  

Esa descendencia “AaRr” a su vez se autofecundó para dar lugar a la siguiente generación:

De esta manera, comprobó que las características de los guisantes no interfieren entre sí, y se distribuyen individualmente. De dos guisante amarillos y lisos crecieron:

• 9 guisantes amarillos y lisos
• 3 guisantes amarillos y rugosos
• 3 guisantes verdes y lisos
• 1 guisante liso y rugoso

 En 1865 Mendel presentó su trabajo sobre la herencia ante la Natural History Society de Brünn. Por desgracia fue escasamente estimado, especialmente para Darwin, ya que de haber profundizado en el trabajo de Mendel podría haber consolidado su teoría de la evolución.

Debido a la indiferencia de la comunidad científica y a su nombramiento como abad, en 1868 interrumpió sus investigaciones. Poco tiempo antes de su fallecimiento, en 1884, declaró que algún día el mundo apreciaría su trabajo y si bien no vivió lo suficiente para vivirlo, así fue, siendo considerado hoy el padre de la genética.

4.  OTROS TIPOS DE HERENCIA NO MENDELIANA

Ciertas interacciones entre alelos explican la gran cantidad de desviaciones de los principios mendelianos.

Dominancia incompleta

Cuando se cruzan dos variedades diferentes de la planta maravilla al no existir dominancia en el color de la flor de los progenitores, ya sea rojo (R) o Blanco (B) los descendientes híbridos de la generación F1 producen un nuevo fenotipo de flores rosas (RB) que demuestra la mezcla de las características de los colores rojo y blanco.

	R	B
R	RR (roja)	RB (rosa)
B	RB (rosa)	BB (blanca)

Herencia Ligada al Sexo

Los experimentos de cruces de Drosophila (mosca de la fruta), en los primeros años del siglo XX, mostraron que ciertas características están ligadas al sexo, es decir, que sus genes se encuentran en los cromosomas sexuales; los genes ligados al X dan lugar a un patrón de herencia particular. En los machos, como no hay otro alelo presente, la existencia de uno recesivo en el cromosoma X es suficiente para que la característica se exprese en el fenotipo. Por el contrario, una hembra heterocigoto para una variante recesiva ligada al X portará esa variante, pero ésta no se manifestará en su fenotipo.

Es el caso de la mosca de la fruta estudiado por Thomas Hunt Morgan, en donde el gen del color de los ojos se haya presente en el cromosoma X. Morgan cruzó primero una hembra homocigota de ojos rojos con el macho de ojos blancos; toda la progenie tuvo ojos rojos.

La característica ojos blancos es menos común en las moscas y está representada por una r, y R simboliza el alelo salvaje para ojos rojos. Como el gen está localizado en el cromosoma X, los alelos se designan comúnmente con superíndices.

Supuesto a, Hembra portadora de dos alelos de ojos rojos

 F1

	Xr	y
XR	XRXr (hembra ojos rojos)	XRY (macho ojos rojos)
XR	XRXr (hembra ojos rojos)	XRY (macho ojos rojos)

F2

	XR	y
XR	XRXR (hembra ojos rojos)	XRY (macho ojos rojos)
Xr	XRXr (hembra ojos rojos)	XrY (macho ojos blancos)

Supuesto b, hembra portadora con un alelo de ojos rojos

F1

	Xr	y
XR	XRXr (hembra ojos rojos)	XRY (macho ojos rojos)
Xr	XrXr (hembra ojos blancos)	XrY (macho ojos blancos)

Morgan, luego apareó una hembra de ojos rojos de la F1 con un macho de ojos rojos de la F1. Aunque en la generación F2 hubo machos de ojos rojos y de ojos blancos, todas las hembras F2 tuvieron ojos rojos, sugiriendo la existencia de una relación entre la herencia del color de los ojos y el comportamiento de los cromosomas sexuales.

Un cruzamiento de prueba entre una hembra F1 de ojos rojos y el macho original de ojos blancos produjo mosquitas de ojos rojos y de ojos blancos en ambos sexos. Esto llevó a la conclusión de que el gen para el color de ojos debía estar localizado en el cromosoma X. El alelo para ojos rojos (R) es dominante y el alelo para ojos blancos (r) es recesivo.

Las hembras F1, con un cromosoma X materno y otro paterno, son heterocigotas (Xr XR) y presentan ojos rojos. Pero los machos F1, con su único cromosoma X recibido de la madre, llevan el alelo recesivo b, y serán todos de ojos blancos, dado que el cromosoma Y no lleva gen para color de ojos. Entonces, el alelo recesivo en el cromosoma X heredado de la madre se expresa en los machos de la progenie.

Anomalías humanas ligadas a los cromosomas sexuales.

Gracias a los estudios de Morgan, se pudo explicar decenas de enfermedades ligadas al cromosoma sexual; por ejemplo la hemofilia y el daltonismo.

Supongamos que los padres tienen la siguiente conformación de los cromosomas sexuales; X^HX y XY, donde H es el alelo portador de daltonismo o de hemofilia, la F1 sería:

	X alelo sano	Y alelo sano
XH Alelo portador	XHX (hembra portadora)	XHY (macho portador enfermo)
X alelo sano	XX (hembra sana)	XY (macho sano)

Si se cruzan una hembra portadora con un macho portador, la F2 sería:

	XH alelo portador	Y alelo sano
XH Alelo portador	XHXH (hembra portadora enferma)	XHY (macho portador enfermo)
X Alelo sano	XXH (hembra portadora)	XY (macho sano)

75% de individuos con el alelo portador

50% de los individuos son hembras y tienen el alelo portador, de las cuales el 25% manifiesta la enfermedad.

50% de los individuos son machos, de las cuales el 25% manifiesta la enfermedad y el otro 25% no la manifiesta.

 Lección 23 Herencia Mendeliana

Lección 21 Cromosomas

Lección 21  Cromosomas

El ADN es la molécula en donde radica toda la información  hereditaria y puede estar formada por miles o millones de pares de nucleótidos. Los cromosomas son estructuras integradas por una larga molécula de ADN compactado y enrollado en proteínas llamadas histonas, que a su vez están plegadas y enrolladas de modo que logran reducir la longitud de la molécula del ADN a una milésima parte de su extensión.

 A su vez, las moléculas de ADN que forman los cromosomas se dividen en unidades de material hereditario con aspecto de bandas o segmentos transversales, conocidos como genes. Cada uno de ellos, ocupa siempre un lugar preciso, llamado locus ó loci, en el cromosoma de la especie a la que pertenece.

Además de los genes, cada cromosoma cuenta con regiones especializadas para su funcionamiento: Un centrómero, dos telómeros y varias regiones de inicio para su replicación.

 

 Cuando la célula se reproduce por mitosis, cada uno de los cromosomas duplica su material genético, con lo que forma dos cromátidas hermanas. El centrómero es la estructura en forma de disco que unirá a las cromátidas hermanas temporalmente. Esta estructura permite el desplazamiento de los cromosomas en el uso acromático- Las regiones en los extremos de los cromosomas son los telómero, que resultan de gran importancia durante la replicación. Los telómeros están formados por el mismo ADN que integra los cromosomas, solo que éstos presentan una secuencia especial que sella los extremos. Este sellamiento permite una estabilidad e integridad, protegiendo al cromosoma de la degradación enzimática  y de posibles mutaciones.

En el caso de los mamíferos, el número de veces en que se dividen las células depende, en parte, de sus telómeros. En el ciclo celular, de acuerdo con el código o programa del reloj genético de cada clase de células, los telómeros empiezan a acortarse y ya no se replican, Cuándo éstos llegan a su longitud mínima, la división celular se suspende, las células reducen su volumen y en poco tiempo mueren.

Así todas las células cancerígenas tienen telómeros largos, quizás esta sea la causa de que estas células se reproduzcan en forma indefinida durante largo tiempo.

El cariotipo es una presentación ordenada las parejas de cromosomas de las especies, según su forma y tamaño, por ejemplo, el cariotipo humano consta de 46 cromosomas  agrupados en 22 pares de cromosomas homólogos y  un par de heterólogo sexual, formado por un cromosoma X  y uno Y. En el sexo femenino, el cariotipo se forma de 23 pares de cromosomas homólogos, dado que el par final sexual tiene dos cromosomas XX. El cariotipo prácticamente es equivalente al genoma, nombre que recibe el juego completo de genes de un individuo o especie. 

Lección 21 Cromosomas