Evaluación

Fecha:

• 2°B: 4/4
• 2°A: 9/4

Temario:

• Pasos del método científico
• El origen de la vida
• Experimento de Miller y Urey
• Teoría endosimbiótica
• Concepto de evolución
• Teorías previas al concepto de evolución
• Teorías evolutivas de Lamarck y de Darwin

Derribando mitos: ¿La evolución hace que las especies sean mejores?

Es muy común que se use el término "evolución" para indicar progreso... pero nada más alejado de la realidad. La selección natural no hace que en un organismo evolucionen características que mejoren sus habilidades para sobrevivir y reproducirse, ni tampoco produce organismos "superiores" perfectamente adaptados a su entorno. ¿Entonces? Lo que hace es permitir que dentro de un grupo de individuos con una variedad de características, sobrevivan aquellos que poseen las necesarias para persistir en ese ambiente. Además, las características que posibilitan sobrevivir a un organismo pueden no servirle si las condiciones del entorno cambian. Por ejemplo, ¿de qué le serviría a Superman ser más rápido que una bala o más fuerte que una locomotora si de repente el ambiente es afectado por la radiación de kriptonita?

Tomado de Biología 2, Editorial Santillana, 2016

Lamarck vs Darwin

La teoría lamarckiana

En 1809, Lamarck publicó su teoría sobre el mecanismo de transmutación de las especies, basada en los siguientes postulados:

• Los seres vivos poseen un impulso interno de alcanzar un perfecto ajuste con el ambiente en el que viven. Por eso, cambian físicamente durante su vida.
• De acuerdo con los cambios del medio externo, algunas partes del cuerpo serán más necesarias que otras para alcanzar ese ajuste, por lo que se desarrollarán las más usadas y se atrofiarán las que menos se usan.
• Los organismos, de este modo, adquieren características durante su vida que no tenían sus progenitores y con las que no nacieron: son los caracteres adquiridos. Estos nuevos rasgos son transmitidos a la descendencia que, a su vez, se irá perfeccionando para lograr una mejor adaptación al medio en el que vive. Así, a lo largo de muchas generaciones, las especies evolucionan.

El libro de Darwin

La selección natural es el mecanismo básico de la evolución.

Dentro de cada especie, existe variabilidad. Algunas variaciones permiten a aquellos que las poseen funcionar más efectivamente en su medioambiente particular, les dan más oportunidades de vida suficientemente larga y saludable para producir descendencia. De este modo, las características más favorables para un ambiente se irán haciendo cada vez más frecuentes en una población.

La selección natural no debe ser interpretada como una fuerza que impulsa a los seres vivos hacia la perfección, sino como un proceso muy lento que actúa sobre las diferencias existentes. La selección natural elige entre los rasgos más adaptativos para un ambiente determinado, no crea nuevas características.

Derribando mitos: ¿Es verdad que sobrevive el más fuerte?

En su libro El origen de las especies, Darwin especificó que la descendencia es siempre numerosa y diversa, pero que sólo algunos individuos sobreviven a las condiciones adversas del ambiente, y a ese mecanismo lo llamó selección natural. Sin embargo, con frecuencia podemos escuchar que Darwin pregonó que sobrevivían los más fuertes, aunque se trata de un dato falso. Nunca dijo que sobrevivían los más fuertes, sino los más aptos, y buena prueba de ello es que los dinosaurios -poderosos, grandes y fuertes- no sobrevivieron a las condiciones ambientales. En cambio, sí lo hicieron cientos de vegetales y hasta insectos.

Tomado de Biología 2, Editorial Santillana, 2016

Ideas de cambio

Los aportes de los naturalistas exploradores del siglo XVIII llevaron al descubrimiento de nuevos organismos y, con esto, la dificultad de clasificarlos en la escala de la naturaleza propuesta por Aristóteles. El médico y botánico Carl von Linné ideó otro sistema de clasificación, el cual consaba de categorías que estaban subordinadas o incluidas unas dentro de otras, lo que generó una clasificación jerárquica de los seres vivos. Fue el primero en definir el concepto de especie. Sin embargo, Linné era un hombre muy religioso, que creía que las especies habían sido creadas en forma independiente por un dios y, desde entonces, se mantenían fijas con el paso del tiempo. Este tipo de idea fue conocida como fijismo.

No todos estaban de acuerdo con estas ideas. Georges Louis Leclerc, conde de Buffon, pensaba que las especies podían sufrir cambios a través del tiempo. Él suponía que todas las especies debían de tener un origen en común, y sus variaciones se debían a que quedaban sujetas a la influencia de los distintos ambientes.

Comenzando a pensar en el origen de la biodiversidad

En Occidente, el estudio de la vida tiene sus raíces en la antigua Grecia. Aristóteles (que vivió en el siglo IV a.C.) es considerado el primer naturalista. Él pensaba que los seres vivos se podían clasificar según un orden jerárquico mediante lo que denominó Scala naturae (escala de la naturaleza). En el escalón más bajo de tal clasificación lineal, se ubicaban los minerales. Luego, ascendiendo, se econtraban las plantas. Después continuaban los animales más simples hasta ascender a los vertebrados, llegando al ser humano, que estaba en el escalón más alto. Cada organismo ocupaba un lugar fijo, inamovible y adaptado a su ambiente, y donde los organismos de un escalón no se relacionaban con los de los escalones adyacentes. Para Aristóteles, las especies habían existido así desde siempre.

Hasta los siglos XVI y XVII, el conocimiento científico coincidía con ciertas religiones. En ese contexto, en el mundo occidental, predominaba la visión de que los seres vivos habían sido creados por un dios, postura conocida como creacionismo. Sin embargo, se debatían dos posturas: si cada especie se había originado independientemente de las otras y se mantenían fijas desde su creación, o si algunas podían haber dado origen a otros nuevos organismos a través de cambios graduales. Esta última visión comenzó a tener más fuerza desde el siglo XVIII y dio lugar a dos corrientes de pensamiento: el fijismo y el transformismo.

Hacia fines del siglo XVIII, fueron los geólogos los que aportaron nuevas pistas para comprender el origen de la biodiversidad. James Hutton postuló que, a través de la historia, la superficie de la Tierra había sido y es continuamente modelada por procesos lentos y graduales, por agentes físicos como el viento, el agua y los cambios de temperatura. Esta teoría, conocida como uniformismo, proponía entonces que la edad de la Tierra era mucho mayor de lo que se creía; hasta entonces, se estimaba la edad del planeta en 6000 años.

Sin embargo, hubo alguien que propuso ideas contrarias a las de Hutton: Georges Cuvier. A principios del siglo XIX, Cuvier promovió el estudio de la anatomía comparada de los organismos, y se basó en un minucioso estudio de los fósiles para afirmar que existían extinciones. A partir de estas evidencias, Cuvier afirmó que eran necesarios cambios bruscos para explicar la extinción de las especies. Así, surgió la teoría llamada catastrofismo, que postulaba que, después de ocurridas catástrofes como terremotos o inundaciones, aparecían nuevas especies. Se opuso fervientemente a las ideas evolucionistas, dado que afirmaba que las nuevas especies eran creaciones divinas e independientes entre sí.

La teoría del ctastrofismo predominó en la geología hasta que el geólogo escocés Charles Lyell publicó en el siglo XIX su obra en la que defendía el uniformismo. Lyell explicaba que no se había tenido en cuenta que los grandes cambios que se observaban en el registro fósil debían de haber ocurrido durante cientos de millones de años. Por lo tanto, lo que en principio eran indicios de catástrofes, en realidad eran cambios graduales si se consideraba la inmensidad del tiempo en que ocurrieron.

Adaptado de Biología 2, Ed. Santillana, 2016

Experimento de Miller y Urey

EL COMIENZO DE LA VIDA

La pregunta de cómo había comenzado la vida en nuestro planeta, hace millones de años, capturó la atención de los científicos. Muchos se inclinaron por la idea de un origen extraterrestre para la vida, entre ellos, el químico sueco Svante A. Arrhenius (1859-1927). Sin embargo, el primer conjunto de hipótesis verificables acerca del origen de la vida en la Tierra fue propuesto por el bioquímico ruso Alexandr I. Oparin (1894-1980) y por el inglés John B. S. Haldane (1892-1964), quienes trabajaban en forma independiente.

La idea de Oparin y Haldane se basaba en que la atmósfera primitiva era muy diferente de la actual; entre otras cosas, la energía abundaba en el joven planeta. Propusieron entonces que la aparición de la vida fue precedida por un largo período de lo que denominaron "evolución química".

Oparin experimentó sus hipótesis utilizando un modelo al que llamó "coacervados". Los coacervados son sistemas coloidales constituidos por macromoléculas diversas que se habrían formado en ciertas condiciones en medio acuoso y habrían ido evolucionando hasta dar lugar a células con verdaderas membranas y otras características de los organismos vivos. Según Oparin, los seres vivos habrían modificado la atmósfera primitiva y esto es lo que habría impedido, a su vez, la posterior formación de nueva vida a partir de sustancias inorgánicas.

La identidad de las sustancias durante este período es un tema controvertido, pero se aceptan dos aspectos críticos: había muy poco o nada de oxígeno presente, y los cuatro elementos que constituyen más del 95% de los tejidos vivos (hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno) estaban disponibles de alguna forma en la atmósfera y en las aguas de la Tierra primitiva.

Además de estos materiales simples, la energía abundaba en el joven planeta. Había energía térmica, calor de ebullición y calor de cocción. Violentas tempestades eran acompañadas de rayos, que suministraban energía eléctrica. El Sol bombardeaba la superficie terrestre con partículas de alta energía y luz ultravioleta. Los elementos radiactivos del interior de la Tierra descargaban su energía en la atmósfera. Oparin formuló la hipótesis que, en dichas condiciones, se formarían moléculas orgánicas a partir de los gases atmosféricos y se reunirían formando un caldo diluido en los mares y lagos de la Tierra. Dado que no habría oxígeno libre para reaccionar con estas moléculas orgánicas y degradarlas a sustancias simples, ellas tenderían a persistir. De esta forma, los compuestos y agregados que tenían la estabilidad química más grande en las condiciones prevalecientes en la Tierra primitiva habrían tendido a sobrevivir. Algunas de estas moléculas podrían haber quedado más concentradas en ciertos parajes por la desecación de un lago o por la adhesión a una superficie sólida.

La primera verificación de la hipótesis de Oparin fue hecha en la década de los ’50 por Stanley Miller.

Adaptado de Biología, Curtis y col, quinta edición, 1994

Aplicaciones del Método Científico

Los experimentos de Francesco Redi

El médico italiano Francesco Redi (1621-1697) investigó por qué los gusanos (que son las larvas de las moscas) aparecen en la carne en descomposición. En la época de Redi, el hecho de que se formaran gusanos en la carne se consideraba prueba de la generación espontánea, es decir, la producción de seres vivos a partir de la materia inerte.

Redi observó que las moscas pululaban cerca de la carne fresca y que los gusanos aparecían en la carne que se dejaba a la intemperie unos cuantos días. Postuló, entonces, que las moscas son las productoras de los gusanos. Para comprobarlo, Redi tomó dos frascos transparentes y colocó dentro de ellos trozos de carne semejantes. Dejó un frasco abierto y cubrió el otro con una gasa para mantener afuera a las moscas. Se esforzó lo mejor que pudo para mantener constantes las demás variables (el tipo de frasco, el tipo de carne, la temperatura).

Después de unos cuantos días, observó gusanos en el frasco que estaba abierto, pero no encontró gusano alguno en el frasco cubierto. Redi concluyó que su idea era correcta y que los gusanos eran producidos por las moscas, no por la carne.

Los experimentos de Malte Andersson

Andersson observó que las aves llamadas viudas del paraíso machos, y no las hembras, tenían colas extravagantemente largas, las cuales despliegan mientras vuelan por las praderas africanas. Esta observación llevó a Andersson a plantearse por qué sólo los machos tienen colas tan largas. Una posible respuesta a la pregunta era que las hembras prefieren aparearse con machos de colas largas, los cuales tendrán mayor descendencia que los machos de cola más corta. Basado en esto, Andersson predijo que, de ser así, más hembras construirían nidos en los territorios de los machos con colas artificialmente alargadas, que las que construirían los nidos en los territorios de los machos con la cola artificialmente recortada.

Andersson atrapó algunos machos y les recortó sus colas hasta aproximadamente la mitad de su longitud original, y luego los soltó. Otro grupo de machos tenían pegadas las plumas de las colas que se quitaron a los machos del primer grupo, para aumentar al doble la longitud de la cola. Por último, Andersson tuvo dos grupos de control: a uno se le cortó la cola y luego se le volvió a poner; en el otro, los animales fueron simplemente atrapados y liberados.

Después de unos cuantos días, Andersson contó el número de nidos que las hembras habían  construido en cada uno de los territorios de los machos. Encontró que los machos con colas alargadas tenían más nidos en sus territorios, los machos con colas recortadas tenían menos, y los machos de control tenían un número intermedio de nidos.

Adaptado de Biología, Audesirk y col, octava edición, 2008

El Método Científico

EVOLUCIÓN DE LA CIENCIA

Mucha gente piensa que el conocimiento científico se construye como un castillo de arena: cada investigador va colocando una porción de arena para lograr, entre todos, levantar finalmente el castillo.

De este modo, la ciencia avanzaría por la acumulación de conocimientos nuevos sobre los ya existentes. Esto es cierto, pero sólo en parte. (…)

Los paradigmas

Puede suceder que un científico sugiera una nueva interpretación de los hechos. Cuando esto ocurre, se dice que la ciencia tiene una nueva visión del mundo natural: un nuevo modelo llamado paradigma.

Estas nuevas ideas causan una revolución en la ciencia porque proponen una manera de pensar y de ver la realidad distinta de cómo se venía haciendo. Si el nuevo modelo logra aclarar fenómenos hasta entonces inexplicables, incluso para otras teorías relacionadas con esos fenómenos, se produce un período de agitación mientras los científicos intentan comprender las nuevas ideas y sus consecuencias.

Asimismo, la construcción del conocimiento científico no pertenece a comunidades científicas separadas del resto de la sociedad, sino que responden a los intereses de esta.

Cuando el nuevo modelo es aceptado, abre puertas desconocidas, genera preguntas nuevas y, a continuación, llega un período de muchos descubrimientos.

Esto no significa que los conocimientos que se tenían sobre un determinado fenómeno no fueran ciertos. Cuando ocurre un cambio de paradigma, no es necesario romper el castillo de arena, sino que los nuevos descubrimientos permiten darle formas inesperadas, o descubrir otros métodos de construcción. Del mismo modo, la historia de la ciencia es una parte constitutiva del conocimiento científico.

¿Cuánta verdad hay en la ciencia?

(…) ¿por qué creer en la ciencia si en cualquier momento puede ocurrir una nueva revolución en las ideas que cambie la visión del mundo que nos rodea? ¿Es acaso una realidad inventada?

La ciencia no pretende ser verdadera, sino que es un intento del hombre por encontrar explicaciones al mundo en el que vive y, por lo tanto, el conocimiento científico no es un conocimiento final, incorregible y cierto.

Pero los saberes que elabora la ciencia son más verdaderos que cualquier conocimiento no científico: el conocimiento científico es capaz de ser comprobado mediante pruebas experimentales y explica de manera coherente los fenómenos de la naturaleza, porque se basa en hechos y no en creencias.

De cualquier modo, la ciencia advierte que el conocimiento científico es provisorio: una teoría es aceptada como válida, que no es lo mismo que tomarla como verdadera (…).

Adaptado de Biología 2, Liberman y col, primera edición, Ed. mandioca, 2011