Código de Barras Genético

Charles Darwin visitó la Argentina entre 1832 y 1834, y observó varias especies de calandrias. Luego continuó su viaje por Chile y vio una nueva especie. Cuando en 1835 llegó a las islas Galápagos, lo primero que le llamó la atención no fueron los pinzones, sino las calandrias, que ya conocía de las llanuras argentinas. En ese archipiélago observó y colectó especímenes de tres especies distintas. Pero se confundió al pensar que estas aves eran el resultado de un proceso evolutivo ocurrido en el archipiélago luego de ser colonizado por un ancestro que provenía de Sudamérica.

Hoy, gracias al uso de los códigos de barras genéticos, el doctor Pablo Tubaro, investigador del CONICET y vicedirector del Museo Argentino de Ciencias Naturales Bernardino Rivadavia, identificó correctamente a las cuatro especies de calandrias que viven en nuestro país. Además, con este método se identificó una quinta especie de calandria que vive en Chile, y que hoy se sabe, también, que habita en Neuquén. Este ejemplo ilustra cómo una herramienta genética ayuda a evaluar y resolver hipótesis sobre los límites entre especies, relaciones filogenéticas y patrones biogeográficos. Permite distinguir entre especies emparentadas.

Pero ¿qué es el código de barras genético? Este método se basa en el uso de una secuencia corta del ADN para la identificación de especies. En los animales se utiliza un fragmento de un gen que se encuentra en las mitocondrias. Los cuatro tipos de nucleótidos que forman el ADN se representan con distintos colores y constituyen las “huellas genéticas” particulares de cada ser vivo. Sirven para identificar especies animales vegetales, en forma rápida y efectia.

En 2003, el doctor Paul Hebert de la Universidad de Guelph, en Canadá, propuso el uso de un código de barras genético. Al año siguiente, un grupo de museos, universidades y laboratorios de todo el mundo creó el Consorcio del Código de Barras de la Vida. La primera institución argentina en participar en este proyecto global de identificación de especies fue el Museo Argentino de Ciencias Naturales. Pablo Tubaro, integrante del Comité Científico del proyecto, dice que “estas secuencias genéticas serían equivalentes a los códigos de barras que se utilizan para reconocer productos en un supermercado y permitirían identificar nada más ni nada menos que cada una de las especies”.

En la Argentina se creó un comité nacional para el proyecto, formado por una docena de investigadores del CONICET, y con representantes de la Administración de Parques Nacionales, del Museo de La Plata y de la Dirección de Fauna Silvestre de la Nación, entre otros organismos. La Argentina se constituyó en el primer nodo regional en el Proyecto Internacional de Código de Barras de la Vida, que planea catalogar cinco millones de especímenes de 500000 especies en los próximos cinco años. La Argentina ya está trabajando en aves y en peces marinos, y ocupa un lugar relevante en este proyecto mundial.

El código de barras genético sirve para identificar especies conocidas y también ayudará a descubrir otras nuevas.

Tomado de Biología 2, Ed Santillana, 2016

Especiación instantánea

A diferencia de los modelos de especiación por evolución adaptativa, en los que el aislamiento reproductivo ocurre en forma gradual, en la especiación instantánea, el aislamiento reproductivo aparece en forma súbita. Puede ocurrir por un aumento del número de cromosomas de la descendencia, que impide la reproducción con la población progenitora; por el cambio en un conjunto importante de genes; o por efecto cuello de botella o efecto fundador, cuando un pequeño grupo funda una nueva población.

Tomado de Biología 2, Majas et al, Ed doceOrcas ediciones, 2016

Otros mecanismos evolutivos

Más allá del mecanismo de selección natural, existen dos mecanismos evolutivos adicionales que se relacionan con las poblaciones pequeñas o en estrés: la deriva genética y el flujo de genes.


La deriva genética

Este mecanismo conduce a cambios aleatorios en la frecuencia de genes de una población. Estos cambios pueden causar la desaparición de genes poco frecuentes. De esta manera, la deriva genética reduce la variabilidad genética del grupo. A diferencia de la selección natural, es un mecanismo al azar.

En ausencia de otros mecanismos evolutivos, el efecto de la deriva genética es mayor en las poblaciones pequeñas y menor en las que poseen gran número de individuos. En estas últimas, los cambios aleatorios se minimizan por la cantidad de individuos.

El efecto fundador

Cuando un reducido grupo de individuos se desvincula de la población original y se establece en una nueva área, puede ocurrir una situación especial de deriva genética que se denomina efecto fundador. Generalmente, el acervo genético de los fundadores es sólo una fracción del acervo genético inicial.

El efecto cuello de botella


Otro caso particular de deriva genética es el efecto cuello de botella, que se presenta cuando el tamaño de la población se reduce drásticamente hasta un número muy pequeño de individuos. En esta situación, sólo los genes presentes en los organismos supervivientes pasarán a las generaciones posteriores. Así, la variabilidad genética quedará reducida.


El flujo de genes

En este caso, hay movimiento de genes entre las poblaciones. El desplazamiento de individuos de una población a otra y el posterior entrecruzamiento con los individuos locales puede aportar genes que enriquecen el acervo genético de la población, a la vez que se alteran las frecuencias genotípicas.



Resolución de problemas:

a) El polen, esparcido por el viento, lleva alelos (variantes de un gen) de una población de flores a la otra.

b) Se cazó al elefante marino del norte casi hasta su extinción total en el siglo XIX, y para la última década de ese siglo apenas sobrevivían unos 20 ejemplares. desde entonces, el número de elefantes marinos se ha incrementado hasta llegar a cerca de 30000 individuos; sin embargo, todos los elefantes marinos son casi genéticamente idénticos.

c) Un conjunto de defectos genéticos (síndrome de Ellis-van Creveld) es bastante más común entre los menonitas (grupo religioso) que habitan el condado de Lancaster, Pensilvania, que entre la población general. Los menonitas actuales de ese condado son descendientes de unos 200 inmigrantes del siglo XVIII; una pareja dentro de esos inmigrantes era portadora del alelo para este síndrome.

Evaluación

Fecha:

• 2A: 21/5
• 2B: 23/5

Temario:

• Evidencias de la evolución
• Tipos de selección natural
• Adaptación biológica: concepto y clasificación
• Concepto de homeostasis
• Valor adaptativo y tolerancia ambiental
• Teoría sintética de la evolución
• Otros mecanismos evolutivos: deriva génica (efecto fundador, efecto cuello de botella) y flujo de genes; conceptos más importantes y ejemplos
• Mecanismos de aislamiento reproductivo y especiación

Teoría sintética de la evolución

Entre las décadas de 1920 y 1940, se creó la teoría sintética de la evolución, que postula que la evolución es un cambio gradual y continuo, guiado por la selección natural y responsable de cambios que afectan a las poblaciones, así como también de grandes cambios que controlan la aparición de nuevas especies. Según esta teoría, la selección natural es el principal mecanismo evolutivo, pero exiten otros posibles, que se rigen por los mecanismos de la herencia. Algunos científicos que aportaron al desarrollo de esta teoría fueron Theodosius Dobzhansky (genetista); Ernst Mayr, Julian Huxley y G. Ledyard Stebbins (biólogos); y George G. Simpson (paleontólogo), entre otros.


Gradualismo, equilibrios puntuados y saltacionismo

El gradualismo postula que los grandes cambios resultan de la transformación gradual y la producción constante de pequeños cambios, y que la ausencia de estadíos intermedios en el registro fósil es producto de un registro incompleto e imperfecto, ya que es imposible que queden preservados en el registro fósil absolutamente todos los sucesos que ocurren sobre la Tierra.

El modelo de equilibrios puntuados sostiene que la selección natural actúa entre especies y no dentro de una misma especie o linaje como propone el gradualismo. Los grandes cambios evolutivos, a partir de los que surgen nuevas especies, ocurren en períodos relativamente cortos (decenas de miles de años); una vez originadas las nuevas especies continúan prolongados períodos de pocos cambios o estabilidad evolutiva. Las especies surgen por la transformación de unas en otras, sólo que dicha transformación no es gradual, sino que los cambios son tan rápidos que aparecen como discontinuidades al analizar el registro fósil.

El saltacionismo sostiene que las nuevas especies no se generan por modificación de especies anteriores, sino por la aparición abrupta de grandes cambios genéticos y mutaciones que dan origen a nuevas especies completamente distintas de las anteriores.

Adaptado de Biología 2, Ed doceOrcas, 2016

La Puna como modelo de estudio

Las adaptaciones de la Puna

Las condiciones ambientales determinan la abundancia o la pobreza de la biodiversidad en una ecorregión. Sin embargo, como en todas las ecorregiones del planeta, los organismos que se desarrollan en la Puna presentan una serie de adaptaciones que les permiten habitar un determinado lugar y no otro. En la Puna, la gran amplitud térmica, los fuertes vientos, la aridez de los suelos, la intensa radiación solar y la escasez de agua suelen ser condiciones poco favorables para la vida. Sin embargo la biodiversidad puneña se caracteriza por ciertas estructuras y comportamientos que la hace resistente a estas condiciones ambientales adversas.


Las adaptaciones de los guanacos y las vicuñas

Los guanacos y las vicuñas tienen un fino, largo y espeso pelaje que favorece la pérdida de calor corporal durante el día, y lo mantiene durante las frías noches de la Puna. Estos animales se revuelcan en el polvo para mantener su pelaje en buenas condiciones.
Si nieva, estos mamíferos caminan hacia zonas más protegidas. Durante el deshielo, también migran hacia regiones más secas, porque la excesiva humead puede perjudicar sus gruesas uñas.
El largo cuello de los guanacos y de las vicuñas les permite observar por encima de la vegetación y avistar la presencia de predadores. cuando advierten un peligro, los machos avisan al resto de la manada con sonidos similares a un silbido. Por otra parte, las plantas de las patas de estos mamíferos poseen unas almohadillas elásticas que fijan su desplazamiento entre las piedras.
Los guanacos y las vicuñas son animales exclusivamente herbívoros que recorren a diario enormes extensiones en busca de alimento. Con sus grandes dientes incisivos, sólo cortan la parte aérea de las hierbas.

Las adaptaciones de los ñandúes

Los ñandúes petisos o suríes son otros de los habitantes característicos de la Puna argentina. Estas grandes aves no voladoras pero muy corredoras tienen unas alas pequeñas e inútiles, y dos patas robustas terminadas en tres gruesos dedos con fuertes uñas. Se los considera animales omnívoros, porque consumen una gran variedad de alimentos, como raíces, frutos, granos, insectos, huevos, pequeños reptiles, anfibios y pichones de otras aves. Finalizada su alimentación diaria, los suríes dedican gran parte del tiempo al cuidado de sus plumas. Echados sobre sus patas, se hacen baños de polvo con los que remueven los parásitos que suelen adherirse a la piel.
Los suríes viven en grupo y, en la época de reproducción son los machos los que incuban los huevos.

Las adaptaciones en los vegetales pequeños

Otro ejemplo de habitantes típicos de la Puna son los cardones. Estos vegetales son cactus de gran porte; como los demás cactus, es un vegetal perenne, pero, a diferencia de estos, es una planta con tallos y con forma de gruesas columnas de hasta diez metros de altura, y con numerosas costillas espinosas y flores que se abren por la noche.
Los vegetales que habitan ambientes secos como el de la Puna se denominan xerófitos. Las hojas de estos egetales suelen ser muy pequeñas o están transformadas en espinas. En consecuencia, liberan muy poca cantidad de agua durante la transpiración del organismo.
Otra adaptación de los vegetales xerófitos relacionada con la escasa humedad de estos ambientes es su amplio sistema de raíces, que les permite absorber el agua caída de las breves y muy esporádicas lluvias.

    

Actividades:

1) Leer el texto e identificar las adaptaciones que poseen los guanacos, las vicuñas, los suríes y los cardones.

2) Seleccionar las adaptaciones de los animales identificadas y clasificarlas en adaptaciones de estructura, adaptaciones del funcionamiento del organismo y adaptaciones del comportamiento.

Adaptadio de Biología 2 ActivAdos, Ed Puerto de Palos, 2016

Homeostasis

No es fácil mantener estructuras complejas y bien organizadas. Ya se trate de las moléculas de nuestro cuerpo o de los libros y papeles sobre nuestro escritorio, la organización tiende hacia el caos, si no se utiliza energía para sustentarla. Para conservarse vivos y funcionar con eficacia, los organismos deben mantener relativamente constantes las condiciones internas de su cuerpo, que es un proceso denominado homeostasis (que se deriva de vocablos griegos que significan "mantenerse igual"). Por ejemplo, los organismos deben regular con precisión la cantidad de agua y sal dentro de sus células. Sus cuerpos también deben mantenerse a temperaturas adecuadas para que ocurran las funciones biológicas. Entre los animales de sangre caliente, los órganos vitales como el cerebro y el corazón se mantienen a una temperatura caliente constante, aunque la temperatura ambiente fluctúe de manera significativa. La homeostasis se mantiene con una variedad de mecanismos. En el caso de la regulación de la temperatura, tales mecanismos incluyen sudar cuando hace calor o hay actividad física considerable, refrescarse con agua, metabolizar más alimentos cuando hace frío, tomar sol o ajustar el termostato de una habitación.

Tomado de Biología: La vida en la Tierra, Audesirk et. al., 8° edición, Editorial Pearson, 2008

Evidencias bioquímicas

El ácido desoxirribonucleico (ADN), que se encuentra en el núcleo de las células de los seres vivos, contiene información sobre muchas de sus características. En un momento de la vida de las células, las moléculas de ADN suelen concentrarse en unos cuerpos denominados cromosomas. La cantidad de cromosomas y las características particulares de cada par de ellos es una de las evidencias que los biólogos consideran en el momento de relacionar especies.

Analicemos el ejemplo de las llamas y las alpacas. En cuanto al número de cromosomas, las células de todas las especies de camélidos tienen 37 pares. El mantenimiento del mismo número de cromosomas hace suponer que todos los camélidos están estrechamente emparentados entre sí.

Además del número de cromosomas que presentan las especies, los genetistas también comparan las características químicas de las moléculas de ADN. Estos científicos consideran que, cuanto mayor sea la similitud entre las moléculas, más emparentadas están las especies.

Sobre las características particulares de cada par de cromosomas, los científicos encontraron coincidencias entre las vicuñas y las alpacas, por un lado; y entre los guanacos y las llamas, por el otro.

Adaptado de Biología 2, Ed. Puerto de Palos, 2016

Evidencias de la Evolución

Fuente: Activados 2 Biología, Editorial Puerto de Palos, 2016

Trabajo Práctico N°1: Teorías sobre la Evolución

Leche, selección natural y evolución humana

¿Qué ocurre cuando una persona bebe un vaso con leche? Puede gustarle o no, pero nunca lo asociará con algo perjudicial para su organismo. Sin embargo, para millones de personas adultas, beber leche significa sufrir molestias y dolores de abdomen.
El organismo humano necesita una enzima llamada lactasa para digerir la lactosa -un azúcar contenido en la leche- cuando esta llega al intestino delgado, y así transformarla en glucosa y galactosa. Todos los bebés humanos, debido a que mayoritariamente se alimentan con leche materna, pueden degradar la lactosa. Sin embargo, en muchos grupos, esta capacidad disminuye o se pierde a medida que los individuos crecen. Esto ocurre debido a la falta o disminución de los niveles de lactasa.
La dificultad para digerir la leche se presenta principalmente en personas adultas de Asia, África y los Estados Unidos. En cambio, sólo menos de un 5% de las personas de origen europeo del norte y del oeste tienen este problema.
¿A qué se debe esta diferencia en la capacidad de digerir la leche entre las distintas poblaciones humanas? Según los científicos, durante cientos de miles de años, los adultos humanos fueron incapaces de digerir la leche. Todos los bebés tenían esa capacidad, pero luego la perdían.
Hace unos 10.000 años, los seres humanos comenzaron a domesticar el ganado vacuno, ovino y caprino. Este ganado, además de ser una fuente de carne era una fuente de leche. Pero esta leche no podía ser aprovechada.
Experimentos recientes, encabezados por la científica Sarah Tishkoff, llegaron a la conclusión que este fenómeno está relacionado con la mutación y la selección natural. Una mutación al azar del gen de la lactasa permitió que esta enzima se mantuviera activa en algunos individuos, más allá de la primera infancia. Sucesivos ciclos de selección natural amplificaron la distribución y frecuencia de este gen en distintos grupos humanos. Los investigadores sostienen que la capacidad de los adultos para digerir la leche surgió por separado en tres grandes grupos: en el norte de Europa, en Oriente Medio y en África oriental. De este modo, una gran parte de la humanidad habría adquirido la capacidad para digerir lactosa en un período relativamente corto de tiempo.



Consignas

1) ¿Qué relación existe entre la digestión del azúcar de la leche y la selección natural? Justificar la respuesta en base al texto.

2) La mutación del gen que permite actuar a la lactasa durante la vida adulta apareció en lo que hoy es Finlandia, hace aproximadamente unos 7.000 años. La vida en esa región era sumamente difícil: inviernos largos, temperaturas extremadamente bajas y comida muy escasa.
- Para una niña nacida en Finlandia en aquella época, ¿cuál sería la ventaja de heredar la mutación para el gen de la lactosa?
- Si la misma niña llegara a vida adulta y tuviera hijos, ¿qué características tendrían esos niños?
- Cuando el proceso descripto se repite de generación en generación, ¿qué ocurre con la mutación del gen para la lactasa?

3) Leer atentamente la siguiente afirmación:

"Las mutaciones [en el gen de la lactasa] han originado una de las características genéticas de selección natural más sólidas observadas hasta la fecha en seres humanos."

Utilizando los textos proporcionados y a partir del trabajo en clase, elaborar un texto que fundamente dicha afirmación. Considerar el ejemplo de la lactosa y su relación con la selección natural y las evidencias de la evolución. El texto debe tener una carilla de extensión.

Pautas

Fecha de entrega: 2B: 22/4 - 2A: 29/4.

El trabajo práctico deberá ser entregado impreso en hoja A4, con una carátula que incluya nombre y apellido, curso, año y título.

Deben incluirse el texto y las consignas.

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