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CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 1 1 INTRODUCCION AL AREA BIENVENIDOS !! En ésta, tu primer materia del ciclo promoción de la salud y de la carrera, comenzaremos nuestro recorrido a lo largo de la morfofisiología del ser humano como ente bio-psico-social. Durante la misma analizaremos distintos aspectos de su maduración psico-motriz, inmunológica y endócrina, así también como el proceso del conocimiento, la reproducción y el envejecimiento. Siendo ésta, como se ve, una exploración tan compleja de temas tan diversos, comenzaremos a manejar una extensa bibliografía que nos permitirá desarrollar nuestra capacidad de análisis, resumen e integración del conocimiento. El material de estudio sugerido para los distintos temas es el siguiente: -ANATOMÍA: textos de Rouviere o de Latarjet -HISTOLOGIA: textos de Geneser o de Ross -EMBRIOLOGIA: textos de Langman o de Hib -QUIMICA: textos de Blanco o de Feduchi -FISIOLOGÍA: textos de Guyton o de Ganong Además, en la facultad vas a poder fotocopiar en los lugares habilitados para lo mismo, numerosos textos sobre BIOLOGIA, FISICA o del AREA PSICO-SOCIAL, necesarios para el análisis de cada una de tus unidades problema. Aunque no es estrictamente necesario, en ocasiones también resulta útil disponer de algún DICCIONARIO MÉDICO. Se recomiendan los siguientes: Dorland, Mosby o Stedman. En el Instituto Tejedor te ofrecemos una gran variedad de recursos para la comprensión y el abordaje de todos estos temas: -APUNTES DE CADA UNIDAD PROBLEMA -CLASES TEÓRICAS CON LOS RESPONSABLES DE CADA ÁREA -CONSULTAS CON LOS MISMOS A TODA HORA Quienes te vamos a acompañar en estos, tus primeros pasos en la Carrera de Medicina somos los siguientes docentes: -GUIDO VENTURA: responsable del Área de Biología y Física. -FERNANDO MARADONA: responsable del Área de Anatomía. -EL POLLO: responsable de las Areas de Química, Histología, Embriología y Fisiología. Finalmente, el Instituto cuenta con su página web, donde podés descargar información y material para ejercitarte. La misma es: www.institutotejedor.com.ar http://www.institutotejedor.com/ CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 2 2 UNIDAD PROBLEMA Nº 1 Planteo: « Juan y Leticia han iniciado sus estudios de Medicina. En un mismo día han escuchado a un profesor afirmar que los seres humanos somos animales emparentados con todos los seres vivos, y a otro docente que también somos personas sociales y culturales” Los objetivos particulares de esta UP serán reflexionar sobre la condición humana, explorando al ser humano y además el largo recorrido evolutivo que condujo al hombre actual. Para ello analizaremos: - El Ser Humano como Ente Biológico perteneciente al Reino Animal. - La Evolución Biológica y la Evolución de los Homínidos. - Las Células Procariotas y Eucariotas. - Las Proteínas y las Enzimas. - La Anatomía del Sistema Esquelético. - El Ser Humano como Ser Social y Cultural. El presente manual de conocimientos básicos no pretende ser un material de lectura excluyente sobre los temas que componen el área de crecimiento y desarrollo, sino que se trata de un resumen de conceptos, al que se puede acceder previa lectura de la bibliografía recomendada por la Facultad o que puede servir de introducción al análisis de la misma. El manual ha sido confeccionado por los docentes del instituto, de amplia experiencia en cada uno de los temas abordados, junto con numerosos y valiosos aportes de alumnos que durante el año 2002-2019 cursaron la materia en la Facultad. INDICE Y BIBLIOGRAFÍA POR ÁREA: 1. BIOLOGÍA:----------------------------------------------------------------------------------------------------página 3 La evolución de los Homínidos. - Curtis H. Biología. Editorial Panamericana. Madrid. 6° edición. Capítulos 20 y 24 - LA HISTORIA DEL ORIGEN DEL HOMBRE - Sloan - National Geographic – 2004 - REVISTA NATURE - v419 - 10 octubre 2002 - Campbell & Reece: Biología. Editorial Médica Panamericana. 7ª Edición. Capítulo 34 2. QUÍMICA: ----------------------------------------------------------------------------------------------------página 18 Estructura de Proteínas, Bioenergética, Equilibrio químico y Enzimas. -Blanco A. Química Biológica (8° edición) Capítulos 3, 7 y 8 -Feduchi, E.F. y colaboradores. Bioquímica. Editorial Médica Panamericana. 2011 3. HISTOLOGÍA: ------------------------------------------------------------------------------------------------página 36 Biología celular -Geneser, F: Histología Editorial Panamericana. 3° Edición. Capítulos 1 a 4 - ROSS, M. PAWLINA W.: Histología. Editorial Panamericana. 5° Edición. Capítulos 1 a 3 - WELSCH, U. DELLER T.: Histología. Editorial Panamericana. 3° Edición. Capítulos 1 y 2 - DE ROBERTIS (h), HIB, PONZIO: Biología Celular y Molecular. Ed. El Ateneo. 12° Edición - ALBERTS, B: Introducción a la Biología Celular. Editorial Panamericana. 3° Edición.- 4. ANATOMÍA:-------------------------------------------------------------------------------------------------página 54 Generalidades sobre Anatomía Normal y el Sistema esquelético. . ROUVIERE/DELMAS. Anatomía humana. Editorial Masson. 10ª edición. Tomo I. . LATARJET/RUIZ LIARD. Anatomía humana. Editorial Médica Panamericana. 3ª edición. Vol. 1. .NETTER, F.: Atlas de Anatomía Humana. Editorial Masson. 1ª Edición. .SOBOTTA: Atlas de Anatomía Humana. Editorial Elsevier. 23ª Edición. 5. AREA SOCIAL:-----------------------------------------------------------------------------------------------página 68 Cultura, Derecho a la Salud. Concepto de Salud. -Canclini, N. Cultura e ideología, en Cultura y sociedad. Una introducción. Ed. CCE, México, 1981 -Canclini, N. Entrada, en : Culturas híbridas. Estrategia para entrar y salir de la modernidad. Ed. Grijalbo, México, 1990. 6. EJERCITACIÓN:-----------------------------------------------------------------------------------------------página 72 CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 3 3 BIOLOGÍA ASPECTOS EVOLUTIVOS CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 4 4 BIOLOGÍA: ASPECTOS EVOLUTIVOS EVOLUCION: TEORIA Y EVIDENCIA Introducción. Un poco de historia La historia de las ideas evolutivas se remonta a muchos siglos atrás. Aristóteles (384-322aC.) creía que todos los seres vivos podían ser ordenados en una jerarquía. Esta jerarquía se conoció como la Escala de la Naturaleza, en la cual las criaturas más simples tenían una posición humilde en el peldaño más bajo, el hombre ocupaba el peldaño más alto y todos los otros organismos se encontraban en lugares intermedios entre estos extremos. Hasta fines del siglo XIX, muchos biólogos creían que esa jerarquía representaba un orden natural. Los naturalistas posteriores (al menos los de occidente) creían, de acuerdo al Antiguo Testamento, que todos los seres vivos eran producto de una creación divina. Aunque la visión creacionista de la biodiversidad fue hegemónica hasta principios del siglo XIX, la idea de que los organismos evolucionan -o cambian- a través del tiempo y de que un tipo de organismo da origen a otro tipo aparentemente es antigua, anterior a Aristóteles. Por ejemplo, la escuela de filosofía griega fundada por Anaximandro (611-647 a.C.) desarrolló no solo un modelo de constitución de la materia similar al atómico, sino también una concepción del mundo biológico que consideraba que el origen y la transformación de las especies ocurría por procesos naturales. En el siglo XVIII, el naturalista francés Georges-Louis Leclerc de Buffon (1707-1788) se convirtió en uno de los primeros naturalistas en proponerque las especies podrían sufrir cambios en el curso del tiempo. Sugirió que además de las numerosas criaturas producidas por la creación divina en el comienzo del mundo, hay familias menores concebidas por la Naturaleza y producidas por el Tiempo. Entre aquellos que dudaban de que las especies fueran fijas y no cambiasen estaba Erasmus Darwin (1731-1802), el abuelo de Charles. Sugirió que las especies tienen conexiones históricas entre sí, que los animales pueden cambiar en respuesta a su ambiente y que su progenie puede heredar estos cambios. Sostenía, por ejemplo, que un oso polar es un oso común que por vivir en el Artico se ha modificado y ha pasado estas modificaciones a sus oseznos. En el siglo XIX Cuvier era un influyente y firme adversario de las teorías de la evolución. Aunque reconocía que muchas especies que habían existido alguna vez ya no existían. Explicó la extinción de las especies con la postulación de una serie de catástrofes. Después de cada catástrofe (ejemplo el Diluvio) nuevas especies establecidas por sucesivas creaciones divinas llenaban los lugares que habían quedado vacante. La evolución biológica La evolución biológica como proceso de cambio y de diversificación de los seres vivientes en el tiempo explica la extraordinaria diversidad existente de los mismos en el mundo actual. ¿Qué es la evolución? El estudio de los restos de animales y plantas que existieron en épocas pasadas nos permite descubrir que los seres vivos de hace millones de años eran muy distintos de los actuales. ¿Quién no ha oído hablar, por ejemplo, de los dinosaurios, reptiles gigantes que desaparecieron de la faz de la tierra y de los que se han encontrado numerosos restos?. Hoy día, los representantes de este grupo animal son muy diferentes. Es, pues, un hecho constatado y real el que los seres vivos están en continua, aunque muy lenta, evolución. Así pues, se puede definir la evolución como “el proceso biológico mediante el cual los caracteres de las distintas especies han ido cambiando a través del tiempo”. TEORÍAS SOBRE LA EVOLUCION DE LAS ESPECIES: Son modelos provisorios que describen en forma comprensiva y predictiva el fenómeno evolutivo. Las más importantes son: I)- Teoría Lamarkiana o de Lamarck: (Naturalista Francés; 1744 – 1829): teoría de los caracteres adquiridos. - Propuso su teoría en el 1809. «Según esta teoría, los seres vivos no habían sido creados simultáneamente en su diferente complejidad sino que derivan unos de otros mediante variaciones sucesivas.» El creía que existía en los organismos una tendencia interna hacia la perfección, además de esto, el medio actuaba sobre la estructura de los seres vivos produciendo cambios, los individuos cambiaban para adaptarse al ambiente y eran capaces de transmitir esos cambios ventajosos a sus descendientes. Esto último es conocido como «la herencia de los caracteres adquiridos». De acuerdo a su hipótesis, la evolución depende de tres factores principales: 1- los individuos están sometidos a un proceso de cambio para adaptarse al ambiente y estos eran capaces de transmitir esos cambios ventajosos a su descendencia. 2- Cada especie realiza un esfuerzo inconsciente y ascendente que impulsa a cada criatura viva hacia un grado de complejidad mayor «buscar la perfección interna» CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 5 5 3- La ley del uso y desuso de los órganos y herencia de los caracteres adquiridos: con dependencia de las exigencias del ambiente y debido a su uso y desuso, los órganos en los seres vivos se hacen más fuertes o más débiles, más o menos importantes, y estos cambios adquiridos durante la vida de los individuos se transmiten de los padres a la descendencia. Aun hoy la idea de Lamarck es tentadora para muchos. Imaginemos que, generación tras generación, muchos individuos de una especie se enfrentan con un problema similar. El ejemplo clásico, aunque algo caricaturesco, es el de un imaginario antecesor de la jirafa que habría tenido cuello corto y vivido en un sitio donde las hojas más altas de los arbustos le eran inalcanzables. Durante su desarrollo, cada individuo estiraba su cuello lo más que podía y conseguía alargarlo un poco, del mismo modo que ejercitar un músculo lo hace crecer. Lamarck postuló que las modificaciones adquiridas debido a los esfuerzos de cada individuo pasarían a los descendientes; en cambio l, las alteraciones indeseables como las mutilaciones o consecuencias de enfermedades, no se transmitirían, por haber ocurrido en forma pasiva. Al acumularse esos cambios a lo largo del tiempo, darían lugar a la jirafa como la conocemos hoy en día. Sin embargo, en estos momentos sabemos que la teoría no proporciona una explicación satisfactoria, pues no existen mecanismos que hagan pasar los caracteres adquiridos por una generación a la siguiente. La propuesta, además, tiene l debilidad de implicar cambios dirigidos. En su visión, los cambios que se transmiten por herencia son solo los que mejoran la adaptación del individuo a su ambiente. II)- Teoría de Darwin-Wallace (1809-1882): el origen aleatorio de las variaciones individuales. Entre los siglos XVIII y XIX, dos grandes viajeros marcaron los cambios que sentaron las bases de la biología moderna. Uno de ellos fue el geógrafo y físico alemán Alexander von Humboldt. A partir de sus viajes surge un nuevo modelo de ciencia natural, centrado más en las características del terreno de donde provenían los especímenes recolectados que en una mera descripción de esas especies. Así, el paisaje se convirtió en objeto de estudio. Humboldt ejerció una influencia profunda en un joven inglés que había abandonado sus estudios de medicina para dedicarse ávidamente a los de historia natural. Charles Darwin había decidido, a los 22 años, que él también recorrería el mundo geográfico natural de las especies. El viaje a bordo del Beagle cambió el rumbo de la historia. Mientras el barco descendía a lo largo de la costa atlántica de Sudamérica, atravesaba el estrecho de Magallanes y ascendía por la costa del Pacífico, Darwin viajaba por el interior del continente y exploraba los Andes a pie y a caballo. Allí observó distintos estratos geológicos, descubrió conchas marinas fósiles a 3700 metros de altura y hasta presenció un terremoto. Coleccionó ejemplares de numerosas plantas y animales desconocidos. Aunque Darwin no fue el primero en proponer que los organismos evolucionan, o cambian, a lo largo del tiempo, fue el primero en acumular una cantidad importante de evidencia en apoyo de esa idea y en proponer un mecanismo válido por el cual podría ocurrir la evolución. El viaje en el Beagle: solo de 28 metros de largo, este barco izó las velas para un viaje de 5 años con 74 tripulantes en diciembre de 1831 y luego de pasar por el cabo Verde, llegó a Bahía, Brasil, a fines de febrero de 1832. Sus tripulantes pasaron aproximadamente tres años y medio recorriendo las costas de América del Sur y haciendo exploraciones tierra adentro. En las islas Galápagos el barco se detuvo un mes. El viaje a través del Pacífico hasta Nueva Zelanda y Australia, a través del Océano Indico hasta el Cabo de Buena Esperanza, el regreso a Bahía y, finalmente, la vuelta a Inglaterra, consumió otro año. El mecanismo de la Selección Natural En su libro: “El Origen de las especies” (publicado en 1859) Darwin proporciona el marco básico para la comprensión de la evolución. Este concepto se basa en cinco premisas: 1- Los organismos engendran organismos similares, mostrando estabilidad en el proceso de la reproducción. 2- En la mayoría de las especies, el número de individuos que sobreviven y se reproducen en cada generación es pequeño en comparación con el número total producido inicialmente. 3- En cualquier población dada, ocurren variaciones aleatorias entre los organismos individuales, algunas de lascuales son hereditarias, no producidas por el ambiente. 4- Algunas variaciones permiten que los individuos produzcan más descendencia que otros. Estas variaciones “favorables” tienden a hacerse más comunes de una generación a otra, proceso llamado: «selección natural». 5- Dado un tiempo suficiente, la selección natural lleva a la acumulación de cambios que provocan diferencias entre grupos de organismos. En resumen, podríamos expresar que los Postulados de la Teoría Darwinista son: a- El mundo evoluciona, las especies cambian, se originan nuevas especies, otras se extinguen. b- El proceso de cambio es gradual y continuo. No existen cambios bruscos ni saltos discontinuos. La transformación de una especie en otra representa la suma de pequeños cambios que se han ido acumulando con el paso de sucesivas generaciones, en el proceso de adaptación al ambiente. c- Existe comunidad de descendencia. Las especies semejantes están emparentados y descienden de antepasados comunes. Por ejemplo, todos los mamíferos derivan de un único tronco ancestral. Se induce que los organismos vivos pueden remontarse hasta un origen único de la vida. d- El cambio evolutivo resulta de la selección natural. CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 6 6 ¿Qué diferencias existen entre la teoría Darwinista y la de Lamarck? La diferencia fundamental con la teoría de Lamarck es que los cambios entre generaciones, es decir, las mutaciones ocurren al azar y no van dirigidos en una dirección particular. Además, la adaptación al ambiente ocurre debido a que las mutaciones aleatorias favorables dan lugar a individuos que dejan mayor descendencia. Los cambios producidos en el organismo como consecuencia de esfuerzos individuales, no se incorporan a óvulos o espermatozoides, como plantea Lamarck, y por lo tanto desaparecen con la muerte del individuo. Las observaciones de Darwin permiten plantear algunas de las hipótesis y las preguntas que habían surgido en su viaje a bordo del Beagle: - Darwin observó el paisaje geológico de Sudamérica y puso a prueba el uniformismo. En esta teoría, James Hutton propuso que la Tierra había sido moldeada por procesos lentos y graduales: el viento, el clima y el fluir del agua. Si la tierra había sufrido cambios tan importantes, ¿los seres vivos se habrían transformado en forma similar? - En la Argentina, Darwin descubrió fósiles de grandes mamíferos extintos similares a otros organismos de la actualidad. ¿Cómo podía explicarse el gran parecido existente entre los organismos y algunas especies actuales? - Darwin observó la fauna de las islas Galápagos. Encontró 13 especies diferentes de pinzones que pueden distinguirse por la forma o el tamaño de sus picos. Estas especies no existen en otra parte del mundo y en el continente, que dista de las islas unos 1000 km, solo se encuentra una de ellas. ¿Por qué había una sola especie en el continente y trece en las islas? ¿Por qué si las condiciones ecológicas eran muy semejantes en las diferentes islas, cada una tenía sus propias y particulares poblaciones de animales? - Darwin observó la variación geográfica de especies pertenecientes a un mismo grupo. Al recorrer la pampa argentina descubrió que en distintas regiones existían formas diferentes de ñandúes que no se apareaban libremente con otras. ¿Por qué existían formas características en cada región? - Darwin se sorprendió ante la singularidad de la fauna de Australia. Frente a la notable variedad de marsupiales (ej. canguros) y acerca del extraño carácter de los animales de este país en comparación con el resto del mundo, Darwin reflexionaba: un hombre que no creyera más que en su propia razón bien podría decir: «sin duda aquí han estado trabajando dos creadores diferentes». El otro Darwin Ya de regreso en Inglaterra, Darwin escribió un esbozo de su teoría en 1842 y lo revisó en 1844. Lo guardó en un lugar seguro y durante 20 años solo mencionó sus ideas en sus cuadernos y en cartas a sus colegas científicos. En 1856, urgido por sus amigos, Darwin comenzó a preparar el manuscrito para su publicación. Grande fue su sorpresa cuando en junio de 1858 recibió una carta de un joven naturalista, Alfred Russell Wallace (1823-1913), quien se encontraba en un archipiélago Malayo. Wallace le pedía su opinión acerca de un artículo en el que proponía que la selección natural tenía un papel determinante en la transformación de las especies. Cuando Darwin lee dicho artículo titulado «sobre la tendencia de variedades que se separan de un tipo original» se encontró con lo que calificó el mejor resumen imaginable de las ideas que él mismo llevaba gestando trabajosamente desde hacía más de veinte años. Darwin les pidió consejo a sus amigos. Tenía un dilema moral, ante la sensación de que luego podría interpretarse que él se había apropiado de las ideas de Wallace: publicar o no publicar. Darwin decía: «prefiero quemar mi libro a que él o cualquier otro pensara que me comporté como un miserable». Sus amigos, testigos de la paternidad de su teoría, insistieron en que la publicara. Finalmente, se llegó a un digno final: el 1 de julio de 1858, Darwin y Wallace presentaron conjuntamente sus ideas frente a la sociedad Linneana de Londres. En dicha presentación Darwin acredita a Wallace como codescubridor de su teoría. Darwin terminó de escribir su libro El Origen de las Especies en 1859. Wallace que durante su viaje coleccionó 125 mil especímenes de plantas y animales escribió su libro «El archipiélago Malayo» diez años más tarde. En la introducción decía: «A Charles Darwin, autor de El Origen de las Especies, dedico este libro, no solo como muestra de estima y amistad personal sino para expresar mi profunda admiración por su genio y sus trabajos». En la actualidad, a ambos se los distingue por sus aportes revolucionarios a la ciencia: Darwin como el padre de la Teoría de la Evolución y Wallace como el padre de la Biogeografía. III)- Teoría Neodarwinista o Sintética: Una debilidad de la teoría Darwiniana era la falta de conocimientos precisos acerca del origen de la variación heredable sobre la cual trabaja la selección natural. Resultó la genética, por obra de Gregor Mendel (1822 – 1884), la que con el tiempo fue generando las respuestas que le faltaban a Darwin. Solo a mediados del siglo XX, las leyes mendelianas fueron redescubiertas y junto con otros grandes descubrimientos en el campo de la genética, la biología molecular y de la paleontología, se incorporaron a la teoría de Darwin dando lugar a una nueva teoría llamada Teoría Sintética o Neodarwinista. CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 7 7 Para esto fue fundamental la colaboración de George Stebbins (1906 -2000), George Simpson ( 1902 – 1985 ) pero principalmente la colaboración de Theodosius Dobzhansky ( 1900 – 1975 ) que en su libro « Genética y el origen de las especies» plantea la relación entre la genética y la teoría de la evolución por selección natural. ¿Qué interrogantes tenia Darwin sobre el origen de la variación heredable que la genética Mendeliana pudo aclarar? 1- ¿De qué manera se transmitían las características heredadas de una generación a otra? 2- ¿Por qué dichas características no se mezclaban y podían desaparecer para luego reaparecer en otra generación? 3- ¿De qué manera se originan las variaciones sobre las cuales actúa la selección natural? NOTA: (estos interrogantes y otros serán aclarados en clase de Genética Mendeliana) no faltes…!!!!! La teoría Sintética rechaza de plano la teoría de los caracteres adquiridos y reconoce como único mecanismo evolutivo a la selección natural siendo el mecanismo por el cual actúa conocido con el nombre de «EFICACIA BIOLOGICA» que se define para cada individuo como « su contribución de descendientes a lasiguiente generación» Los componentes de dicha eficacia biológica son: 1- LA VIABILIDAD que se define como: la capacidad de los individuos para sobrevivir 2- LA FERTILIDAD que se define como: la capacidad de los individuos para reproducirse IMP!: «La Eficacia Biológica debe ser considerada solo si la población es Mendeliana» Conceptos de Especie, población, variabilidad, especiación, micro y macroevolución Especie: Se la define como: «conjunto de poblaciones naturales que se cruzan real o potencialmente entre sí y que han quedado reproductivamente aisladas.» Población Mendeliana: se la define como: «El conjunto de individuos que forman una comunidad reproductiva en el tiempo y en el espacio. Esto significa que, al menos teóricamente, están en condiciones de intercambiar genes.» Variabilidad Los individuos que componen una población difieren entre sí en su eficacia biológica, esto se debe en parte a causas genéticas y por lo tanto es heredable. Los genes que contienen la información que le permiten a los individuos adaptarse mejor tenderán a hacerse cada vez más frecuentes hasta convertirse en genes exclusivos fijados en homocigosis. Es decir que los otros alelos no ventajosos desaparecerían. Si esta situación de genes afecta a muchos loci, la población acabará siendo tan diferente a la inicial que dará lugar a la aparición de una nueva ESPECIE. Especiación: Se la define como: «un proceso evolutivo que lleva a la aparición de una nueva especie.» «También es denominada como MACROEVOLUCION.» Aislamiento reproductivo: Significa que en condiciones naturales los miembros de una especie no se cruzan con miembros de otras especies. Si lo hicieran, su descendencia seria estéril… En resumen, la teoría Sintética o Neodarwinista define a la evolución como la modificación progresiva de la composición genética de las poblaciones. No existe una diferencia cualitativa entre el proceso de MICROEVOLUCION y el de MACROEVOLUCION. Esta diferencia es solo cuantitativa, siendo el mecanismo de cambio en ambos procesos, la selección natural. Diferencias entre Macroevolución Microevolución Sustitución de genes amplia escasa Genera nuevas especies subespecies Puede ser reversible no si Es siempre irreversible si no Tiempo que tarda millones de años pocos años Importante!!: hay que destacar que según la teoría Neodarwinista , la persistente presión de la selección natural, los alelos o genes beneficiosos que eran aquellos que le conferían mayor adaptación a los individuos eran los que prevalecían y por lo tanto daban lugar a la desaparición de aquellos alelos llamados desventajosos o alelos malos. Como se sabe esto no es así ya que no hay alelos buenos ni malos, solo hay alelos que según el ambiente pueden ser o no adaptativos, todo depende del ambiente que puede favorecer a uno o a otro. Por ello los alelos que denominamos desventajosos existen en la naturaleza. Hay que tener en cuenta que la presencia de diferentes alelos para una misma característica le confiere al individuo lo que se conoce como «VENTAJA SELECTIVA DEL HETEROCIGOTA», esto solo puede ocurrir gracias a la VARIABILIDAD GENETICA. CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 8 8 IV)- Teoría Neutralista: ( Kimura y colaboradores ) Hay autores que consideran que la selección natural no es el único mecanismo de la evolución. Los neutralistas afirman que constantemente se están produciendo mutaciones, pero que la mayoría de ellas son neutrales y no afectan a la adaptación de los organismos. Hay que hacer hincapié en el hecho de que no niegan que puedan producirse mutaciones negativas o positivas, sobre las que si actúa la selección natural. «la teoría afirma que la mayoría de los alelos son selectivamente neutros y que su cambio es producto del azar.» V) –Teoría del Equilibrio Puntuado: ( Niles Elgredge y Stephen Jay Gould-1972) La teoría plantea que la mayoría de las especies que se reproducen sexualmente experimentan pequeños cambios a lo largo de gran parte de su historia biológica, y que sus evoluciones mayores ocurren en forma esporádica y rápida, y consisten en el nacimiento de un nuevo linaje. Por estudios de restos fósiles, observaron que las especies aparecen en forma brusca y luego persisten virtualmente sin cambios durante largos periodos. Para la teoría, esa aparición súbita o puntuación es el episodio que da lugar a la especiación. El periodo siguiente de estabilidad, en el que no se observan cambios es denominado ESTASIS. En otras palabras, podríamos decir que:«las especies pasan largos periodos de estabilidad hasta que sobreviene un punto, que inicia una etapa de crisis relativamente breve, en la que se producen cambios drásticos que conducen a la extinción o la especiación. El motivo de la crisis es una profunda modificación del ambiente.» Evidencias del proceso evolutivo Son la observación directa, la biogeografía, el registro fósil, el estudio de homologías y la imperfección de la adaptación. 1- Observación directa: generalmente, la evolución produce cambios apreciables después de operar durante largos períodos, por lo que el tiempo de los seres humanos resulta demasiado corto para observarlos. Sin embargo, en algunos casos, la civilización humana moderna ha producido presiones selectivas tan fuertes sobre algunos organismos que, si uno estudia fenómenos evolutivos en pequeña escala (microevolución) pueden observarse no solo los resultados sino el proceso real de la evolución. Uno de los ejemplos mejor estudiados es el de la polilla moteada del abedul (o Biston Betularia). Hacia el siglo XIX, esta polilla se hallaba sobre los árboles y rocas cubiertos de líquenes de color claro, con los cuales esta polilla de color pálido se mimetizaba. Sin embargo, durante la revolución industrial comenzaron a predominar polillas de color oscuro en las inmediaciones de las ciudades industrializadas (en Inglaterra y EE.UU.) donde el hollín de las fábricas había matado los líquenes dejando los troncos, las rocas y el suelo desnudos, los cuales se fueron ennegreciendo. Estas tendencias de las formas de color oscuro a reemplazar a las formas de color claro se llamó melanismo industrial. Otro ejemplo es el de las bacterias resistentes a los antibióticos. Cuando estas drogas surgieron, después de la 2º guerra mundial su aparición revolucionó la terapéutica en medicina porque en apariencia se trataba de “drogas milagrosas”, con las cuales se podía tratar un sinnúmero de enfermedades infecciosas. Sin embargo, con el tiempo, muchas bacterias se hicieron resistentes a los antibióticos. Esta resistencia ¿Fueron cambios instantáneos en el metabolismo de las bacterias individuales o fueron cambios genéticos en la población bacteriana, es decir, evolución? Esta disyuntiva fue solucionada por el experimento de J. y E. Lederberg. Estos investigadores transfirieron colonias de bacterias desde un cultivo a otro que contenía penicilina. Aquellas que sobrevivieron en presencia del antibiótico fueron localizadas en el 1º cultivo, demostrando que las mismas ya se encontraban en la población original y fueron seleccionadas por el ambiente. También es posible generar cambios evolutivos experimentalmente, mediante selección artificial. Consiste en producir una nueva generación a partir de unos pocos miembros de la generación anterior, portadores de la característica que se quiere incrementar en la población. Este procedimiento se usa comúnmente en agricultura, ganadería y otras actividades agropecuarias. Esta selección artificial puede generar grandes diferencias entre individuos de una misma especie,como ocurrió con las variaciones del perro doméstico. Otro fenómeno observable es el de las variaciones intraespecíficas, que se dan cuando una población se distribuye en un amplio territorio y así, los individuos de las poblaciones ubicadas en los extremos de dicho territorio se diferencia tanto que ya no pueden cruzarse. Todos estos procesos observados ilustran la microevolución (dentro de una especie) pero la macroevolución (el cambio evolutivo que ocurre por encima del nivel de las especies) se aprecia por otras evidencias. 2- Biogeografía: es el conocimiento y la interpretación de la distribución de los seres vivos en las distintas regiones. Durante el tiempo en que las observaciones estaban confinadas a un área limitada de la zona templada de Europa, como ocurrió antes de lasgrandes exploraciones de los siglos XVIII y XIX, era verosímil que cada tipo de organismo hubiese sido creado separadamente. De acuerdo con la “doctrina creacionista”, cada especie había sido creada especialmente para una forma de vida particular y ubicada en la localidad para la cual era adecuada. Sin embargo, cuando Darwin y Wallace realizaron sus famosos viajes de exploración resultó evidente que no todas las especies son tan distinguibles entre sí como se había pensado previamente. Así, el problema de las especies en su contexto geográfico, puesto de relieve por las exploraciones del siglo XIX, fue la 1º fisura entre la postura de los creacionistas y los evolucionistas. CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 9 9 3- El registro fósil: pone de manifiesto la ocurrencia de la macroevolución al revelar una sucesión de patrones morfológicos en la que las formas más simples generalmente preceden a las más complejas. Los fósiles, encontrados en estratos geológicos cuya antigüedad puede establecerse (como realizó William Smith en las islas británicas o Darwin en América del Sur) permitieron establecer la línea evolutiva de las especies. Así, en 1862 el hallazgo del Archaeopterix (con su combinación de ave y reptil) o la publicación en 1879 de los estudios de Marsh (de la Universidad de Yale) sobre la genealogía del caballo aportaron evidencia a favor de una evolución a gran escala (o macroevolución). La anatomía comparada en los fósiles permitió establecer un orden para los principales grupos de vertebrados; primero peces; luego anfibios; luego reptiles; finalmente aves y mamíferos. Esta evidencia en el registro fósil es tan contundente que impulsó a Haldane a plantearse que “aceptaría que la evolución no ha ocurrido si se hallara un conejo fósil en el período precámbrico”. 4- Homología: es el estudio de las estructuras homólogas y de las vías bioquímicas. Por ejemplo, todos los animales tetrápodos (de cuatro patas) como anfibios, reptiles y mamíferos tienen cinco dedos en su etapa embrionaria (aunque tengan menos en su edad adulta). No hay ninguna razón funcional o ambiental para que las alas de un murciélago, las aletas de una ballena o las patas de un caballo dispongan de cinco dedos. Esto puede explicarse únicamente si proceden todos de un mismo ancestro de cinco dedos. Asimismo, los estudios de biología molecular demostraron que en todos los seres vivos las membranas biológicas, los ribosomas, la glucólisis, el ATP y la universalidad del código genético (por sobre todo) ponen en claro una unidad histórica de todos los organismos vivos. 5- Adaptaciones: en las poblaciones ocurren cambios graduales a lo largo del tiempo en respuesta a las fuerzas selectivas del ambiente, muchos de ellos imperfectos como consecuencia de las restricciones dadas por la historia evolutiva del grupo. LA CLASIFICACION DE LOS ORGANISMOS “Desde el período más remoto de la historia del mundo se ha visto que los seres orgánicos se parecen entre sí en grados descendentes, de modo que pueden clasificarse en grupos subordinados a grupos. Esta clasificación no es arbitraria, como la agrupación de estrellas en constelaciones...Creo que la ordenación de los grupos dentro de cada clase...para que sea natural, debe ser rigurosamente genealógica ” CHARLES DARWIN La necesidad de una clasificación Los biólogos se enfrentan constantemente con la inmensa y difícil tarea de determinar y clasificar la vasta diversidad de organismos con la que compartimos el planeta. Para llevar a cabo esta empresa, se apoyan en la sistemática. La sistemática es la disciplina científica que estudia la diversidad de los seres vivos en un intento de construir un sistema ordenado de clasificación de los organismos. ¿Qué es una especie? Especie en latín significa “tipo”. Así, en el sentido más simple, las especies son tipos diferentes de organismos. El biólogo Ernst Mayr describió a una especie biológica como “un grupo de poblaciones naturales cuyos individuos se cruzan entre sí exitosamente de manera real o potencial y que están reproductivamente aislados de otros grupos”. El concepto biológico de especie de Mayr es ampliamente aceptado por los zoólogos. Sin embargo, falla cuando la reproducción involucra poco o mucho intercambio sexual. Muchas plantas se reproducen en forma asexual; además, pueden formar híbridos fértiles con otras especies. Por otra parte, las bacterias, con su variedad de formas de intercambio genético, no se ajustan de manera estricta a esta definición. Así, aunque los botánicos y los microbiólogos usan el vocablo especie, ésta representa una construcción diferente de la utilizada por los zoólogos. La clasificación jerárquica La clasificación de los seres vivos avanzó por distintos caminos de búsquedas y cuestionamientos a lo largo de los siglos. En 1813, el botánico suizo Augustin-Pyramus de Candolle acuñó la palabra taxonomía para designar el área del conocimiento que establece las reglas de una clasificación. Pero en el siglo XIX, los taxónomos, enfrentados a la diversidad del mundo vivo, buscaban una clasificación que no solo permitiera identificar y asignar una ubicación a cada una de las formas vivientes sino que también reflejara el orden natural de esos organismos. Carl von Linneo (1707-1778) desarrolló el sistema binominal para designar a las especies de organismos y estableció las principales categorías que se usan en el sistema jerárquico de la clasificación biológica. Linneo adoptó una jerarquía de siete niveles: imperio, reino, clase, orden, género, especie y variedad. Posteriormente, el mismo Linneo y otros taxónomos fueron eliminando algunas y añadiendo otras menos frecuentes como tribus, superfamilias o subphyla. Muchos biólogos reconocen hoy una categoría por encima del reino, el dominio. CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 10 10 LA EVOLUCION DE LOS HOMINIDOS u HOMINIZACIÓN ¿Cómo y cuándo comenzó la historia de la evolución humana? Tal vez con una combinación casual de sustancias químicas en algún mar cálido del Precámbrico, hace más de 3800 millones de años. O tal vez hace unos 2,5 millones de años, cuando alguna tribu de homínidos descubrió que podía crear un borde filoso en una piedra para cortar el cuero de un animal. En cualquier caso, se trata de una historia en extremo larga y muchos de sus detalles se han perdido, probablemente para siempre. Sin embargo, numerosos restos fósiles de homínidos han permitido delinear un posible árbol genealógico de nuestros antecesores. El ser humano se ubica taxonómicamente en el reino animal, clase mamíferos, orden primates, género homo y especie homo sapiens. Los primeros mamíferos aparecieron en la historia del planeta tierra hace 200 millones de años, en la era mesozoica, dominada por los dinosaurios. Sin embargo, hace 65 millones de años, los dinosaurios se extinguieron y se produjo la radiación adaptativa de los mamíferos, los que llegaron a distribuirse por todo el planeta adaptándose a las condicionesmás diversas. Los mamíferos se dividen en tres grupos: - Monotremas: son ovíparos (ponen huevos) y entre ellos encontramos actualmente al ornitorrinco. - Marsupiales: son vivíparos (paren crías vivas) pero tienen un período corto de gestación. Ejemplo: los canguros. - Placentarios: son vivíparos pero tienen un período de gestación más largo. Entre ellos encontramos a los primates. Historia de los primates Tendencias evolutivas del género: la mano, la agudeza visual, la postura erecta y el cuidado de las crías. Comenzó cuando un grupo pequeño de mamíferos semejantes a las musarañas trepó a los árboles, debiendo adaptarse a la vida arborícola. Así sufrieron importantes cambios evolutivos, que son los siguientes: a- Mano, antebrazo y brazo: - Los primeros presentaban 5 dedos en manos y pies. - El primer dedo estaba constituido por dos segmentos; los demás por tres. - La mayoría desarrolló pezuñas para cavar y correr, o garras para cazar. - Algunos desarrollaron aletas nadadoras o alas para volar. - Los primates perfeccionaron el patrón básico de 5 dedos, con pulgar divergente, oponible al dedo índice, lo que les otorgó la capacidad de asir y aumentó su destreza manual, cuyo punto culminante es el ser humano. - Las garras de los primates fueron reemplazados por uñas, liberando los pulpejos de los dedos, dándole a los mismos mayor capacidad táctil. - El antebrazo de los primates presenta un radio que puede rotar sobre el cúbito permitiendo movimientos de pronación y supinación, sin mover el codo o el brazo. - El brazo de los primates puede girar a nivel de los hombros, hecho muy importante para la vida arborícola. b- Agudeza visual: - Los mamíferos en general presentan una predominancia del olfato sobre la vista. - Los primates y las aves tienen un predominio de la vista por sobre el olfato. - Los ojos situados frontalmente garantizaron el desarrollo de una visión estereoscópica (de profundidad). - Los conos y bastones desarrollados permitieron una mayor agudeza visual. - Los conos, además permitieron desarrollar una visión de los colores. - En el ojo de los primates se desarrolló la mácula o fovea, que brinda aún una mayor nitidez. c- Postura erecta: - Los miembros superiores de los primates son más largos que los posteriores. - El tronco queda así parcialmente erguido. - Hay un cambio en la orientación de la cabeza que queda más erguida. - Estas variaciones crearon las condiciones para el desarrollo del bipedismo. d- Cuidado de las crías: - Los mamíferos amamantan a sus crías. - Esto fortalece el vínculo materno-filial. - Se alarga la infancia y el proceso del aprendizaje. Líneas principales en la evolución de los primates Los primates pueden dividirse en dos grupos: los prosimios (loris, galagos, tarseros y lemures) y los antropoides o primates superiores (monos, antropomorfos y humanos). CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 11 11 Los prosimios tuvieron su apogeo en el período abarcado entre 55 y 38 millones de años atrás y en la actualidad son animales arborícolas, pequeños o medianos, de hábitos nocturnos. Los antropoides se habrían separado de los prosimios durante el Eoceno, hace 40 millones de años. En este grupo se reconocen dos grandes linajes: los monos del Nuevo Mundo o Platirrinos, y los monos del Viejo Mundo o Catarrinos. En el árbol filogenético hipotético de esta figura, dentro de los Catarrinos se puede distinguir al grupo de los antropomorfos que, junto con los humanos (Homo Sapiens), conforman el grupo de los hominoides. 1- Prosimios modernos: - Son arborícolas. - Son pequeños. - Son insectívoros y herbívoros. - Tienen hábitos nocturnos. - Incluyen a loris, lemures, tarseros y galagos. 2- Antropoides: a- Monos: - Son más grandes que los prosimios. - Tienen cráneos más redondeados. - Tienen visión estereoscópica y de los colores. - Tienen hábitos diurnos. - Se mueven en bandas compuestas por machos y hembras adultos, con sus crías. Las hembras protegen a las crías; los machos o todo el grupo. Se dividen en dos grupos: * Monos del nuevo mundo: - Son platirrinos (de nariz ancha). - Se distribuyen en América Central y del Sur. - Son arborícolas con cola prensil. - Incluyen el mono tití, araña, aullador y capuchino. * Monos del viejo mundo: - Son catarrinos (de nariz hacia abajo). - Se encuentran en Africa. - Son arborícolas con cola no prensil (colobos, y carcopitecos) o terrícolas sin cola (macacos y babuinos). b- Antropomorfos: - Junto con los humanos forman la superfamilia hominoides. - Son parientes de los monos del viejo mundo o catarrinos. - Su antecesor más antiguo es el procónsul, del cual existen 10 especies, siendo la más conocida el africanus (que data de hace 14 a 22 millones de años). - Actualmente presenta 4 géneros: gibones, orangutanes, gorilas y chimpancés. - Tienen mayor tamaño que los monos (a excepción de los gibones). - Su cerebro es más grande. - Se sostienen en las ramas por sus brazos y los gibones pueden moverse por braquiación (con su cuerpo vertical, se desplazan de rama en rama) - Presentan brazos largos y piernas cortas (descansan en sus nudillos).Como resultado, aún cuando estén en 4 patas, su cuerpo está parcialmente erecto. El análisis presentado hasta el momento sugiere que los antropomorfos constituyen nuestros parientes más cercanos. Esto no significa que el homo sapiens descienda de estos sino que hemos compartido con ellos un antepasado común más reciente que con ningún otro grupo de primates actuales. Darwin pensaba que los parientes más cercanos del humano eran los grandes simios africanos (chimpancé y gorila), mientras que el asiático (orangután) tenía un vínculo más lejano. En las primeras décadas del siglo XX esta visión cambió y comenzó a considerarse que todos los grandes monos estaban muy emparentados entre sí, siendo su relación con el humano muy lejana. Sin embargo, después de 1960, los estudios de homologías demostraron que Darwin tenía razón (una vez más). Los humanos presentan un seno frontal, presente también en gorilas y chimpancés pero no en gibones y orangutanes. Estudios de unas proteínas llamadas frinopéptidos demostraron que los orangutanes están más emparentados con gorilas, chimpancés y humanos que con los gibones. Así, la separación evolutiva entre humanos y grandes simios habría ocurrido muy recientemente (hace 5 a 8 millones de años). CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 12 12 EL ORIGEN DE LOS HOMINIDOS De los prehomínidos al Homo Sapiens La evolución humana: divergencia de los primates El origen de los homínidos: Los primeros homínidos Lamentablemente, para la tradicional visión eurocentrista de la historia, la evidencia fósil nos aleja de Europa para buscar nuestros orígenes en África. Atrás quedo el vano intento de anclar nuestros orígenes en la misma Europa, tras el fraude del hombre de Piltdown. La historia de este engaño comenzó y se basó en unos restos óseos (en concreto un cráneo parcial, un diente suelto y una mandíbula con dientes) descubiertos en Inglaterra en 1912, en Piltdown, un pueblo de Sussex. Un obrero los localizó en una cantera, y se los entregó al arqueólogo aficionado Charles Dawson, que los presentó, junto con el eminente paleontólogo Smith Woodward (del Museo Británico), en la Sociedad Geológica de Londres. Durante años, se mantuvo el debate sobre el origen de estos restos, y la prensa dijo que muy probablemente correspondieran al eslabón perdido, denominándosele Eoanthropus dawsonii. Estos restos fueron aceptados por la comunidad científica sin mayores análisis, debido principalmente a que era perfecto e idéntico a la idea de aquella época sobre el eslabón perdido. La idea de esa época eraque el eslabón tenía que haber tenido un gran cerebro pero igualmente presentar rasgos simiescos, y posteriormente haber evolucionado a una apariencia humana; idea contraria a la existente actualmente y que presentan los fósiles verdaderos. No obstante, comenzaron a surgir cada vez más interrogantes sobre la antigüedad y el origen de esos restos. Finalmente, un dentista, determinó que los dientes de ese esqueleto correspondían evidentemente a un orangután, el diente suelto a un mono y el cráneo a un ser humano (Homo sapiens): a partir de entonces, los análisis del contenido en flúor de los huesos demostraron que el enterramiento había sido intrusivo, así como que el color ferruginoso oscuro de los huesos se debía a un tratamiento químico, para uniformar las diferencias de color entre la mandíbula (más moderna) y el cráneo (más antiguo). Nadie sabe quién perpetró el fraude, y algunos lo atribuyen a los descubridores originales, señalando sobre todo a Dawson, motivado por el hecho de que en las islas británicas no había sido descubierto ningún fósil humano, en los tiempos en que el resto de Europa ebullía de hallazgos de este tipo. Sin embargo, el profesor Douglas dejó a su muerte una cinta magnética en la que señalaba que el autor de la falsificación fue el archifamoso profesor Sollas, que pretendía con ello desprestigiar a su rival Woodward. A pesar del fraude, se ha erigido, por suscripción popular, en el lugar donde se descubrieron los huesos, un monumento honorífico a estos restos: el propio Woodward asistió a la inauguración. Igualmente, existen teorías conspirativas diversas que han atribuido la invención a algunos de los hombres más famosos de la época, incluyendo a Arthur Conan Doyle. En el año 2002 se descubrió en el Chad un fósil de una antigüedad de 7 millones de años (m.a.). Aunque el descubrimiento apenas se está estudiando, parece ser que el Sahelanthropus Tchadensis, representa la especie a partir de la cual se separaron las ramas de los chimpancés africanos con la de los primeros homínidos, grupo que conforman nuestros antepasados y nosotros mismos. Por alguna razón que aún desconocemos, algunos Sahelanthropus decidieron intentaron desplazarse sobre sus patas posteriores; aunque esta especie aún no era bípeda. Durante los últimos 5 m.a., la temperatura media de la tierra ha experimentado un descenso, por lo que se dice que estamos en una etapa relativamente fría. En nuestro mundo actual se dan bruscos cambios de clima y en la temperatura ambiental, pero son de corta duración, si recordamos la edad de nuestro planeta, de 4.500 millones de años. Este reciente descenso de la temperatura ambiental produjo cambios en los ecosistemas en donde vivían nuestros antepasados, que para ese momento eran los mismos del chimpancé. El descenso de la temperatura produjo un clima más seco, disminuyendo por lo tanto la pluviosidad. En el continente africano se había formado ya en esa época la gran fractura conocida como Great Rift Valley. Es una gran hendidura que divide al África en dos en sentido Sur-Norte, desde Sudáfrica, atraviesa el Mar Rojo, llegando al Mar Muerto. Las grandes montañas de la fractura impidieron que los vientos húmedos provenientes del Atlántico arribasen al África Oriental. Esto produjo la desaparición de los grandes bosques de la parte oriental del continente, siendo progresivamente sustituidos por ambientes de sabana. Por lo tanto, toda la fauna de la región tuvo que adaptarse al nuevo cambio climático, siendo el primer paso un cambio en los hábitos alimenticios. Mientras que en el África Occidental los simios primitivos seguían disfrutando de una su vida y dieta arborícola, en los grandes bosques; los antropomorfos del África oriental tuvieron que adoptarse a la nueva situación, a partir del Sahelanthropus. Surge así nuestra rama dentro del gran árbol, la de los Homínidos, grupo que incluye a los humanos y a nuestros ancestros, ya separados de la línea del chimpancé. Los restos de homínidos más antiguos que se conocen tienen una antigüedad de 5.6 m.a., son apenas algunas muelas aisladas encontradas en Kenia. En 1992 se descubrió en Etiopía un fragmento de mandíbula con algunos molares, de una antigüedad de 4.4 m.a. La evidencia que revelaba de que se trataba de un homínido eran las cúspides de esas muelas que tienen todas las mismas alturas. Esta es una característica que diferencia a los homínidos de los chimpancés. Se trataba del Ardipithecus ramidus, y al parecer, vivía aún en un ambiente forestal. Se desconocen si eran bípedos o andaban aún sobre cuatro patas; lo cierto es que tenían una dieta similar al del chimpancé, compuesta de frutas y plantas blandas. Lo sabemos gracias al grosor del esmalte de los dientes, similar al de los chimpancés y al nuestro. Se piensa que vivió en un ambiente aún de bosque, ya que sus restos se encontraron junto a restos fósiles de fauna forestal. CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 13 13 Género Australopithecus: la bipedestación Nuestro siguiente ancestro en existir fue el Australopithecus Anamensis, de una antigüedad de 4 m.a. La palabra "anamensis" significa "lago" en lengua Turkana; mientras que Australopithecus significa "mono del sur", ya que sus primeros fósiles se descubrieron en Sudáfrica. Se piensa que vivió en un ambiente medio entre bosque y sabana; y muy posiblemente se trataba ya de un bípedo, por las características de una tibia que se encontró. El periodo comprendido entre 3.6 y 3 m.a. aproximadamente corresponde al AustralopithecusAfarensis; a este especie pertenece un fósil de una hembra a la que se bautizó como "Lucy", por una canción de los Beatles. Johanson encontró en Etiopía este esqueleto hembra de más de 3 millones de años. Esta hembra medía 120 cm y caminaba erecta, dadas las características del fémur y la cadera. Los afarensi al parecer presentan un dimorfismo sexual, es decir, un gran contraste de tamaño entre machos y hembras. Sus cráneos tienen una pequeña cresta sagital (cresta que recorre el cráneo en sentido longitudinal), en la cual se anclaban los músculos para la masticación. Esto evidencia que los afarensi comenzaron a consumir vegetales más duros, lo que demuestra los efectos del cambio climático. Esta característica también es propia de los Parántropos, por lo que se piensa que estos evolucionaron a partir de los afarensi. Otro hallazgo muy importante fue el de Mary Leakey que encontró huellas fósiles de pisadas de hace 3.75 millones de años en Laetoli (Tanzania), que muestran un andar bípedo y una estructura de la planta del pie muy similar a la de los humanos actuales. El Australopithecus Bahrelghazali, descubierto en el Chad (centro de África) en 1979, resultó ser un caso atípico, al haberse descubierto en una zona alejada de la supuesta cuna del África oriental y a Sudáfrica. Posiblemente se trate de un primer caso de “emigración” de homínidos, que se volverían a producir posteriormente como veremos. De una antigüedad de 3.5 m.a., al parecer tiene características similares entre los Parántropos y el género Homo. Se trata de un caso paralelo a nuestra línea evolutiva, no es un ancestro directo nuestro, al igual que tampoco lo fue (al parecer), el A. Afarensi. El período entre 3 m.a, y 2 m.a. corresponde al Australopithecus Africanus. Descubierto en 1924 en Sudáfrica por Reymond Dart; el “Niño de Taung”, es uno de los fósiles más famosos en la historia la paleontología humana, junto a “Lucy” y el “Muchacho de Turkana”. En 1924 durante una explosión en una cantera de Taung, Sudáfrica, se desprendió una roca que contenía una porción de cráneo de niño: el niño de Taung. Este espécimen junto con otros fue enviado a un anatomista sudafricano (experto en neurología), que luego de analizarlo concluyó que este cráneo redondeado era diferente de los simios modernos y antiguos y era más parecido a un cráneo humano (por el tamañoy configuración del cerebro, la forma de los dientes y la localización del orificio de inserción de la columna vertebral, que sugería una postura erecta). Este espécimen de Australopithecus Africanus fue en su momento considerado el «eslabón perdido». Esto tuvo poco apoyo en la comunidad científica, que consideraba que la cuna de la humanidad debía encontrarse en Europa o Asia y no en la «atrasada» Africa. Los A. Africanus han sido descubiertos todos en Sudáfrica, generalmente fosilizados en cavernas, junto a restos de animales prehistóricos. Esto no significa que el A. Africanus habitaba en cuevas, ya que sabemos que vivía en ambientes intermedios entre bosque y sabana. Debido a la ausencia de material volcánico en el lugar que permitan datar la antigüedad de sus restos mediante métodos radiométricos, su antigüedad se ha determinado comparándola con la de los fósiles de los animales encontrados en el mismo lugar. Antes sepensaba que el A. Africanus había dado caza a esos animales. Hoy sabemos que, al menos el “niño de Taung”, fue cazado y muerto por un águila. Raymond Dart formuló la teoría del “mono asesino” para explicar la postura bípeda de los homínidos. Decía que el Australopithecus comenzó a usar sus manos para utilizar objetos contra sus semejantes, así como para cazar animales. Para ello utilizaba huesos, cuernos, colmillos, siendo entonces esta la primera “industria” creada por el hombre. Por lo tanto, según Dart, la maldad innata de nuestros antepasados fue la razón que los volvió bípedos y por lo tanto, inteligentes. Esta idea se llevó al cine en la película “Odisea espacial 2001”. Obviamente, la idea hoy en día ha quedado descartada. Otros científicos plantean que la posición bípeda no tiene nada que ver con la necesidad de andar a pie por la sabana; tampoco por razones de combatir el calor alejándose unos centímetros del suelo andando a pie. Si no más bien, el andar sobre dos piernas permite a las manos recolectar, cargar y transportar alimentos a los centros de acopio o a las viviendas temporales, si se trataba de seres nómadas. Muy posiblemente, el Australopithecus y los Parántropos eran aún incapaces de fabricar herramientas. Es decir, aún no utilizaban sus manos para darle una forma útil a las piedras; después de haber imaginado previamente esa forma en su mente. Sabemos que el volumen craneal de los australopithecus era de apenas unos 500 centímetros cúbicos como máximo; apenas un poco más que el de los chimpancés. Sin embargo, sus manos son más parecidas a las nuestras, lo que implica que tenía una mejor manipulación de objetos que los simios. Existen diferencias físicas importantes entre el Afarensi y el Africanus. La diferencia de tamaño entre machos y hembras de A. Africanus no es tan marcada como en los Afarensi. El esmalte de sus dientes es menos grueso; además carecen de la cresta sagital de los Afarensi, que al parecer evolucionó luego en los Parántropos. Posiblemente el Africanus comparta un ancestro común con el género Homo, al cual pertenecemos. El caso del Australopithecus Garhi descubierto en 1996 en Kenia, es importante ya que se halló junto a restos de huesos de animales quebrados intencionalmente para extraer su médula. Aún no es seguro que el garhi consumiera carne, ya que los huesos pudieron haber sido rotos por los primeros Homo. Con una antigüedad de 2.5 m.a., el garhi podría haber dado origen al género Homo, o bien haber compartido un común ancestro. Volviendo al A. Afarensi, este se extinguió hace 3 m.a.; al parecer, algunos de ellos evolucionaron dando origen al los Parántropos, los cuales eran llamados en la bibliografía menos reciente como Australopitehcus Robustus. Los Parántropos estaban ya totalmente adaptados para la vida en sabana abierta. Para ello aumentaron su tamaño y su contextura, desarrollaron una masticación que les permitía consumir vegetales duros, aumentando el grosor del esmalte de sus dientes. Su cresta sagital CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 14 14 del cráneo era mucho más grande que la de los A. Afarensi, ya que sus músculos masticadores eran más poderosos. Se conocen tres especies, el Parántropo Aethiopicus, de hace 2.6 m.a., que al parecer dio origen al P. Boisei y el P. Robustus. Estos últimos parecen haber coexistido junto al Homo Habilis, en las sabanas de África Oriental. El Parantropo Robustus parece ser otro caso de emigración, sus orígenes parecen ser del África Oriental, desplazándose posteriormente al sur de África, en donde se han hallados sus restos menos antiguos, junto a los de Australopithecus Africanus. Los australopitecinos tienen, como los humanos actuales, un andar erecto y un primer premolar con dos cúspides, lo que lo diferencia de los grandes monos, que no caminan erectos y tiene un primer premolar con una sola cúspide. Sin embargo, su volumen cerebral en proporción a su masa corporal es pequeño (similar al de un simio). En resumen: - Sahelanthropus Tchadensis 7 m.a ??? - Ardipitecus 4,4 m.a - Australopitecus Anamensis 4,2- 3,8 m.a - Australopitecus Afarensis 3,7- 3 m.a - Australopitecus Africanus 3-2 m.a - Parantropus Aethiopicus 2,4 - 1,2 m.a - Parantropus robustus 1,7 - 1 m.a - Extinción EL GENERO HOMO: el desarrollo del cerebro La evolución del hombre. Breve historia de las ideas y discusiones actuales. Existen varias hipótesis sobre el punto de divergencia entre australopitecus y homo. Algunos establecen la misma a partir del australopitecus afarensis, otras lo hacen a partir del australopitecus africanus. Sin embargo, en 1999, White encontró en Etiopía restos de un australopitecino de hace 2,5 millones de años al que llamaron australopitecus garhi (que significa «sorpresa» en el lenguaje de una tribu etíope). Este podría ser el nexo entre los australopitecos y el homo. Las principales especies del género homo son: 1- HOMO HABILIS: mientras que los Parántropos se especializaron a la vida en la sabana abierta, otros homínidos hicieron lo mismo, pero asumiendo diferentes estrategias ante el reto planteado por los cambios climáticos. No desarrollaron un poderoso aparato masticador, a pesar de que también consumían tubérculos y demás vegetales duros propios de la sabana. La diferencia era que esos homínidos utilizaban piedras para picar sus alimentos en trozos para facilitar su consumo. Pero fue el consumo de carne la decisión más radical, que determinó la fabricación de las primeras herramientas y el progresivo desarrollo de la inteligencia. Nosotros pertenecemos al género Homo. Nuestros primeros antepasados, comenzaron probando la carne de animales muertos. De los huesos consumirían la médula interna (tuétano), muy rica en proteínas. Para picar la carne y los huesos necesitaban piedras afiladas, de manera que comenzaron a tallar piedras, obteniendo trozos filosos llamados lascas. Era la primera vez que un ser viviente le daba forma a la materia, partiendo de una idea preconcebida en su mente. Por esta razón, se le bautizó con el nombre de Homo Habilis, de una antigüedad de 2.5 m.a.; sus primeros fósiles se encontraron en el valle del río Omo, entre Etiopía y Kenia. El hecho de haberse hallado junto a gran cantidad de piedras talladas, de una manera algo tosca, hace pensar que ellos fueron los creadores de la primera actividad industrial del hombre, conocida como cultura Olduvayense, (Modo 1). Es de imaginar que en esta etapa evolutiva, nuestros ancestros utilizaban ya algún modo de comunicarse entre si, al menos a manera de señas, si aún no habían desarrollado algún medio de lenguaje poco desarrollado. Entre las características físicas del Homo habilis, destacaremos la aparición en su cráneo de un arco supraorbital (arco óseo por encima de las órbitas oculares), y un aumento significativo del volumen craneal, ahora de unos800 cc. Por sus características físicas, de todos los Australopithecus se parece más al Africanus y al garhi, por lo que se piensa que ambos tuvieron un común ancestro, que algunos científicos creen que fue el mismo Australopithecus Afarensi. 2- HOMO ERECTUS: En 1984 se produjo un descubrimiento importante para la tarea de esclarecer el seguimiento de la evolución humana. “el niño de Turkana”, resultó ser un muchacho de aproximadamente 13 años, de una estatura de 1.60 mt; implicaba que de adulto tendría unos 1.80 mt. Con una antigüedad de 1.5 m.a., el bautizado Homo Ergaster, había desarrollado unas piernas adaptadas para largos trotes a través de la sabana, lo que quizás signifique que realizaban actividades colectivas de cazas. La industria lítica asociada al ergaster se le llama Achelense, (Modo 2), mostrando ya un nivel de elaboración más complejo que la de Olduvai. Aún existen dudas si el Homo ergaster ya utilizaba el fuego como “arma” para espantar y cercar animales grandes, para cazarlos y comerlos. De todas maneras el mayor consumo de carne habría contribuido a su desarrollo corporal. No solo aumentaron su estatura, sino que también aumentó su volumen craneal a 1000 cc aproximadamente. Anteriormente se solía referir al ergaster como Homo Erectus; hoy se acepta que el Homo Ergaster es el antepasado africano del Homo Erectus. Es decir, del primer homínido que protagonizó la salida de África. En 1891, el médico Eugene Dubois descubrió en la isla de Java, la famosa “calota” y fémur de una nueva especie a la cual bautizó como Pithecanthropus erectus, “hombre mono erguido”; posteriormente se le dio el nombre de Homo Erectus. Por sus características se sabe hoy de que se trata de una especie distinta del Homo ergaster. Su cráneo es mucho más grueso, y su CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 15 15 arco supraorbital más grande (como una visera), además de un refuerzo óseo en la parte posterior del cráneo llamado protuberancia occipital. Posteriormente se descubrieron más fósiles parecidos, su antigüedad oscila entre 1.8 m.a. hasta apenas 250.000 años de antigüedad. El famoso “Hombre de Pekín” (Sinanthropus), se le considera también Homo erectus. Se han descubierto fósiles en África y Europa que se atribuyen también a esta especie, creándose así mayor confusión acerca de su origen. Se trata de una especie que existió durante un período de tiempo bastante amplio, y al parecer, hace 250.000 años coexistieron en nuestro planeta al menos dos o tres especie de homínidos. Relaciones entre las diferentes clases de homo: Tanto el homo hábilis, el homo erectus y el homo sapiens tienen rasgos en común: - Premolares bicúspides. - Andar bípedo. - Postura erecta. - Cerebro grande. - Capacidad de construir herramientas. Además el H. erectus y el sapiens comparten: - Talla alta. - Cerebro aún más grande. - Capacidad de usar fuego. Por esto, el H. erectus se lo consideró durante mucho tiempo el antecesor del H. Sapiens. Sin embargo, el H. erectus tiene características particulares (engrosamiento de los arcos superciliares, cresta ósea medial en el cráneo, etc.) que no tienen ni el H. hábilis ni el H. sapiens. Por eso, algunos autores consideran al H. erectus como una rama colateral que evolucionó principalmente en Asia (extinguiéndose hace 25 mil años), conviviendo en Asia con el H. sapiens. Este último habría evolucionado en Africa a partir de una especie llamada Homo Ergaster (de hace 1,6 millones de años). Del H. ergaster habría evolucionado el H. erectus y el homo heidelbergensis que sería nuestro ancestro directo y habría vivido en Africa, Europa y Medio oriente hace 600 mil a 200 mil años. Este habría originado las dos ramas terminales del linaje de los humanos: el homo neanderthalensis y el homo sapiens. 3- HOMO NEANDERTHALENSIS: vivieron en Europa y Medio Oriente hace 250 a 35 mil años. Su nombre deriva de la región de Neander (Alemania) donde se encontraron los primeros fósiles. Estos humanos los primeros en celebrar ceremonias relacionadas con la muerte, demostrando una estructura social compleja. Su esqueleto es más robusto que el de un humano actual. Su cara es más larga y con una proyección medial, ausente en los humanos modernos. Tienen un engrosamiento superciliar y dos protuberancias en la base del cráneo, que los humanos no tienen. Sorprendentemente, su cerebro era de mayor tamaño que el de un hombre actual. Por eso, al H. neanderthalensis no se lo considera un ancestro directo de los humanos modernos, sino como una rama colateral con la que compartiríamos un ancestro común aún no determinado. Dado que los humanos modernos se habría originado hace 130 mil años, Neandertales y humanos modernos convivieron hasta hace 35 mil años, cuando los primeros se extinguieron. 4- HOMO SAPIENS: el ser humano como especie, la perspectiva biológica Existen 2 modelos o teorías sobre el posible origen del homo sapiens: la del candelabro y la del arca de Noé. Como el H.Erectus se encontró en África, Asia y Europa y, diversos expertos lo consideran un ancestro del Sapiens, proponen el «modelo del candelabro». De acuerdo a este modelo, hubo múltiples migraciones tempranas desde África a Asia y Europa, que comenzaron tal vez hace 1 millón de años y establecieron distintas poblaciones de H.Erectus que habrían evolucionado por separado en Homo Sapiens. Otro modelo propuesto es el «arca de Noé» según el cual un pequeño grupo migró desde África hace unos 100 mil años, colonizando todo el mundo y reemplazando a las poblaciones pre-existentes (que se extinguieron). Esta hipótesis tiene mayor asidero, dado el hecho de no haberse encontrado homínidos con rasgos intermedios entre Erectus y Sapiens que sugieran una transformación gradual entre ambos. El modelo del arca de Noé ha sido sustentado por estudios realizados sobre ADN mitocondrial. Este ADN no tiene enzimas que corrijan sus errores, como en el núcleo y además no sufre mezcla materna/paterna sino que es de origen sólo materno. Por ello, sobre la base del estudio de la acumulación de errores en dicho ADN pudo establecerse el origen de nuestra especie en un pequeño grupo de especímenes situados en África hace 200 mil años, que habrían migrado saliendo del continente hace 100 mil años. ¿Por qué reemplazaron a las otras especies, como Erectus y Neandertales, que eran más robustas? Quizá por su mayor inteligencia, o quizá porque fueron portadoras de alguna enfermedad contra la que los demás no eran inmunes. En resumen, las migraciones del Homo Sapiens habrían ocurrido, aproximadamente: - Hace 200 mil años se origina la especie en África. - Hace 100 mil años habría migrado a Asia. - Hace 40 mil años habría migrado a Europa. - Hace 35 mil años habría migrado a Oceanía. CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 16 16 Poblamiento de América Existen muchas discusiones acerca de cómo y cuándo el Homo Sapiens pobló nuestro continente: Desde el punto de vista de la teoría del poblamiento tardío, los paleoamericanos entraron al continente durante la última glaciación, que permitió el paso hacia el Nuevo Mundo a través de Beringia. El puente de Beringia, a veces denominado simplemente Beringia, fue un puente de tierra o amplio territorio que abarcaba el extremo oriental de Siberia (Asia), el oeste de Alaska (América) y la mayor parte del actual mar de Bering, el cual se formó en dos períodos durante la última glaciación, glaciación de Würm o Wisconsin, debido al descenso del nivel de los océanos. La mayor parte del puente estaba donde actualmente se encuentra el estrecho de Bering. Este evento ocurrió entre 14 000 y 13 000 años a.C. En 1929, Ridgely Whiteman, un joven indígena de 19 años que venía siguiendo las investigaciones que se estaban realizando en la cercana localidad de Folsom, escribióuna carta al Instituto Smithsoniano sobre una serie de huesos que había encontrado en la aldea de Clovis, Nuevo México. En 1932, una excavación realizada por un equipo dirigido por Edgar Billings Howard, de la Universidad de Pensilvania, confirmó que se trataba de un asentamiento indígena durante el Pleistoceno y verificó el tipo especial de punta de flecha que sería conocida como «punta Clovis». Al ser descubierta la datación por carbono 14, en 1949, el método fue aplicado en los yacimientos de Clovis, resultando en antigüedades que oscilaban entre el año a.C y 13.500 a.C. Por otro lado, la teoría del poblamiento temprano dice que los humanos llegaron a América mucho antes, basados en el descubrimiento de restos cuya datación por carbono 14 da una antigüedad mayor de 14 000 años a. C. A la investigación paleoantropológica se suma la información producida por la genética, que ha servido para reforzar algunas conjeturas sobre el origen de los americanos. En 1994, James Neel y Douglas C. Wallace establecieron un método para calcular la velocidad con que cambia el ADN mitocondrial. Ese método permitió fechar el origen del Homo sapiens, la famosa Eva mitocondrial, entre 100.000 y 200.000 años a.C y la salida de África entre 75.000 y 85.000 años atrás. Aplicando este método, Neel y Wallace estimaron en 1994 que el primer grupo humano en ingresar a América lo hizo entre 22.414 y 29.545 años En general, se considera que la mayor parte de los indígenas americanos son descendientes de un grupo único proveniente del noreste o el oriente de Asia. Los pueblos de habla na-dené son descendientes de una segunda ola migratoria que se estableció en el norte de América, mientras que los esquimales llegaron al continente en el flujo migratorio más reciente. Después de que los paleoamericanos entrasen al continente, el paso de Beringia fue cubierto nuevamente por el mar, de modo que quedaron prácticamente aislados del resto de la humanidad. Salvo la ininterrumpida comunicación entre esquimales y paleoesquimales de Alaska y Siberia y el caso de una breve colonización vikinga en la costa de Canadá y Groenlandia, no hay pruebas contundentes que respalden un contacto transoceánico entre la América precolombina y el resto del mundo. https://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_del_poblamiento_tard%C3%ADo https://es.wikipedia.org/wiki/Paleoamericanos https://es.wikipedia.org/wiki/Beringia https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_tierra https://es.wikipedia.org/wiki/Siberia https://es.wikipedia.org/wiki/Asia https://es.wikipedia.org/wiki/Alaska https://es.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9rica https://es.wikipedia.org/wiki/Mar_de_Bering https://es.wikipedia.org/wiki/Glaciaci%C3%B3n_wisconsiense https://es.wikipedia.org/wiki/Oc%C3%A9ano https://es.wikipedia.org/wiki/Estrecho_de_Bering https://es.wikipedia.org/wiki/Antes_de_Cristo https://es.wikipedia.org/wiki/1929 https://es.wikipedia.org/wiki/Nuevo_M%C3%A9xico https://es.wikipedia.org/wiki/1932 https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Edgar_Billings_Howard&action=edit&redlink=1 https://es.wikipedia.org/wiki/Universidad_de_Pensilvania https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono_14 https://es.wikipedia.org/wiki/1949 https://es.wikipedia.org/wiki/XII_milenio_a._C. https://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_del_poblamiento_temprano https://es.wikipedia.org/wiki/Fechamiento_por_radiocarbono https://es.wikipedia.org/wiki/Gen%C3%A9tica https://es.wikipedia.org/wiki/1994 https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=James_Neel&action=edit&redlink=1 https://es.wikipedia.org/wiki/Homo_sapiens https://es.wikipedia.org/wiki/Eva_mitocondrial https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81frica https://es.wikipedia.org/wiki/Lenguas_na-den%C3%A9 https://es.wikipedia.org/wiki/Esquimales https://es.wikipedia.org/wiki/Esquimales https://es.wikipedia.org/wiki/Paleoesquimales https://es.wikipedia.org/wiki/Alaska https://es.wikipedia.org/wiki/Siberia https://es.wikipedia.org/wiki/Asentamientos_vikingos_en_Am%C3%A9rica CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 17 17 En resumen, un posible cladograma sobre el proceso de la hominización puede ser el siguiente: - Hace 6 millones de años surge el orrorin tugenensis - Hace 4,5 m.a. surge el ardipitecus ramidus - Hace 4 m.a. surge el australopitecus anamensis - Hace 3,8 m.a. surge el australopitecus afarensis - Hace 2,8 m.a. surge el australopitecus garhi - Hace 2,5 m.a. surge el homo habilis - Hace 2 m.a. surge el homo erectus - Hace 1 m.a. surge el homo antecessor - Hace 500.000 años surge el homo heidelbergensis - Hace 200.000 años surgen tanto el homo sapiens como el neanderthalensis IMP! Todo esto se encuentra en revisión a partir de los estudios de yacimientos recientes, datación de isótopos radiactivos y diversos estudios genéticos. Links: www.natgeo.com www.nature.com www.sciencemag.org www.cienciahoy.org.ar Estos temas se desarrollarán en las clases de: -EVOLUCIÓN dada por Guido - HOMINIZACIÓN dada por Guido http://www.natgeo.com/ http://www.nature.com/ http://www.sciencemag.org/ http://www.cienciahoy.org.ar/ CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 18 18 QUÍMICA PROTEÍNAS Y ENZIMAS CRECIMIENTO Y DESARROLLO 2021 Santa Fe 3045 – Tel: 0341- 4373624 / 4398402 – www.institutotejedor.com.ar 19 19 QUÍMICA: PROTEÍNAS Y ENZIMAS Bioconstituyentes Como se analizó en las clases de Generalidades de Química, los átomos se asocian entre sí para formar moléculas. Se podría comparar a los átomos con letras y a las moléculas como palabras formadas por asociaciones entre esas letras. En nuestro alfabeto, las posibilidades de combinación entre las 29 letras que lo componen, origina un enorme número de palabras (inmemorizable). Imagínense ahora que la naturaleza dispone de un alfabeto de 109 átomos (letras) para formar moléculas de distinto grado de complejidad (palabras). El número de moléculas que existen en el universo es, entonces extremadamente abundante. Sin embargo, el número de átomos que integran los seres vivos es sólo una veintena de los que componen el universo. Así, el número de biomoléculas es sensiblemente inferior a las que existen en la naturaleza y estas pueden agruparse en diez categorías principales: 1- Agua 2- Iones 3- Sales minerales 4- Microconstituyentes 5- Hidratos de carbono 6- Lípidos 7- Proteínas 8- Ácidos nucleicos 9- Vitaminas 10-Compuestos nitrogenados no proteicos Con respecto a los elementos que forman los seres vivos, estos pueden clasificarse en tres categorías: 1- macroelementos (o elementos primarios): representan el 99% de los elementos del organismo y forman el agua (oxígeno + hidrógeno), los glúcidos y lípidos (carbono + hidrógeno + oxígeno), las proteínas (carbono + hidrógeno + oxígeno + nitrógeno), los ácidos nucleicos y las vitaminas (carbono + hidrógeno + oxígeno + nitrógeno + fósforo). Además, el calcio constituye gran parte de los tejidos duros del organismo (hueso, esmalte, dentina y cemento dentarios). Los elementos primarios son: oxígeno 65,0 % carbono 18,5 % hidrógeno 10,0 % nitrógeno 3,0 % calcio 1,5 % fósforo 1,0 % 2- microelementos (o elementos secundarios): constituyen el 0,95% del peso corporal del organismo y forman sales (ClNa,etc.), iones (Na, K, Cl, etc.) o integran moléculas orgánicas (S en las algunas proteínas, etc.). Algunos actúan como cofactores enzimáticos (ej; Mg) o como transportador de oxígeno en sangre (ej; Fe). Los elementos secundarios son: potasio 0,30 % azufre 0,25 % sodio 0,20 % cloro 0,15 % magnesio 0,05 % hierro 0,005 % 3- oligoelementos (o elementos traza): sólo constituyen el 0,05 % del peso corporal y se los llama también elementos vestigiales, elementos oligodinámicos
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