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ADAPTACIÓN A MACROTIPO Ciencias Naturales Biología 1º y 2º Medio Texto del Estudiante TOMO 1 Autor Sergio Flores Carrasco Alejandra Rojas Conejera Paloma González Muñoz Franco Cataldo Lagos Carolina Molina Millán Editorial Santillana Centro de Cartografía Táctil Universidad Tecnológica Metropolitana Dieciocho 414 Teléfono: (562) 2787-7392 Santiago de Chile Año 2021 Índice TOMO 1 BIOLOGÍA 1º Y 2º MEDIO ÍNDICE 1º MEDIO UNIDAD 1: ¿CÓMO HA EVOLUCIONADO LA VIDA EN LA TIERRA?............................. 11 Lección 1 ¿Qué es el registro fósil? ............ 14 Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente ……………........... 40 Actividad final / ¿Cómo voy?..............44 Lección 2 ¿Cómo evolucionan los seres vivos?............................ 50 Taller de ciencias: ¿Cuál es la filogenia de los homínidos actuales?....................................... 92 Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente...................................... 112 Actividad final / ¿Cómo voy?........... 116 Lección 3 ¿Cómo clasificar a los seres vivos?......................... 122 Ciencia en Chile / Protagonistas de la ciencia ........................................ 154 Actividad final / ¿Cómo voy?........... 160 Síntesis........................................ 166 Repaso mis aprendizajes…...............168 Nuestro proyecto: Aprendiendo más sobre Darwin................................ 182 UNIDAD 2: ¿CÓMO INTERACTÚAN LOS ORGANISMOS ENTRE SÍ Y CON EL AMBIENTE? ................ 187 Lección 1 ¿Cómo se organiza la vida en nuestro planeta?.......... 190 Ciencia en Chile / Protagonistas de la ciencia......................................... 227 Actividad final / ¿Cómo voy?............232 Lección 2 ¿Cómo cambian las poblaciones en la naturaleza?....................... 238 Taller de ciencias: Investigación de campo......................................... 268 Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente...................................... 279 Actividad final / ¿Cómo voy?........... 283 Síntesis........................................ 290 Repaso mis aprendizajes…...............292 Nuestro proyecto: Especies invasoras en Chile............................................ 304 UNIDAD 3: ¿QUÉ OCURRE CON LA MATERIA Y LA ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS?......................... 309 Lección 1 ¿Cómo circulan la materia y la energía en el ecosistema? .... 313 Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente...................................... 350 Actividad final / ¿Cómo voy?........... 355 Lección 2 ¿Cómo se relacionan fotosíntesis y respiración celular?...................................... 362 Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente...................................... 386 Actividad final / ¿Cómo voy?........... 390 Lección 3 ¿Qué factores alteran los ecosistemas y cómo podemos ayudar a mantener el equilibrio?.. 396 Taller de ciencias: Importancia de los recursos forestales........................ 433 Ciencia en Chile / Protagonistas de la ciencia...................................... 452 Actividad final / ¿Cómo voy?........... 457 Síntesis.........................................461 Repaso mis aprendizajes ................463 Nuestro proyecto: ¿De qué manera la ciencia da respuesta a problemáticas como el uso de recursos para la alimentación?................................478 11 1º MEDIO UNIDAD 1 ¿CÓMO HA EVOLUCIONADO LA VIDA EN LA TIERRA? 12 12 Unidad 1 12 - 13 En esta unidad podrás analizar eviden- cias que indican que todos los organismos que existen y han existido, incluido el ser humano, son fruto de la evolución bioló- gica. Te invitamos a que seas curioso, crí- tico y a que trabajes en colaboración con tus compañeros para que mejores tus ha- bilidades de elaborar hipótesis, argumen- tar, extraer conclusiones, entre otras. Gran idea «La evolución es la causa de la diversi- dad de los organismos vivientes y extin- tos». 1312 - 13 Observa las imágenes de estas páginas y responde en tu cuaderno: 1. ¿Qué ser vivo observas? 2. ¿Te resultó fácil identificarlo?, ¿por qué? 3. ¿Qué ventajas tiene en este caso la coloración del ser vivo para su sobrevivencia? ¿Qué pasaría si fuera de color negro? 14 Unidad 1 14 LECCIÓN 1 ¿QUÉ ES EL REGISTRO FÓSIL? Hace cientos de millones de años, la Tie- rra era muy diferente a la que conocemos hoy: los actuales continentes se encon- traban muy cerca entre sí y diversas es- pecies de organismos hoy extintos la ha- bitaban. Con el correr de los años, la Tierra siguió cambiando y también los seres vivos que la habitaban. ¿Cómo la ciencia ha reconstruido la his- toria de la vida en la Tierra? ¿Qué registros y disciplinas lo han hecho posible? 1514 - 15 R ep re se nt ac ió n de la v id a en la T ie rr a ha ce u no s 10 0 m ill on es d e añ os . Pa ng ea 25 0 m ill on es d e añ os a tr ás 20 0 m ill on es d e añ os a tr ás 15 0 m ill on es de a ño s at rá s 65 m ill on es de a ño s at rá s A ct ua lid ad 16 Unidad 1 15 ¿Qué sé? Evaluación inicial La imagen de la página anterior repre- senta cambios producidos en la distribu- ción de grandes masas continentales y cómo habrían sido algunas especies que las habitaban hace millones de años. Ob- sérvala y responde: 1. ¿Cómo piensas que influyeron los grandes movimientos de continentes en las especies que habitaban la Tierra? 2. Además de los dinosaurios, ¿sabes de otros grupos de seres vivos extintos?, ¿cuáles? Alfabetización digital En grupo, ingresen al siguiente sitio web: http://bit.ly/geoenciclopedia Escojan una era geológica de su interés, hagan un resumen y preséntenlo al curso. 1716 ¿CÓMO SE FORMAN LOS FÓSILES? Focaliza Una manera de estudiar la historia de la vida de la Tierra es a través de «seña- les» que nos llegan del pasado: los fósi- les. ¿Qué es un fósil? Comenten. Explora La fotografía muestra las llamadas «hue- llas de Laetoli», formadas hace unos 3,7 millones de años. Se infiere que corres- ponden a pisadas de Australopithecus afarensis, un homínido extinto muy em- parentado con nuestra especie. ¿Cómo se pueden haber conservado tantos años estas huellas? Formula una hipótesis. 18 Unidad 1 16 Réplica de las huellas de homínido encontradas en Laetoli. ? Modelo e infiero Extiende una capa gruesa de plastici- na en un plato mediano. Luego, presio- na un objeto pequeño, como una concha de molusco o un hueso de pollo, sobre la capa de plasticina y retíralo, dejando una huella. Intercambia tu huella con la de un compañero, sin revelar el objeto original. 1916 ¿Qué información sobre el objeto pudie- ron obtener mediante esa huella? Reflexiona Los fósiles corresponden a restos, a ve- ces casi completos, de organismos del pasado o señales de su actividad. La pa- leontología, ciencia que se ocupa de su estudio, busca determinar la antigüedad de los fósiles, y reconstruir características de las estructuras y formas de vida de los organismos. Existen fósiles de prácticamente todos los grupos de organismos, desde bacte- rias hasta dinosaurios. A continuación se describen los tres principales mecanismos por los que se forman fósiles: 20 Unidad 1 Restos de un ser vivoA Suelo o fondo oceánico Sedimentos B C Fósil Estratos geológicos 16 2116 - 17 Permineralización. Los restos de or- ganismos A pueden quedar atrapados entre sedimentos B . Estos se producen a partir de la erosión de las rocas, de modo que las partículas que se generan son transportadas, prin- cipalmente por el agua, y luego se de- positan lentamente. Los tejidos blandos se descomponen mientras que los duros, como los huesos, son reemplazados len- tamente por minerales de los sedimentos, originando el fósil C . Fósiles de mol- de. Los restos origi- nales se descompo- nen, pero dejan un molde (huella) en el suelo, que luego se mineraliza. 22 Unidad 1 17 Inclusión.El organismo queda incluido en una sustan- cia donde se preserva. Aplica Analiza el gráfico que representa las cin- co mayores extinciones conocidas desde el origen de los seres vivos, incluidas las principales hipótesis para cada una. Lue- go, responde. GRÁFICO 1. Extinciones masivas en el tiempo geoló- gico. 23 50 40 30 20 10 50 0 4 50 40 0 3 50 30 0 2 50 2 00 15 0 1 00 5 0 0 En fr ia m ie nt o rá pi do y ca íd a de l n iv el d el m ar de bi do a g la ci ac ió n. Es ca se z de o xí ge no e n m ar es , te ct ón ic a de p la ca s, c am bi os cl im át ic os y e n el ni ve l d el m ar . A ct iv id ad v ol cá ni ca a gr an e sc al a ca us a ca m bi os c lim át ic os . Li be ra ci ón d e gr an c an tid ad d e di óx id o de c ar bo no : ca m bi o cl im át ic o y au m en to d el n iv el d el m ar . Im pa ct o m as iv o de m et eo ri to q ue p ro vo có gr an de s ca m bi os cl im át ic os . 24 Unidad 1 17 - 18 1. ¿Qué importancia ha tenido el registro fósil para estudiar la historia de la vida en la Tierra? 2. Formula una hipótesis para explicar qué ocurrió con las especies sobrevivientes a cada extinción. ¿QUÉ INFORMACIÓN SOBRE EL PASADO NOS ENTREGAN LOS FÓSILES? Focaliza En el Cajón del Maipo, en las cercanías de Santiago, se han encontrado fósiles de organismos marinos. Plantea una hipóte- sis para explicar su presencia en dicho lu- gar. 2518 Explora Muchos de los cambios que experimenta la Tierra quedan registrados en los fósi- les. Se ha descubierto que en el pasado los años tenían más días, pero eran más cortos. Este hallazgo astronómico se debe a que se encontraron fósiles de corales de hace 500 años que presentan 400 anillos de crecimiento por año, a diferencia de los organismos actuales en los que se for- man 365 anillos anualmente. Esta espe- cie genera un anillo de crecimiento diario. 1. ¿Qué otra información podrían aportar los fósiles formados hace millones de años? 26 Unidad 1 18 2. ¿Por qué es importante para el avance de la ciencia que distintas disciplinas interactúen? Reflexiona El proceso de fosilización que ocurre en el suelo requiere condiciones favorables, por ejemplo, que los restos de organis- mos sean cubiertos por sedimentos muy finos de arena o arcilla. Esto puede ocu- rrir en el fondo de cuerpos de agua y en medios sin oxígeno. Los sedimentos de- positados sobre los restos del organismo se van compactando con el tiempo y ori- ginan lo que los geólogos denominan roca sedimentaria. 2718 La s ro ca s m et am ór fi ca s es tá n so m et id as a g ra n pr es ió n, c al or y de fo rm ac ió n, lo q ue im pi de la c on se rv ac ió n de f ós ile s. La s ro ca s se d im en ta ri as s e fo rm an po r ac um ul ac ió n y so lid ifi ca ci ón d e pa rt íc ul as p ro du ci da s po r er os ió n de r oc as m ás a nt ig ua s, f ac ili ta nd o la p re se rv ac ió n de f ós ile s. La s ro ca s íg n ea s se fo rm an a p ar tir d e ro ca f un di da y r ar a ve z co nt ie ne n fó si le s. 28 Unidad 1 19 Capas o estratos. La fosilización inclu- ye el depósito sucesivo de sedimento, de modo que los fósiles van quedando en di- ferentes capas o estratos: los más anti- guos en el fondo y los más recientes en la superficie. Hay fósiles típicos de ciertas capas sedi- mentarias, denominados fósiles guía. Estos se utilizan para la datación relati- va, pues permiten estimar el tiempo de un estrato considerando sus fósiles. 2919 La edad geo- lógica de cada estrato se rela- ciona con los fó- siles presentes en ellos. Paleoambiente. La información que aporta el registro fósil de un área deter- minada permite reconstruir el paleoam- biente, que se refiere básicamente al tipo de clima y la vegetación del pasado. Una de las disciplinas que contribuye a esto es la palinología, dedicada al estudio de polen y esporas, vivos o fosilizados. Es así como sabemos que el actual desierto de Atacama hace 10 mil años presentaba humedales y lagos hoy inexistentes. 30 Unidad 1 19 Aplica En el link http://bit.ly/2UcvzZM encon- trarás una infografía, que ilustra la distri- bución que habrían tenido diferentes es- pecies de dinosaurios en el territorio chi- leno. Lee y analiza la infografía. Luego, escoge un yacimiento de fósiles de dinosaurios y busca información acerca de él. Presenta tu información y respuestas a las siguien- tes preguntas, con apoyo de las TIC. Se- lecciona el formato que consideres más adecuado. 1. ¿Hace cuánto tiempo vivieron los dino- saurios del yacimiento? 2. ¿Cómo era el paisaje en ese entonces? 3119 - 20 3. ¿Qué hábitos alimenticios tenían esos dinosaurios? ¿CÓMO ES POSIBLE OBTENER ENERGÍA DE ORGANISMOS DEL PASADO? Focaliza La energía es imprescindible para nues- tros procesos biológicos y para las activi- dades productivas de las sociedades. Una de las fuentes de energía que el ser hu- mano emplea son los combustibles fósiles. ¿Qué combustibles fósiles conoces? Estos combustibles, ¿son fósiles realmente? 32 Unidad 1 Explora En parejas, lean y analicen la hipótesis más aceptada que explica el origen del carbón mineral: A inicios del Carbonífero ciertos grupos de plantas comenzaron a producir ligni- na, un polímero formado por carbono, hi- drógeno y oxígeno. La lignina permitió el desarrollo de tallos más duros y leñosos, apareciendo los primeros árboles. Sus restos fueron quedando depositados en la tierra por 60 millones de años, cuando surgieron los primeros organismos capa- ces de descomponer la lignina. Expliquen de qué forma el registro fósil puede corroborar esta hipótesis. 20 3320 Reflexiona Los combustibles fósiles se forman cuan- do la materia orgánica de organismos en descomposición queda bajo la superficie terrestre, sometida a altas presiones y temperaturas. Así se pueden formar car- bón, petróleo y gas natural. 400 millones de años atrás: Muchas plantas quedaron su- mergidas producto de inundaciones. Con el tiempo, se formó una gruesa capa de plan- tas muertas y en des- composición en el fon- do de los pantanos. plantas agua 34 Unidad 1 20 100 millones de años atrás: La acu- mulación progresiva de agua y sedimentos, for- mó capas que compri- mieron la materia vege- tal, deteniendo la des- composición y forman- do turba, material rico en carbono producido por la fermentación de plantas. sedimentos y rocas agua 3520 Actualidad: Por efecto del calor y la presión, produjo cambios químicos y fí- sicos en la materia vegetal, convirtién- dola, gradualmente, en carbón. veta de carbón minería de carbón 36 Unidad 1 21 O céano C orteza oceánica Sedim entos R estos de organism os G as natural Petróleo G randes cantidades de organism os se des- com ponen entre ro- cas profundas, debido a la sedim entación. El petróleo se acum ula sobre el agua salada y por debajo del gas natural, que ocupa la parte superior. M illones de años 3721 Carbón mineral. Combustible sólido, que contiene principalmente carbono, además de hidrógeno, sulfuros, oxíge- no y nitrógeno. ¿Cómo se forma? Petróleo. Es un combustible líquido formado por hidrocarburos, es decir, moléculas compuestas solo por carbo- no e hidrógeno. Gas natural. Está constituido prin- cipalmente por gas metano y otros en menor cantidad, como etano, propano y dióxido de carbono. 38 Unidad 1 21 A p lica A naliza el gráfico. Luego, responde. G R Á FIC O 2 . C onsum o de energía en el m undo, según la fuente. C arbón Petróleo G as natural H idroeléctrica N uclear V iento, solar y otras renovables 1970 1980 1990 2000 2010 2018 50000 40000 30000 20000 100000 3921 1. ¿Qué tendenciase observa respecto del uso de fuentes de energía? 2. ¿Cuáles han sido las consecuencias para el ambiente del uso de energía fósil? 3. Explica. ¿Podrían las fuentes de energía fósil recuperarse en un tiempo breve si se agotaran? 40 Unidad 1 22 Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente ¿Es posible «revivir» especies ya extintas? Esta pregunta que podría parecer de ciencia ficción ya no lo es: hay grupos de investigación trabajando en esto. Hasta ahora ha habido avances concretos y más de una vía para lograrlo, tanto en plantas como en animales. El método de retrocruzamiento busca concentrar en un individuo característi- cas ancestrales presentes en poblaciones de especies existentes a través de cruza- mientos dirigidos. En este enfoque, indi- viduos similares a los ancestrales podrían obtenerse luego de varias generaciones. 4122 En el clonamiento se busca crear copias genéticamente idénticas de una especie extinta a través de la preservación de las células somáticas. Los núcleos de estas células se transfieren a cigotos sin núcleo de una especie emparentada. El embrión es luego implantado en una hembra. Ac- tualmente se han clonado un par de de- cenas de especies existentes. Sin embar- go, como el material genético se degrada fácilmente, este método no es factible de usar en especies extintas hace mucho. Finalmente, la edición genómica busca modificar la información genética en cé- lulas de especies vivientes para que esta se parezca a la información genética de la especie extinta. 42 Unidad 1 Los núcleos modificados de estas célu- las se insertan en cigotos y los embriones son implantados en hembras de la espe- cie actual, es decir, son clonados. Aun- que esta metodología es prometedora, los científicos saben que la tecnología no permite obtener «copias» de organismos extintos, sino organismos relativamente similares a estos. En el 2000 se ex- tinguió la especie Pyrenean Ibex. Lue- go de varios inten- tos de clonamiento, nació un espécimen vivo en 2003, pero murió a los pocos segundos. 22 43 1. ¿Por qué no es posible obtener copias idénticas de organismos extintos? 2. ¿Qué importancia tiene el registro fósil para estas nuevas técnicas? 3. ¿Qué relevancia podría tener el recu- perar especies extintas?, ¿qué riesgos podrían aparecer? 22 44 Unidad 1 A B C D E F G Sitio 1 V W X Y Z Sitio 2 A ctivid ad fin al En grupo, analicen las im ágenes que representan los estratos (A , B , C … Z ) de dos sitios diferentes. Luego, respondan: 23 45 Claves Trilobite Ave Amonite Pez Molusco Dinosaurio Planta Mamífero Roca ígnea extrusiva Roca ígnea intrusiva 23 46 Unidad 1 1. ¿Cuál de los estratos contiene restos fósiles más antiguos? 2. ¿En qué estratos encontrarían los fósi- les más recientes en ambos sitios? 3. ¿Qué estratos del sitio 1 podrían ha- berse formado al mismo tiempo que en el sitio 2? 4. ¿Cómo contribuye el proceso represen- tado en las imágenes al entendimiento de la evolución de los organismos? 23 47 ¿Cómo voy? Evaluación de proceso y progreso 1. Observa las siguientes imágenes de fósiles y luego responde las preguntas. A B C 23 48 Unidad 1 a. ¿Qué proceso de fosilización repre- senta cada imagen? b. ¿Qué información del organismo se preserva en cada fósil? ¿Qué carac- terísticas pueden describirse directa- mente? c. ¿Qué otras características de cada or- ganismo podrías inferir a partir de sus fósiles? 2. Ingresa a bit.ly/fósiles-chile-antártica y revisa la información del artículo. Ba- sándote en los hallazgos descritos, ex- plica la importancia que tienen los fósi- les para el conocimiento científico. 23 49 ¿Cómo aprendo? 1. ¿Qué concepto me resultó más difícil de aprender?, ¿cómo mejoraría esto? 2. ¿Cómo puedo aplicar estos contenidos a mi vida diaria? 3. Con lo que aprendí, ¿cuál sería mi res- puesta a la pregunta de inicio de la lec- ción? 23 50 Unidad 1 LECCIÓN 2 ¿CÓMO EVOLUCIONAN LOS SERES VIVOS? Fechas inferidas para el origen y modifi- cación de diferentes características bioló- gicas en nuestra especie: • Sistema nervioso: 580 millones de años. • Tamaño actual del cerebro: 500 mil años. • Expresión simbólica: 100 mil años. • Ojos: 550 millones de años. 24 51 • Visión binocular: 65 millones de años. • Vértebras: 525 millones de años. • Pérdida de la cola: 23 millones de años. • Placenta (durante el embarazo): 90 millones de años. • Uso de herramientas: 3,3 millones de años. • Extremidades: 400 millones de años. • Bipedalismo: 7 millones de años. 24 52 Unidad 1 • Pelo: 300 millones de años. • Piel sin pelo: 2,4 millones de años. • Pérdida de pulgar oponible en pies: 4 millones de años. • Pulgar oponible: 3,5 millones de años. • Glándulas mamarias: 250 millones de años. • Células: 3.600 millones de años. • Núcleo celular: 2.000 millones de años. • Uñas: 55 millones de años. 25 53 Todas las especies de seres vivos des- cienden de otras, y así sucesivamente has- ta las primeras células, originadas hace unos 3 600 millones de años. La conti- nua transformación ha permitido la man- tención de la vida en los heterogéneos y cambiantes ambientes de la Tierra. Así, los seres vivos heredamos caracte- rísticas que han surgido en diferentes mo- mentos de la historia, y que son eviden- cia de la evolución. Otras se han perdido y dicha pérdida también se ha manteni- do en muchas especies, de generación en generación. 25 54 Unidad 1 ¿Qué sé? Evaluación inicial 1. ¿Cuál es la característica humana más antigua?, ¿cuál la más reciente? 2. ¿Qué importancia tienen los fósiles como evidencia de la evolución de las características de los seres vivos? 3. El cerebro y la placenta, ¿provienen de distintos ancestros?, ¿por qué? El registro fósil y la compara- ción de especies han permitido reconstruir la historia de los caracteres en el ser humano. 25 55 ¿QUÉ ES LA SELECCIÓN NATURAL? Focaliza En 1831, el naturalista inglés Charles Darwin (1809-1887), considerado el pa- dre de la evolución, emprendió un viaje a bordo del navío HMS Beagle. Durante esta travesía, examinó animales y plan- tas de diferentes partes del mundo, y fue forjando sus ideas sobre la transforma- ción de las especies. Explora 1. En parejas, consigan: pinza, gotario, alicate, agua, fideos (espirales o ca- nutos) y elásticos. Las herramientas 26 56 Unidad 1 (pinza, gotario y alicate) representan diferentes tipos de picos de aves; los fideos, agua y elásticos simbolizan dis- tintos alimentos. 2. Planteen una hipótesis sobre qué tipo de alimento consumirá cada ave. Com- prueben su hipótesis simulando reco- lecciones de alimento utilizando las he- rramientas. a. ¿En qué medida la forma de las herra- mientas influyó en la captura de cada alimento? b. ¿Cómo esta adaptación de las aves pue- de afectar en su supervivencia? 26 57 Mecanismo de selección natural Variabilidad. Diferencias entre los or- ganismos de la misma especie. Presiones selectivas. Factores am- bientales cuya variación afecta negati- vamente la reproducción diferencial de los organismos. Involucran la exposición a nuevos ambientes por modificaciones de las condiciones en un lugar o por mi- gración de las poblaciones. Por ejem- plo, cambios en recursos alimentarios, patógenos, condiciones atmosféricas, presencia de predadores, etc. 26 58 Unidad 1 Reproducción diferencial. Diferen- cia en la probabilidad de que unos or- ganismos dejen descendencia respecto de otros. Mayor sobrevivencia, fertilidad y velocidad del desarrollo aumentan la probabilidad de reproducción. 1. Los individuos de una población presentan variabilidad. 26 59 2. Algunas variaciones pueden representar ventajas frente a presiones selectivas, otorgando mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse (reproducción diferencial). 26 60 Unidad 1 Reflexiona A 20 años de culminar su viaje, Darwin recibió una cartadel naturalista británi- co Alfred Wallace (1823-1913), solicitan- do la revisión de sus observaciones en el archipiélago malayo, en las que Darwin reconoció sus ideas. Así, juntos propusieron la teoría de la selección natural como mecanismo para explicar la evolución de los seres vivos. 27 61 Semillas Insectos Brotes y frutas Pinzon de tierra ancestral que se alimentaba de semillas Cactus En las Islas Galápagos Darwin observó la presencia de diversas especies de pinzo- nes que se diferencian en la forma de sus picos, los que estaban adaptados a dife- rentes recursos alimentarios. 27 62 Unidad 1 Herencia. Es la transmisión de caracte- rísticas desde los progenitores a la siguien- te generación. Adaptación. Rasgo heredable que les permite a los organismos vivir y reprodu- cirse, o ser «aptos», en un ambiente es- pecífico. Por ejemplo, las aletas permiten a peces y algunos mamíferos moverse en el ambiente acuático. 3. Los rasgos se heredan a las siguientes generaciones. 27 63 4. La variación favorable aumenta su frecuencia, hasta alcanzar el total de la población o la especie, transformándose en una adaptación. Aplica Cuando se usa un antibiótico de manera frecuente e indiscriminada, su efectividad puede ir disminuyendo, pues las bacte- rias adquieren resistencia. 1. Mediante un esquema explica cómo ocurre la resistencia a antibióticos en bacterias, por selección natural. Utiliza los conceptos: variabilidad, presión selectiva, herencia y adaptación. 2. ¿Por qué la resistencia a antibióticos es una evidencia de la selección natural? 27 64 Unidad 1 ¿QUÉ EVIDENCIAS EXISTEN DE LA TEORÍA DE DARWIN Y WALLACE? Focaliza La teoría de la selección natural propone un mecanismo evolutivo basado en la va- riabilidad y la presión del ambiente. ¿Qué ocurriría si una especie no fuera variable? ¿La selección natural aumenta o disminuye la variabilidad? Explora La domesticación es la obtención de nue- vas variedades de organismos «útiles» para el ser humano. El perro se originó a partir de la domesticación del lobo y fue la primera especie en ser domesticada hace 28 65 unos 14 mil años. La domesticación ge- neralmente se logra por selección artifi- cial, que consiste en que organismos con las características deseadas son seleccio- nados por los criadores y reproducidos, repitiendo esto por generaciones. 1. ¿Por qué Darwin consideró a la domes- ticación como una poderosa evidencia de la selección natural? 2. ¿En qué se diferencian ambos tipos de selección? Reflexiona La teoría de la selección natural involu- cra dos factores difíciles de predecir, pues son azarosos: la presión selectiva y la va- 28 66 Unidad 1 riabilidad, pero también incluye un resul- tado más o menos predecible: la adapta- ción al ambiente. Diversos ejemplos evi- dencian cómo actúa la selección natural: Orquídeas que «imitan» abejas. Darwin observó que las orquídeas pre- sentan pétalos modificados que atraen a abejas polinizadoras. La fotografía mues- tra una orquídea con pétalos en forma de abeja hembra, lo que atrae a machos. 28 67 Estas estrategias se interpretan como adaptaciones y la presión selectiva sería la reproducción. ¿Cómo se podría haber generado este rasgo por selección natu- ral? Plantea una hipótesis. El caso de Biston betularia. El desa- rrollo industrial de fines del siglo XIX au- mentó la contaminación atmosférica en Londres, causando el oscurecimiento de edificios y árboles. En las polillas Biston betularia, las blancas empezaron a ser depredadas más fácilmente por las aves, dejando menos descendencia que las ne- gras. Como la presión selectiva continuó, la proporción de polillas oscuras aumentó gradualmente en cada generación. 28 68 Unidad 1 Adaptaciones locales. Ocurren en grupos de organismos de una especie, y permiten la adaptación a condiciones am- bientales de un área geográfica. Las adap- taciones locales pueden dar origen a nue- vas especies: cuando la población se aísla de las demás y desarrolla diferencias en órganos y funciones, y si estas diferen- cias afectan la reproducción, se produce una separación definitiva y se origina una nueva especie. Estos casos de especiación correspon- den a la teoría de descendencia con mo- dificación que Darwin ejemplificó con los pinzones. 29 69 Otro ejemplo son las especies de la mos- ca Drosophila, que usan diferentes plan- tas hospederas, donde se alimentan y re- producen. El cambio de hospedero gene- ra presiones selectivas y las consecuentes adaptaciones locales. Aplica En grupos, lean la información y respon- dan las preguntas: En 1989, la bióloga Diane Dodd sepa- ró una población de moscas Drosophila pseudoobscura en diferentes medios: 29 70 Unidad 1 M oscas criadas en m edios con alm idón M oscas criadas en m edios con m altosa Población 1 m altosa Población 2 m altosa Población 1 alm idón Población 2 alm idón 29 71 Después de un año (40 generaciones), reunió moscas de igual o diferente población y midió las frecuencias de apareamiento. Resultados: Almidón 22 9 8 20 Maltosa Grupo experimental A lm id ón M al to sa Hembras M ac h os 18 15 12 15 Grupo control Po bl ac ió n 2 a lm id ón Hembras M ac h os Po bl ac ió n 1 a lm id ón Población 1 almidón Población 2 almidón 1. ¿Qué hipótesis habrá planteado la cien- tífica? 2. ¿Por qué fue necesario incluir un grupo control?, ¿cuán válidos hubieran sido sus resultados si no lo hubiera incluido? 3. ¿Cómo explicarías los resultados obte- nidos? 4. Predigan que ocurriría después de 80 ge- neraciones. 28 - 29 72 Unidad 1 ¿QUÉ EVIDENCIAS EVOLUTIVAS NOS ENTREGA LA COMPARACIÓN DE ESPECIES? Focaliza Muchas de las muestras de especímenes que Darwin recolectó las confió al ornitó- logo John Gould y al paleontólogo Richard Owen, quien se dedicaba a comparar la anatomía ósea. Así, Darwin comprendió que la comparación de la anatomía inter- na revelaba la historia de los órganos y de las especies. Explora Las imágenes representan la estructura ósea de extremidades de humano, perro, ballena y aves. 30 73 Pata de perro Ala de aveAleta de ballena Función: tomar objetos Húmero Radio Carpo Falanges Metacarpo Cúbito Húmero Radio Cúbito Carpo Metacarpo Falanges Función: desplazamiento (caminar, correr) Brazo humano Húmero Radio Carpo Metacarpo CúbitoFalanges Función: desplazamiento (nadar) Húmero Radio Carpo Cúbito MetacarpoFalanges Función: desplazamiento (volar) 30 74 Unidad 1 1. ¿Qué similitudes puedes establecer en- tre ellas? 2. Las extremidades de estas especies, ¿son estructuras completamente dife- rentes o modificaciones desde un an- cestro común? Reflexiona La anatomía comparada realiza estu- dios comparativos de los órganos y otras estructuras de distintas especies, entre- gando evidencia de su evolución. De esta forma, algunas estructuras se han clasi- ficado, según sus orígenes evolutivos, en estructuras homólogas, homoplásicas y vestigiales. 30 75 Estructuras homoplásicas. Corres- ponden a una similitud entre diferentes organismos que no heredaron dicha se- mejanza de un ancestro común. Normalmente son reconocidas por in- congruencias en el patrón de distribu- ción de caracteres (Thanukos, 2008). Es el caso de las alas de aves e insectos. Estructuras homólogas. Son aque- llas heredadas de un ancestro común, en que la posterior adaptación a distin- tos ambientes puede provocar diferen- cias entre ellas. Es el caso de las extre- midades en vertebrados. 30 76 Unidad 1 Insecto Ave Estructuras vestigiales. Estructuras u órganos cuya función se ha perdido. Son una prueba de la evolución de las especies. Por ejemplo, en las ballenas y en las boas existen huesos similares a las patas de las salamandras, que se han mantenido de sus antepasados te- rrestres. Sin embargo, estos huesos no tienen función en las especiesactuales. 30 - 31 77 Salamandra Boa constrictor Ballena En el cuerpo humano, numerosas es- tructuras se consideran vestigiales, den- tro de las cuales se encuentran los ter- ceros molares, más conocidos como las muelas del juicio, y el apéndice cecal, aunque también se plantea que este úl- timo podría tener una función inmune. 31 78 Unidad 1 Embriología comparada. Como la ana- tomía comparada estudiaba las estructu- ras de organismos adultos de diferentes especies, surgió el interés por conocer cómo se formaban dichas estructuras du- rante la ontogenia (desarrollo de los indi- viduos). Así nació la embriología compa- rada, siendo uno de sus fundadores Karl Ernst von Baer (1792-1876), quien for- muló lo que se conoce como leyes de la embriología de Baer: • Los caracteres generales del grupo al que pertenece un embrión aparecen en su desarrollo antes que los caracteres es- pecíficos. • Las relaciones estructurales específi- cas se forman después de las genéricas. 31 79 • El embrión de una forma animal nunca se asemeja al adulto de otra forma ani- mal sino a su embrión. Aplica En parejas, observen las imágenes y res- pondan: Embrión humano de cinco semanas. Embrión humano de siete semanas. 31 80 Unidad 1 1. ¿Qué sucede con el desarrollo de la cola a medida que el embrión crece? 2. ¿En qué primates actuales está pre- sente la cola? 3. ¿Qué función puede tener la cola?, ¿es una adaptación? Razonen su respuesta. 4. Formulen una hipótesis acerca de la evolución de la cola en nuestra especie. 31 81 ¿PODEMOS INFERIR EL PARENTESCO ENTRE LAS ESPECIES? Focaliza En el dibujo de la página siguiente, rea- lizado por Darwin, el científico representó su idea sobre el parentesco entre especies actuales. Las especies B y C son cercanas entre sí, y alejadas de D y A. El ancestro de las cuatro es (1). ¿Qué ventajas tiene hacer diagramas para representar ideas en ciencias y otras áreas del conocimiento? 32 82 Unidad 1 Explora A continuación se ilustran cráneos de gorila (A), humano (B) y chimpancé (C), especies que evolucionaron de un ances- tro común hace unos 7 millones de años. ¿Cuáles serían las dos especies más em- parentadas? Selecciona una de las posi- bles hipótesis y explica tu elección. 32 83 Hipótesis 1: gorila y chimpancé. Hipótesis 2: gorila y humano. Hipótesis 3: chimpancé y humano. A B C 32 84 Unidad 1 Reflexiona A partir de la segunda mitad del siglo XIX, las contribuciones teóricas de Darwin y los datos aportados por la anatomía y la embriología comparadas permitieron es- tudiar el parentesco entre especies. Las relaciones de parentesco se representan mediante árboles filogenéticos, que se construyen usando diferentes métodos disponibles, basados en el análisis de ca- racteres de distinta naturaleza (ver tabla 1). 32 85 TABLA 1. Tipos de caracteres usados en filogenia Caracteres Ejemplos Morfológicos Presencia de órganos, estructura ósea, dimensiones corporales. Conductuales Hábitos (diurno v/s nocturno). Ecológicos Hábitat, nicho, distribución. Bioquímicos Forma y función de proteínas. Moleculares Secuencias de ADN. 32 86 Unidad 1 ¿Cómo la secuencia de ADN evidencia la evolución de las especies? Las unidades estructurales del ADN son cuatro nucleótidos, que se simbolizan con las letras A, T, C y G. Como esta molécula cambia con el tiempo, dos especies muy emparentadas tendrán ADN muy similar. Observa las siguientes secuencias: Especie A: GGCAAATTCGCTATCGATCG Especie B: GGCAATTTCGCTATCGATCG Especie C: GGCCAGTTCGGTATCGCTCG Las especies A y B serían las más empa- rentadas, pues presentan un nucleótido de diferencia, mientras que entre ellas y C hay cuatro. 32 87 ¿Qué es un árbol filogenético? Son esquemas que se seleccionan gru- pos de organismos para reconstruir el parentesco entre ellos y, de esta forma, analizar y representar su evolución. Los árboles filogenéticos poseen nodos termi- nales e internos, que representan eventos de bifurcación de un linaje, por ejemplo, cuando una especie da origen a dos dife- rentes, fenómeno denominado cladogé- nesis. Los nodos terminales representan a individuos de una especie o de grupos taxonómicos mayores. Los nodos internos representan al ancestro común entre los nodos terminales. 33 88 Unidad 1 N od os term in ales: representan los grupos de interés analizados. R am as: representan los linajes. G lándulas m am arias Pelo Patas A nexos em brionarios Estructura (novedad evolutiva) M andíbulas R aíz: representa al ancestro com ún de las especies de la filogenia. N od os in tern os: representan eventos de bifurcación del linaje. 33 89 ? Analizo El árbol filogenético ilustrado en la pá- gina anterior muestra las relaciones de algunos vertebrados, con las principales novedades evolutivas que definen a cada grupo. 1. ¿Cuál es la característica que compar- ten todos estos grupos? 2. ¿En qué orden temporal aparecieron las estructuras en estudio? 3. ¿Qué características tenía el ancestro de anfibios, reptiles y mamíferos? 4. ¿Qué grupo está más emparentado con los mamíferos? 33 90 Unidad 1 Aplica ¿Qué fue primero, el huevo o la galli- na? Esta expresión del lenguaje común ha sido usada como metáfora de las re- laciones causa-efecto. Es posible dar una respuesta desde el punto de vista evolu- tivo, pues el huevo es una estructura que surgió en algún momento de la evolución. El árbol filogenético muestra la evolu- ción de vertebrados que se reproducen por huevos amniotas (con cáscara y vite- lo entre otras características). 1. ¿Cuáles fueron los primeros organismos en reproducirse por huevos amniotas? 2. ¿Cómo responderías la pregunta inicial desde una perspectiva filogenética? 33 91 To rt ug as La ga rt os C ul eb ra s C oc od ri lo s A ve s 33 92 Unidad 1 Taller de ciencias ¿Cuál es la filogenia de los homíni- dos actuales? • Antecedentes Un árbol filogenético representa una hi- pótesis sobre las relaciones de parentesco entre los linajes (o especies), por lo tanto, son considerados hipótesis filogenéticas. En el análisis filogenético, el número de hipótesis depende del de especies. Así, con tres especies existen tres posibles árboles filogenéticos. Cuando aumenta el número de especies, también lo hace el de hipótesis filogenéticas: con cuatro especies hay 15 árboles posibles, y con 34 93 cinco especies, 105. Para modelar este tipo de trabajo, usaremos un ejemplo con las especies: Gorilla gorilla (gorila), Pan troglodytes (chimpancé) y Homo sapiens (humano). • Planteamiento de hipótesis El esquema presenta tres hipótesis po- sibles para la relación filogenética entre gorila, chimpacé y humano. En A, gorila es especie «hermana» de chimpancé, y humano la más divergente. En B, humano es especie «hermana» de chimpancé, y gorila la más divergente. Y en C, humano es especie «hermana» de gorila, y chimpancé la más divergente. 34 94 Unidad 1 A B C A veces existe una hipótesis dentro de todas las posibles que se considera más plausible y se decide poner a prueba, es decir, confirmar o refutar a través de los datos. ¿Cuál de las tres hipótesis conside- ras más plausible? 34 95 • Diseño experimental (contrasta- ción de hipótesis) Para poner a prueba las hipótesis filoge- néticas, usaremos un método simple de análisis de secuencias de ADN. Para establecer la distancia evolutiva en- tre las especies, se considerarán las se- cuencias de un fragmento del gen NADH1 (presente en la mitocondria), que es si- milar entre las tres especies: Pan troglodytes CCTAGCATCACTCATGTGATATATCTCCA- TACCCACTACAATCTCCAGCA Homo sapiens CCTAGCATTACTTATATGATATGTCTCCA- TACCCATTACAATCTCCAGCA 34 96 Unidad 1 Gorilla gorilla CCTGGCACTACTCATATGATATATTTCCA- TACCTACCACAATCTCCAGCA 1. Para comparar, considera las secuen- cias de dos especies cada vez y obser- va base por base para detectar si coin-ciden o no. Luego, registra el número de diferencias en el fragmento de ADN. 2. Una vez obtenidos los resultados, eva- lúa cada hipótesis filogenética y elige la que se ajusta a tus resultados. 34 97 • Desafío En el ejercicio anterior analizaste la filo- genia de las especies actuales de la familia Hominidae. ¿Qué sucede si queremos in- corporar al árbol una especie que no está actualmente presente en esta familia? Se considerará para esto a Pongo abelii, una especie de orangután. 35 98 Unidad 1 G orila (G orilla gorilla) H um ano (H om o sapiens) C him pancé (Pan troglodytes) O rangután (Pongo abelii) 35 99 En grupos, realicen lo siguiente: 1. Planteen una hipótesis respecto de la posición filogenética de Pongo abelii en relación con la familia Hominidae y expliquen en qué se basa. Consideren características del cráneo y otras estructuras físicas. 2. Escriban su hipótesis en forma de un árbol filogenético. 3. Contrasten su hipótesis usando el fragmento del gen NADH1 de la especie Pongo abelii y elaboren una filogenia de las cuatro especies. Pongo abelii: CCTAGCACTACTAATATGACACATCTCC- GTACCCATTGCAACCTCCGGCA 35 100 Unidad 1 4. Evalúen su hipótesis. ¿Fue refutada o no? Redacten un breve informe, con especial énfasis en la contrastación de su hipótesis y en la validez de los supuestos en que se basaron para formularla. 35 101 ¿QUÉ EVIDENCIAS RECIENTES HAY SOBRE LA EVOLUCIÓN? Focaliza Cuando Darwin publicó su teoría de la evolución se desconocía cómo se trans- mitían las características a través de las generaciones. La teoría de Darwin fue complementada con los descubrimientos de Gregor Mendel en los mecanismos de la herencia biológica y ha seguido incor- porando avances en materia de biología molecular y genética. ¿Cómo evidencia esto que la construcción del conocimiento científico es dinámica y colectiva? 36 102 Unidad 1 Explora Darwin desconocía cómo se producía la herencia y planteó el mecanismo de pan- génesis: el cuerpo de un organismo emi- tiría partículas llamadas gémulas, que se concentrarían en las gónadas, constitu- yendo la información heredable. En 1892, el alemán August Weismann propuso una teoría diferente llamada plasma germinal. Según esta, la información hereditaria se transmitía solo desde los gametos hacia a. las células somáticas (todas las células excepto las sexuales) y b. la siguiente generación. 36 103 ? Analizo 1. ¿Cuál de los mecanismos es compatible con lo que sabes de reproducción, la pangénesis o el plasma germinal? 2. ¿Cuál de ellos es aplicable a la idea de Lamarck sobre la herencia de caracteres adquiridos? Reflexiona La validación de los estudios de Mendel y la verificación de la teoría de Weismann dieron inicio a la genética: el estudio de la herencia y la variación. Cada avance de la genética fue enriqueciendo el desarrollo de la teoría evolutiva y se originó la de- nominada teoría sintética de la evolución, 36 104 Unidad 1 que busca explicar cómo la evolución de las poblaciones es la base para compren- der el origen de las especies. Esta teo- ría propone los siguientes mecanismos de evolución: • Los genes (segmentos de ADN) trans- portan la información que se hereda de una generación a la siguiente. • Los cambios genéticos ocurren de ma- nera aleatoria o al azar. • Lo que evoluciona es la población, no los individuos. • La variabilidad genética se debe a dos procesos: mutación y recombinación. Las mutaciones son modificaciones del ma- terial genético que pueden originar una 36 105 característica que antes no existía en la población. La recombinación corresponde al intercambio de material genético entre organismos. Genética de poblaciones. Disciplina que se desarrolló con la síntesis moderna de la evolución. Uno de sus primeros ob- jetos de estudio fue la selección natural a nivel de genes. Surgieron nuevos concep- tos, como el de deriva genética, que per- mitió inferir el papel del azar en la evolu- ción. El efecto fundador es un caso particu- lar de deriva genética, en que el futuro de la población lo determinan unos pocos migrantes, en ausencia de selección na- tural. 36 106 Unidad 1 Representación del efecto fundador. Otro aspecto comúnmente estudiado por esta disciplina es la diferenciación ge- nética de las poblaciones. Continente Isla 36 107 Posterior a la teoría sintética, la biología evolutiva ha continuado incorporado nue- vos avances científicos y tecnológicos, así como nuevas preguntas. Ecología evolutiva. Su principal foco es la evolución de la interacción entre es- pecies. Evidencias evolutivas: • Los polinizadores se adaptan a las plan- tas, y las plantas, a los polinizadores. • «Carrera armamentista»: en la rela- ción ecológica depredador-presa: las pre- sas adquieren adaptaciones de evasión (como el mimetismo) y los depredadores, adaptaciones para la captura (como au- mento de la visión). 37 108 Unidad 1 Filogeografía. Relación entre la distri- bución espacial de los organismos y su evolución. Evidencias evolutivas: las barreras geo- gráficas producen diferenciación de po- blaciones y, eventualmente, especiación. EvoDevo (Evolutionary development). Área de la biología que compara el proce- so de desarrollo de organismos de distin- tas especies para determinar sus relacio- nes filogenéticas. Evidencias evolutivas: los genes que di- rigen el proceso de segmentación durante el desarrollo embrionario son los mismos en insectos y mamíferos. 37 109 Aplica Un estudio publicado en la revista Scien- ce, en el que se comparó los genomas de 110 personas de América, Siberia y Ocea- nía, con el material genético de tres es- queletos ancestrales, aportó nuevos an- tecedentes a la teoría del poblamiento del continente americano, que señala que, hace unos 15 mil años, se produjo inmi- gración desde Siberia hacia dicho conti- nente, a través del estrecho de Bering. Según la investigación, los primeros indi- viduos comenzaron su travesía hace unos 23 mil años, quedando asilados durante 8.000 años en Beringia, puente de tierra entre Siberia y el extremo noroccidental de América, que actualmente está inunda- 37 110 Unidad 1 do. Transcurrido ese tiempo, la población de origen siberiano habría continuado su viaje hacia América, separándose en dos grupos, que habrían originado la mayor parte de pueblos nativos americanos que conocemos hoy. 1. Según el mapa, explica si pudieron ocu- rrir selección natural y efecto fundador durante el poblamiento americano. 2. La población americana precolombina, ¿sería similar a la de Siberia?, ¿por qué? 3. ¿Qué aspectos de la teoría evolutiva aplicaste para responder? 37 111 A si át ic os de l e st eS ib er ia no s In ui t A m er in di os de l s ur A ta ba sc an os y am er in di os d el n or te Fl uj o gé ni co O la d e m ig ra ci ón 112 Unidad 1 Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente Filogenia del coronavirus y zoonosis El origen y evolución de los virus es in- formación valiosa para la medicina, pues aporta evidencias para comprender mejor sus modos de contagio. Por ejemplo, hay virus patógenos que se propagan desde otros animales a humanos (zoonosis), fe- nómeno ocurrido en varias epidemias en las últimas décadas. Este mecanismo de transmisión puede ser detectado a través del análisis del parentesco evolutivo. En las zoonosis, los virus cambian de es- pecie hospedera, enfrentándose a un nue- vo ambiente. 38 113 Se originan así procesos de selección natural y formación de nuevas cepas. Este es el caso de la reciente pandemia de covid-19. Tras conocerse los primeros contagios, investigadores de China iden- tificaron taxonómicamente el virus. Para ello realizaron análisis filogenético usan- do secuencias de ADN del virus causante de covid-19 y de otras especies de virus. Los resultados arrojaron que este agen- te infeccioso, está emparentadocon otros virus conocidos: los coronavirus. Según la filogenia, el virus causante de covid-19 está estrechamente emparen- tado a un virus presente en murciélagos y en una especie de pangolín que habita Asia. 38 114 Unidad 1 1796 390 Murciélago - CoVir COVID19 - CoVir Pangolin - CoVir SARS - CoVir MERS - CoVir 1580 2305 834 837 2105 6369 4039 3993 3000 mutaciones 3063 733 3089 586 Murciélago - CoVir Murciélago - CoVir Murciélago - CoVir Filogenia de un tipo de coronavirus, cons- truida a partir de secuencias genómicas. Los números indican las mutaciones ocurridas. 38 115 En parejas, respondan: 1. ¿En qué medida el estudio filogenético de virus, y otros agentes, nos podrían ayudar a evitar futuras pandemias? 2. ¿Qué rol crees que han cumplido los avances en ciencia y tecnología en ha- llazgos como los descritos en esta lec- tura? 38 116 Unidad 1 3. ¿Consideras que este tipo de descu- brimientos debería ser considerado por los estados, al momento de establecer políticas sanitarias? 38 117 Actividad final Usando filogenias para detectar homo- logías y homoplasias: la evolución del ojo El ojo es una estructura compleja que permite captar información lumínica del entorno. Algunos grupos de animales dis- tantes poseen ojos complejos, mientras que los restantes grupos presentan man- chas oculares, o bien, carecen de fotorre- ceptores. 39 118 Unidad 1 21*1002201 1 V ertebrados U rocordados C efalocordados H em icordados Equinoderm os M oluscos A nélidos A rtrópodos N em átodos C nidarios Tiem po 0 = ausencia de ojo 1 = ojo sim ple 2 = ojo com plejo * = solo en estado larval O jo hum ano O jo de pulpo O jo de insecto 39 119 1.Identifica los grupos de animales que presentan ojos complejos. Explica si estos grupos son cercanos o lejanos fi- logenéticamente. 2. Considerando lo anterior, fundamenta cómo calificarías los ojos de vertebra- dos, moluscos y artrópodos, ¿como es- tructuras homólogas u homoplásicas? 3. Explica si el ojo de los peces (cefa- locordados) es homólogo con el del hu- mano. 4. Plantea una hipótesis para la evolución del ojo complejo. 39 120 Unidad 1 ¿Cómo voy? Evaluación de proceso y progreso 1. Establece la relación que existe entre descendencia con modificación, filoge- nia y caracteres homólogos. 2. Explica cómo la selección natural pue- de provocar especiación. 3. Explica qué sucedería si un carácter no se hereda. ¿Podrá ocurrir selección na- tural sobre este?, ¿por qué? 39 121 ¿Cómo aprendo? • ¿Soy capaz de explicar y representar la selección natural usando un ejemplo fic- ticio? ¿Qué estrategia de representación me resulta más útil: esquemas o dibujos? • ¿Cuáles son los tres conceptos que más me costó comprender en esta lección?, ¿cómo los podría reforzar de manera au- tónoma? 40 122 Unidad 1 LECCIÓN 3 ¿CÓMO CLASIFICAR A LOS SERES VIVOS? Las filogenias de estas páginas represen- tan las relaciones evolutivas de algunos grupos de organismos actuales que per- miten trazar la historia evolutiva de nues- tra especie desde el origen de las prime- ras células. Al observar cada uno, segura- mente te encontrarás con muchos grupos de seres vivos que desconoces. Esto te dará una idea de la gran diversidad de la vida y lo poco que comúnmente sabemos de ella. 40 123 En términos generales, es importante que comprendas que el árbol más amplio y general (A) ilustra la relación entre bac- terias, eucariontes y arquibacterias en el inicio de la vida; mientras que el árbol más específico (H) muestra la relación evoluti- va de los homínidos. ¿Cómo resumirías el papel que juega la evolución en la historia de la vida en la Tierra? 40 124 Unidad 1 A B D EVertebrados(presentan vértebras) Cordados (presentan notocorda y tubo neural durante el desarrollo) C Animales (pluricelulares, heterótrofos, móviles y sexuados) Eucariontes (presentan células con núcleo) Primeras células 40 125 F G H Mamíferos (presentan glándulas mamarias) Primates (cinco dedos, cerebro grande, manos y pies con capacidad de agarrar objetos) Homínidos (cerebro complejo y grande, manos hábiles, omnívoros, con intenso cuidado de las crías) 41 126 Unidad 1 Evaluación inicial Observa los árboles filogenéticos. En cada uno se indica la rama evolutiva de la que deriva nuestra especie. 1. ¿A qué tiempo se remonta la primera rama evolutiva de la cual derivamos? 2. Infiere por qué el número de especies va disminuyendo desde el árbol A hasta el H. 3. ¿Se podrían usar estos árboles para realizar una clasificación de los seres vivos?, por qué? 41 127 ¿CÓMO PODEMOS IDENTIFICAR A LOS SERES VIVOS? Focaliza En la evolución de la vida en la Tierra han surgido millones de especies. Con esta gran diversidad resulta difícil identi- ficar un organismo de una especie y dis- tinguirlo de otra. Sin embargo, en la bio- logía existen sistemas de clasificación que ayudan con esto, como los que permiten ubicar los libros en una biblioteca. ¿En qué otras situaciones cotidianas es útil clasificar? 42 128 Unidad 1 Explora El gráfico 3 ilustra la biodiversidad en la Tierra. GRÁFICO 3. Biodiversidad en la Tierra. Bacterias 11.000 Arquibacterias 500 Protistas 16.000 Cromistas25.000 Hongos 45.000 Insectos (artrópodos) 1.000.000 Otros animales 42.0000 Plantas: 225.000 42 129 Al leerlo, es importante considerar que: • las bacterias y arquibacterias son los únicos grupos procariontes; • animales, plantas y hongos tienen re- producción sexual, a diferencia de los demás grupos que se reproducen de manera asexual; • los cromistas son organismos unicelu- lares y fotosintéticos; • los protistas son organismos unicelula- res que se han originado varias veces en la evolución. Algunos son más cer- canos a las plantas y otros, a los hon- gos; unos a los animales y otros, a los cromistas. 42 130 Unidad 1 1. ¿Qué organismos son más diversos: procariontes o eucariontes? 2. ¿Qué relación podría haber entre re- producción sexual y diversidad de un grupo? 3. ¿Sería posible que los ancestros de los animales desciendan de protistas ancestrales?, ¿por qué? Reflexiona La diversidad biológica, o biodiversidad, corresponde a toda la variedad de seres vivos en la Tierra. A pesar de la enorme biodiversidad que existe, es posible agrupar organismos se- 42 131 gún patrones generales. Por ejemplo, de las 1.250.000 especies de animales inver- tebrados, más de un millón tienen seg- mentación corporal, exoesqueleto y apén- dices corporales, como patas articuladas y antenas: a este grupo se le denomina artrópodos. Dentro de este están los in- sectos, cuyo patrón morfológico consiste en tres segmentos corporales, tres pares de patas y un par de antenas. Los cientí- ficos buscan organizar la información so- bre la biodiversidad, tanto extinta como existente, a través de un sistema de cla- sificación universal. Aristóteles, en el si- glo IV a. C., creó el primer sistema de clasificación. 42 132 Unidad 1 Taxonomía. Disciplina cuyo objetivo es nombrar, definir y clasificar a los organis- mos basándose principalmente en el aná- lisis de caracteres morfológicos y, más recientemente, de secuencias de ADN. Se inició con los trabajos del botánico sueco Carlos Linneo (1707-1778), basados en características morfológicas. Su sistema de clasificación se caracteriza por: • comparar organismos; • establecer siete categorías taxonómi- cas, desde la más amplia a la más especí- fica: reino, phylum, clase, orden, familia, género y especie; • ser jerárquico: los reinos están forma- dos por varios phyla (plural de phylum), y así hasta llegar a las especies. 43 133 Clave taxonómica. Herramienta que permite identificar el taxón (o categoría) al que pertenece un organismo a través de una guía de observaciones estructura- da dicotómicamente. Posteriormente se agregó una nueva categoría taxonómicasuperior a reino: el dominio. Dominio Orden Reino Familia Phylum Género Clase Especie 43 134 Unidad 1 Vocabulario Cromista. Según algunos taxónomos, este grupo comprende a organismos di- versos que habían sido clasificados previa- mente como protistas o plantas. Se propuso este reino para diferenciarlos. 1.a. Planta con flores azules o violeta........ 2 1.b. Planta con flores amarillas o blancas .. 3 2.a. Planta con flores azules ........ especie A 2.b. Planta con flores violeta ........ especie B 3.a. Planta con flores blancas........ especie C 3.b. Planta con flores amarillas ..... especie D Ejemplo simplificado de una clave taxonómica. Aplica En parejas, analicen la tabla 2 y los con- ceptos sobre taxonomía estudiados. Lue- go, respondan: 43 135 Tabla 2. Clasificación taxonómica del ser humano Nivel Nombre Características del nivel Dominio Eucaria Células con núcleo y organelos. Reino Animalia Heterótrofo, multicelular, sin pared celular. Phylum Chordata Médula espinal. Subphylum Vertebrata Columna vertebral segmentada. Superclase Tetrapoda Cuatro extremidades. Clase Mammalia Amamanta a las crías, pelos en el cuerpo. Subclase Eutheria Da luz a crías vivas. Orden Primates Cinco dedos en manos y pies, visión binocular. Familia Hominidae Cerebro con mayor proporción respecto del tamaño corporal. Algunos bípedos. Género Homo Postura erguida y marcha bípeda. Especie Sapiens Alto nivel de desarrollo cultural. 43 136 Unidad 1 1. Los seres humanos y los chimpan- cés pertenecen a la familia Hominidae. ¿Qué niveles taxonómicos comparten? 2. ¿Qué categoría taxonómica comparten los seres humanos y las plantas? 3. Homo ergaster es una especie extinta del género Homo. ¿Qué categorías taxonómicas comparti- ría con Homo sapiens? 43 137 ¿QUÉ ES UNA ESPECIE? Focaliza Así como en Chile las comunas, regiones y otras son divisiones territoriales que se establecen por convención, las categorías taxonómicas también son convenciones. Linneo definió siete categorías, y luego se han agregado otras, con el objeto de ob- tener un sistema de clasificación lo más útil posible. No obstante, el taxón «es- pecie» parece ser una unidad biológica, aunque todavía no se tiene un significado definitivo ya que, pese a ser ampliamente utilizado, aún no existe consenso acerca de su significado exacto, pues a todas sus definiciones se les ha encontrado limita- ciones, que estudiaremos a continuación. 44 138 Unidad 1 Explora En la naturaleza encontramos organis- mos que a simple vista pueden parecer diferentes, aún así son de la misma es- pecie, como es el caso de algunas hor- migas que desempeñan tareas diferentes en la misma colonia. Por el contrario, dos organismos pueden parecer iguales pero ser especies diferentes, por ejemplo, los turpiales gorjeadores y los turpiales orientales. Por lo tanto, aunque la apa- riencia puede ser útil para la identificar especies, no las define como tal. turpiales gorjeadores turpiales orientales 44 139 Reflexiona Si bien en la taxonomía actual se con- serva la especie como taxón, no tiene una definición única y universal. Theodosius Dobzhansky (1900-1975) y Ernst Mayr (1904-2005) propusieron el concepto biológico de especie como «un grupo de poblaciones cuyos individuos, en condiciones naturales, son capaces de cruzarse y de producir descendientes fér- tiles, y están aisladas reproductivamente de individuos de otras especies». El prin- cipal criterio de esta definición no es la morfología de los organismos, sino la po- sibilidad de reproducirse entre ellos. 44 140 Unidad 1 Descripción taxonómica de espe- cies. Es una descripción formal de las es- pecies descubiertas en la forma de un ar- tículo científico. Su propósito es explicar cómo la nueva especie difiere de otras co- nocidas. Generalmente contiene fotogra- fías y diagramas del espécimen «tipo» e información acerca del lugar en donde se observó. Además, se le asigna un nombre formal según las reglas taxonómicas. La mula nace del cruce entre la yegua y el asno. Este híbrido es estéril, por lo que se aplica el concepto biológico de especie. En otros casos, los híbridos no son estéri- les, pero sí su descendencia. 44 141 No obstante, la definición biológica de especie es limitada, pues no se aplica a muchas plantas y tampoco a los organis- mos con reproducción asexual, como las bacterias. En el caso de las plantas, nu- merosas especies se cruzan fácilmente entre sí y producen híbridos fértiles. 44 - 45 142 Unidad 1 Por todo lo anterior, el concepto de es- pecie puede ser concebido como un grupo de organismos que evolucionan conjunta- mente y que mantienen su identidad dife- renciada de otros grupos de seres vivos. El trigo Triticum aestivum es ejemplo de una planta que es un híbrido fértil. Es producto del cruce entre una especie del género Triticum y otra del género Aegi- lops. 45 143 ¿Qué es el nombre científico de una especie? Linneo creó un método para nombrar las especies, denominado sistema binomial, que utiliza dos términos en latín: el pri- mero se refiere al nombre del género al que pertenece y el segundo, a la especie. La primera letra del nombre del género debe ser en mayúscula. El nombre cientí- fico debe destacarse utilizando cursiva o subrayado. Por ejemplo: • Nombre común: puma • Nombre científico: Puma concolor • Nombre común: cóndor • Nombre científico: Vultur gryphus 45 144 Unidad 1 • Nombre común: guanaco • Nombre científico: Lama guanicoe Mientras los nombres comunes de los seres vivos pueden variar en distintos lu- gares e idiomas, el nombre científico es estable. DNA barcoding (código de barras del ADN). Método para identificar la especie a la que pertenece un organismo o una muestra de él. Consiste en comparar una secuencia de ADN de la muestra con se- cuencias «de referencia» guardadas en bases de datos informáticas. Existen pro- yectos que buscan generar barcode para todas las especies conocidas. 45 145 Aplica En parejas, realicen una descripción ta- xonómica de las siguientes especies chi- lenas: 1. Ñandú 2. Huemul 3. Palma chilena La descripción debe ser breve, pero su- ficientemente específica para identificar a los individuos de cada especie y no con- fundirlos con otros. Organicen la informa- ción y presenten su descripción con apoyo de las TIC. Utilicen imágenes de las espe- cies y de otras emparentadas e incluyan el nombre científico. Pueden consultar el sitio web del Ministerio del Medio Ambien- te. 45 146 Unidad 1 ¿QUÉ RELACIÓN HAY ENTRE TAXONOMÍA E HISTORIA EVOLUTIVA? Focaliza El análisis filogenético permite recons- truir la historia evolutiva de los seres vivos y sus caracteres. Esta disciplina científica se denomina sistemática y tiene una es- trecha relación con la taxonomía. ¿Cómo explicarías esto? Explora Si definieras las relaciones de parentes- co entre los mamíferos de las fotografías de la página siguiente, ¿cuáles dirías que son las dos especies más emparentadas? La respuesta no es tan simple. Hay que 46 147 considerar que el ratón y la ballena pre- sentan placenta en el desarrollo; a dife- rencia de la rata canguro de Tasmania, que posee marsupio. Placentados y mar- supiales se separaron hace 160 millones de años, y el ancestro común entre roe- dores y cetáceos existió hace unos 90 mi- llones. Entonces, es evidente que la simi- litud externa no siempre es evidencia de parentesco. Ballena jorobada Rata canguro de Tasmania Ratón doméstico 46 148 Unidad 1 ? Argumento La rata canguro, ¿es una rata? ¿Qué opi- nas respecto de que, para evitar confusio- nes, los nombres y la clasificación de los organismos deberían considerar su histo- ria evolutiva? Reflexiona La sistemática es el estudio de la diver- sidad biológica y sus orígenes a través del análisis de las relaciones de parentesco evolutivo (filogenias). La taxonomía usa dichas relaciones como criterio declasifi- cación. 46 149 En la sistemática se emplean técnicas de biología molecular que permiten com- parar moléculas, principalmente el ADN, para inferir las filogenias. Un termociclador de PCR es un apara- to usado en biología molecular para ge- nerar una reacción en cadena de la enzi- ma polimerasa, lo que permite amplificar el ADN para su análisis. 46 150 Unidad 1 Estudio de los caracteres. Conocer la historia de los caracteres permite usar- los correctamente como criterios en la ta- xonomía. Por ejemplo, si un carácter se originó más de una vez en la evolución no será un buen criterio de clasificación. Esto ocurre con las homoplasias vistas en la Lección 2, como las alas o las aletas. Los distintos momentos en que se origina un carácter pueden ser revelados por las filogenias. Retomando conceptos aprendidos en las lecciones anteriores, el análisis filogené- tico y el registro fósil permiten conocer el orden en que aparecieron los caracteres. De las filogenias a continuación, se de- duce que todos los vertebrados tienen notocorda (cordados), pero no todos los 47 151 cordados presentan vértebras. Es decir, la notocorda es un carácter más ances- tral que las vértebras (carácter deriva- do). Los rasgos ancestrales permiten de- finir categorías taxonómicas más amplias y los derivados, más específicas. 47 Vertebrados (presentan vértebras) Cordados (presentan notocorda y tubo neural durante el desarrollo) D E 60 mil especies 535 millones de años - Urocordados - Cefalocordados - Vertebrados 55 mil especies 525 millones de años - Peces agnatos - Peces cartilaginosos - Peces óseos - Anfibios - Mamíferos - Reptiles - Aves 152 Unidad 1 Aplica Pongidae es un nombre en desuso que se utilizó para denominar a una fami- lia de primates que incluía a los géneros Pan (chimpancé), Gorilla (gorila) y Pongo (orangután). La figura muestra el árbol filogenético actual que considera la evo- lución. Analícenlo en parejas y respondan. Género Pongo Género Gorilla Género Homo Género Pan 4 - 6 millones de años atrás 6 - 8 millones de años atrás 12 - 16 millones de años atrás 47 153 1. ¿Por qué los taxónomos habían agru- pado a chimpancé, gorila y orangután, dejando fuera a los humanos? 2. ¿Qué evidencia, aparte de la morfoló- gica, podría explicar la cercanía entre humano y chimpancé? 3. La familia Pongidae fue reemplazada por Hominidae, que incluye a chimpan- cé, humano, gorila y orangután. Infie- ran por qué tuvo que crearse esta nue- va familia. 47 154 Unidad 1 Ciencia en Chile Centro de Modelamiento Matemático La identificación taxonómica de bacterias es una tarea que presenta dificultades, pues estas normalmente se encuentran formando complejas mezclas de diferen- tes grupos taxonómicos, llamados micro- biomas. Sin embargo, es posible identifi- car especies bacterianas en distintos mi- crobiomas comparando ADN de muestras biológicas con secuencias de ADN conoci- do (secuencias de referencia). El Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile ha rea- lizado proyectos para simplificar la detec- ción de especies bacterianas en microbio- mas de interés productivo, como en la in- 48 155 dustria avícola y del vino. Estos proyectos se enfocan en detectar taxones relevantes para procesos productivos específicos. El CMM es un centro de investigación interdisciplinario que analiza problemas complejos vinculados con necesidades lo- cales, especialmente en las áreas de mine- ría, medicina, telecomunicaciones, trans- porte, economía y energía. Sitio web: http://www.cmm.uchile.cl/ Las bacterias son importantes en mu- chos procesos productivos y en la salud. En nuestro cuerpo hay más bacterias que células humanas: solo el microbioma de nuestra boca comprende unas 600 espe- cies, que pueden detectarse usando he- rramientas genéticas. 48 156 Unidad 1 1. ¿Cuál es la importancia de identificar especies de bacterias en la salud y en procesos productivos? 2. Averigua qué ocurriría si todas las bac- terias de nuestro cuerpo desaparecie- ran. Protagonistas de la ciencia La profesora Adriana Hoffmann (1940) es botánica y ambientalista. Durante su carrera ha descrito 106 especies de cac- tus en Chile. Además, ha escrito numero- sos libros, entre los que destacan aquellos relacionados con la biodiversidad y taxo- nomía de plantas en Chile. 48 157 En 1997 fue reconocida por Naciones Unidas como una de las 25 ambientalistas líderes de la década, debido a su esfuerzo por proteger los bosques de Chile. 1. ¿Cuál es la relevancia de que los inves- tigadores difundan su trabajo hacia el público en general? 2. Averigua si en la biblioteca del colegio hay libros de Adriana Hoffmann. Consí- guelos y úsalos para aprender más. 48 158 Unidad 1 Sus títulos más destacados: • 1978 Flora silvestre de Chile / Zona Central. • 1982 Flora silvestre de Chile / Zona Austral. • 1988 Plantas medicinales de uso co- mún en Chile. • 1989 Cactáceas en la flora silvestre de Chile: una guía para la identificación de los cactos que crecen en el país. • 1990 De cómo Margarita Flores puede cuidar su salud y ayudar a salvar el pla- neta. 48 159 • 1997 Ecología e historia natural de la Zona Central de Chile. • 1998 Plantas altoandinas en la flora sil- vestre de Chile. • 1983 El árbol urbano en Chile. • 1998 La tragedia del bosque chileno. • 2000 Enciclopedia de los bosques chile- nos: conservación, biodiversidad, sus- tentabilidad. • 2001 Plantar, plantar, plantar: manual de reproducción y plantación de flora nativa chilena. 48 160 Unidad 1 Actividad final El panda gigante (A), Ailuropoda mela- noleuca, nativo de China, fue descrito por primera vez en 1869 y clasificado en la familia de los osos (Ursidae). Más tarde, algunos biólogos cuestionaron esa clasi- ficación al notar semejanzas físicas entre el panda gigante y el rojo (B), Ailurus ful- gens, nativo del Himalaya. Tras años de debate, se demostró que el panda gigan- te era un úrsido y que las características que lo asemejan al panda rojo no se de- ben a un parentesco evolutivo. Analiza el árbol filogenético y luego responde: 49 161 A B M ill on es d e añ os a tr ás 0 20 40 60 80 O so pa rd o O so m al ay o O so an di no Pa nd a gi ga nt e Pa nd a ro jo M ap ac he Pe rr o 49 162 Unidad 1 1. ¿Hace cuánto tiempo, aproximadamen- te, existió el ancestro entre el panda rojo y el gigante? 2. ¿Cuántos años atrás, aproximadamen- te, existió el ancestro de todas las es- pecies del árbol? 3. ¿Cuál es la especie con la que el panda rojo estaría más emparentado? 4. ¿Qué especie es más cercana a los osos, el mapache o el perro? 5. ¿Por qué las características físicas no siempre son buenos referentes para es- tablecer relaciones de parentesco evo- lutivo? 49 163 ¿Cómo voy? Evaluación de proceso y progreso 1. El ornitorrinco es un mamífero que pre- senta características especiales: tiene un pico similar al de los patos; sus patas tienen membranas interdigitales, como las nutrias; la cola es ovalada y aplana- da, como la de los castores. Junto con los equidnas forman el grupo taxonó- mico de los monotremas, cuyas crías nacen de huevos. a. ¿Cómo clasificarías al ornitorrinco te- niendo en cuenta las siguientes catego- rías? Dominio: ¿procarionte o eucarion- te?; reino: ¿animal, planta u hongo?; phylum: ¿cordado o artrópodo? 49 164 Unidad 1 b. Considerando que los mamíferos des- cienden de los reptiles, y que las crías de los reptiles nacen por huevos, ¿cómo explicas que los ornitorrincos nazcan de huevos? c. ¿Por qué el ornitorrinco tiene estructu- ras similares a organismos que habitan el agua, como patos, nutrias y casto- res? 2. Según algunos taxónomos, cromista es un reino que comprende a organismos diversos que habían sido clasificados previamente como protistas, algunos, y otros, como plantas. Según esto, ex- plica si existen reglas absolutasen la taxonomía, o más bien criterios y con- venciones. 49 165 ¿Cómo aprendo? • ¿Qué fortalezas y debilidades de mi for- ma de estudiar influyeron en cuánto me costó aprender esta lección? • ¿Conozco formas alternativas de es- tudio para aquellos conceptos que me fueron difíciles de aprender? 49 166 Unidad 1 S ÍN T ES IS El siguiente m apa m ental presenta y relaciona los principales conceptos que has aprendido en la unidad. Evolu ción El parentesco se representa a través de filogenias. Im plica descendencia con m odificación y parentesco entre los organism os. S e evidencia a través de registros fósiles, anatom ía com parada, em briología y análisis de A D N . Explica la biodiversidad, que consiste en la variedad de especies y la variabilidad dentro de estas. La biodiversidad es estudiada por la sistem ática y es organizada en sistem as de clasificación taxonóm icos. S e relaciona con la ecología, la biogeografía y con el estudio del desarrollo de los organism os. S e explica por teorías dentro de las cuales destaca la teoría de la selección natural de D arw in y W allace. La teoría de la selección natural involucra presión selectiva, variabilidad, herencia y adaptación. S e incorporó la genética, dando lugar a la teoría sintética de la evolución. 167 1. Analiza la información contenida en el mapa y vuelve a revisar los conceptos que te hayan resultado más difíciles de comprender. 2. Anota otros conceptos o ideas que para ti sean relevantes, y que no aparezcan en el organizador gráfico. Luego, mejora el mapa mental añadiendo tus propuestas. Para ello, puedes acceder al sitio bit.ly/canva-mapa_mental 3. Elige un concepto central distinto y crea tu propio mapa mental. Puedes encontrar más información de cómo construirlo en: bit.ly/map-mental. 50 168 Unidad 1 REPASO MIS APRENDIZAJES Desarrolla las siguientes actividades para poner en práctica lo que has apren- dido y diversas habilidades cognitivas. 1. Observa las imágenes y describe los mecanismos de formación de los fósi- les a los que corresponden. A B C 50 169 2. Respecto del proceso de fosilización, explica por qué en los estratos más profundos de la Tierra es posible en- contrar fósiles más antiguos. Organiza la información en un modelo, utilizando las TIC. 3. Argumenta por qué el descubrimien- to de la herencia y la genética fue un aporte para la teoría de la evolución por medio de la selección natural. 50 170 Unidad 1 4. Explica el mecanismo de selección na- tural usando el esquema de abajo. Uti- liza los siguientes conceptos: rasgos hereditarios, variabilidad, adaptación y presión selectiva. 51 17151 5. Consigue un pliego de cartulina negra, un dado y 12 círculos de cartulina: 4 grises de 3 cm de diámetro, 4 negros de 3 cm de diámetro y 4 grises de 5 cm de diámetro. Pon los círculos sobre la cartulina, distribuidos al azar, e imagi- na que representan una población de mariposas en un ecosistema determi- nado (pliego de cartulina). Luego, lan- za el dado: si obtienes 1, elimina una mariposa negra; si consigues un 2 o un 3, quita una mariposa gris pequeña; y si sacas entre 4 y 6, saca una mariposa gris grande. Continúa lanzando el dado hasta que quede solo un tipo de mari- posa. a. ¿Qué representan los lanzamientos del dado en esta actividad? 172 Unidad 1 b. ¿Qué mariposas tuvieron mayores posibilidades de sobrevivir en el eco- sistema? ¿A qué lo atribuyes? 6. Analiza la siguiente filogenia. Luego, responde las preguntas planteadas: 51 173 C et ar tio da ct yl a Ty lo po da (c am m el li) A rt io fa bu la S ui na C et ru m in an tia R um in an tia C et an co do nt a/ H ip po m or ph a Tr ag ui lid ae Pe co ra H ip po po ta m id ae C et ac ea 51 174 Unidad 1 a. Según este árbol, ¿qué especie es la más emparentada con la ballena?, ¿cuál la más alejada? b. ¿A qué grupo taxonómico pertenece el ancestro común entre la ballena y el camello? c. ¿Por qué la ballena tiene un aspecto externo tan distinto a sus parientes de la filogenia? ¿Qué papel tuvo la selección natural en esta diferencia- ción? d. Explica si el ancestro común entre ballenas e hipopótamos fue marino o terrestre. 51 175 7. Analiza la siguiente afirmación y expli- ca su significado: «Las homoplasias no son buenos caracteres para clasificar a los seres vivos». 8. Evalúa la utilidad de las claves taxo- nómicas para comprender y estudiar la biodiversidad. 9. Aplica las características de una buena descripción de especie a un caso con- creto de un organismo que elijas. 51 176 Unidad 1 10. Un grupo de investigadores estudió un fragmento del gen de la hemoglobina en las especies de la tabla. En esta aparece una sección del gen que varía entre las especies. De acuerdo con lo que has aprendido, plantea una hipó- tesis sobre cuáles son las especies más emparentadas entre sí. Secuencia de un fragmento del gen de hemoglobina Especie Secuencia de ADN Ser humano AAACAACATATT Caballo CGTAAACATAAA Gorila AAACAACATAAA Chimpancé AAACAACATATT Cebra CGTAAACATCGT 52 177 a. ¿Qué procedimiento usarías para es- tablecer qué especies están más em- parentadas? b. Realiza el procedimiento propuesto. Argumenta si tu hipótesis fue acerta- da o no. c. ¿Qué aplicación tiene la comparación de secuencias de ADN entre distin- tas especies?, ¿qué información en- trega? 11. Consigue un juego de naipes ingle- ses para representar una población de aves isleñas. Los cuatro palos (picas, corazones, diamantes y tréboles) co- rresponden a diferentes alelos que de- terminan la forma de la cola, cuyas fre- cuencias son 25% cada uno. 52 178 Unidad 1 i. Quita los comodines del juego, y lue- go, baraja los naipes y ponlos boca abajo sobre una mesa. Luego, vol- tea 40 de ellas para representar los alelos de 20 descendientes produci- dos por apareamientos aleatorios en la población inicial. ii. Separa los 40 naipes por palo y en- cuentra las frecuencias alélicas cal- culando el porcentaje. iii. Supón que las condiciones meteoro- lógicas provoca que algunas aves mi- gren a otra isla, quedándose aislada y comenzando una nueva población. Para ello, vuelve a barajar el mazo y saca diez cartas para representar los 52 179 alelos de cinco descendientes produ- cidos en la nueva población. A conti- nuación, calcula las frecuencias aléli- cas resultantes, como lo hiciste en el paso ii. iv. Analiza y compara las frecuencias alélicas originales con las calculadas en los pasos ii y iii. a. ¿Cómo cambiaron las frecuencias alélicas? b. ¿En qué medida estos cambios po- drían diferenciar a la nueva población de la original? Explica. 52 180 Unidad 1 12. Analiza la siguiente situación hipoté- tica: Se estudió la presencia de bacte- rias resistentes a antibióticos en el trac- to digestivo de animales de laboratorio. Para esto, se tomaron muestras y se analizó la existencia de esta caracterís- tica en las poblaciones de bacterias en dos momentos: año 1995 y 2000. Los gráficos muestran los resultados obte- nidos. a. Describe e interpreta la información de cada gráfico. b. Analiza el comportamiento de cada población de bacterias a partir de la teoría de la selección natural. c. Explica si la bacteria A puede volver a ser frecuente. 52 181 Bacterias A100 80 60 40 20 0 1995 2000 B ac te ri as r es is te nt es a an tib ió tic os ( % ) Período (año) Bacterias B B ac te ri as r es is te nt es a an tib ió tic os ( % ) 1995 2000 Período (año) 100 80 60 40 20 0 52 182 Unidad 1 NUESTRO PROYECTO: EVALUACIÓN DE LOGROS Aprendiendo más sobre Darwin La teoría de la selección natural como motor de la evolución, planteada en pri- mera instancia por Darwin, es una teoría biológica muy alejada del uso social que en la actualidad le otorgan algunas perso- nas. Por ejemplo, el concepto «darwinismo
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