La formació d'especies noves es limita a una simple adaptació local de les poblacions sobre sota els efectes de la selecció natural

Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Biología

Escrito el en catalán con un tamaño de 20,55 KB

 


Formulació de la teoria


1. Herència dels caràcters

: tots els organismes provenen dorganismes semblants. És a dir, els progenitors transmeten la majoria de les seves característiques als seus descendents.

2. Variació


En qualsevol població dindividus hi ha variació, diversitat de característiques, i algunes són heretables.

3. Excés de descendents


A la majoria despècies el nombre de descendents que sobreviuen i es reprodueixen a cada generació és menor que el nombre de descendents produïts. Sestableix una lluita continua per la supervivència (existència).

4. Selecció natural


La capacitat de sobreviure i reproduir-se dun individu determinat depèn de la interacció entre les seves característiques (recordem-ho, diferents de la resta dindividus) i lambient on viu. Algunes característiques, que Darwin anomena favorables ( individus més aptes/avantatjosos), permeten als que les tenen deixar més descendents que la resta. Si són hereditàries, aquestes característiques tendiran a ser més freqüents a les generacions posteriors. Aquest procés és el que Darwin anomenà selecció natural.

5. Origen de noves espècies


Amb el temps suficient, la selecció natural pot acumular prou canvis per diferenciar dos grups dorganismes fins al punt de poder-los considerar espècies diferents. A més daquests cinc punts exposats explícitament per Darwin, la teoria de levolució té un seguit dimplicacions:

A. Materialisme


Lorigen de les espècies sexplica per processos naturals, sense necessitat duna intervenció sobrenatural. Aquesta implicació, irrellevant actualment, va ser la més polèmica a lèpoca de Darwin.

B. Relació filogenètica de tots els vivents


Tots els organismes provenen dun únic primer organisme (o dun petit grup):La vida sha originat una vegada (o ben poques). Totes les espècies, doncs, estan relacionades entre elles.Podem dir que són parentes més o menys llunyanes.


C. No direccionalitat


Levolució no té una direcció determinada. Tan sols respon a les circumstàncies presents. No pot veure el futur i, per tant, no es dirigeix a cap lloc concret que no sigui la supervivència dels individus actuals la seva adaptació a lentorn.

D. No jerarquització


Els organismes no es disposen en una escala de perfecció gradual en què cadascun és avantpassat dun altre, com proposava Lamarck. Les relacions entre organismes es descriuen millor com un matoll profusament ramificat on els extrems de les branques representen els organismes actuals. Així, dos organismes relacionats no ho són perquè un és lantecessor de laltre sinó pel fet de compartir un avantpassat comú més o menys llunyà (el punt de ramificació). Per tant, doncs, és incorrecte parlar dorganismes més primitius/més evolucionats, superiors/inferiors o perfectes/imperfectes, malgrat que aquestes expressions es facin servir sovint.

E. Aleatorietat de la variació


Les característiques noves apareixen de manera aleatòria, sense cap predeterminació ni com a resposta a cap necessitat. La selecció actua sobre aquesta diversitat. Els organismes no poden encarregar o promoure una característica determinada (aquesta possibilitat era la que plantejava el lamarckisme).

F. Gradualisme


El canvi evolutiu es produeix per acumulació gradual de petits canvis, sense transicions sobtades. Aquest aspecte és matisat per la teoria dels equilibris interromputs

Darwin:


és el fundador de la moderna teoria de l’evolució. La seva gran aportació va ser: La descripció del mecanisme de l’evolució. La selecció natural. La recollida i estructuració d’una immensa quantitat de dades que li donaven suport.

Les crítiques a Darwin:

I.

L’origen i el manteniment de les variacions

;

Absència de formes intermèdies:; El cas dels òrgans especialitzats

El neodarwinisme:


La principal debilitat de la teoria de Darwin era lorigen i la transmissió de la variació, és a dir, els
fenòmens que estudia la genètica .La integració entre la teoria de Darwin i la genètica mendeliana va donar lloc al Neodarwinisme i, en la seva forma més elaborada , a l’anomenada Teoria sintètica de l’evolució. El canvi evolutiu afecta a tots els aspectes dels éssers vius: la seva morfologia, fisiologia, comportament reproductiu, la seva ecologia... Per explicar tots aquests canvis s’ha de recórrer als canvis genètics, és a dir, canvis en l’ADN que, en interaccionar amb el medi ambient, determina el que són els organismes. Les mutacions són la font última de tota variabilitat hereditària. Tanmateix, a través dels processos sexuals, en cada generació aquesta variabilitat s’ordena de noves maneres. No totes les variants genètiques es transmeten igual d’una generació a l’altra. Pel contrari, algunes variants augmenten la seva freqüència mentre que d’altres la disminueixen. Així, doncs, es pot comprendre l’evolució com un procés en dos temps: en primer lloc, la mutació i la recombinació genètica, els processos mitjançant el quals s’origina la variabilitat. * i, en segon lloc, els processos mitjançant els quals les variacions genètiques es transmeten diferencialment de generació en generació. A continuació s’estudien els processos que permeten que les freqüències de les variacions genètiques canviïn de generació en generació. 1. La selecció natural 2. Les mutacions 3. El flux genètic 4. La deriva genètica.


Llei de Hardy-Weinberg:


Hardy i Weinberg, treballant de manera independent, van demostrar que la recombinació genètica que té lloc en cada generació no canvia per si mateixa les freqüències gèniques de les poblacions. Per això van estudiar el comportament de dos al·lels en una població ideal en la qual hi ha d’haver les cinc condicions següents: a) No hi ha mutacions. B) No hi ha immigració ni emigració. C) La població és molt gran. D) L’aparellament té lloc totalment a l’atzar. E) Tots els al·lels són igualment viables, és a dir, tots els individus tenen la mateixa probabilitat de sobreviure i reproduir-se. En considerar un únic gen que té només dos al·lels A i a, Hardy i Weinberg van demostrar matemàticament que, si es compleixen les cinc condicions anteriors, llavors les freqüències dels al·lels A i a en la població no canvien d’una generació a una altra. A més a més, la freqüència de les tres combinacions possibles d’aquests al·lels (els genotips AA, Aa i aa) tampoc canvien d’una generació a la següent. Aquesta situació d’equilibri s’expressa amb la següent equació

: p2 + 2pq + q2 = 1

Mutacions:


Les mutacions són canvis del genotips que es poden heretar de pares a fills. Ja hem estudiat en la unitat de genètica els diferents mecanismes de mutació del DNA. Cal tenir present que una mutació pot afectar tant un gen estructural (que codifica lestructura duna determinada proteïna) com un gen regulador (que regula lexpressió daltres gens). Les mutacions es produeixen de manera espontània i aleatòria, no com a resposta a les necessitats dels organismes. La taxa amb què es produeixen és molt baixa (entre 1 per 1000 i 1 per 106). Malgrat aquestes taxes, lelevat nombre de gens fa que cada individu dugui alguna mutació. Sestima, per exemple, que cada persona (que té uns 30000 gens) duu dues mutacions noves. Les mutacions són sempre: innovadores, successos accidentals (a latzar),  no són beneficioses ni perjudicials, preadaptatives.


La selecció natural va ser el mecanisme proposat per Darwin per a l’evolució. La va definir com el procés pel qual els individus que tenen característiques hereditàries avantatjoses deixen (de mitjana) més descendents que aquells que no les tenen.Des del punt de vista de la genètica de poblacions la selecció natural es defineix com la força que actua per a canviar la freqüència gènica al llarg del temps.

Qui se selecciona?

Qui té o no té èxit reproductiu és el conjunt de l’individu amb totes les seves característiques (anatòmiques, fisiològiques, i de comportament) i és seleccionat pel medi.

Què se selecciona?

Les característiques que afavoreixen l’adaptació de l’organisme al seu entorn, afavorint-ne la supervivència i, indirectament o directament, les possibilitats de reproducció. El nivell d’adaptació d’un organisme a un entorn s’anomena eficàcia biològica i, en principi, augmenta per l’acció de la selecció natural.

Tipus de selecció:

podem descriure tres formes possibles de selecció:
la selecció normalitzadora (tendeix a reforçar el valor mitjà): tendeix a eliminar els valors extrems. Afavoreix els fenotips intermedis. La variabilitat del caràcter es redueix i la població presenta pocs canvis d’una generació a una altra. Exem. Nombre d’ous a la niada dels ocells.;
la diversificadora (diferencia dues poblacions amb mitjanes diferents): la selecció augmenta la freqüència dels valors superiors i inferiors tot fent disminuir la dels propers a les mitjanes. Perquè els fenotips situats a ambdós extrems de la distribució tenen avantatges sobre els intermedis.Exem. Al runam de les mines de coure de la Gran Bretanya; 
 i la direccional (desplaça la mitjana en un sentit determinat): En aquest cas la selecció actua en un sentit determinat desplaçant la mitjana cap a un o altre extrem. A la llarga aquesta selecció tendeix a substituir un al·lel o un grup d’al·lels per una altres de diferents. Si aquesta tendència es manté al llarg de milions d’anys parlarem de tendència evolutiva (és el cas, per exemple, de l’augment de volum cerebral dels homínids).

Flux genètic:


Amb aquest terme ens referim a lentrada de nous individus a la població (immigració) i, per tant, de nous al·lels. Aquest fenomen tendeix a uniformitzar la composició genètica de les diferents poblacions duna espècie. Hi ha dos factors importants: a) Les diferències en freqüències gèniques entre les dues poblacions. B) La proporció de gens migrants que són incorporats a cada generació = Flux gènic..

Deriva genètica:


Suposem que en una població de 50 persones n’hi ha dues que duen un determinat al·lel. Si per algun motiu (accident, malaltia, celibat...) no tenen fills o, simplement, els fills no duen l’al·lel, aquest desapareixerà de la població a la generació següent. Aquest fenomen dels canvis aleatoris de freqüències gèniques en poblacions petites s’anomena deriva genètica. Té importància en dos casos: 

Efecte fundador

Si una població petita se separa duna altra més gran, les seves freqüències poden ser diferents de les de la població gran. La població descendent daquest petit grup tindrà, doncs, unes freqüències gèniques diferents. Imaginem una parella de persones que sen van a colonitzar una remota regió inhabitada. Si, per casualitat, ambdós tenen ulls blaus, tots els futurs habitants daquella regió tindran ulls blaus. Aquest fenomen és importants en la colonització dilles.

Efecte de coll dampolla


Si per algun motiu, una població gran es veu reduïda a un petit nombre dindividus i després torna a créixer, les freqüències gèniques dependran de les que tenien el reduïtnombre de supervivents. Això produeix una gran disminució de la variabilitat, és a dir, una gran abundància dhomozigots. La disminució de diversitat pot comprometre seriosament el futur de la població.



Proves de l'evolució:


L'evolució és actualment una teoria plenament consolidada i confirmada, i els investigadors ja no busquen proves que la refermin. Tot i això, convé conèixer els arguments que l'avalen. -

Registre fòssil:

el conjunt dels fòssils coneguts) observem els següents fets: -Hi ha un gran nombre despècies extingides (més que no despècies actuals). -Habitualment aquestes espècies són diferents de les actuals, i la magnitud de la diferència és aproximadament proporcional a la seva antiguitat (hi ha, però, un reduït nombre despècies actuals aparentment idèntiques a restes fòssils de centenars de milions danys dantiguitat. Se les anomena fòssils vivents). -Tot i les diferències, la major part de les espècies fòssils presenten prou semblances amb les actuals per poder relacionar-les entre elles. -Hi ha sèries de fòssils que es poden ordenar en una seqüència que relaciona una espècie extingida amb una altra dactual a través duna cadena de canvis morfològics. Ex:Un cas conegut és el de la sèrie dantecessors fòssils del cavall.

Embriologia:

Els organismes relacionats evolutivament presenten sovint una gran semblança en les primeres etapes del desenvolupament, que s’explica pel fet de compartir un avantpassat comú. Això és degut al fet que el desenvolupament embrionari és un procés extraordinàriament conservador que admet pocs canvis. Qualsevol mutació que afecti aquesta etapa tindrà uns efectes que s’amplificaran durant el desenvolupament amb resultats habitualment mortals. Exem: Els crancs i els glans de mar.

Biogeografia:

Els grups dorganismes evolutivament pròxims acostumen a estar relacionats geogràficament. Aquest fet el va observar Darwin en el pinsans de les illes Galàpagos. Altrament, cada part del món té una fauna especial i diferent de la daltres indrets. A lÀfrica hi ha lleopards i guepards, a lÀsia, tigres, a lAmèrica del Sud, jaguars i pumes. Cada espècie es troba únicament als llocs que van colonitzar els seus antecessors. Si una espècies és en llocs separats per barreres que avui són infranquejables, cal que suposem que en una altra època hi hagué un pas actualment inexistent. És el cas de les espècies comunes a lÀsia i a Amèrica.



Òrgans homòlegs:


Si observem lesquelet de les extremitats anteriors de ratpenats, cavalls, dofins i ocells, ens adonarem dun fet interessant: malgrat les funcions tan diferents que fan, la seva estructura bàsica és la mateixa. Aquest fet sinterpreta suposant que tots tenen un avantpassat comú a partir del qual shan diferenciat, mantenint, però, la mateixa estructura òssia. Aquest fenomen, lorigen comú dunes estructures actualment diferents, sanomena homologia, i és una de les eines bàsiques per establir relacions evolutives entre organismes. La presència destructures homòlogues entre organismes és indicador que comparteixen un avantpassat comú.L'analogia és un fenomen contrari: estructures dorigen divers han evolucionat independentment cap a formes semblants.Exem: forma hidrodinàmica comuna a molts vertebrats aquàtics..

Òrgans vestigials:

Són estructures anatòmiques que sassemblen a daltres, si bé són de mida més reduïda i estructura més simple. Ens indiquen que les espècies tenen una història que ha deixat la seva empremta.Exem: als humans, trobem lapèndix vermiforme.

Fisiologia:

Tots els organismes comparteixen: unes mateixes vies metabòliqües (la glucòlisi, per exemple), hi ha una gran uniformitat en els components moleculars dels éssers vius. Un mateix codi genètic, basat en els àcids nucleics, siguin camells, bacteris o enciams. Aquests aspectes també es poden considerar una prova de lorigen comú de tots els organismes.

L'especiació:


Una espècie és un conjunt de poblacions dindividus que es poden encreuar entre ells i tenir descendència fèrtil. Aquesta definició és molt rigorosa i, si més no en teoria, es pot comprovar experimentalment. Malgrat
això, presenta un seguit dinconvenients pràctics: -Tan sols es pot aplicar a aquells organismes que es reprodueixen sexualment. Hi ha molts grups que no més es reprodueixen asexualment o bé sautofecunden. -Des dun punt de vista pràctic, la definició pot ser inaplicable. El nombre dencreuaments necessaris per comprovar si un seguit de poblacions pertanyen a una mateixa espècie podria ser astronòmic.- Només es pot aplicar a espècies actuals.



Especiació al·lopàtrida:


Es creu que aquest és el mecanisme despeciació més freqüent. Els passos són:1.

Aïllament entre poblacions per barreres geogràfiques

Les
barreres geogràfiques són obstacles que impedeixen lencreuament entre individus de diferents poblacions. Es necessita el pas del temps. 2.

Diferenciació genètica

Laïllament reproductiu fa possible una diferenciació del patrimoni genètic, especialment si les poblacions són petites i les condicions ambientals són diferents en una i altra àrea. En aquest cas té importància la deriva genètica, tal com vam comentar sobrelefecte fundador. En aquesta fase lespeciació es pot aturar si les poblacions es posen altra vegada en contacte.Apareixen mecanismes daïllament reproductor. 3.

Desenvolupament de mecanismes daïllament reproductiu

Anomenem aïllament reproductiu la manca dintercanvi de gens entre dues poblacions. Si sestableix algun (o alguns) mecanisme daïllament reproductiu, la nova espècie es mantindrà encara que torni a ser possible lencreuament amb la població original. Podem dir que lespeciació és completa.

Especiació simpàtrida:


La possibilitat duna especiació sense aïllament geogràfic és menys clara, ja que és molt difícil evitar de manera efectiva laparellament. Hi ha, però, dues possibilitats: 1.

Diferenciació de microhàbitats:

En el cas d’organismes paràsits o molt especialitzats, un canvi puntual en la forma d’alimentació o en els hàbits reproductius pot dur a l’aïllament de poblacions altrament veïnes.

2. Poliploïdia i hibridació:

s’anomena poliploïdia la multiplicació del nombre de cromosomes habitual d’una espècie. Un híbrid és el resultat de lencreuament entre dues espècies diferents. Els híbrids acostumen a ser estèrils perquè els seus cromosomes no es poden aparellar i distribuir correctament a la mitosi.

L'aïllament reproductiu i el manteniment de les espècies: a) Mecanismes prezigòtics:


Aïllament ecològic; Aïllament temporal; Aïllament etològic

; b) Mecanismes postzigòtics:

Aïllament mecànic; Aïllament gamètic Zigot no viable: Esterilitat o no viabilitat dels híbrids.

Cronoespècie:


Les espècies amb noms diferents, que han viscut en diversos moments de la història evolutiva, però que estan relacionades pel fet que descendeixen de les altres, es poden anomenar cronoespècies o espècies temporals: per exemple, Homo erectus i Homo sapiens són cronoespècies diferents.

La teoria neutralista:


Lanàlisi per electroforesi de les proteïnes va permetre dobservar-hi un elevat polimorfisme: hi havia moltes més variants dun al·lel en una espècie determinada del que semblaria raonable si cada variant tingués un determinat avantatge o desavantatge selectiu. Motoo Kimura va proposar que la majoria de mutacions eren selectivament neutres. Si era així, la major part dels canvis en les proporcions gèniques no eren producte de la selecció natural sinó que es feien a latzar, per deriva genètica. No negava que determinades mutacions tinguessin valor selectiu, però defensava que la majoria no en tenien.

Teoria dels equilibris interromputs :


Aquests evolucionistes proposen que les discontinuïtats del registre fòssil són el reflex de la vertadera natura de levolució biològica: llargs períodes destabilitat o equilibri en els quals sobserven pocs canvis. Puntuats per períodes de canvi molt ràpid durant els quals apareixen noves espècies.

Teoria del gradualisme:


Suposa que els canvis tenen lloc de manera contínua. Actualment continua el debat sobre si levolució és gradual o interrompuda. La imperfecció del registre fòssil fa improbable que la polèmica sigui resolta.

Entradas relacionadas: