L'evolució

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

Evolució:

Evolució INSTITUT DE CELRÀ CURS 2009-10 Fina Vert

Índex:

Índex Què és l’evolució? Proves de l’evolució. Evidències Teories evolucionistes La genètica de les poblacions Concepte biològic d’espècie

Què és l’evolució?:

Què és l’evolució? El procés de transformació d’unes espècies en les altres, gràcies a variacions que es transmeten d’una generació a l’altre en grans períodes de temps Per evolució entenem el fet del desenvolupament i canvi natural en les poblacions constituïdes per organismes a través de les generacions. El desenvolupament i creixement d’un organisme no es considera evolució. Els organismes, els individus no evolucionen. Són les poblacions les que evolucionen. Els canvis que es consideren evolutius en les poblacions són heretats , generació rere generació, a través del material genètic. Les teories de l’evolució són el lamarckisme, el darwinisme, el neodarwinisme.

Proves de l’evolució:

Proves de l’evolució Evidències biogeogràfiques Evidències paleontològiques Evidències anatòmiques Òrgans homòlegs i anàlegs Òrgans vestigials Convergència i radiació adaptativa Evidències embriològiques Evidències bioquímiques

Proves de l’evolució. Evidències biogeogràfiques:

Proves de l’evolució. Evidències biogeogràfiques Evidència : quan més allunyades esta dues zones, més diferències presenten en la seva flora i en la seva fauna Explicació evolucionista : les espècies han sorgit per evolució a partir de subpoblacions que han anat colonitzant les zones properes. Exemple : els pinsans de les illes Galàpagos que va estudiar Darwin

PowerPoint Presentation:

Evolució del pinsà A partir d’una primera espècie que va arribar procedent de les costes de l’Equador, els descendents de la qual es van adaptar als diferents tipus d’aliments i d’ambients que hi havia a cada illa. Existeix una relació entre la mida i la forma del bec i el tipus d’aliment L’existència de tantes espècies diferents de pinsans en unes illes tan properes, es pot entendre si s'accepta que totes procedeixen d’una única espècie, que segurament a causa d’un vendaval, va colonitzar tot aquest arxipèlag volcànic, que com que era molt jove presentava flora i una fauna escassa; després els seus descendents van quedar gairebé aïllats (insularitat). En aquelles illes que tenien arbres, es van diversificar en espècies arbòries i terrestres, i després es van diversificar segons la manera d’alimentar-se. Aquest procés evolutiu s’anomena radiació adaptativa .

Proves de l’evolució. Evidències biogeogràfiques:

Proves de l’evolució. Evidències biogeogràfiques

Proves de l’evolució. Evidències biogeogràfiques:

Proves de l’evolució. Evidències biogeogràfiques La radiació dels marsupials d'Austràlia. Els marsupials són anteriors a l’aparició dels euteris i es van estendre per tots els continents quan Austràlia encara no se n’havia separat. Així, els marsupials van seguir un procés evolutiu en què van anar ocupant tots els nínxols ecològics possibles. L’aparició dels mamífers placentaris va anar desplaçant els marsupials a causa de la millor eficàcia reproductora dels primers . Aquest desplaçament es va donar en tots els continents menys en aquelles masses continentals que ja estaven separades (Austràlia, Nova Guinea , i l’Amèrica del Sud). Aquesta última es va unir a l’Amèrica del Nord fa aproximadament uns 10 milions d'anys, a partir de llavors, les poblacions de marsupials van començar a disminuir per la competència amb els placentaris. Actualment només trobem marsupials a Austràlia, Nova Guinea , i l’Amèrica del Sud

Proves de l’evolució. Evidències paleontològiques:

Proves de l’evolució. Evidències paleontològiques Evidència : els fòssils Explicació evolucionista : augmenten en complexitat i diversitat en el temps gràcies al procés evolutiu Exemples: Archaeopterix , té dents i cua de rèptil, plomes d’au a les ales. Pot interpretar-se que és la baula intermèdia entre rèptils i aus. Ichthyostega sp. Amfibi que enllaça els vertebrats terrestres amb els peixos

Proves de l’evolució. Evidències paleontològiques:

S’observa un augment de la complexitat estructural. Dentadura per ramonejar passa a ser apta per pastar i el peu amb un sol dit poden fugir millor dels depredadors Proves de l’evolució. Evidències paleontològiques

Proves de l’evolució. Evidències paleontològiques:

Proves de l’evolució. Evidències paleontològiques Concepte de fòssil És una evidència de l’existència d’un organisme que va viure en el passat. És fossilitzen organismes o parts com: l’ esquelet, closques ossos, però també restes de l’activitat alimentària i reproductora,... (ous, copròlits, petjades...)‏ Un fòssil ens proporciona molta informació : Exemple Una petjada fòssil ens informa de la presència d’aquest organisme i també de l'aparell locomotor. Un fòssil per ser útil com a prova d’evolució ha de correspondre a un tàxon que hagi presentat molts individus (més possibilitat de trobar-ne restes) i que hagi perdurat al llarg del temps , és a dir, presenta una gran amplitud, tant en el temps com en l’espai. D’aquesta manera es podran establir sèries evolutives o correlacions entre fòssils d’edats consecutives que pertanyen a un mateix grup taxonòmic. Per exemple, s’ha pogut reconstruir la sèrie evolutiva dels cavalls. Malgrat tot, el registre fòssil és incomplet, ja que la fossilització és un procés llarg i difícil que es dona en condicions especials. A més, la probabilitat que un fòssil sigui trobat és remota, ja que només una petita part de les roques que contenen fòssils en són accessibles.

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques:

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques -òrgans homòlegs -òrgans anàlegs -òrgans vestigials Cal tenir en compte els conceptes de RADIACIÓ ADAPTATIVA.....o. homòlegs CONVERGÈNCIA ADAPTATIVA.....o. Anàlegs

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques:

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques Radiació adaptativa o evolució divergent és el procés divergent que produeix òrgans homòlegs ÒRGANS HOMÒLEGS : igual origen, diferent funció. Són una prova de l’evolució perquè indiquen un avantpassat comú Exemple el QUIRIDI

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques:

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques:

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques Convergència adaptativa. És un procés convergent que produeix òrgans anàlegs. ÒRGANS ANÀLEGS: Diferent origen, igual funció Exemple: les ales de les mosques i de les aus No proven l’evolució

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques:

Proves de l’evolució. Evidències anatòmiques ÒRGANS VESTIGIALS O RESIDUALS Són restes que indiquen una situació diferent en el passat Són prova de l’evolució Exemple: el 3º molar, l’apèndix vermiforme, el pèl al pit i a l’esquena i el còccix format per uns quants ossos soldats. Les espècies antecessores a la humana van tenir una alimentació bàsicament vegetariana, devien necessitar més molars i un intestí gros amb un apèndix més ampli; si van viure en zones boscoses , devien necessitar pelatge, atesa la funció protectora que té el pèl contra les rascades, cops, paràsits, canvis tèrmics,...i si van viure a les capçades d’arbres, podien necessitar una cua formada per uns quants ossos allargats

Proves de l’evolució. Evidències embriològiques:

Proves de l’evolució. Evidències embriològiques Es basen en l’estudi comparat de l’embrió Exemple: els teleostis i les gallines tenen l’arc aòrtic i el cor amb dues cambres, això els aproxima evolutivament per l’origen

PowerPoint Presentation:

Proves de l’evolució. Evidències embriològiques Tots els embrions de vertebrats presenten fenedures branquials i cua en algun moment del seu desenvolupament. Demostren l'existència d’un avantpassat comú a tots els vertebrat. Els embrions són més semblants com més propers són evolutivament les espècies, això permet reconstruir les relacions evolutives entre els diferents grups. Llei biogenètica de Haeckel: L’ontogènia o desenvolupament embrionari és una recapitulació curta de la filogènia o seqüència d’espècies antecessores.

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques:

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques Es basen en l’estudi comparat de molècules de dos organismes diferents, quan més propers estan evolutivament dos organismes , més coincidència hi ha entre les seves molècules . -Tenim: biomolècules comuns en els éssers vius el codi genètic és universal seqüències d’aminoàcids iguals seqüències de DNA de diferents organismes que s’hibriden, per exemple el DNA humà i el del ximpanzé s’hibriden 98% reaccions immunològiques, a més distància evolutiva entre dos éssers vius, més forta és la reacció d’aglutinació

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques:

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques El citocrom c es una proteïna (104 aa) present a tots els organismes (intervé en el transport d’electrons cadena respiratòria)‏ Els humans i els ximpanzés difereixen d’1 aa, amb els cavalls 11 aa, 21 del de les tonyines,... El grau de semblança en la composició d’una mateixa proteïna en 2 espècies diferents reflecteix la proximitat de l’avantpassat comú de les dues espècies Els éssers vius estan constituïts per les mateixes molècules (glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics. Tots els éssers vius sintetitzen proteïnes a partir dels 20 aminoàcids . També comparteixen l’esquema bàsic del metabolisme i l’ATP la molècula en la qual es transfereix l’energia.

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques:

Si comparem les seqüències de nucleòtids de DNA de 5 espècies de primats diferents podem saber el grau de parentiu. Quin primat té més parentiu? Ximpanzé Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques

Dada: El 99,4%???? Del DNA humà s’hibrida amb el del ximpanzé:

Dada: El 99,4%???? Del DNA humà s’hibrida amb el del ximpanzé

Classificació taxonòmica de l’ésser humà:

Classificació taxonòmica de l’ésser humà

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques:

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques Estudi comparat de les reaccions d’aglutinació de la sang en els diferents organismes. Exemple: Si injectem sang humana a un animal d’una altra espècie, aquest produeix uns anticossos anomenats aglutinines antihumanes. Quan aquesta aglutinina antihumana es posa en contacte amb sèrums sanguinis de diferents espècies, produeix una forta reacció en l’ésser humà i en els animals del mateix tronc evolutiu i reaccions dèbils o nul·les en espècies allunyades evolutivament. En una experiència es van injectar aglutinines antihumanes en el sèrum de diferents animals. Es van obtenir diferents percentatges d’aglutinació, indicats a la taula. Animal Aglutinació (%)‏ Ximpanzé 85 Goril·la 64 Orangutan 42 Babuí 29 Vaca 10 Daina 7 Cavall 2 Cangur 0

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques:

Proves de l’evolució. Evidències bioquímiques Els anticossos són altament específics. Aquest fet pot utilitzar-se per buscar relacions evolutives, vegeu un exemple: Si en un conill, induïm la fabricació d’anticossos anti-albúmina humana i els aïllem i purifiquem, podem utilitzar-los per testar la semblança entre les albúmines de diferents espècies i trobar les seves relacions evolutives. Només hem d’afegir un marcador a l’anticòs (un pigment fluorescent) i posar-lo amb contacte amb diferents albúmines. A més semblança evolutiva amb l’albúmina de referència (la humana) hi haurà més reacció antigen-anticòs i per tant, més fluorescència.

Teories evolucionistes:

Teories evolucionistes L’ EVOLUCIONISME EN EL SXIX J. B. LAMARK (1744-1829)‏ “TEORIA DELS CARÀCTERS ADQUIRITS” la tendència a la complexitat L’ús o desús provoca l’ aparició d’ òrgans La funció crea l’òrgan. L’ herència dels caràcters adquirits

Teories evolucionistes. Lamarckisme:

Teories evolucionistes. Lamarckisme Per què els talps tenen ulls petits? Els talps són mamífers excavadors, que duen una vida subterrània. Tenen els ulls diminuts, i sovint estan recoberts de pell, la qual cosa fa que siguin cecs. Per què passa això? Segons el punt de vista lamarckià, els avantpassats dels talps eren mamífers amb ulls normals, que van començar a fer vida subterrània. Com que a sota terra no utilitzaven ulls, aquests òrgans es van començar a atrofiar. La reducció dels ulls s’heretava, de manera que cada generació naixia amb els ulls una mica més petits. Després de moltes generacions, es va arribar als talps actuals, amb ulls molt reduïts i gairebé cecs.

PowerPoint Presentation:

Canvi en l’ambient Ús d'òrgans Desús d’òrgans Desenvolupa-ment d’òrgans Atròfia d`òrgans Transformació de l’individu Herència dels caràcters adquirits Transfor-mació (evolució) de l’espècie Canvi en les necessitats Canvi en els costums Impuls intern Aparició de nous òrgans Teories evolucionistes. Lamarckisme

Teories evolucionistes. Lamarckisme:

Teories evolucionistes. Lamarckisme El lamarckisme és fals. Arguments: L’ús i el desús d’alguns òrgans , com els músculs, en modifica el desenvolupament, però això no succeeix en tots els òrgans ni comporta, en cap cas, la modificació del DNA. No hi ha cap mecanisme coherent amb els coneixements biològics actuals que puguin explicar l’aparició de nous òrgans com a conseqüència de la necessitat. A més, aquest fet no s’ha pogut observar, ni demostrar, experimentalment. La transformació que s’experimenten durant la vida de l’individu, com a conseqüència de la seva adaptació al medi, no canvien el DNA dels seus gàmetes i, per tant, no s’hereten . Tots els experiments que s’han fet han descartat aquesta herència de caràcters adquirits

Teories evolucionistes. Lamarckisme:

Teories evolucionistes. Lamarckisme Com van aconseguir les girafes un coll tan llarg? Les girafes no arriben als arbres per menjar Allarguen el coll Ho passen a la descendència

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Charles Darwin (1809-1882) Inglaterra “ L’ origen de les espècies”(1859)‏ Totes les formes de vida s’han produït per selecció natural a partir d’unes inicials.

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme En aquell viatge va realitzar nombroses observacions. Va observar pinsans

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Iguanes

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Tortugues gegants de les illes Galápagos

En quins punts base la seva teoria de l’evolució?:

En quins punts base la seva teoria de l’evolució? L’elevada capacitat reproductora. Com que els recursos són limitats, només poden sobreviure i reproduir-se una petita part d’aquests descendents. Per tant, es produeix una lluita per l’existència , contra el fred, escapar dels depredadors,... La variabilitat de la descendència . Gran part d’aquesta diversitat biològica és heretable. La selecció natural. Els que sobreviuen i es reprodueixen són els individus que presenten la millor combinació de caràcters per fer front a l’ambient (clima, depredadors, aliment,etc.)‏ La generació següent serà filla dels més ben adaptats de la generació anterior. Això farà que lentament l’espècie vagi canviant. Es produirà una evolució filètica

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Per què els talps tenen ulls petits? Darwin va coincidir amb Lamarck a considerar que els avantpassats dels talps eren mamífers amb ulls normals que van començar a fer vida subterrània. Però el mecanisme evolutiu era diferent. Segons Darwin entre els avantpassats dels talps hi havia una lleugera diversitat en la mida del ulls. Els talps amb els ulls més petits tindrien menys possibilitats de patir infeccions als ulls, per la qual cosa podrien sobreviure més temps i produir més descendents, que s’assemblarien a ells. Després de moltes generacions, la repetició d’aquest procés va donar com a resultat els talps actuals, amb ulls molt reduïts i gairebé cecs.

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Exemple: Biston betularia és una papallona nocturna que viu als boscos anglesos. Durant el dia les papallones aquesta espècie descansen sobre troncs dels arbres, on són depredades pels ocells. Se’n coneixen dues formes: la normal (blanca) i la melànica. Per què aquesta espècie després de la revolució industrial presentava un aspecte diferent al que presentaba abans ?

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Abans de la revolució industrial. Quina serà la més devorada pels depredadors? L’escorça dels arbres plenes de líquens

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Pol·lució per la revolució industrial. Quina serà ara la més devorada per als depredadors? Les escorces estan molt enfosquides pel sutge i no contenen líquens

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Com van aconseguir les girafes un coll tan llarg?

PowerPoint Presentation:

Aïllament entre poblacions Gran capacitat reproductora Recursos limitats Lluita per l’existència Diversitat heretable Selecció natural Herència dels caràcters adquirits? Evolució filètica Especiació (origen d’espècies noves)‏ Comunitat de descendència (origen comú de totes les espècies)‏ Teories evolucionistes. Darwinisme

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Les dificultats del darwinisme Teoria de l’Evolució cauria com una irreverent bomba sobre els dogmes establerts de la fe cristiana. Moltes persones van considerar un insult que Darwin inclogués els humans en la comunitat de descendència dels mamífers (i de les mones!), i això i va provocar un gran nombre de protestes i de desqualificacions, sobretot en esferes religioses Aquelles idees capgirarien la història de la vida sobre el nostre planeta, donant a la ciència el paper protagonista que fins aleshores havia tingut l’església. Ara bé aquesta idea explicava molt bé tant la jerarquització de les categories taxonòmiques com el fet de les homologies en anatomia comparada . Per tant, va ser admesa per gairebé tots els que havien acceptat l’evolució, encara que uns quants van insistir a excloure l’espècie humana d’aquest origen comú.

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme Les dificultats del darwinisme Durant el s XIX el darwinismes es va troba amb dificultats teòriques que posaven en dubte que la selecció natural pogués ser l’autèntic motor de l’evolució. Les més importants van ser aquestes: L’evolució darwiniana necessitava molt de temps . Darwin no podia explicar l’origen de la variabilitat . Alguns darwinistes, com Weismann, havien abandonat la tolerància de Darwin respecte l’herència dels caràcters adquirits i postulava la selecció natural com únic mecanisme evolutiu. Ningú havia pogut observar que la selecció natural fes evolucionar una població real. Totes aquestes dificultats han estat avui superades

Teories evolucionistes. Darwinisme:

Teories evolucionistes. Darwinisme El descobriment de la radioactivitat i de l’energia va demostrar que la Terra era molt més antiga de 50 milions d’anys. L’edat de la Terra és d’uns 4.500 milions d’anys. El mendelisme i la genètica de poblacions van permetre reformular la teoria de Darwin i explicar l’origen de la variabilitat , i això va donar lloc a la teoria sintètica o neodarwinisme (teoria majoritàriament més acceptada per explicar l’evolució). Durant el segle XX es va comprovar que l’evolució no era sempre tan lenta com Darwin havia suggerit, i es van descriure nombrosos casos d’evolució per selecció natural , com l’adquisició de resistència a antibiòtics o pesticides, o canvis en la mida dels becs dels pinsans de Darwin.

PowerPoint Presentation:

El 1973, Peter Grant va començar a estudiar els pinsans d’una petit illot de les Galápagos, Daphne major . Grant va mesurar i marcar amb anelles pràcticament el 100% de la població de pinsans terrestres mitjans ( Geospiza fortis ) de l’illot, de manera que podia seguir perfectament els canvis en la població. El 1977 es va produir una llarga i intensa sequera. L’escassetat alimentària va fer que el 85% dels pinsans morissin de gana. La majoria dels pocs supervivents tenien el bec gran , la qual cosa els havia permès alimentar-se de llavors grosses, les úniques que quedaven. La generació següent de pinsans tenia el bec un 4% més gran. Teories evolucionistes. Darwinisme Evolució en temps real

Teories evolucionistes. Neodarwinisme:

Teories evolucionistes. Neodarwinisme August Weismann diferencià , per primera vegada, les cèl·lules somàtiques de les reproductores . Amb el seu experiment d’amputar les cues dels ratolins durant moltes generacions, demostrà la no transmissió dels canvis adquirits , canvis que no estaven enregistrats en les cèl·lules germinals. El lamarckisme quedava refutat com a teoria evolutiva . És a partir de les experiències de Weismann que es parla de neodarwinisme per fer referència a la teoria darwinista de l’evolució , despullada de qualsevol referència a l’herència dels caràcters adquirits i confirmada per nous coneixements i aportacions experimentals. Fruit de les idees de Darwin i Mendel, sorgí una nova branca de la biologia, la genètica de poblacions, la qual estudia els canvis que experimenta la composició genètica de les poblacions amb el pas del temps. A mitjan del s. XX, s’introduïren els termes de síntesi moderna o teoria sintètica, que es poden usar com a sinònims de neodarwinisme, per anomenar el consens de la comunitat científica sobre la teoria de Darwin, enriquida amb els nous coneixements procedents de camps diversos. No s’ha mantingut estàtic, ja que ha anat incorporant noves aportacions.

Evolucionisme en el S XX: Neodarwinisme o teoria sintètica:

Evolucionisme en el S XX: Neodarwinisme o teoria sintètica Síntesi de la genètica i l’evolució 5 PUNTS: El procés evolutiu es base en la variabilitat i la selecció natural La variabilitat es deu a la mutació i a la recombinació El que evoluciona són les poblacions, no els individus. Importància de las freqüències gèniques Los factores que fan variar las freqüències gèniques d’ una població són: -la selecció natural -les mutacions -les migracions -la deriva genètica Una població arribi a generar una espècie diferent de les restes cal que estigui aïllada

Teories evolucionistes. Neodarwinisme:

Teories evolucionistes. Neodarwinisme Els seus postulats bàsics són els següents: L’evolució gradual de les espècies es pot explicar mitjançant l’aparició de petits canvis aleatoris en el material genètic, és a dir, les mutacions , que s’expressen en variacions de les característiques morfològiques, fisiològics o comportament, i són triades per efecte de la selecció natural. Les mutacions es produeixen sense que hi hagi cap relació amb l'adaptabilitat de l’ambient. Un individu mutant no té una probabilitat més alta d’aparèixer en un ambient on sigui afavorit que en un altre on seria seleccionat en contra. Les mutacions són successos accidentals que no apareixen per necessitats adaptatives . Dit d’una altra manera són preadaptatives . Les mutacions , juntament amb la recombinació genètica i la separació a l’atzar dels cromosomes homòlegs durant la meiosi , originen la variabilitat genètica existent a la població de qualsevol espècie.

Teories evolucionistes. Neodarwinisme:

Teories evolucionistes. Neodarwinisme (continua) Alguns canvis que es produeixen en els organismes, degut a les mutacions, els confereix característiques que els permeten més supervivència en unes condicions ambientals determinades. Aquests organismes tenen una eficàcia biològica més alta , són més aptes per sobreviure i es reprodueixen més, afavorits per la selecció natural. L’acció de la selecció natural , elimina els individus amb unes característiques menys adaptatives i afavoreix els individus més ben adaptats, origina canvis en les freqüències genètiques . D’altres factors com la mutació, les migracions i la deriva genètica també fan variar aquestes freqüències. L'aïllament d’una part de la població és també un factor clau en l’especiació . Dificulta la barreja i afavoreix la diversificació genètica de les poblacions i n’impossibilita la inhibició.

PowerPoint Presentation:

Gran capacitat reproductora dels éssers vius Recursos limitats Mutacions a l’atzar Meiosi i fecundació Atzar en el mostreig dels gàmetes Lluita per l’existència Canvis en les freqüències gèniques de la població Evolució filètica Aïllament entre poblacions Especiació (origen d’espècies noves Comunitat de descen-dència (ori-gen comú de totes les espècies Diversitat heretable Selecció natural Deriva genètica Teories evolucionistes. Neodarwinisme

La genètica de les poblacions:

La genètica de les poblacions Una població és el conjunt d’individus de la mateixa espècie que habiten al mateix lloc i que per això es poden encreuar entre si; per tant comparteixen un mateix conjunt de gens (fons genètic comú). L’estudi genètic de les poblacions es basa en el coneixement de les freqüències genotípiques o bé de les freqüències gèniques. Freqüències gèniques o al·lèliques , són les proporcions o percentatges d’un al·lel determinat d’un gen en una població. Freqüències genotípiques , són les proporcions o percentatges d’individus que tenen un determinat genotip. Freqüències fenotípiques , són les proporcions o percentatges d’individus que tenen un determinat fenotip.

Genètica de poblacions. Llei de Hardy-Weinberg:

Genètica de poblacions. Llei de Hardy-Weinberg En una hipotètica població en la qual: no hi hagi mutacions ni migracions ni selecció natural que compti amb un nombre molt elevat d’individus perquè es compleixin les lleis de probabilitat. l’aparellament entre els individus sigui totalment a l’atzar (panmixi)‏ Les freqüències gèniques i genotípiques es mantenen constants . Aquest enunciat es coneix amb el nom de llei de Hardy-Weinberg, permet demostrar que la reproducció sexual no altera aquestes freqüències. Per tant, la població no evolucionarà , és a dir, l’herència per si mateixa no engendra evolució . Això es conseqüència del fet que la recombinació genètica simplement origina un nombre gairebé infinit de combinacions diferents, però no canvia la freqüència dels gens.

:

En una població de plantes en equilibri (sense mutació, ni selecció, ni migracions, amb panmixi i un nombre molt gran d’individus), considerem dos al·lels. Imaginem una població inicial de 500 plantes Les freqüències gèniques es mantenen invariables de generació en generació Genètica de poblacions. Llei de Hardy-Weinberg Si tots els gàmetes tenen la mateixa probabilitat d’aparellar-se. Les freqüències genotípiques esperades en la següent generació es poden calcular multiplicant les freqüències gèniques en cada cas. F(RR)= p.p=0,64 F(Rr)= 2p.q=0,32 F(rr)=q.q=0,04 Si calculem les freqüències gèniques de la F1 per veure si han variat: F(R)=p.p+1/2.2pq=0,8 F(r)=q.q+1/2.2pq=0,2 La suma de les freqüències dels 3 genotips ha de ser 1 (no hi ha més genotips possibles)

Els canvis evolutius: canvis en les freqüències gèniques:

Els canvis evolutius: canvis en les freqüències gèniques Expressió matemàtica de la llei de Hardy- Weinberg P2+ 2pq +q2 = 1 Aquesta fórmula expressa les expectatives genotípiques de la progènie en termes de freqüències al·lèliques. La demostració d’aquesta constància permet deduir que els factors que poden originar canvis en les freqüències gèniques - i, per tant, canvis evolutius- són precisament aquells que n’alteren l’estabilitat: la mutació, les migracions, la selecció natural, la manca de panmixi i la deriva genètica . Aplicació de la llei de Hardy-Weinberg En una població de plantes en equilibri, considerem dos al·lels amb herència intermèdia : V, que dóna flors vermelles, i B, que les produeix blanques. Imaginem una població inicial de 200 plantes: 128 de flors vermelles, 64 de roses i 8 de blanques. Comproveu que es compleix la llei. http://www.uib.es/uom/uom_mallorca/0910/especies/4.pdf

Els factors del canvi evolutiu:

Els factors del canvi evolutiu Són els que alteren les condicions d’equilibri de Hardy-Weingerg, els quals sovint actuen de forma combinada. Factors: La mutació : or¡gina nous al·lels La selecció natural : redueix la freqüència dels al·lels més desfavorables en un determinat ambient i fa augmentar la dels que tenen més valor adaptatiu. Les migracions o flux gènic : fluxos d’individus entre diferents poblacions d’una mateixa espècie. Sovint comporten canvis en les freqüències gèniques. Si la part que se’n va o arriba és diferent genèticament, poden modificar el fons genètic comú i provocar canvis en les freqüències gèniques. La deriva genètica: alteracions a les freqüències gèniques que es poden produir en poblacions de dimensions reduïdes. Es donen a causa de l’atzar en el grup d’individus que es reprodueixen o en els gàmetes que originen els nous individus. La manca de panmixi : sovint a la natura l’aparellament segueix uns criteris determinats (selecció sexual). Altera les freqüències genotípiques i a la llarga pot altera les gèniques

Selecció natural:

Selecció natural És el mecanisme pel qual un fenotip determinat d’una espècie té més avantatges reproductors en un àmbit concret ; això suposa que proliferin els individus que tenen l'esmentat fenotip, en detriment dels individus que no el tenen. És l’eliminació dels individus menys aptes per un determinat ambient, és a dir, els individus que tenen menys eficàcia biològica . Aquesta es pot definir com la capacitat de sobreviure i deixar descendència, és a dir de contribuir amb els seus gens a la generació següent. La selecció actua sobre els fenotips i així produeix canvis en les freqüències genotípiques. D’aquesta manera s’originen les adaptacions. Segons l’efecte que produeix en la població es distingeixen tres tipus de selecció natural: Selecció direccional Selecció estabilitzadora Selecció disruptiva

Tipus de selecció natural:

Tipus de selecció natural Selecció estabilitzadora. S’afavoreix un fenotip intermedi . Exemple: mantenir la mida mitjana perquè els més petits no corren gaire i són fàcilment depredats i els grans els detecten fàcilment. Selecció disruptiva. S’afavoreixen els dos fenotips . Exemple: Els peixos petits no són detectats pels depredadors i els més grans no poden fugir. Selecció direccional S’afavoreix un fenotip extrem. Exemple: l’augment de la talla mitjana d’una espècie perquè els individus més corpulents es poden defensar millor dels depredadors

Selecció artificial:

Selecció artificial Un cas particular de selecció direccional seria el de la selecció artificial, en què l’ ésser humà selecciona, tria i afavoreix la reproducció dels individus que presenten fenotips útils per als humans però que estan allunyats de la mitjana de la població.

Deriva gènica:

Deriva gènica Consisteix en la fluctuació accidental en les proporcions de les freqüències gèniques dins de poblacions de pocs individus i, com més petita és la població, més es manifesta aquest biaix. Dit d’una altra manera, é s el canvi en les freqüències gèniques perquè el nombre d’individus reproductors, i per tant de gàmetes, que contribueixen a formar la generació següent resulta inferior al que és necessari perquè aquestes freqüències gèniques hi estiguin ben representades. La deriva és un joc d’atzar. Suposem una població amb el 50% de gens A i el 50% de gens B per un locus determinat d’un cromosoma . Si la població és de només 5 individus adults i per tant, hi ha 10 al·lels per al locus cromosòmic. A la generació següent hi ha moltes probabilitats que s’hagi produït qualsevol alteració de la proporció. Com més individus tingui la població, menys es manifestarà la deriva genètica. Similar a la desviació que es produeix quan en una urna que conté 1000 boles blanques i 1000 negres es fa un mostreig per saber quina proporció hi ha de cada color. Si se’n treuen totes, lògicament se sap la proporció sense cap error; si se’n treuen mil, s’obté una estimació menys exacta, i si tan sols se’n treuen 10 , es pot obtenir una proporció molt diferent de la real. Alhora de separar-se dues poblacions a l’atzar fa que hi hagi una distribució gènica diferent donant a la llarga subpoblacions diferents.

Deriva gènica:

Deriva gènica La deriva gènica és important per explicar l’evolució en poblacions petites, en que la falta d’un al·lel pot provocar canvis importants en la mateixa població. Podem parlar de dues formes de deriva gènica. L'efecte fundador es manifesta quan una petita part d’una població se separa de l’original. La separació implica aïllar un conjunt d’al·lels amb unes freqüències determinades , que no han de reproduir exactament les freqüències de la població original . L’efecte s’observa perquè població no és prou gran per mantenir estadísticament totes les freqüències al·lèliques L’efecte de coll d’ampolla d’una població és un mecanisme que pot ocasionar deriva genètica. Aquest efecte es manifesta quan una població determinada queda reduïda a molts pocs individus per causes totalment alienes a la selecció natural, per exemple una catàstrofe natural o per eliminació abusiva d’una determinada espècie.

Deriva gènica. Efecte fundador:

Deriva gènica. Efecte fundador És la separació d’uns quants individus que donen lloc a una nova població. Com menys siguin, més influiran les seves característiques, i per tant més diferent serà de la població mare. Com que el nombre dels primers colonitzadors sol ser reduït, és probable que tingui freqüències gèniques diferents de les de la població d’on provenen.

Deriva gènica:

Deriva gènica

Concepte biològic d’espècie:

Concepte biològic d’espècie Concepte biològic d’espècie, es defineix com una població o un conjunt de poblacions d’éssers vius que a la natura es poden encreuar entre si i originar descendents fèrtils. Aquest concepte implica mecanismes d’aïllament reproductor que impedeixen l’encreuament entre els organismes que formen part d’una espècie i les poblacions d’espècies semblants. No es pot aplicar en tots els casos, com els organismes que es reprodueixen asexualment o en els fòssils. (S’utilitzen característiques morfològiques per definir les espècies)‏

Especiació:

Especiació Procés d’aparició de noves espècies. Hi ha dos patrons bàsics d’especiació: L’anagènesi o evolució filètica : l’acumulació progressiva de canvis heretables en una espècie inicial l’acaba transformant en una altra de diferent. La cladogènesi o evolució ramificada: a partir d’una espècie inicial s’originen una o més espècies noves . Aquest procés és el que fa augmentar la diversitat biològica a la biosfera.

Mecanismes d'aïllament reproductiu:

Mecanismes d'aïllament reproductiu L’aparició de noves espècies requereix l'existència de mecanismes d'aïllament reproductor, que es poden classificar en dos grans grups: prezigòtics i postzigòtics. Prezigòtics . Impedeixen la formació de zigots entre membres de els dues poblacions. Postzigòtics . Redueixen la viabilitat o fertilitat dels híbrids. Inviabilitat híbrida . Els zigots híbrids no es poden desenvolupar o no assoleixen la maduresa sexual. Esterilitat híbrida. Els híbrids no produeixen gàmetes reproductors. Deteriorament híbrid . Els descendents dels híbrids mostren viabilitat reduïda

Mecanismes d'aïllament reproductiu:

Mecanismes d'aïllament reproductiu Prezigòtics . Impedeixen la formació de zigots entre membres de els dues poblacions. Aïllament ecològic . Les poblacions ocupen el mateix territori, però viuen en hàbitats diferents i no es troben. Exemple, en espècies fitoparàsites uns individus s’han especialitzat a parasitar un tipus de plantes, i uns altres, un altre tipus que viu en la mateixa zona. Aïllament temporal . El període d'aparellament o floració passen en diferents moments. Aïllament etològic . L’atracció sexual entre mascles i femelles de les dues poblacions és feble o no n’hi ha. Exemple, uns individus fan uns moviments per atraure a la femella, i uns altres, uns altres. Aïllament mecànic. La còpula o transferència de pol·lens s’impedeix per les diferents mides o formes dels òrgans reproductors. Exemple, entre dues races de gossos, un dog i un pequinès. Aïllament gamètic . Les cèl·lules reproductores no s’atrauen l’una a l’altra, o bé els espermatozoides o el pol·len són inviables en els conductes genitals o estigmes de les flors

Com és pot originar una nova espècie?:

Com és pot originar una nova espècie? Pot tenir lloc de dues maneres: Especiació geogràfica o al·lopàtrica . La població queda dividida en dues subpoblacions, en dues àrees, a causa d’una barrera geogràfica (riu, glacera,...) En les diferents subpoblacions, les mutacions i la deriva (si el nombre d’individus és petit) no són les mateixes, i si a més les condicions ambientals són diferents, les adaptacions també ho seran. Al cap de milers d’anys, presentaran tantes diferències que encara que es tornessin a posar en contacte no serien capaces de donar descendents fèrtils, és a dir, serien dues espècies diferents. Especiació simpàtrica . La divergència té lloc dins la mateixa àrea . Les barreres que impedeixen l’encreuament són barreres biològiques . Les alteracions cromosòmiques com ara la poliploïdia Les mutacions : permeten a una subpoblació explotar els recursos diferents o bé originen polimorfisme a la població, el qual genera processos de selecció sexual dins les poblacions

authorStream Live Help