1. Fue Louis Pasteur en 1860. Con sus experimentos demos-
tró la falsedad de la creencia tradicional de la generación espontánea.
Antes se creía que los seres vivos surgían por genera- ción espontánea, a partir de la materia orgánica en des- composición. Esta idea se fundamentaba en las obser- vaciones cotidianas que veían cómo aparecían larvas en los alimentos en descomposición. Esta idea fue cuestio- nada por Francesco Redi, que concluyó que las larvas no surgían por sí solas, sino que procedían de los huevos que las moscas habían puesto sobre la carne.
SOLUCIONARIO
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2. Las hipótesis que intentan explicar el origen de la vida son:
– La hipótesis de la panspermia, que afirma que la vida se originó en el espacio, y que por medio de esporas se dispersó de un sistema planetario a otro.
– La hipótesis de la síntesis prebiótica, según la cual la vida proviene de una serie de moléculas orgánicas sur- gidas a partir de materia inorgánica, bajo unas condi- ciones muy concretas.
3. a) Verdadera.
b) Falsa. c) Verdadera.
4. Entre las fuentes de variabilidad destacan las mutaciones
y la de reproducción sexual.
• Mutaciones: alteraciones aleatorias que se producen al azar en el material genético de un individuo. Pueden ser: – Mutaciones perjudiciales: confieren una desventaja para la supervivencia del individuo. Tienden a ser eli- minadas por selección natural.
– Mutaciones favorables: mejoran la capacidad de su- pervivencia y, por tanto, de reproducción de los indi- viduos que las portan.
– Mutaciones neutras: no son ventajosas ni perjudicia- les, la selección natural no actúa sobre las caracte- rísticas que confieren al individuo.
• La reproducción sexual genera variabilidad por medio de: – La recombinación génica que ocurre durante el pro-
ceso de la meiosis.
– La unión al azar de los gametos durante la fecundación. – Las nuevas combinaciones genéticas creadas por
la mezcla de los genes parentales.
5. La presión de selección es el conjunto de factores que afec-
tan de manera negativa a la supervivencia de los indivi- duos. El medio ejerce de forma continua presión de selec- ción sobre los individuos de una población. Los individuos que no la superan mueren mucho antes que el resto. La selección natural es el mecanismo evolutivo que actúa sobre las variaciones que se producen en los individuos. Cuando la presión de selección se mantiene sin cambios durante largos periodos de tiempo, los individuos con va- riaciones ventajosas, que les permitan estar mejor adap- tados al medio, sobrevivirán y se reproducirán más.
6. a) Falso. Las estructuras análogas tienen un origen em-
briológico diferente y una función semejante. b) Verdadera.
c) Verdadera.
d) Falso. Las estructuras homólogas tienen el mismo origen y distinta función.
7. En este caso es difícil que se produzcan nuevas espe-
cies por selección natural, ya que el factor ambiental es momentáneo. Para que la selección natural actúe, la se- quía debería prolongarse en el tiempo.
Sobre la población actuará la presión de selección, que eliminará todas las poblaciones de las especies que no es- tuviesen adaptadas a un periodo estival prolongado o a un periodo de sequía más o menos largo.
8. Se conoce como la teoría del equilibrio puntuado.
En el registro fósil se pueden encontrar muchos casos, en los que de repente aparecen gran cantidad de especies nuevas. Tras esta explosión de diversificación, los fósiles de las diferentes especies se mantienen prácticamente sin cambios durante mucho tiempo, hasta un punto en el cual la mayor parte de las especies desaparecen del registro fósil súbitamente.
La teoría del equilibrio puntuado explica los saltos bruscos que se observaban, afirmando que no todos los cambios evolutivos son graduales. Diferenciando los periodos de estasis, o periodos de estabilidad sin grandes modificacio- nes y los periodos de especiación, cuya duración es muy corta, en los que se producen rápidos cambios y apare- cen muchas especies nuevas a partir de las ya existentes.
9. Para los primeros homínidos, el bipedismo supuso una se-
rie de ventajas:
• Pudieron observar el horizonte en las extensas prade- ras, lo que les permitió defenderse mejor de los pre- dadores.
• Podían utilizar las manos para otras funciones, como el transporte de objetos, alimentos y crías.
• La postura erguida permite caminar durante más tiem- po, posibilitando el recorrido de largas distancias. • Un individuo de pie recibe menor radiación solar al ale-
jarse del suelo, que es la mayor fuente de calor, y expone mayor superficie corporal a la brisa, lo que le permite caminar a las horas de mayor insolación, cuando los carnívoros suelen estar inactivos.
10. Ardipithecus ramidus Primer homínido conocido. Australopitecus Primer homínido bípedo.
Dio lugar al género Homo. Homo habilis Primera especie del género
Homo.
Fabricó las primeras herramientas e incluyó carne en su dieta.
Homo ergaster Comenzó a aprovechar el fuego.
Homo erectus Esta especie fue la primera en salir de África.
Colonizó Asia.
PRUEBA DE EVALUACIÓN 2
1. Llegó a esa conclusión después de realizar el siguiente ex-
perimento. En primer lugar vertió caldo de cultivo en dos matraces de cuello largo y estrecho, que curvó a la llama dándole la forma de un cuello de cisne. Calentó el caldo de cada matraz hasta la ebullición para esterilizarlos. Dejó pasar unos días para ver la evolución de los caldos, como observó que no se notaban muestras de descom- posición, cortó el cuello de uno de los dos. En unos días el matraz del cuello roto se descompuso. El caldo del pri- mer matraz seguía sin descomponerse porque no po- dían entrar los microorganismos del aire que unidos a par- tículas de polvo, se quedaban atrapados en el cuello, sin contaminar el caldo.
SOLUCIONARIO
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2. Oparin y Haldane basándose en distintos supuestos pro-
pusieron que la vida proviene de una serie de moléculas orgánicas que surgieron en el planeta a partir de materia inorgánica, es lo que se conoce como hipótesis prebióti- ca del origen de la vida.
Para diseñar su experimento, Miller se basó en los supues- tos propuestos por Oparin y Haldane, que pueden resu- mirse en los siguientes puntos: la Tierra tenía una corteza sólida que estaba rodeada de una atmósfera reductora (carente de oxígeno), cuya composición sería metano, amo- níaco, hidrógeno y vapor de agua; el descenso de la tem- peratura provocó la condensación del vapor de agua, las nubes formadas dieron lugar a la lluvia que originó los pri- mitivos océanos; la energía del Sol y las descargas eléctricas de los rayos que se producían en la atmósfera, serían el origen de la interacción de los compuestos inorgánicos hasta formar los compuestos orgánicos que arrastrados hasta los océanos formaron la «sopa primitiva».
3. Desde el punto de vista de la teoría lamarckista, el uso
repetido de la musculatura produce su desarrollo. Como la función crea el órgano y su desuso produce degeneración, con el tiempo la musculatura y la estructura ósea de un levantador de pesas se desarrolla para levantar cada vez más peso. Los caracteres originales van siendo sustitui- dos lentamente por una serie de caracteres adaptativos o caracteres adquiridos. La musculatura y la estructura de sus huesos son caracteres adquiridos que se pueden he- redar y transmitir a la descendencia. Por esa razón, los descendientes del campeón seguirán ganando competi- ciones de alterofilia generación tras generación. Desde el punto de vista de la teoría neodarwinista, la expli- cación anterior no puede ser correcta dado que los carac- teres adquiridos no son heredables.
4. a) Verdadera.
b) Falsa. En la naturaleza todos los individuos que na- cen hacen que la población crezca exponencialmente hasta que los recursos empiezan a escasear, enton- ces se detiene el crecimiento exponencial. c) Falsa. Entre los individuos de una población se pro-
duce variabilidad, esta hace que todos sus compo- nentes no sean iguales.
d) Verdadera.
5. La presión de selección es el conjunto de factores que
afectan de manera negativa a la supervivencia de los in- dividuos. En el ejemplo propuesto el medio cambia repen- tinamente, antes dominaban en los troncos los tonos ver- dosos, que actuaban negativamente sobre las mariposas más oscuras, y ahora dominan los tonos pardos y oscu- ros, y la presión de selección actúa negativamente sobre las mariposas más verdes.
La selección natural actúa sobre las variaciones que se producen entre los individuos. Al mantenerse las nuevas condiciones, la población de mariposas que poseía diver- sos colores en sus alas, se ve influenciada con un cambio de la presión de selección. Los individuos con las varia- ciones ventajosas, alas con colores más pardos y oscuros, están mejor adaptados al medio, sobrevivirán y se repro- ducirán más, por tanto, podrán transmitir sus cambios a
la descendencia. Por eso con el tiempo las mariposas de alas más pardas predominan en la población.
6. • Pruebas anatómicas: basadas en el estudio comparado
de las estructuras corporales.
– Los órganos homólogos son los que tienen la mis- ma estructura interna, aunque su forma externa y función sean diferentes.
– Los órganos análogos son los que desempeñan la misma función en organismos diferentes, pero tienen un origen distinto.
– Los órganos vestigiales son los que han ido perdien- do la función a lo largo de la evolución.
• Pruebas paleontológicas: basadas en el estudio de los fósiles.
• Pruebas embriológicas: basadas en el estudio compa- rado del desarrollo embrionario de distintos animales. • Pruebas biogeográficas: basadas en el estudio de la dis- tribución geográfica de las especies. Los organismos que habitan juntos en un área evolucionan de manera similar, pero cuando ciertas poblaciones quedan ais- ladas, tienden a evolucionar hacia formas diferentes. • Pruebas bioquímicas: basadas en la comparación mo-
lecular de los organismos.
7. El neodarwinismo es una teoría sintética porque unifica
los avances y conocimientos de diferentes áreas de la bio- logía, como son: la genética, la paleontología, la bioquími- ca y la ecología.
Las principales premisas del neodarwinismo son: • Se rechaza la teoría de los caracteres adquiridos. • Las mutaciones y la recombinación genética son las
principales fuentes de la variabilidad genética. • La selección natural actúa sobre la variabilidad genéti-
ca de la población.
• La selección natural favorece los alelos que confieren a los individuos un fenotipo ventajoso.
• Evoluciona la población, no los individuos. Se define po- blación como un grupo de individuos de la misma espe- cie que comparten un área determinada y pueden cru- zarse entre ellos originando una descendencia fértil. • La evolución se produce de manera gradual, lo que se
ha «bautizado» como gradualismo. Una nueva especie aparece tras un periodo de tiempo muy largo.
8. Para el neodarwinismo las especies se han formado a par-
tir de la especie ancestral y una sola línea evolutiva. El equilibrio puntuado habla de más de una línea evolutiva. El neodarwinismo contempla una transformación lenta, gradual y continua, como consecuencia de los peque- ños cambios acumulados durante largos periodos de tiem- po. En cambio, para el equilibrio puntuado la transforma- ción es a saltos, alternando periodos sin cambios o de estasis con periodos de transformación muy rápida (espe- ciación).
El neodarwinismo ve la evolución como un proceso pobla- cional. Para el equilibrio puntuado la nueva especie se pro- duce en un área reducida donde ha quedado aislada una pequeña parte de la población original.
SOLUCIONARIO
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Homínidos Datación Características Cómo y dónde vivía
Australopithecus 4,2-1,0 millones de años.
Podían caminar erguidos, aunque no mucho tiempo. Estatura hasta 1,5 m. Su cerebro era pequeño, y sus mandíbulas, grandes comparadas con el cráneo. Capacidad craneal de 500 cm3.
Se alimentaba de frutos, semillas y raíces. Vivía en África, en la sabana o en bosques abiertos.
Homo habilis 1,9-1,8 millones de años.
También caminaban erguidos. Su cerebro era un poco mayor que el de los Australopithecus, sus mandíbulas grandes en proporción con su cráneo. Capacidad craneal de 600 cm3.
Dieta omnívora. Habitaba en la sabana africana. Fabricaba herramientas de piedra muy toscas (guijarros golpeados).
Homo ergaster 1,8-1,4 millones de años.
Cerebro con una capacidad craneal entre 800 y 900 cm3. En esta especie
aparecen por primera vez las proporciones que tenemos los seres humanos actuales; las piernas se alargaron, por lo que los brazos se acortaron con respecto a ellas y, sobre todo, aumentó la estatura.
Consumía regularmente la carne de otros animales. Su gran corpulencia le permitió desarrollar actividades como la caza.
Homo erectus 1,5 millones de años- 500 000 años.
Su postura natural es erguida. Su cerebro, bastante mayor que el de H. habilis, y su mandíbula, algo más reducida.
Dieta omnívora. Distribución amplia, habitó zonas cálidas y frías. Dominó el fuego y fabricó herramientas algo más elaboradas.
Homo antecessor Hace 800 000 años.
Muestra una mezcla de rasgos primitivos, heredados de H. ergaster, y una cara moderna, plana y pequeña. Capacidad craneal de unos 1 000 cm3. Frente poco
levantada y un fuerte reborde óseo sobre las órbitas de los ojos.
Cazaba y carroñeaba, y también era recolector. Fabricaba armas de madera, para descarnar y desmembrar la carne y sacar el tuétano de los huesos largos. En algunos ejemplares han aparecido señales de canibalismo. Homo heidelbergensis 500 000 -
180 000 años.
Capacidad craneal de unos 1 390 cm3.
Proporciones del esqueleto primitivas: eran altos y proporcionalmente muy pesados.
Era omnívoro; fundamentalmente recolector, pero también carroñero y cazador. Tallaba la piedra para fabricar distintos tipos de herramientas. Homo neanderthalensis 150 000-
30 000 años.
Muy parecidos a los seres humanos actuales, aunque con aspecto algo más tosco. Su cerebro era más grande que el nuestro, y la mandíbula, más fuerte. Es una especie con la que coincidió el ser humano.
Su alimento principal era la carne. Vivió en zonas frías, incluso en la tundra. Fue el primer homínido que enterraba a sus muertos.
Homo sapiens 100 000 años - actualidad.
Ser humano actual. Capacidad craneal de unos 1 400 cm3.
Omnívoro. Conquistó todos los hábitats. Primer homínido que realiza manifestaciones artísticas.
9. a) Falso. Se denomina especiación al conjunto de pro-
cesos que conducen a la formación de una nueva es- pecie a partir de otra preexistente.
b) Verdadero.
c) Falso. El material genético inicial de cada una de las poblaciones irá diferenciándose gradualmente por mutación y recombinación.
10. Homo antecessor Colonizó Europa. Es el antepasado común conocido entre nuestra especie y los neandertales. Homo heidelbergensis Posiblemente realizó
los enterramientos más antiguos. Homo neanderthalensis Dominaban el fuego,
cuidaban de sus enfermos y tenían ritos funerarios. Tenía una capacidad craneal de 1 750 cm3.
Homo sapiens sapiens Única especie actual de homínidos. Capacidad craneal es de 1 400 cm3.
AMPLIACIÓN
1. a) La mayor coincidencia de tripletes se da con los chim-
pancés.
Los chimpancés tienen mayor parentesco evolutivo con la especia humana que el resto.
b) La comparación de las secuencias de ADN entre dife- rentes especies se incluiría dentro de las pruebas bio- químicas. Estas pruebas se basan en la comparación de organismos diferentes a nivel molecular.
Cuanto más parecidas sean dos especies a nivel mo- lecular mayor será el parentesco evolutivo, y vicever- sa.
SOLUCIONARIO
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3. a) Al introducir aglutiminas antihumanas en el suero de
diferentes animales, se obtienen distintos porcentajes de aglutinación, que dan idea del grado de parentesco evolutivo entre los seres humanos y dichos animales. b) Al observar los datos de la tabla donde se refleja el por- centaje de aglutinación, se aprecia que se produce una fuerte reacción en los seres humanos, el chimpan- cé, el gorila y el orangután, lo que demuestra un ma- yor parentesco evolutivo. Por el contrario, se produce una reacción muy débil o nula entre el ciervo, el caba- llo y el marsupial, lo que indica que son especies ale- jadas evolutivamente de los seres humanos.
4. Para Lamarck la diversidad de especies encontradas por
Darwin en las islas Galápagos respondería a los siguien- tes hechos:
• Los organismos muestran una tendencia hacia la com- plejidad. Los organismos evolucionan a través del tiem- po desde formas inferiores sencillas, a formas supe- riores más complejas.
• El uso repetido de un órgano produce su desarrollo. Los cambios que tienen lugar en el entorno hacen que los seres vivos se adapten al medio modificando ciertos ór- ganos en función de su uso o desuso. La función crea el órgano y su desuso produce degeneración. De esta forma, los caracteres originales son sustituidos lenta- mente por una serie de caracteres adaptativos o carac- teres adquiridos.
• Los caracteres adquiridos son heredables. Las modifi- caciones inducidas por el ambiente, que un organismo pueda haber adquirido durante su vida, pueden trans- mitirse a la descendencia. De esta manera, las espe- cies se transforman. Por esta razón, la teoría de Lamarck también es conocida con el nombre de teoría de los ca- racteres adquiridos.
5. Al descender la temperatura, parte del agua se conden-
só y cayó a la superficie, iniciándose la formación de los océanos.
6. Los primeros seres vivos serían procariotas heterótrofos,
similares a las actuales bacterias fermentadoras.
7. La ingeniería genética puede contribuir en un futuro no
muy lejano a que el ser humano seleccione aquellos ge- nes que considere de mayor utilidad para la especie e intente eliminar los más dañinos y perjudiciales, aunque estas prácticas producirán sin duda fuertes controver- sias de tipo ético.
REFUERZO
1. Los gases predominantes en la atmósfera primitiva eran:
hidrógeno, vapor de agua, nitrógeno, monóxido de carbo- no, sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono, azufre y me- tano. Dichos gases procedían de las numerosísimas emi- siones volcánicas que tenían lugar en esa época.
2. Los científicos Oparin y Haldane sugirieron la posibilidad
de que en la atmósfera primitiva se pudiesen formar mo-
léculas orgánicas sencillas a partir de los gases presentes. La inexistencia de oxígeno haría posible que los compues- tos recién formados no fuesen oxidados rápidamente, y que al ser arrastrados por el agua de lluvia, se pudiesen acumular en los océanos formando la «sopa primitiva».
3. La reproducción sexual genera una gran diversidad genéti-
ca, incrementando la posibilidades de evolución y aportan- do a la población una adaptación al ambiente que cambie, de forma superior a como lo haría una especie con repro- ducción asexual. La evolución de las especies con re- producción asexual se explica por mutaciones o trans- ferencia de genes de otras especies de bacterias mediante mecanismos parasexuales.
4. Para las teorías fijistas las especies han permanecido in-
mutables desde su creación. Por el contrario, para las teorías evolucionistas las especies pueden cambiar y ge- nerar otras especies. Entre los defensores del fijismo des- tacan Carl von Linneo y Georges Cuvier. Entre los defen- sores del evolucionismo podemos citar: Lamarck, Darwin, Wallace, Jay Gould, etc.
5. Son ejemplos de desarrollo de un determinado órgano el
incremento muscular de los deportistas o el estiramiento del cuello que provocan las mujeres de cuello de jirafa bir- manas. Un carácter adquirido jamás puede pasar a sus descendientes, hecho que contradice la teoría de Lamarck.
6. a) El texto se refiere a la teoría neodarwinista, también
denominada teoría sintética.
b) El error se encuentra en la frase: «… cambios en las frecuencias génicas en las poblaciones que tratan siem- pre de mantener la adaptación de los individuos a su