Variació en les espècies

Ara parlarem de perquè es produeixen les variacions en els caràcters herediraris de les espècies:

El fenotip, comunament entès com l'aspecte, d'un organisme individual és el resultat de la interacció entre el seu genotip i de la influència de l'ambient en què ha viscut. Una part significativa de la variació en els fenotips d'una població es deu a les diferències entre els genotips.
La síntesi evolutiva moderna defineix l'evolució com el canvi en aquesta variació genètica al llarg del temps. La freqüència d'un al·lel determinat fluctua, esdevenint més o menys prevalent en relació a altres formes del mateix gen. Les forces evolutives actuen dirigint aquests canvis en la freqüència dels al·lels en una direcció o una altra. La variació desapareix quan un al·lel assoleix el punt de fixació – quan o bé desapareix de la població o bé substitueix completament l'al·lel ancestral.

Les variacions es deuen a dos fets principalment:

• Mutacions 

La variació genètica s'origina amb mutacions a l'atzar que tenen lloc en els genomes dels organismes. Les mutacions són canvis en la seqüència d'ADN de genoma d'una cèl·lula, i són causades per la radioactivitat, els virus, els transposons i mutàgens, així com errors que tenen lloc durant la meiosi o la replicació de l'ADN. Aquests mutàgens provoquen diversos tipus diferents en les seqüències d'ADN; aquests canvis poden no tenir cap efecte, alterar el producte d'un gen, o evitar que el gen funcioni.

• Sexe i recombinació

En els organismes asexuals, els gens són heretats en conjunt, o "units", car no es poden mesclar amb els gens d'altres organismes durant la reproducció. Tanmateix, els descendents d'organismes sexuals contenen una mescla a l'atzar dels cromosomes dels seus pares, produïda a través de l' herència independent de caràcters. En el procés relacionat de recombinació genètica, els organismes sexuals també poden intercanviar ADN entre dos cromosomes compatibles. La recombinació i l'herència independent de caràcters no modifiquen la freqüència dels al·lels, però canvien les associacions d'uns al·lels amb uns altres, produint una descendència amb noves combinacions d'al·lels. Mentre que aquest procés augmenta la variació en la descendència d'un individu, la mescla genètica pot no tenir efecte, o pot augmentar o disminuir la variació genètica d'una població, depenent de com es distribueixen els al·lels en la població.

 

Recombinació genètica

Mutació

 

Mutació

Adaptacions biològiques

És el torn de les adaptacions, després d'aquesta nova entrada entendrem millor el que Charles Darwin i Alfred Russel Wallace varen averiguar sobre l'evolució de les espècies.

Què són les adaptacions?

Les adaptacions són estructures o comportaments que milloren una funció específica, fent que els organismes esdevinguin més hàbils a l'hora de sobreviure i reproduir-se.

Es formen per mitjà d'una combinació de la producció contínua de petits canvis aleatoris en els trets, i la selecció natural de les variants més ben adaptades pel seu ambient. Aquest procés pot causar o bé l'aparició d'un nou tret, o la pèrdua d'un tret ancestral. Un exemple que mostra ambdós tipus de canvi és l'adaptació dels eubacteris a la selecció antibiòtica, quan els canvis genètics provoquen una resistència als antibiòtics modificant l'objectiu del medicament o augmentant l'activitat de transportadors que expulsen el medicament de la cèl·lula.

Tanmateix, molts trets que semblen simples adaptacions són en realitat exaptacions: estructures originalment adaptades per una funció, però que per casualitat esdevenen útils per alguna altra funció.

Com que les adaptacions tenen lloc a través de la modificació gradual d'estructures existents, estructures amb una organització interna similar poden tenir funcions molt diferents en organismes interrelacionats. Això és el resultat de l'adaptació d'una mateixa estructura ancestral per funcionar de maneres diferents.

Durant l'adaptació, algunes estructures poden perdre la seva funció original i esdevenir estructures vestigials. Aquestes estructures poden tenir poca o cap utilitat en una espècie actual, però tenen una funció clara en les espècies ancestrals, o altres espècies estretament relacionades.

• Exemple d'adaptacions de la llebre:

• Adaptacions de la guineu polar

 
















La guineu polar va desenvolupar un tipus de camuflatge pel qual al hivern el seu pelatge és de color blanc i passa desapercebuda a l'hora de caçar i a l'estiu té un pelatge 

més marronos, ideal per la tonalitat del seu ecosistema.

• Adaptacions d'algún tipus de plantes

Algunes plantes davant l'escassetat d'aigua varen desenvolupar un mecanisme que consisteix en el creixement de les arrels per poder cercar aigua a llocs més allunyats.

Evidències del procés evolutiu (II)

 A part de les proves nombrades a l'anterior publicació també troban unes altres no menys importants:

• Proves embriològiques 

Proves embriològiques

A través dels estudis comparatius de les etapes embrionàries de diferents classes d'animals, ofereix el quart conjunt d'evidències del procés evolutiu. S'ha trobat que en aquestes primeres etapes del desenvolupament, molts organismes mostren característiques comunes que suggereixen l'existència d'un patró de desenvolupament compartit entre elles, el que, al seu torn, demostra l'existència d'un avantpassat comú. El sorprenent fet que els embrions primerencs de mamífers posseeixin esquerdes branquials, que després desapareixen conforme avança el desenvolupament, demostra que els mamífers es troben emparentats amb els peixos.

• Proves bioquímiques 

Per obtenir proves bioquímiques es fan estudis comparats de molècules.

Les dues molècules que es comparen són:

1. Proteïnes: quan més semblants són les respectives proteïnes, major és la seva relació de parentiu evolutiu.  
2. ADN: s'estudia el grau de diferència entre aquesta macromolècula de diferents grups d'organismes vius. Quan més diferències menor grau de parentesc evolutiu.

Cadena d'ADN

Cadena de proteïnes

Per obtenir més informació aquí deixo aquest enllaç que pot ser d'utilitat:
http://www.scribd.com/doc/30783797/Proves

Evidències del procés evolutiu (I)

Per explicar quines són les evidències del procés evolutiu primer hem d'explicar què són:

Les evidències del procés evolutiu són el conjunt de proves que els científics han reunit per demostrar que l'evolució és un procés característic de la matèria viva i que tots els organismes que viuen a la Terra descendeixen d'un ancestre comú. Les espècies actuals són un estat en el procés evolutiu, i la seva riquesa relativa és el producte d'una llarga sèrie d'esdeveniments d'especiació i d'extinció.

L'existència d'un ancestre comú es pot deduir a partir de característiques simples dels organismes.

Tipus:

• Proves biogeogràfiques

L'estudi de les àrees de distribució de les espècies mostra que com més allunyades o aïllades estan dues àrees geogràfiques més diferents són les espècies que les ocupen, encara que ambdues àrees tinguin condicions ecològiques similars (com la regió àrtica i l'Antàrtida, o la regió mediterrània i Califòrnia). Segon, la diversitat de la vida sobre la Terra no es resol en un conjunt d'organismes completament únics, sinó que els mateixos comparteixen una gran quantitat de similituds morfològiques.

• Proves anatòmiques  

És l'estudi  que compara les anatomies de diferents éssers vius. Quan es comparen els òrgans dels diferents éssers vius, es troben semblances en la seva constitució que assenyalen el parentiu que existeix entre les espècies. Aquestes semblances i l'origen permeten classificar als òrgans:

òrgans homòlegs

1. Òrgans homòlegs: tenen la mateixa estructura però diferent forma externa i diferent funció.
2. Òrgans anàlegs: tenen diferent origen embrionari i evolutiu però la mateixa funció.
3. Òrgans vestigials: estan reduïts i no tenen funció aparent, però que mostren clarament que deriven d'òrgans funcionals presents en altres espècies. 

òrgans anàlegs

    

òrgans vestigials

 

Johann Gregor Mendel

Ara és el torn de Johann Gregor Mendel:

Johann Mendel va néixer el 1822 a Heizendorf, pertanyent a l'imperi austro-hongarès. Els pares de Mendel van ser camperols. Anton Mendel (1789-1857), que havia participat com a soldat durant 8 anys a les guerres napoleòniques, i Rosine Schwirtlich (- 1862) es van casar i van tenir 5 fills, dos dels quals eren nenes i van morir de molt joves. Dels altres 3 germans, Verónica era la més gran, nascuda en 1820, seguida per Johann, el fill mitjà, i aquest continuat per Teresa nascuda en 1829. 

 

Família Gregor Mendel

 Entre els primers instructors de Mendel destaquen: el rector de Hyncice, Johann Schreiber, i al mestre local Teodoro Markitta. Es pot destacar que el rector abans d'exercir aquesta funció, havia dirigit l'Institut d'Educació de Kunín, però va ser destituït sent acusat d'estar més preocupat a transmetre coneixements (històric-natural) que a la pròpia religió. A Hyncice, va continuar interessant-se per totes les novetats agrícoles, que intentava de transmetre als seus feligresos, alhora que discutia amb ells els problemes del conreu, etc. Això va poder influir en els interessos científics de Mendel des de la seva joventut. A més a més a l'escola existia un petit hort experimental, on el mestre es va adonar de l'adequada actitud y capacitat amb que Mendel afrontava els estudis, i per això va pensar que havia de seguir-los en una escola més apropiada que la de la seva localitat. 

Mendel va ser titular de la prelatura de la Imperial i Real Ordre Austríaca de l'emperador.

Francisco José I, director emérito del Banc Hipotecari de Moravia, fundador de l'Associació Meteorològica Austríaca, membre de la Real i Imperial Societat Morava i Silesia per a la Millora de l'Agricultura, Ciències Naturals i Coneixements del País, i jardiner.

Mendel va presentar els seus treballs en les reunions de la Societat d'Història Natural de Brünn, publicant-los posteriorment com Experiments sobre híbrids de plantes. Com és conegut, els seus resultats van ser ignorats per complet (van haver de transcórrer més de trenta anys perquè fossin reconeguts i entesos).

En tipificar les caràcterístiques fenotípiques (aparença externa) dels pèsols els va cridar «caràcters». Va fer servir el nom de «element», per a referir-se a les 'entitats Hereditaries separades. El SEU Mèrit rau a adonar-se que els hi Seus experiments (Varietats de pèsols) Sempre ocorrien en variants AMB proporcions numèriques simples.
Els «elements» i «caràcters» han rebut posteriorment infinitat de noms, però avui els coneixem de forma universal per la qual va suggerir en 1909 el biòleg danès Wilhem Ludvig Johannsen, com gens. Sent més exactes, les versions diferents de gens responsables d'un fenotip particular, es diuen al·lels. Els pèsols verds i grocs corresponen a distints al·lels del gen responsable del color.

LLEIS MENDELIANES

Primera i segona llei

Coneguda també com a Primera Llei de Mendel. Tots el descendents d'un encreuament entre dos individus homozigots per a un caràcter determinat són fenotípicament idèntics a la raça pura dominant. És un error molt estès suposar que la uniformitat dels híbrids és una llei de transmissió, ja que la dominància res té a veure amb la transmissió, sinó amb l'expressió del genotip. Per tant, aquesta observació mendeliana no sol considerar-se una llei. Així, les lleis mendelianes de transmissió són dues: la llei de segregació de caràcters independents (1a llei) i la llei de l'herència independent de caràcters (2a llei).
Les observacions de Mendel sobre els set caràcters de la pesolera que estudià concloïen que en encreuar dos individus de diferent raça pura per a un determinat caràcter tota la descendència expressava només un dels dos caràcters. Això s'explica pels factors (avui en dia anomenats al·lels) i la relació que estableixen (en el cas dels caràcters de Mendel, de dominància completa). Així cadascun dels individus que participen en l'encreuament tenen un sol tipus d'al·lel (individus homozigots) de manera que només poden transmetre aquell tipus a la seva descendència que en reben un de cadascun dels progenitors (els descendents d'aquest encreuament són heterozigots). La sort o habilitat del treball de Mendel fou usar caràcters amb dominància completa. Així doncs els heterozigots només presenten un tipus de fenotip (el de l'al·lel dominant).

Primera llei de Mendel

Segona llei de Mendel

Tercera llei

Durant la formació dels gàmetes la segregació d'al·lels d'un gen és independent de la segregació dels al·lels d'un altre gen, ja que ve determinat per l'atzar.

Mendel va estudiar el comportament de dos caràcters del pèsol al mateix temps: el color (groc o verd) i la textura (llisa o rugosa), partint d'homozigòtics grocs i llisos (AABB) i verds i rugosos (aabb). En la primera generació (F1), obtenia una descendència uniforme groga i llisa. En la segona generació (F2) obtenia totes les combinacions possibles de fenotips 9/16 de grocs llisos, 3/16 de grocs rugosos, 3/16 de verds llisos i 1/16 de verds rugosos.

Tercera llei de Mendel

Charles Darwin

Per continuar per aquest interesant viatje pel món de l'evolució, parlarem individualment dels seus dos grans representants nombrats a l'anterior blog: Charles Darwin i Gregor Mendel. Comencem per Charles Darwin.

Va néixer a Shrewsbury, Shropshire el 12 de febrer de 1809 a una família acomodada de l'Anglaterra Victoriana, era fill d'un metge prestigiós, nét per part de pare del també metge i naturalista Erasmus Darwin, i per part de mare del famós fabricant de porcellanes Josiah Wedgwood.
Després d'un mediocre pas pels estudis elementals, el 1825 va començar a estudiar medicina a Edimburg per continuar la saga familiar, que va abandonar el 1827 per ingressar a Cambridge i cursar estudis de sacerdoci, encara que tampoc aquesta era la seva vocació. Però allà va tenir l'oportunitat d'acudir a interessants dissertacions científiques que realment li van motivar, i que va aprofitar per conèixer a importants personalitats en el món de la ciència, com el geòleg Adam Sedgwick que li va ensenyar a aplicar una metodologia científica en l'anàlisi dels fets i el naturalista John Stevens Henslow, professor de botànica del que va aprendre a prendre dades de les seves observacions i recollir mostres de forma detallada.

Després d'acabar els seus estudis el 1831 als 22 anys, va obtenir per mediació de Henslow el lloc de naturalista sense sou en el vaixell de reconeixement HMS Beagle, que iniciava una expedició científica al voltant del món. Encara que a la seva família no li va agradar molt la idea, el jove Darwin es trobava entusiasmat. Es va fer amb el major nombre d'instruments científics i llibres que va poder recopilar i va pujar a bord.

Durant el viatge, que va durar cinc anys va passar moltes penalitats, continus marejos i malalties que van afectar a la seva salut per a tota la vida, però això no va ser obstacle perquè en tornar hagués recopilat una quantitat immensa de dades i anotacions sobre geografia, geologia , botànica i zoologia, així com un gran nombre de mostres.

En tornar a Anglaterra es va casar amb la seva cosina Emma Wedgwood i es va traslladar a Down on es va dedicar de ple a la tasca d'analitzar la desbordant quantitat de notes que va comportar, de les que obtindria informació suficient per escriure diversos llibres.

Va anotar les seves observacions sobre les variacions hereditàries en els seus "Quaderns sobre la transmutació de les espècies", però quan va llegir el llibre "Assaig sobre el principi de població" del clergue i economista polític Thomas Robert Malthus, va ser el moment en què va trobar la resposta que buscava.
Les idees de Malthus sobre l'equilibri de les poblacions humanes li van donar la pista sobre el mecanisme que regeix el fenomen evolutiu: la selecció natural, que es basa en la supervivència dels més aptes. 

 

Thomas Robert Malthus

A.R. Wallace després dels seus viatges havia arribat de forma independent al mecanisme de la Selecció natural com a motor de l'evolució. Havia conegut a Darwin en una ocasió en 1848 abans de marxar en el seu viatge, era conscient del seu prestigi com a naturalista expert i en alguna ocasió havia creuat correspondència amb ell.

A.R. Wallace

 Wallace no era conscient que Charles hagués descobert la selecció natural amb anterioritat. Darwin, que no sabia com actuar sense quedar com deshonest, arribant a escriure "Preferiria cremar el meu llibre sencer abans que ell pensés que he obrat indignament". 

Charles Lyell y Joseph Hooker van organitzar al juliol de 1858 un acte a la Linnean Society de Londres, on es va llegir una memòria conjunta de Darwin i Wallace que posteriorment es va publicar al diari de la Societat.

Darwin i Wallace van mantenir tota la vida una mútua i generosa relació, reconeixent sempre Wallace a Darwin com a primer descobridor del mecanisme de la Selecció Natural.

"L'Origen de les espècies per selecció natural" es va posar a la venda el 24 de novembre de 1859, esgotant aquest mateix dia.

La importància del "Origen de les espècies" en la biologia moderna ha eclipsat la resta de l'obra de Darwin, i no per això és menys important o extensa. Un cop va concloure la seva obra mestra, va continuar escrivint de manera metòdica aprofundint en el tema evolutiu.

Va realitzar una fructífera tasca d'escriptor sobre temes d'història natural des de geologia a antropologia, passant per botànica i zoologia.

Cap 1877 a tot i l'oposició d'alguns sectors reaccionaris de la societat, la teoria de l'Evolució per mitjà de la selecció natural havia aconseguit l'acceptació per la majoria de la comunitat científica, que va començar a reconèixer-públicament i concedir-li els honors durant tant de temps negats, obtenint distincions, medalles, títols, i la seva pertinença a les més il·lustres societats de l'època, fins que amb prou feines va quedar alguna recompensa científica que no hagués aconseguit.
El dia 19 abril 1882 Darwin va morir d'un col·lapse cardíac a casa de Down.Va rebre sepultura al costat de la tomba de Newton, el seu enterrament es va celebrar amb tots els honors d'un heroi nacional el 26 d'abril.

  Altres enllaços que vos poden ser d'utilitat:

http://ca.wikipedia.org/wiki/Charles_Robert_Darwin  

http://www.xtec.cat/~pbernat/Darwin/darwinindex.htm 

http://www.enciclopedia.cat/fitxa_v2.jsp?NDCHEC=0021535