El Origen de la Vida

Generación Espontánea

Antiguamente se creía que los seres vivos surgían por generación espontánea, a partir de la materia orgánica en descomposición. El primer científico en cuestionarla fue Francisco Redi, que diseñó un experimento que demostró que las larvas que aparecían en la carne podrida no surgían por sí solas, sino que procedían de los huevos que las moscas habían puesto sobre la carne.

Experimento de Redi

Colocó un trozo de carne en un recipiente abierto y otro en uno que cubrió con una rejilla. Al cabo del tiempo observó que la carne se había descompuesto, pero solo aparecían larvas en el frasco abierto.

Demostración de Pasteur

Fue Louis Pasteur quien puso de manifiesto la falsedad de la tradicional creencia de la generación espontánea. Demostró que los microorganismos descomponen la materia orgánica, concluyendo que todo ser vivo procede de otro ser vivo.

Experimento de Pasteur

Vertió caldo en 2 matraces de cuello largo y estrecho, que curvó a la llama. Hirvió el líquido de cada matraz para esterilizarlo. Al cabo de varios días, comprobó que el caldo no se estropeaba. Cortó el cuello de uno de los matraces y al cabo de unos días observó que el caldo que contenía se había descompuesto.

La Evolución Biológica: El Origen de la Biodiversidad

La evolución biológica es el proceso de transformación de las especies a lo largo del tiempo. La evolución ha originado la enorme diversidad de especies que hay en nuestro planeta.

Fijismo vs. Evolucionismo

• Fijismo: Las especies han permanecido inmutables desde su creación.
• Evolucionismo: Las especies pueden cambiar y generar otras especies. Existen distintas teorías evolucionistas: el lamarckismo, el darwinismo, la teoría sintética y la teoría del equilibrio puntuado.

Fijismo

Muchos naturalistas aún pensaban que las especies permanecen invariables (fijismo). El creacionismo defendía el origen de las especies con creaciones de Dios que se mantenían inmutables en el tiempo. El naturalista Carl von Linneo, fue un gran defensor del fijismo. El descubrimiento de fósiles supuso un contratiempo para los defensores del fijismo. El naturalista Georges Cuvier, considerado el padre de la paleontología, propuso la teoría del catastrofismo para explicar la existencia y desaparición de especies. Según su teoría, en el pasado habían existido seres vivos distintos a los actuales, que se habían mantenido sin cambios durante mucho tiempo y que se extinguieron de manera súbita después de alguna catástrofe natural. Tras la desaparición de estas especies surgían otras distintas.

El Lamarckismo

La primera teoría sobre la evolución, conocida como transformismo o lamarckismo, fue propuesta por el naturalista Jean Baptiste de Lamarck. Él pensaba que unas especies se transformaban en otras de manera continua a lo largo del tiempo.

• Los organismos muestran una tendencia hacia la complejidad.
• El uso repetido de un órgano produce su desarrollo.
• Los caracteres adquiridos son heredables.

La Teoría de la Evolución de Darwin y Wallace

Los naturalistas Charles Darwin y Alfred Russel Wallace desarrollaron una teoría denominada darwinismo, actualmente aceptada. Según su teoría, la evolución es un proceso abierto sin un final determinado y único.

El Origen de la Variabilidad

Mutaciones como fuente de variabilidad

• Las mutaciones son alteraciones que se producen al azar en los genes. Las que afectan a los gametos se transmiten a la descendencia.
• Las mutaciones perjudiciales confieren una desventaja para la supervivencia del individuo o provocan su muerte.
• Las mutaciones favorables proporcionan alguna ventaja a los individuos que las portan, ya que mejoran su capacidad de supervivencia y, por tanto, de reproducción.
• Las mutaciones neutras no son ventajosas ni perjudiciales, y la selección natural no las elimina ni las favorece hasta que se produce un cambio en el ambiente. Las mutaciones generan las variaciones hereditarias sobre las que actúa la selección natural.

Reproducción sexual como fuente de variabilidad

La reproducción sexual genera variabilidad debida a la recombinación génica que ocurre durante la meiosis y la unión al azar de los gametos durante la fecundación.

Las Pruebas de la Evolución

Existe gran cantidad de pruebas que demuestran que todos los seres vivos tienen un origen común y que la evolución es un hecho incuestionable.

Pruebas Anatómicas

• Órganos homólogos: Tienen la misma estructura interna aunque su forma externa y función sean diferentes.
• Órganos análogos: Misma función en organismos diferentes, pero tienen un origen distinto.
• Órganos vestigiales: Son aquellos cuya función se ha ido perdiendo a lo largo de la evolución.

Pruebas Paleontológicas

• Estudios de fósiles: Muchos fósiles guardan cierta similitud con especies actuales. El registro fósil es incompleto, pero en muchos casos ha permitido reconstruir la evolución de ciertos organismos al observar, en los fósiles, modificaciones graduales de ciertas estructuras.

Pruebas Embriológicas

Se basan en el estudio del desarrollo embrionario de distintos animales.

Pruebas Biogeográficas

Distribución geográfica de las especies.

Pruebas Bioquímicas

Comparación de organismos diferentes a nivel molecular.

El Neodarwinismo o Teoría Sintética de la Evolución

Nueva teoría de la evolución que proponía como los principales motores del cambio evolutivo las mutaciones, la recombinación y la selección natural. Esta teoría se denomina neodarwinismo.

• Rechaza el lamarckismo.
• La variabilidad genética se debe a dos procesos: la mutación y la recombinación.
• La selección natural actúa sobre la variabilidad genética.
• La selección natural conduce a cambios en el conjunto de alelos de una población, evoluciona la población.
• La evolución se produce de manera gradual.

El Equilibrio Puntuado

Nueva teoría que entra en contradicción con la teoría sintética. Esta teoría se conoce como la teoría del equilibrio puntuado y propone una alternativa al gradualismo de la teoría sintética.

El Origen y la Evolución de la Especie Humana

Antepasados Comunes

La especie humana es una representante de los homínidos. Los homínidos forman el orden de los primates. Los primeros primates aparecieron hace unos 60 M.a. Su aspecto era bastante diferente de los actuales, tenían el tamaño de una musaraña y hábitos nocturnos. Hace unos 35 M.a. los monos se separaron del resto de los primates, y hace 5 M.a. se produjo la separación de los simios antropoides y los homínidos.

Adquisición del Bipedismo

El bipedismo consiste en caminar sobre los dos pies sin apoyar las manos. Diferencias físicas entre los homínidos y el resto de simios antropoides:

• Alargamiento de las extremidades inferiores.
• Acortamiento y ensanchamiento de la pelvis.
• Columna vertebral con forma de S.
• El foramen magnum se sitúa en una posición inferior del cráneo.
• Alargamiento del dedo pulgar del pie.

La Evolución de los Homínidos

• Australopithecus: Primer homínido bípedo.
• Homo habilis: Primera especie del género Homo.
• Homo ergaster: Comenzó a aprovechar el fuego.
• Homo erectus: Colonizó Asia.
• Homo antecessor: Colonizó Europa.
• Homo neanderthalensis: Dominaba el fuego, cuidaba de sus enfermos y tenía ritos funerarios.
• Homo sapiens sapiens: Única especie actual de homínidos.

La Alimentación de los Seres Vivos en los Ecosistemas

Para realizar las funciones vitales de nutrición, relación y reproducción necesitan materia y energía, que obtienen a partir de los nutrientes de los alimentos. Los seres vivos de un ecosistema se clasifican en tres niveles tróficos:

• Productores: Son los organismos autótrofos que fabrican materia orgánica a partir de la inorgánica.
• Consumidores: Organismos heterótrofos que se alimentan de la materia orgánica de otros seres vivos. Los consumidores primarios se alimentan de los productores, los secundarios se alimentan de los consumidores primarios, los terciarios se alimentan de otros animales.
• Descomponedores: Utilizan la materia orgánica de los niveles tróficos anteriores, transformándola en nutrientes inorgánicos, aprovechables de nuevo por los productores.

Pirámides Tróficas

Una pirámide trófica es una representación gráfica de la variación que existe entre los diferentes niveles tróficos para una característica determinada.

Hábitat y Nicho Ecológico

• El hábitat de un organismo es el lugar donde vive, el área física en la que podemos encontrarlo.
• El nicho ecológico es el papel que desempeña una especie dentro de un ecosistema.

Los Principales Ecosistemas Acuáticos de España

Ríos

En el curso alto del río, la pendiente es acusada y el agua circula con gran velocidad. Se desarrollan organismos provistos de ganchos y ventosas para fijarse a las rocas. En el curso medio y bajo, la corriente es más suave y el agua circula a menos velocidad.

Lagos

Los lagos son ecosistemas formados por masas de agua profundas y permanentes.

Humedales

Son zonas con el suelo saturado de agua o inundadas al menos durante una determinada época del año.

Zonas Marinas

Los litorales constituyen áreas de transición entre los sistemas terrestres y los marinos y están en constante evolución y cambio.

Los Principales Ecosistemas Terrestres de España

Bosque Atlántico

Es un bosque caducifolio que se extiende por el norte y noroeste de la península, en una estrecha franja desde Galicia hasta la costa catalana. Esta zona presenta un clima moderado, con inviernos fríos, veranos templados y abundantes y regulares precipitaciones a lo largo del año. Se caracteriza por el predominio de especies vegetales de hoja caduca, que forman bosques de hayas y robles.

Bosque Mediterráneo

Se da en zonas con clima templado y húmedo durante el invierno, y muy seco y caluroso en el verano. La fauna es rica y variada. Las dehesas son bosques mediterráneos de encinas y alcornoques, que han sido aclarados por la acción humana, eliminando parte de los árboles y arbustos.

La Energía y la Materia en los Ecosistemas

• El flujo de energía es un proceso unidireccional abierto.
• El ciclo de materia es un proceso cíclico cerrado.

Los Parámetros Tróficos

Biomasa

Cantidad de materia orgánica acumulada en un individuo, un nivel trófico, una población o un ecosistema. Se expresa en gramos, kilogramos o toneladas por unidad de superficie o de volumen.

Los Ciclos Biogeoquímicos

Los recorridos que realizan ciertos elementos químicos a través de la biocenosis y el biotopo de un ecosistema se denominan ciclos biogeoquímicos.

Ciclo del Carbono

Los organismos autótrofos captan el CO2 atmosférico o el disuelto en el agua y lo transforman en compuestos orgánicos. El carbono pasa a los consumidores. Los restos orgánicos de productores y consumidores pasan al nivel de los descomponedores. Parte de los restos orgánicos de los seres vivos pueden quedar enterrados formando depósitos en el suelo o sedimentos marinos que se transformarán en combustibles fósiles. Algunos organismos marinos utilizan el CO2 disuelto en el agua. Las erupciones volcánicas liberan parte del carbono a la atmósfera en forma de CO2.

Ciclo del Nitrógeno

Bacterias libres del suelo captan el nitrógeno atmosférico y lo transforman en nitratos asimilables por las plantas. Las plantas incorporan el nitrógeno disuelto y lo utilizan para formar compuestos orgánicos. Los restos orgánicos que generan los seres vivos al morir y sus excrementos devuelven el nitrógeno al medio. El ciclo del nitrógeno se cierra con las bacterias desnitrificantes.

Ciclo del Fósforo

La mayoría del fósforo se encuentra en rocas sedimentarias de origen marino. A través de la alimentación, el fósforo pasa al resto de la cadena trófica. Una parte de los fosfatos son arrastrados hasta el mar.

Los Cambios Naturales en los Ecosistemas

Los ecosistemas son estructuras dinámicas que varían a lo largo del tiempo. Todos tienden a un estado de equilibrio o estabilidad en el que se producen pocos cambios. Para que un ecosistema esté en equilibrio son necesarias al menos tres condiciones:

• Factores ambientales permanezcan estables.
• Número de individuos en las poblaciones debe mantenerse más o menos constante.
• No deben existir factores externos que alteren el ecosistema.

Dependiendo del origen del cambio, estos pueden ser:

• Naturales
• Artificiales
• Graduales
• Catastróficos

Sucesión Ecológica

Es la secuencia de cambios que se producen en un ecosistema, como resultado de su propia dinámica interna. La sucesión es un proceso lento y gradual que consiste en la evolución progresiva del ecosistema.

Cambios Generales en una Sucesión

• Aumenta la diversidad de especies.
• Aumenta la complejidad estructural.
• Se incrementa la biomasa.
• Aumenta la eficacia en el aprovechamiento de la energía.
• Disminuye la productividad.
• Aumenta la estabilidad del ecosistema.

Comunidad Clímax

Se denomina clímax al estado ideal de un ecosistema al final de un proceso de sucesión.

Sucesiones Primarias y Secundarias

• Primaria: Es aquella que se establece en un lugar que no ha sido colonizado, en el cual no se ha formado suelo.
• Secundaria: Se produce en una zona donde antes existía una comunidad que ha sido parcial o totalmente eliminada.

Curvas de Crecimiento

En un ecosistema ideal, en el que los recursos fueran ilimitados, una población crecería en forma exponencial. Si este crecimiento se representa en función del tiempo, se obtiene una curva en forma de J. Si la población crece lentamente y se mantiene más o menos constante en torno a un valor, si se representa este crecimiento se obtiene una curva en forma de S.

Estrategias de Reproducción

• Estrategias de la r: Son especies oportunistas o pioneras que habitan ecosistemas inestables o en sus primeras etapas de desarrollo.
• Estrategias de la K: Son especies especialistas adaptadas a vivir en ambientes estables.

Recursos Naturales

Un recurso natural es todo aquello que las personas tomamos de la naturaleza para obtener beneficio y satisfacer nuestras necesidades. Hay recursos renovables y no renovables.

Los Impactos Ambientales

Se denomina impacto ambiental a toda alteración en el medio ambiente provocada por la actividad humana.

• Impactos positivos: Implican una mejora en el medio. Ejemplo: La reforestación tras un incendio.
• Impactos negativos: Implican un deterioro en el medio.