1 BIOLOGÍA EVOLUTIVA
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3 BIOLOGÍA EVOLUTIVA Características actuales de los organismos
4 La biología evolutiva se nutre de áreas como la genética clásica, molecular, de poblaciones, la ecología del comportamiento, paleontología, antropología, sistemática, medicina, psicología, etc., utiliza herramientas que van desde la modelización matemática, el trabajo de campo, de laboratorio o la bioinformática.
5 La Biología Evolutiva permite reconocer los senderos históricos y los procesos (cambios en la expresión génica, en la frecuencia de los alelos, etc) Estudia el origen y la diferenciación de las especies. De cualquier sistema biológico con capacidad de reproducción, herencia y variación entre generaciones
6 Historia-Diversidad
7 En la historia se dió LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA, EN FORMA GRADUAL DESDE LOS MICROORGANISMOS PRIMITIVOS HASTA LA VARIEDAD DE ORGANISMOS VIVOS ACTUALES
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9 . Constituyen solo una pequeña fracción del ADN de PROCARIONTES.SECUENCIAS NO CODIFICANTES DE LAS PROTEÍNAS . Constituyen solo una pequeña fracción del ADN de PROCARIONTES. En EUCARIONTES, la proporción de ADN no codificador aumenta con la complejidad del organismo. Tales secuencias se venían considerando redundantes. La verdad es que hemos de acudir a ella para entender la complejidad biológica.
10 microevolución: selección natural, fenotipo, estructura poblacional…macroevolución cambio evolutivo por encima del nivel de especie, define taxones mas elevados, involucra cambios en los genes reguladores del desarrollo, etc (codifica una proteína (represora), controla la transcripción de otro gen o grupo de genes)
11 La biología evolutiva como disciplina académica propiamente dicha emergió como resultado del neodarwinismo durante las décadas del 30 y del 40. Sin embargo, no fue hasta los años 70 y los 80, que la mayor parte de las Universidades incorporaron departamentos de Biología Evolutiva.
12 Constituye el gran principio unificador de la biologíaLa evolución biológica es el proceso histórico de transformación de los linajes Constituye el gran principio unificador de la biología Permite reconocer propiedades distintivas de los organismos y explicar sus adaptaciones y relaciones de parentesco.
13 El panorama evolutivo actual, propulsado por la revolución molecular, apoya con mayor fuerza los principios darwinianos de ancestría común, homología y adaptación. Para esto toma, como sustrato disciplinas de fusión, como la filogeografía, el análisis coalescente y la ecología molecular. Hay un cambio de enfoque hacia el desarrollo ontogenético, impulsado por la visión EvoDevo y la ampliación del marco conceptual de la herencia.
14 El conocimiento ontogenético actual liderado por la Biología Molecular del Desarrollo (EvoDevo) esta ampliando y modificando el papel de la embriología en la explicación evolutiva (comprender el papel de los genes en el desarrollo) “cajas homéoticas”
15 Nuevo modelo de evoluciónIntegra: La genética del desarrollo y La genética de población “Cambio en las frecuencias alélicas –(ahora) – “cambios en las vías regulatorias” Fusión que genera una Biología Evolutiva más compleja que aporta a explicar el origen de las especies y sobre todo de los taxa superiores
16 Se están abriendo nuevas perspectivas de comprensión de las relaciones evolutivas entre los distintos seres vivos sobre la tierra. Ej.: conocer los complejos mecanismos moleculares y celulares que estabilizan la morfogénesis de los organismos (morfostasis; morfotipo), sin bloquear por ello su variación y evolución continuadas
17 SINTESIS La biología evolutiva se encuentra inmersa hoy en una suerte de metamorfosis conceptual ampliando su marco teórico
18 Las cátedras: Biología Evolutiva y EvoluciónOfrecen el conocimiento evolutivo actual, como estructura conceptual Prerrequisitos de parte del alumno: conocimiento en biología celular,molecular, genética, zoología, ecología, botánica, paleontología…
19 En primera instancia cubre los orígenes del pensamiento evolutivo (pilares metodológicos y filosóficos que fundamentan la evolución) Origen del universo y del planeta tierra e Historia de la vida en la tierra, tomando los vestigios de organismos que constituyen evidencias innegable de evolución. Se señalan las hipótesis e intentos de acercamiento al origen de la vida por causas naturales.
20 Desde el análisis paleontológicos deja en claro que la historia de la vida ha estado marcada por extinciones masivas que han redirecciones el despliegue de la biodiversidad. En ella se ve un claro incremento de la complejidad organísmica de la vida. Por otra parte la contingencia ambiental del planeta ha filtrado en forma catastrófica y aleatoria a los organismos que existen hoy en día.
21 También se puntualiza LA SINTESIS MODERNA (Neodarwinismo), esta síntesis ha integrado en un marco conceptual las ideas de Darwin, Mendel, Weissman, Hardy-Weinberg Otro contenido analiza el contexto poblacional de la evolución cubierto por la dinámica genética que permite entender cómo los factores evolutivos ajustan las poblaciones naturales al medio ambiente
22 Además la problemática de las especies desde el concepto biológico y los criterios usados para reconocerlas
23 Por otra parte la evolución molecular señala que los procesos adaptativos son promovidos por selección, mientras que otros son neutros y su perdida/fijación es azarosa
24 Sin dejar de lado la evolución cromósica, molecular y genómicaSin dejar de lado la evolución cromósica, molecular y genómica. También (EvoDevo) aspectos del análisis de la Biología molecular del desarrollo (desde la epigénesis y no solamente desde la genética de la transmisión).
25 La evolución Este tipo de procesos se denomina contingentesEs un proceso natural que no tiene finalidad ni dirección, no responde a un plan y no conduce al “progreso” de la VIDA sino a un aumento de la diversidad El registro fósil muestra una diversidad de patrones. Varios eventos de extinción masiva. Eventos, que cambiaron el rumbo del proceso evolutivo, demuestran que la evolución de la vida en la tierra es una historia singular e irrepetible, que no está en absoluto predeterminada. La evolución es el resultado de complejas, cadenas de redes de acontecimientos históricos únicos que en cada momento interactúan en forma exclusiva. Este tipo de procesos se denomina contingentes
26 FIN
27 Explicaciones puntuales
28 El conocimiento ontogenético actual liderado por la Biología Molecular del Desarrollo (EvoDevo) esta ampliando y modificando el papel de la embriología en la explicación evolutiva (comprender el papel de los genes en el desarrollo) “cajas homéoticas” Genes homeóticos: determinan la identidad de los segmentos o partes individuales del embrión en sus etapas iniciales Confieren a la célula identidad espacial o posicional inequívoca en diferentes regiones a lo largo del eje anteroposterior del cuerpo.(indican a la célula si forma parte de la cabeza, del tórax o del abdomen) en el embrión Se activan posteriormente a la expresión de otros genes implicados en el desarrollo.(polaridad del huevo).Genes de segmentación del embrión
29 Información posicional (genes Hox )
30 Genes homólogos que llevan las mismas funciones
31 Genes Hox (homeobox) grupo de genes relacionadosEs una evidencia profunda de homología entre todos los animales del mundo.
32 ¿Como surgen las diferencias entre los filos?Si el patrón de expresión génica Hox subyacente es uniforme ¿Como surgen las diferencias entre los filos?
33 Hay investigaciones recientes …………..Indican que ciertas modificaciones a nivel molecular son capaces de cambiar la función de los genes Hox durante el desarrollo de distintas especies.
34 Probablemente,…………. cuatro mecanismos principales sean los que gobiernen la evolución(ayudan a explicar la aparición de novedades evolutivas como alas, cuernos, extremidades, mandíbulas, etc., en distintos grupos de animales).
35 mecanismos implicados en la evolución del complejo Hox:(1) cambios en la expresión de los genes Hox, por ejemplo causados por una alteración en la secuencia reguladora de los mismos genes Hox, (2) cambios en la regulación de los genes blanco de Hox sin cambios en la expresión de los genes Hox, por ejemplo debidos a un cambio en la secuencia de un gen que antes no era blanco de Hox y tras el cambio se convierte en un blanco de éste, (3) cambios en la función de las proteínas Hox a través de cambios en las secuencias codificantes de dichas proteínas, (4) cambios en la regulación postranscripcional de los genes Hox, los cuales alteran la función de las proteínas codificadas por estos genes.
36 El número de genes Hox puede desempeñar un papel en permitir la evolución de estructuras complejas
37 Esto quiere decir que muchos genes clave para el control del desarrollo están evolutivamente conservados entre grupos de animales con una larga evolución independiente. El funcionamiento molecular de estos genes en distintos animales puede ser muy diferente.
38 Datos de expresión génica y debates macroevolutivos
39 Sabemos, por la teoría microevolutiva, que la selección natural optimiza la variabilidad genérica existente en una población para maximizar el éxito reproductivo. Esto proporciona una estructura para interpretar una gran variedad de carácteres biológicos y su importancia relativa.
40 La teoría macroevolutiva también ayuda a explicar muchas cosas sobre cómo funcionan los seres vivos.Hoy, no con la idea de que la acumulación de pequeñas mutaciones da como resultado………… Las mutaciones homeóticas, distinguiéndolas, como el tipo de cambio genético que puede cambiar una estructura hacia otra, y, posiblemente, crear nuevas estructuras, o nuevas combinaciones de estructuras Estas mutaciones no son en los genes estructurales sino en los genes reguladores)
41 La distribución de los carácteres con base genética en los grupos queda explicado por la separación de los linajes y la producción continuada de nuevos carácteres por mutación.
42 Los ecosistemas, las especies, los organismos y sus genes tienen todos largas historias. Una explicación completa de cualquier carácter biológico debe tener dos componentes. Primero, una explicación proximal: ¿cómo funciona? Y, segundo, una explicación última: ¿a partir de qué fue modificado?
43 Durante siglos, los humanos se han preguntado: "¿Por qué estamos aquíLa respuesta a esa pregunta está fuera del ámbito de la ciencia. Sin embargo, los biólogos pueden ofrecer una respuesta a esa pregunta: "¿Cómo hemos llegado aquí?"