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EVOLUCION
BIOLOGICA
Biosfera y Biodiversidad Actual y Pasada
Evidencias Geológicas y Paleontológicas
“ Cada ser vivo tiene una historia;
cada especie viviente tiene una
historia. La vida en su conjunto
tiene una historia ”.
HIPOTESIS
FUTURO
• PROBLEMA
PASADO
<
•ANALOGOS ACTUALES ------------------------
• PATRONES (Morfológicos, biogeográficos, etc)
•ANOMALIAS
< --------------------------
PREDICCIONES / RETRODICCIONES
TIEMPO
“ Los procesos actuales tambien ocurrieron en el pasado”
Biosfera y Biodiversidad
Biosfera: Se define como la parte de la Tierra donde
hay vida: incluye la litósfera, hidrósfera y atmósfera.
Biodiversidad: componente biótico que incluye toda la
variedad morfológica, genética y de adaptaciones que
presentan los organismos a los distintos ecosistemas y sus
interacciones
Ecosistema: desierto del norte de Chile
Comunidad de dunas, III Región.
La diversidad faunistica y floristica presenta adaptaciones a este
tipo de habitat
Biodiversidad Actual
Nº especies
identificadas
Nº especies
estimadas
150,000
200,000
250,000
280,000
1,300,000
4,400,000
P eces
21,000
23,000
Anfibio s
3,125
3,500
Reptiles
5,115
6,000
Aves
8,715
9,000
M amí fero s
4,170
4,300
1,742,000
4,926,000
P lantas no
vasculares
P lantas
vasculares
Invertebrado s
T OT AL
Tabla no incluye
virus, bacterias,
protistas y hongos
PARTÍCULAS
ELEMENTALES
ELECTRONES
QUASARS
PROTONES
ATOMOS
NEUTRONES
INANIMADO
MOLÉCULAS
ORGANULOS
NIVELES DE
ORGANIZACION
VIVIENTE
CELULAS
TEJIDOS
ORGANOS
ORGANISMO
UNIDADES DE
CLASIFICACIÓN
ECOLÓGICA
SISTEMA DE
ORGANOS
POBLACIONES
ESPECIE
COMUNIDADES
GÉNEROS
FAMILIAS
ECOSISTEMA
ORDENES
BIOMA
UNIDADES DE
CLASIFICACIÓN
BIOGEOGRÁFICA
CLASES
REGIONES
BIOGEOGRÁFICAS
PHYLUM
BIOSFERA
REINOS
UNIDADES DE
CLASIFICACIÓN
TAXONÓMICA
La Tierra hasta hoy es el único planeta del sistema
solar que tiene vida sobre su superficie. Esta vida
puede ser agrupada en cinco Reinos que comprenden
alrededor de 20 millones de especies vivientes: Monera.
Protista, Plantae, Animalia y Fungi
Es la Biodiversidad Actual
¿ Cuan antigua es la vida en el planeta?
¿Cuál es su historia evolutiva?
¿Qué evidencias existen?
¿Que procesos macroevolutivos han
afectado a la biota actual y pasada?
EVIDENCIAS DE EVOLUCION
APORTES DE LA GEOLOGIA
Y PALEONTOLOGIA
“ De una tierra estatica a un planeta
dinamico” Wegener, 1915.
ERA
Cuadro
cronológico de
la historia de la
vida en la
tierra
CENOZOICO
65 a hoy día
MESOZOICO
245 a 65 m. a.
PALEOZOICO
544 a 245 m. a.
TIEMPO
EVOLUTIVO
CRYPTOZOICO
o Precámbrico
PERIODO
EDAD
Millones
de años
Holoceno
CUATERNARIO
Pleistoceno
TERCIARIO
65 a 1,8
CRETACICO
146 a 65
JURASICO
208 a 146
TRIASICO
245 a 208
PERMICO
286 a 245
CARBONIFERO
360 a 286
DEVONICO
410 a 360
SILURICO
ORDOVICIO
440 a 410
505 a 440
CAMBRICO
544 a 505
EDIACARENSE
700
3800 a
2500
ACONTECIMIENTOS
EVOLUCION DEL HOMBRE
RADIACIÓN MAMÍFEROS
RADIACIÓN INSECTOS
RADIACIÓN AVES
EXTINCIÓN DINOSAURIOS
PRIMERAS PLANTAS CON FLORES
RADIACIÓN DINOSAURIOS
PRIMERAS AVES
PRIMEROS MAMÍFEROS
REPTILES MAMIFEROIDES
EXTINCIONES MARINAS MASIVAS
PRIMEROS REPTILES
RADIACIÓN MUSGOS Y HELECHOS
PRIMEROS ANFIBIOS
DIVERSIFICACIÓN PECES CON
MANDÍBULAS
PRIMERAS PLANTAS TERRESTRES
DIVERSIFICACIÓN METAZOOS
DIVERSIFICACIÓN DE
INVERTEBRADOS
“EXPLOSIÓN DEL CAMBRICO”
PRIMEROS METAZOOS CON
ESTRUCTURAS ESQUELETICAS
PRIMEROS METAZOOS DE CUERPO
BLANDO
PRIMEROS ORGANISMOS
PROCARIONTES (CIANOFICEAS Y
BACTERIAS)
La Evolución biológica tiene una historia de más de cuatro mil
millones de años: TIEMPO EVOLUTIVO
Involucra un aumento
gradual
de
la
complejidad
orgánica
desde el nivel molecular
hasta el nivel organismo.
La corteza terrestre es
dinámica
y
los
cambios
que
ha
experimentado
han
afectado
a
la
diversidad biológica
600 m.a
400 m.a
EXTINCION
DIVERSIFICACION
65 m.a.
actual
Como determinar la edad de las rocas y de subfósiles?
1. -Relojes Radioisotópicos: Principio de la desintegración
radiactiva:
1) Método K-Ar: desintegracion lenta del isótopo 40K, en 40Ar,
gas inerte. En rocas volcánicas la proporción de 40Ar aumenta
progresivamente en función del tiempo y la cantidad que tenga la
roca, dependerá de la concentración inicial de potasio y del tiempo
transcurrido desde su formación.
El K permite medir edades entre 100.000 años (0.1 Ma) y 4.500
millones de años: edad aceptada para la formación de nuestro
planeta
Carbono 14/ C12: ( Willard, 1940). Datación de subfósiles
Después de la muerte, el C14 se desintegra espontáneamente. Vida
media 5730 anos. > 50.000 anos no hay C14 en los tejidos
2. Dendrocronologia
Araucarias y Alerces
Usos: huesos, madera,
polen, hojas, turbas
Otros métodos:
Series de uranio en océanos: desintegración de U 238 a U 234 ,Thorio
230, Radio 226, Plomo 206.
3. Paleomagnetismo: Orientaciones cambiantes del campo
magnético de la tierra
Cuando las rocas se forman,
(ígneas o sedimentarias) la
dirección
del
campo
magnético queda registrada
en la orientación de las
partículas que contienen
hierro: magnetita
El último cambio de polaridad
magnética se produjo hace
780.000 años.......Cuaternario
4.- Métodos químicos:
a) Datación por Racemizacion o Reversión de aminoácidos:
En los organismos vivos la mayoría de los aa son Levógiros; al
morir la reversión es a Dextrogiro y esto es en función del
tiempo.
Posibilidad de encontrar ADN no
degradado en tejidos muy antiguos:
40.000 a 50.000 anos
Aplicaciones en paleontología, bioarqueologia, antropologia,
medicina forense, etc
CAMBIOS GEOLOGICOS: TECTONICA DE PLACAS
La corteza terrestre esta estructurada en placas tectónicas que
están en continuo desplazamiento: Deriva Continental
Dorsales submarinas y creación de corteza oceánica
Cordilleras o Dorsales oceánicas
Resultado: Deriva Continental
CENOZOICO
MESOZOICO
PALEOZOICO
OTROS CAMBIOS FISICOS: FLUCTUACIONES CLIMATICAS
TEORIA GLACIAL ( Milankovitch, 1930). Las glaciaciones se
deben a cambios en la rotación de la tierra o de la irradiación
solar.
• Consecuencias en la Biota:
discontinuidades distribucionales
(Especiación)
•Refugios glaciales de biota (Ej:
Cordillera de Nahuelbuta)
En el Pleistoceno (1 m.a.) ocurrieron grandes glaciaciones que
afectaron a casi todo el planeta, incluyendo Chile.
ERAS Y PERIODOS EN LA HISTORIA DE
LA TIERRA
APORTES DE LA PALEONTOLOGIA
ERA PALEOZOICA: Se inicia hace 600 millones de años con la
aparición de abundantes fósiles marinos principalmente moluscos
preservados en rocas sedimentarias.
Este es un mundo silencioso y
la
vida
está
presente
exclusivamente en ambientes
acuáticos marinos, aguas
continentales, pantanosas o
semipantanosas.
El Cámbrico corresponde al primer período del
Paleozoico y marca el inicio de la aparición en el
registro fósil de animales metazoos capaces de
fosilizarse.
En la Era Paleozoica, las placas
continentales
formaban
un
supercontinente llamado Pangea,
localizado en el hemisferio sur.
Empiezan a formarse lentamente
montañas como producto de
movimientos laterales de la
corteza terrestre: movimientos
orogenéticos.
El mapa muestra el paisaje terrestre en el Cámbrico:
verde: tierras emergidas; rojo: montañas; celeste: plataforma
continental; azul: mar profundo.
En el Cámbrico, la aparición simultánea en el registro
fósil de diferentes fila o ramas es un suceso conocido
como la “Explosión del Cámbrico”.
¿ Porqué es
importante el
Cámbrico del
punto de vista
evolutivo?
Los
tipos
de
organización corporal
que se desarrollaron
hace más o menos 600
m.a, son esbozos de las
formas actuales y pocos
planes
estructurales
nuevos han aparecido
después.
Los esquistos de Burgess Shale descubiertos
en 1909 en Columbia Britannica (Canadá)
encierran la colección más espectacular de
fósiles del Cámbrico.
Algunos representantes del Cámbrico:
Corresponden a organismos con cubiertas
esqueléticas externas: Trilobites, poríferos,
moluscos,
crustáceos,
equinodermos,
priapúlidos, etc.
La fauna de Burgess Shale presenta una gran diversidad:
organismos herbívoros, carnívoros, consumidores de
partículas o de organismos microscópicos, caminadores,
nadadores, sedentarios, etc.
Explosión del Cambrico = Radiación Evolutiva
“La más espectacular y la más importante
para el devenir del mundo viviente”
¿Porqué es importante el Paleozoico?
- Evolución de los peces Agnathos, Chondricththyes
Osteichthyes.
y
- Conquista del ambiente terrestre por las plantas: Bryophytas
- Evolución de anfibios a partir de los peces Crossopterigios.
ERA MESOZOICA:
Conquista definitiva del ambiente terrestre por las plantas: estas se
independizan del agua para la fecundación.
Era de las Coníferas: estas son las primeras plantas con semillas o
Espermatofitas
Era de los Reptiles: aparecen las primeras Aves y los
primeros mamíferos placentados.
Pangea comienza a
dividirse
en
dos
supercontinentes:
Laurasia y Gondwana
Ejemplos de Coníferas actuales
Pino
Araucaria
Sequoia
Alerce: 12000 anos
ERA CENOZOICA
Comienza hace 65 m.a con la fragmentación del continente
Gondwana; los continentes alcanzan la disposición que tienen
actualmente.
Es la Era de los Mamíferos,
Aves e Insectos sobre todo
los polinizadores asociados
a la diversificación de las
plantas Fanerógamas.
Preguntas:
- ¿Porqué existen actualmente alrededor de dos
millones de especies? .............................. Biodiversidad
- ¿ Porqué las especies animales y vegetales están donde
están?. ............................................ Biogeografía
- ¿ Como se explica la existencia de organismos
emparentados, en lugares distantes geográficamente?
............................................................ Deriva continental
- ¿ Cómo se explica la diversidad de especies que existe
en un lugar determinado? …...Macro y microevolución
Un apoyo importante para resolver estas preguntas es la
Biogeografía histórica.
• Por ejemplo la evolución y diversificación de las aves Ratites
se explica por deriva continental : Ellas muestran una
distribución gondwanica.