SBTRKT "Hold On"

SBTRKT. Como veo que en el Colegio hay un auge de coreografias, les podemos sugerir algunas de estas que son realmente creativas. ¿¿Que tal hee?? Pueden opinar al calce del blog para saber que piensan.


y

La formación de especies

MI resumen ilustrado. Chicos: A partir de este texto escoge los datos más importantes e ilustralos con figuras que te ayuden a entender estos procesos biológicos. Es decir por cada concepto o conjunto de ideas ve si hay una figura o esquema que te ayude a realizar una especie de monografía, la cual es personal. El resumen es de Copy-paste, pero ilustrado o ampliado por ustedes. Las dudas trelas escritas para resolverlas en clase. Traelo impreso y pegado en tu cuaderno. Como tendremos compu. Pon las figuras en un archivo para compartir con tu equipo de trabajo.

La formación de especies

Nuestro estudio de la formación de especies se basa fundamentalmente en los fósiles; por lo que nuestra tarea consiste en interpretar los cambios evolutivos en poblaciones ya extintas. Así, sabemos que los procesos de formación de especies llevan aparejados períodos de cambios evolutivos divergentes a partir de un tronco común, de tal modo que en esta acumulación de cambios en el acervo genético de la o las poblaciones en cuestión, se alcanza un punto tal en que se puede hablar de la formación de especies nuevas. Nuestro papel de testigos tan alejados en el tiempo, nos impide establecer en qué momento exacto las especies involucradas se constituyeron como tales.

El registro fósil nos demuestra que ha habido una expansión significativa de las especies presentes en la Tierra al paso del tiempo y se ha hecho la suposición de que todas las especies actuales provienen (han divergido) de antepasados comunes; o sea que ha ocurrido el proceso de especiación. Por lo tanto, podemos entender como especiación la formación de una o más especies a partir de una especie ya existente y que se produce cuando en una población se acumulan y seleccionan ciertas características distintivas que le impiden reproducirse con el resto de la población o bien cuando existe impedimento por barreras geográficas o físicas. La especiación es, por lo tanto, un proceso evolutivo a través del cual se generan nuevas especies como resultado de las fuerzas y mecanismos evolutivos.

Bajo la óptica de nuestro esquema de selección natural vista a través del tiempo, se entendería que el aparente tubo que conforma a la población, sufriría una bifurcación, como podemos observar en la figura 4:

Figura 4. Las especies nuevas se generan de la transformación de especies preexistentes. El esquema representa este proceso de especiación a través del tiempo.

La dispersión de las especies. Una característica importante de las especies que puede llevar al proceso de formación de especies nuevas, es la dispersión; es claro que todas las especies, tanto animales como vegetales poseen mecanismos simples o sofisticados (pero siempre eficientes), para dispersarse, de modo que su distribución local o geográfica puede modificarse a través del tiempo. Desde el punto de vista evolutivo esto es de gran importancia, puesto que:

a) De este modo se optimiza la densidad local de acuerdo a la disponibilidad de recursos.

b) Mediante la dispersión se favorece la variabilidad genética.

c) Se amplía la distribución geográfica, favoreciéndose así la posibilidad de permanencia de la especie a través del tiempo.

Cualquier animal puede verse afectado por problemas de alimentación, sobrepoblación, depredación o destrucción de su hábitat y muy frecuentemente la mejor solución es simplemente moverse hacia lugares con mejores perspectivas. El éxito y la diversidad de los animales depende de su flexibilidad y versatilidad, y es muy sorprendente que, con unas cuantas excepciones importantes, la selección ha favorecido la evolución de especies móviles.

Cuando a través de la dispersión un animal sale de su lugar de origen, se llama emigrante, mientras que al llegar a otra población, se convierte en inmigrante. Desde el punto de vista evolutivo, los procesos de dispersión son de gran importancia, pues la presencia de los inmigrantes en zonas ya colonizadas por la especie, permite que haya intercambio genético entre las poblaciones, evitándose así el aislamiento y por lo tanto, la diversificación de la especie. Por otra parte, a través de la dispersión, algunos individuos pueden llegar a zonas aún no colonizadas por su especie; en tal caso, éstos individuos pueden poblar el lugar y con frecuencia, a través de procesos de aislamiento y evolución, originar razas o especies nuevas a través de la divergencia.

Los procesos de dispersión en vegetales ocurren principalmente a través de estructuras de reproducción sexual o asexual, de modo que una vez realizada, dichas estructuras germinan si las condiciones del ambiente son adecuadas. Los agentes de dispersión son múltiples: el viento, el agua y los animales pueden actuar como excelentes dispersores. Todo mundo ha jugado con las inflorescencias del "diente de león", una flor compuesta que cuando madura, genera semillas con largos pelos que permiten una gran tracción en el aire que favorece ampliamente su dispersión en la dirección del viento. El coco y otros frutos de este tipo, son fácilmente arrastrados por el agua, incluso por corrientes marinas que les permite su dispersión hasta islas muy remotas. Asimismo, la presencia de espinas, goma adhesiva y pelillos, permiten a una diversidad de semillas pegarse al pelo o plumas de animales, aprovechando su motilidad para dispersarse hasta zonas relativamente alejadas de la planta progenitora.

En los animales, la dispersión puede ser un proceso controlado o accidental. Muchos animales al nacer o cuando alcanzan la edad de la autosuficiencia, tienden a buscar un lugar donde vivir; éste proceso de búsqueda es precisamente la dispersión.

Un excelente ejemplo de dispersión lo provee la manera como Krakatoa fue colonizada. Como se sabe, el 26 de agosto de 1883, la pequeña isla volcánica de Krakatoa y dos islas adyacentes, fueron cubiertas hasta por 31 metros de lava, escoria y ceniza generadas por una erupción volcánica. De este modo, dichas islas, al quedar prácticamente esterilizadas, se convirtieron en una especie de experimento de dispersión y recolonización de un área devastada. La dispersión de biota proveniente de Java (ubicada a unos 28 Kilómetros), y Sumatra ocurrió muy rápidamente.

Nueve meses después de la erupción, sólo se pudo localizar en Krakatoa una especie de araña. Tres años después, el piso estaba densamente cubierto con algas azul - verdes, y se encontraron 11 especies de helechos y 15 de plantas con flores. Diez años después de la explosión, ya había cocoteros. A los 25 años había en la isla 263 especies de animales, y ya estaba cubierta de un denso bosque. A los 50 años, ya había 47 especies de vertebrados: 36 especies de aves, 5 de lagartijas, 3 de murciélagos, una de rata con dos subespecies, una de cocodrilo y una de pitón. Aunque no es 100% seguro, es probable que la mayoría de plantas y animales hayan sido transportados por el viento; los vertebrados grandes por islas flotantes arrastradas por inundaciones y en unos pocos casos a nado. La idea que surge de estas observaciones es que cuando hay espacio vacante, plantas y animales no tardan mucho en encontrarlo.

Especiación alopátrica, simpátrica e hibridación

Existen dos maneras principales por las cuáles se pueden originar especies nuevas. La primera es una transformación gradual a través del tiempo de una especie a otra. Esta se llama transformación filética. La hibridación y fusión con otra especie provee de otro mecanismo de transformación de especies en el tiempo. Ninguno de estos dos sistemas involucra el desarrollo de mecanismos aislantes necesariamente ni el incremento del número de especies.

La segunda manera principal de especiación es el proceso por el cuál una especie ancestral da origen a dos o más especies sin necesariamente perder su identidad. Este proceso es llamado multiplicación de especies o verdadera especiación. El proceso de especiación puede ser dividido en especiación instantánea o abrupta y especiación gradual y ésta a su vez se puede dividir en tres tipos: Alopátrica, Parapátrica y Simpátrica.

Moritz Wagner enunció en 1868 la hipótesis geográfica de multiplicación de especies, que es la más aceptada actualmente. La estructura general del mundo viviente al estudiarse como un todo, indica claramente que la especiación ocurre a través del proceso de adaptación de formas cercanamente relacionadas a ambientes geográficos distintos. No es casual que las zonas geográficas posean un número de especies características.

Wagner establece que el primer paso en la especiación es el aislamiento reproductivo originado por separación física (geográfica) de la población. Un segundo paso es la evolución independiente de las poblaciones aisladas. Si eventualmente las poblaciones vuelven a encontrarse y si el aislamiento persiste debido a otros mecanismos aislantes, se considera que el proceso de especiación se ha completado. Aunque la propuesta de Wagner es válida, en la actualidad esta idea ha sido complementada como puede verse en la Tabla 1.

Tabla 1. Modos potenciales de formación de especies (según Mayr, 1977)

I. Transformación de especies (Especiación Filética)

1. Transformación autógena (Debida a mutación, selección, etc.)
2. Transformación alógena (Debida a introgresión con otras especies)

II. Multiplicación de especies (Especiación verdadera)

1. Especiación abrupta (a través de individuos)
   1. Rearreglo de cromosomas
   2. Poliploidía
2. Especiación gradual (a través de poblaciones)
   1. Especiación alopátrica (especiación geográfica)
   2. Especiación parapátrica
   3. Especiación simpátrica

Por cuestiones de terminología, estudiaremos la hibridación al final de este contenido. Especiación abrupta. Mayr propone que el rearreglo del cariotipo tiene cierta ventaja selectiva en el proceso de formación de especies, ya sea que el cambio tenga que ver con el número total de cromosomas, el número de cromosomas metacéntricos o acrocéntricos, la presencia y el tipo de inversiones paracéntricas o pericéntricas o con los cromosomas supernumerarios. Son dos los procesos que dan tal ventaja selectiva:

a) las mutaciones cromosómicas tienen el potencial de servir o contribuir al establecimiento de mecanismos aislantes y

b) a través de una mutación cromosómica se puede crear un supergene nuevo, permitiendo así el aseguramiento y protección de un complemento genético particularmente favorable.

Aunque casi todo proceso de especiación conlleva un rearreglo cromosómico, se considera que este proceso, por ocurrir muy raramente en la naturaleza, no constituye una verdadera forma de especiación instantánea. El proceso de Poliploidía por su parte, es relativamente frecuente en el reino Plantae. Si debido a procesos relacionados con la meiosis los gametos contienen más de un juego de cromosomas, al realizarse la fecundación, la célula huevo resultante será poliploide. A continuación, se requiere de una serie de condiciones: a) que la germinación ocurra, b) que la selección natural favorezca al individuo, c) que alcance la madurez sexual, d) que sea capaz de autofecundarse o que existan individuos con una mutación semejante y que puedan fecundarse; y finalmente, e) que la progenie sea viable. De este modo, tenemos que se constituye una población en la que al incrementarse el número de cromosomas, sus integrantes quedan instantáneamente aislados de los demás y pueden entonces formar una especie diferente. Se calcula que este mecanismo es responsable de la formación de nuevas especies de plantas en aproximadamente una tercera parte de las existentes en la actualidad. Ejemplos de este tipo de fenómeno lo constituyen varias de las plantas que cultiva el hombre: el trigo por ejemplo es hexaploide (6n), mientras que el tabaco es tetraploide (4n). Se ha notado que la Poliploidía con frecuencia genera plantas más vigorosas. Por ejemplo, en la fresa se ha visto que el tamaño de la planta, de la hoja y de la fruta es mayor en proporción directa al número de juegos cromosómicos presentes. Especiación alopátrica. En este proceso se pueden identificar cuatro pasos:

1. Separación del acervo genético original en dos o más grupos aislados (aislamiento).
2. Evolución independiente de los acervos genéticos aislados (diferenciación).
3. Unión secundaria.
4. Competencia entre los nuevos acervos génicos.

Aislamiento. Un grupo de poblaciones interfértiles puede separarse en dos o más grupos aislados por distintas razones. Generalmente es el cambio de ambiente físico lo que origina una reducción del territorio de las especies. La destrucción del ambiente físico por los humanos u otros tipos de disturbios pueden tener el mismo efecto. Actualmente, la separación física de poblaciones, de tal modo que estén total o parcialmente aisladas, es un fenómeno común, por lo que éste es el patrón más esperado. Las poblaciones semiaisladas o aisladas también pueden ser el resultado de una dispersión extensa, cuando un pequeño número de fundadores se establece e incrementa su densidad poblacional.

Aunque el aislamiento es necesario, no es una condición suficiente para que la especiación ocurra.

Diferenciación. Este es el proceso por el que dos poblaciones aisladas se especializan en diferentes direcciones, por lo que se hacen morfológica y/o fisiológicamente diferentes. La diferenciación no ocurre necesariamente a continuación del aislamiento, pero frecuentemente lo hace y existe amplia evidencia de que se presenta por una adaptación de la población al ambiente local.

Unión del territorio. Las fuerzas que originan una superposición de los territorios de dos poblaciones anteriormente aisladas, pueden ser similares a aquéllas que llevaron a su separación. Básicamente éstas fuerzas son cambios medioambientales que llevan a la expansión del territorio, a la migración de la población o a la colonización de zonas nuevas. Es posible que la evolución de las poblaciones produzca cambios fisiológicos (tal como el desarrollo de un aparato más eficiente para la dispersión de las semillas), que son directa o indirectamente responsables de la expansión. Este proceso no es una condición necesaria en el proceso de especiación. Sin embargo, cuando ocurre puede llevar a importantes interacciones entre las dos unidades anteriormente separadas.

Exclusión competitiva. Cuando dos poblaciones anteriormente separadas establecen contacto, los individuos de éstas poblaciones interactúan. Aún cuando exista un aislamiento conductual y/o genético, los individuos tendrán necesidades idénticas o similares, tales como el alimento, el espacio, sitios para vivir, etc. Si aún no hay un aislamiento reproductivo, intentarán cruzarse. La competencia puede favorecer a miembros de una población tan eficazmente, que la coexistencia puede no ser posible.

La exclusión competitiva, esto es, la eliminación de una población, es producto de la sobreposición de territorios. La población excluida puede ser la ancestral o la descendiente. Otros productos del sobrelapamiento pueden ser el desplazamiento ecológico y la especialización.

Especiación parapátrica. Este tipo de especiación puede ocurrir en especies con poca capacidad de desplazamiento, tales como plantas, animales fosorios (que tienen hábitos subterráneos, como los topos) o insectos no alados. En este proceso no existe un aislamiento geográfico muy evidente, ya que no existen barreras que les separe; el ambiente es continuo, pero su poca capacidad de movimiento impide que las poblaciones se apareen. Para que esta situación se presente se requiere de dos situaciones:

1. Que sean capaces de explotar hábitats ligeramente diferentes, pero físicamente continuos.
2. Que ésta capacidad de invadir nuevos hábitats les aísle reproductivamente del resto de su especie.

Este tipo de especiación probablemente no es tan común como la especiación alopátrica, pero particularmente en plantas parece ser un proceso común.

Especiación simpátrica. La mayoría de los autores hasta hace relativamente poco tiempo, consideraban a la especiación simpátrica, esto es, a la especiación sin aislamiento geográfico, como el modo más frecuente de especiación. Tal especiación se basa en dos postulados:

1. El establecimiento de poblaciones nuevas de una especie en diferentes nichos ecológicos dentro del rango de dispersión de los individuos de la población parental.
2. El aislamiento reproductivo de los fundadores de la población parental.

Se postula que el flujo de genes entre la población hija y la parental se inhibe más por factores intrínsecos (internos a los individuos de la población) que extrínsecos (ecológicos). En los procesos de especiación simpátrica se implica un rápido proceso de formación de especies.

Existen dos puntos básicos que deben ser aclarados: El primero es que las teorías de especiación simpátrica y geográfica (alopátrica), coinciden en la importancia que conceden a los factores ecológicos en el proceso de especiación, aunque difieran en la secuencia de los pasos. La teoría de la especiación geográfica dice que es un evento extrínseco el que separa y divide a la población original en 2 o más poblaciones y que los factores ecológicos para cada población resultante al ser distintos, juegan un papel importante en la formación de nuevas especies.

De acuerdo a la teoría de la especiación simpátrica, la fragmentación del acervo genético es originada por factores ecológicos dentro de su mismo ambiente o lugar de origen y cualquier aislamiento espacial de las poblaciones es un fenómeno posterior y secundario.

El segundo punto tiene que ver con la definición de especiación simpátrica: es el origen de mecanismos aislantes dentro del área de dispersión de las crías de un deme único (un deme es un grupo de individuos que forman una población parcialmente aislada, espacial y genéticamente de otras poblaciones similares). El tamaño de esta área está determinado, por ejemplo, en la mayoría de los organismos marinos, por la dispersión de los estados larvales. En la mayoría de los insectos se determina por la motilidad (capacidad de movimiento) del estado adulto. Un corolario necesario en cualquier teoría de especiación gradual es de que en la naturaleza deben existir algunas formas o variedades que son "especies incipientes"; es decir, que están iniciando procesos de aislamiento reproductivo. Así, se postula la existencia de razas biológicas que por lo menos en principio pueden considerarse como especies simpátricas incipientes; ejemplos de ello son las razas estacionales que se presentan en cícadas y grillos, así como las razas de hospedero tan frecuentes en parásitos como nemátodos e insectos.

Tomado de:

http://academia.cch.unam.mx/wiki/biologia3y4/index.php/Mecanismos_y_patrones_evolutivos_que_explican_la_diversidad

El panda gigante ¿oso o mapache?

Chicos: a partir de esta lectura coloca los puntos principales en tu cuaderno.
Como surgirán dudas resuelve por lo menos cuatro que te ayuden a entender cómo es que se llegó a clasificar de buena manera al Panda.

El panda gigante ¿oso o mapache?

El panda gigante Ailuropoda melanoleuca, es un carnívoro que presenta rasgos muy peculiares; a diferencia de la mayoría de los carnívoros, se alimenta casi exclusivamente de bambú; su cabeza y dientes grandes y aplanados, sus mandíbulas robustas al igual que los músculos masticatorios, le proporcionan la capacidad de molienda necesaria para una dieta vegetariana fibrosa (rica en celulosa). Pero a diferencia de otros animales de hábitos vegetarianos como los venados y vacas, que procesan la celulosa en cámaras especiales del tracto digestivo (que contienen bacterias mutualistas que producen enzimas que degradan la celulosa), el panda no presenta este tipo de cámaras y tiene el tracto digestivo típico de un carnívoro, aún cuando se alimenta de grandes cantidades de bambú de los que obtiene lo necesario para sobrevivir. Otra característica notoria de los pandas es el “famoso” pulgar de panda, que no es un verdadero dedo pulgar, sino en realidad es una prolongación del hueso sesamoideo radial de la muñeca, que actúa a modo de sexto dedo, que le permite al panda deshojar los tallos de bambú con mucha destreza, manipulando los tallos con sus extremidades superiores, arrancando las hojas y comiendo sólo los brotes.

El pulgar del panda está dotado no únicamente de hueso, sino también de músculos para proporcionarle agilidad. Aparte de estas peculiaridades, el panda no hiberna (el bambú no aporta suficiente energía para almacenar) y en lugar de rugir o gruñir como otros carnívoros, bala (como los borregos), sus manchas oscuras alrededor de los ojos y en las orejas en una cabeza blanca le dan un aspecto simpático, y además tienden a ser tímidos y apacibles, por lo que son una especie rara.

Figura 1. Pulgar del panda.

Figura 2. Anatomía comparada entre el oso panda y el mapache.La anatomía del panda gigante difiere considerablemente de la de sus parientes, los osos y mapaches. Su cráneo, voluminoso, constituye una adaptación al régimen alimentario herbívoro: ha crecido para brindad mayor fuerza de molienda con que macerar el bambú. El pulgar oponible, formado por la prolongación de un hueso de la muñeca permite (en oscuro) permite al panda arrancar las hojas de los tallos de bambú. Muchas de esas especializaciones han confundido a los taxónomos que estudian el parentesco evolutivo del panda.

Cuando se les descubrió en occidente, se les identificó como una especie nueva, en 1869 se les denominó Ursus melanoleucus (oso blanco y negro), más tarde le encontraron parecido o supuesto parentesco con el panda menor o panda rojo Ailurus fulgens que también es originario de China. Este último, es miembro de la familia del mapache (procyonidae), y se juzgó que el aspecto del panda constituía una reminiscencia del pasado, que refleja que desciende de un antepasado común al oso y al mapache, por lo que lo rebautizaron como Ailuropoda melanoleuca, pero esto no aclaraba si estaba más emparentado con la familia de los osos (ursidae) o con la del mapache (procyonidae).

 

Figura 3. Panda menor y Panda gigante.

Una de las decisiones más importantes que ha de adoptar un sistemático, es la de sí un carácter es homólogo a otro similar de otra especie o si sólo es análogo. Si es homólogo, procederá de un ancestro común; es decir, todas las especies que lo poseen derivarán de un mismo antepasado. Todos los representantes de la clase de los mamíferos, por ejemplo, tienen pelo en el cuerpo, sus crías se alimentan a través de las glándulas mamarias y, tienen el corazón dividido en 4 cavidades. Los miembros de la familia de los felinos tienen uñas retráctiles, cuatro dedos en las patas traseras y pupilas dilatables. El grado de parentesco evolutivo se determina contando el número de caracteres homólogos; cuanto más próximas sean dos especies, mayor será el número de homologías.

Para aclarar el enigma del panda, Stephen J. O´brien del Instituto Nacional Estadounidense del Cáncer y su equipo, se dieron a la tarea de investigar la genealogía del panda, teniendo en cuenta que si en la escala molecular del panda se parecieran más a los mapaches que a los osos, o a éstos más que a aquellos, el dato constituiría una prueba convincente a favor de una u otra genealogía. Según las reglas de la homología, se podría esperar, que las proteínas del panda gigante (y las secuencias de ADN que las determinan) guardasen mayor semejanza con los de sus parientes más próximos. Por lo que compararon proteínas homólogas del panda gigante, el panda menor, el mapache y varias especies de osos.

Se utilizaron muestras de sangre de oso pardo, polar, negro, asiático, negro americano, malayo y oso bezudo, y tres de la familia procyonidae; panda rojo, mapache y Kinkajú. Se utilizó la técnica de hibridación del ADN y datos obtenidos de proteínas homólogas en electroforesis en gel.

La hibridación del ADN, es un método en el cual las dos bandas de una doble cadena de ADN de una especie son separadas una de otra por calentamiento (que rompe las uniones de puente de hidrógeno que mantiene unidas a las 2 bandas) quedando ambas bandas separadas. Al ADN de la especie con la cual se quiere comparar, se le somete al mismo procedimiento. Después, se mezclan ambos tipos de bandas (de las especies a comparar) y se deja que se unan entre sí bajando la temperatura y, de esta manera se forman hélices de ADN “híbrido” (una cadena de cada una de las especies). Si las secuencias de bases en ambas bandas son complementarias en su mayor parte, habrá muchas uniones entre las 2 bandas, pero habrá secciones de ADN que no se complementen y esas partes quedan sin unir. Ahora las moléculas híbridas se calientan para romper los puentes de hidrógeno que las mantienen unidas. Sí presentan pocas uniones entre bases de ambas bandas la temperatura a la que se separen será menor que a una cadena híbrida que presente una mayor complementación entre ambas bandas, por lo tanto se requerirán temperaturas menores para separar bandas de especies menos relacionadas entre sí que de especies más emparentadas. El principio en el que se basa la técnica, es que el ADN de especies cercanas, tendrá más secuencias de nucleótidos similares, que el ADN de especies con relaciones distantes.

Se compararon también las diferencias entre 50 enzimas homólogas de 9 especies y se estimó la “distancia genética”; que son las mutaciones que obtienen los genes a lo largo del tiempo. Un problema que surgió fue, que los osos tienen 74 cromosomas monobraquiales (un solo brazo), mientras que los pandas tienen 42 cromosomas, la mayoría bibraquiales (2 brazos). Esto hacia pensar a los biólogos que los pandas y los osos no pertenecen a una misma familia pero, por el bandeo cromosómico (técnica que permite caracterizar a los cromosomas y compararlos entre poblaciones que se sospecha tienen relación filogenética) se concluyó que algunos cromosomas del panda eran en realidad pares de cromosomas de oso unidos cabeza con cabeza por un centrómero común, lo que representa una fusión de cromosomas en la línea evolutiva que conduce al panda gigante.

Figura 4. Cromosomas fusionados de panda. Considerados antaño un argumento de peso para excluir a los pandas de la misma familia de los osos, se ha comprobado que son fruto de una simple fusión cromosómica. El análisis detallado de las bandas revela que los cromosomas del panda proceden de un oso ancestral (hoy extinto) cuyos cromosomas se fusionaron, al parecer, extremo con extremo; el centrómero actúa como punto de conexión central. Se comparan cromosomas representativos (1-3) del panda gigante (en cada par, el de la izquierda) con sus homólogos del oso pardo,Ursus arctos (en cada par el de la derecha). En la primera fotografía de cada cromosoma, el de panda está apareado con un homólogo; en la siguiente está invertido 180 grados y apareado con su segundo homólogo. El emparejamiento de las bandas permite determinar, por ejemplo, que una de las mitades del cromosoma 1 del panda gigante es homólogo del cromosoma 2 del oso pardo, y que la otra lo es del cromosoma número 3 del oso.

Todo esto permite concluir que el panda pertenece a la familia ursidae y el panda menor a la familia procyonidae. A continuación se presenta el árbol filogenético resultante del estudio de O´Brien.

Figura 5. Genealogía del panda.

Como se puede concluir, la taxonomía moderna no depende exclusivamente de las observaciones estructurales y funcionales de los organismos, pues para poder determinar parentescos, sobre todo dudosos, se puede recurrir a diversas técnicas que tienen como base a la estructura cromosómica, la comparación de homologías entre diversas proteínas y la secuencia de bases nitrogenadas en el ADN.

Actualmente se han identificado alrededor de 1.5 millones de especies, pero se calcula que deben existir más, entre 5 y 30 millones según diferentes autores. La taxonomía es una valiosa evidencia de la evolución y un auxiliar en la caracterización de la biodiversidad.

Bibliografía.

• Mayr, Ernst. Population, species and evolution. The Belknap Press, USA, 1997
• O´Brien, Stephen. Genealogía del Panda, en investigación y Ciencia, núm. 136, España 1988
• Savage, R. J. G., Evolución de los mamíferos. Guía ilustrada. Madrid, España, Ediciones Akal. 1991.
• Starr, C. and R. Taggart. Biology, the unity and diversity of life. Belmont California. Seventh Edition. 1995
• Strickberger, W. M., Evolución. Barcelona, España, Editorial Omega. 1993.
• Vázquez, L. y H. Rivera. Biología IV. (Programa ajustado) CCH. Sur.

Agricultura Orgánica

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Caso de éxito y Especie en Biología.

Chicos: tenemos tres lecturas sencillas, un caso de éxito y el concepto de especie y algo acerca de los "osos" panda. 
Coloca tu reflexión sobre el premio Goldman en tu cuaderno y que es lo que te parece el trabajo de este campesino. (puedes incluir material o noticias adicionales).

Coloca en tu cuaderno un resumen de que es una especie biológica y taxonómica y todas aquellas que sean mencionadas en la lectura. Localiza la clasificación de tu planta y animal favorito así como de una especie exótica con un nombre interesante para tí.

Premio Goldman 2008 para un campesino indígena mexicano: Jesús León Santos

El “premio ambiental Goldman” fue creado en 1990 por dos  generosos filántropos y activistas cívicos estadounidenses Richard N. Goldman y su esposa Rhoda H. Goldman. Consta de una dotación de 150.000 USD ($2,154,000 M.N.) y se entrega cada año, en el mes de abril, en la ciudad de San Francisco, California (Estados Unidos).
Hasta ahora ha sido otorgado a defensores del medio ambiente de 72 paí­ses. En 1991, lo ganó la africana Wangari Maathai, quien luego obtuvo el Premio Nobelde la Paz en 2004. En esta ocasión el premio 2008 fue otorgado a Jesús León Santos.
Cuando Jesús tení­a 18 años decidió cambiar el paisaje donde vivía en la Mixteca alta, la “tierra del sol”. Aquello parecía un panorama lunar: campos yermos y polvorientos, desprovistos de arboleda, sin agua y sin frutos. Habí­a que recorrer grandes distancias en busca de agua y de leña. Casi todos los jóvenes emigraban para nunca regresar, huyendo de semejantes páramos y de esa vida tan dura.
Con otros comuneros del lugar, Jesús León se fijó el objetivo de reverdecer los campos. Y decidió recurrir a unas técnicas agrí­colas precolombinas que le enseñaron unos indí­genas guatemaltecos para convertir tierras áridas en zonas de cultivo y arboladas.
¿Cómo llevar el proyecto a cabo? Haciendo revivir una herramienta indígena también olvidada: El tequio, el trabajo comunitario no remunerado.
Reunió a unas 400 familias de 12 municipios, creó el Centro de Desarrollo Integral Campesino de la Mixteca (Cedicam), y juntos, con recursos económicos limitadísimos, se lanzaron en la gran batalla contra la principal culpable del deterioro: la erosión.
En esa  región Mixteca existen más de 50.000 hectáreas que han perdido unos cinco metros de altura de suelo desde el siglo XVI. La cría intensiva de cabras, el sobre pastoreo y la industria de producción de cal que estableció la Colonia deterioraron la zona. El uso del arado de hierro y la tala intensiva de árboles para la construcción de los imponentes templos dominicos contribuyeron definitivamente a la desertificación.
Jesús León y sus amigos impulsaron un programa de reforestación. A pico y pala cavaron zanjas-trincheras para retener el agua de las escasas lluvias, sembraron árboles en pequeños viveros, trajeron abono y plantaron barreras vivas para impedir la huida de la tierra fértil. Todo eso favoreció la recarga del acuífero. Luego, en un esfuerzo titánico, plantaron
alrededor de cuatro millones de árboles de especies nativas, aclimatadas al calor y sobrias en la absorción de agua. Después se fijaron la meta de conseguir, para las comunidades indígenas y campesinas, la soberaní­a alimentaria.
Desarrollaron un sistema de agricultura sostenible y orgánica, sin uso de pesticidas, gracias al rescate y conservación de las semillas nativas del maíz, cereal originario de esta región. Sembrando sobre todo una variedad muy propia de la zona, el cajete, que es de las más resistentes a la sequía. Se planta entre febrero y marzo, que es la época mas seca del año, con muy poca humedad en el suelo, pero cuando llegan las lluvias crece rápidamente.
Al cabo de un cuarto de siglo, el milagro se ha producido. Hoy la Mixteca alta esta restaurada. Ha vuelto a reverdecer. Han surgido manantiales con más agua. Hay árboles y alimentos. Y la gente ya no emigra. Actualmente, Jesús León y sus amigos luchan contra los transgénicos, y siembran unos 200.000 árboles anuales. Cada día hacen retroceder la línea de la
desertificación. Con la madera de los árboles se ha podido rescatar una actividad artesanal que estaba desapareciendo: la elaboración, en talleres familiares, de yugos de madera y utensilios de uso corriente. Además, se han enterrado en lugares estratégicos cisternas de ferrocemento, de más de 10.000 litros de capacidad, que también recogen el agua de lluvia para el riego de invernaderos familiares orgánicos.
El ejemplo de Jesús León es ahora imitado por varias comunidades vecinas, que también han creado viveros comunitarios y organizan temporalmente plantaciones masivas.
En un mundo donde las noticias, con frecuencia, son  negativas y deprimentes, esta historia ejemplar ha pasado  desapercibida
tomado de: http://www.mensa.org.mx/blog/premio-goldman-2008-para-un-campesino-indigena-mexicano-jesus-leon-santos/

Conceptos de especie: Biológico y taxonómico.

El surgimiento de la biología como ciencia es muy reciente; seguramente recuerdas que los grandes investigadores de la época de Darwin eran naturalistas; es decir, su campo de conocimiento eran la física, la química, la astronomía, la geología y la biología. Incluso el propio naturalismo era relativamente nuevo, pues durante cientos de años, incluidos los mil años de la edad media, la filosofía helénica dominó el conocimiento humano. El término especie tenía una amplia acepción, pues igual se refería a objetos inanimados como los elementos químicos o artefactos humanos que a seres vivientes. De allí que sea necesario hacer una definición de la especie biológica.

La diversidad biológica se puede estudiar en 3 niveles; diversidad genética, diversidad de especies y diversidad de ecosistemas; pero cuando hablamos de diversidad de especies surgen varias preguntas: ¿cómo sabemos que dos organismos pertenecen a una misma especie? y, ¿cómo diferenciamos a dos especies que tienen un gran parecido entre sí como dos especies verdaderas y separadas?. La respuesta a las preguntas anteriores no es sencilla, ya que no todos los biólogos usan y aceptan los mismos criterios para definir a la especie, incluso, para algunos de ellos, la especie no es un concepto real, ya que consideran que en la naturaleza sólo existen individuos y que las especies son abstracciones creadas por el hombre. Por tales motivos, se pueden tener diferentes definiciones de especie de acuerdo a la especialidad del que la define, y así tenemos; El concepto de especie tipológico, que usa definiciones numéricas o matemáticas y en el cual sólo se considera a la morfología de los organismos. El biológico, que se basa en el aislamiento reproductivo entre individuos y poblaciones. El taxonómico, basado en las semejanzas por comunidad de origen. El evolutivo, que ve a las especies como linajes en relaciones de ancestría-descendencia. A continuación abordaremos los conceptos biológico y taxonómico que son los que se encuentran indicados en el Programa.

La gran diversidad de seres vivos se puede apreciar a través de la taxonomía, que ordena, describe y clasifica a todos los seres vivos, teniendo como unidad de clasificación a la especie.

La palabra especie viene del latín y en lenguaje general significa tipo. En el diccionario de la Real Academia Española, para la palabra especie dice: Conjunto de cosas semejantes entre sí por tener uno o varios caracteres en común. Todos podemos reconocer algunas especies biológicas. Sabemos que el lobo es de una especie y que el conejo es de otra. Podemos diferenciar entre los rosales y los pinos y decimos que son de diferente especie; pero las dificultades empiezan cuando comparamos por ejemplo al caballo y al burro y nos preguntamos si son de la misma especie o no, ya que se parecen mucho. Por otro lado, dos aves pueden ser muy diferentes entre sí en el color y ser de la misma especie, como el macho y la hembra de pavo real, también tendremos dificultad al comparar a un perro chihuahueño con un gran danés y, aunque difieren notablemente, ambos pertenecen a la misma especie.

Ernst Mayr, en 1940 dió un concepto de especie biológica útil para organismos de reproducción sexual, el cual es aceptado por la generalidad de los biólogos “Las especies son grupos de poblaciones naturales, que se cruzan real o potencialmente entre sí, que tienen descendencia fértil y que están aisladas reproductivamente de otros grupos”. No importa qué tan grande sea la variación fenotípica individual, ya sea morfológica, conductual o fisiológica, si ésta permite el cruzamiento, y sus descendientes son fértiles, entonces son de la misma especie, ya que comparten una misma poza génica. Por lo tanto el concepto biológico de especie se basa en el aislamiento reproductivo, en el cual los individuos se reconocen como parejas potenciales para fines reproductivos.

En taxonomía, la especie es una categoría en la cual se puede ubicar a un organismo de acuerdo a criterios rígidos con relación a su estructura y otras características. El término taxonomía, del griego Taxis, que significa arreglo u ordenamiento, es la rama de la Biología que se encarga de la clasificación y agrupación jerárquica de los organismos con base en su morfología y evolución. El objeto de estudio de las clasificaciones son los objetos y organismos a clasificar, por lo que el objeto de estudio de la taxonomía son las clasificaciones.

El término taxón, se aplica a un determinado grupo de organismos que se consideran como una unidad de cualquier rango, por ejemplo; la familia Hominidae, el género Homo, la especie sapiens.

Taxón	Plantae	Plantae	Animalia	Animalia
Reino	Maíz	Vainilla	Humano	lobo
Phylum o división	Anthophyta	Anthophyta	Chordata	Chordata
Clase	Monocotyledonae	Monocothyledonae	Mammalia	Mammalia
Orden	Commelinales	Orchidales	Primates	Carnivora
Familia	Poaceae	Orchidaceae	Hominidae	Canidae
Género	Zea	Vanilla	Homo	Canis
Especie	mays	planifolia	sapiens	lupus

Aunque en muchos libros se usa para el reino Plantae la División en lugar de Phylum, el Congreso Internacional de Botánica efectuado en Tokio, formalmente recomendó el uso del Phylum en lugar de División.

En cada taxón existe un grupo de organismos que se consideran una unidad, por lo que un taxón es un grupo de organismos con existencia real, mientras que una categoría (Reino, Phylum, Clase, Orden, Familia, Género, Especie) es un orden jerárquico, es decir una serie de niveles en los que la categoría mayor abarca a todas las demás, por ejemplo; la primera categoría de un Reino es el Phylum (filum en español), el Reino puede tener varios Phyla (plural de Phylum), un Phylum varias Clases, la Clase varios Ordenes etc. Desde luego que entre una categoría y otra puede darse el caso de que sea necesario abrir una nueva categoría, que puede ser; superfamilia por ejemplo o subfamilia etc.

Cuando una especie “nueva” (antes desconocida como tal) es identificada como una nueva especie, se le da un nombre científico. La práctica de darles nombre científico e identificar cada especie proviene del siglo XVIII, y su iniciador fue el naturalista sueco Carl Von Linneo (1707-1778), quien desarrolló un sistema binominal, que asigna a cada especie un nombre que consta del género y la especie.

Por ejemplo; el nombre científico Panthera onca (el género debe escribirse con mayúscula y la especie con minúscula) corresponde al jaguar, y no existe otra especie que reciba el mismo nombre por mucho que se le parezca, por ejemplo; el leopardo Panthera pardalis o el tigre Panthera tigris que se parecen mucho al jaguar, tienen el mismo nombre genérico, por lo que se puede deducir que los tres felinos pertenecen al mismo género y que están estrechamente relacionados, pero difieren en su morfología lo suficiente como para considerarlos especies diferentes. También pueden existir especies con un mismo nombre específico por ejemplo Ursus americanus (oso negro), Homorus americanus (una langosta de mar del atlántico) y Bufo americanus (sapo), y no necesariamente tienen que tener un parentesco cercano. El nombre científico, formado por el género y la especie debe escribirse siempre en cursiva o subrayado.
Tomado de: http://academia.cch.unam.mx/wiki/biologia3y4/index.php/Mecanismos_y_patrones_evolutivos_que_explican_la_diversidad

Chicos: a partir de esta lectura coloca los puntos principales en tu cuaderno.
Como surgirán dudas resuelve por lo menos cuatro que te ayuden a entender cómo es que se llegó a clasificar de buena manera al Panda.

EL PANDA GIGANTE ¿OSO O MAPACHE?

El panda gigante Ailuropoda melanoleuca, es un carnívoro que presenta rasgos muy peculiares; a diferencia de la mayoría de los carnívoros, se alimenta casi exclusivamente de bambú; su cabeza y dientes grandes y aplanados, sus mandíbulas robustas al igual que los músculos masticatorios, le proporcionan la capacidad de molienda necesaria para una dieta vegetariana fibrosa (rica en celulosa). Pero a diferencia de otros animales de hábitos vegetarianos como los venados y vacas, que procesan la celulosa en cámaras especiales del tracto digestivo (que contienen bacterias mutualistas que producen enzimas que degradan la celulosa), el panda no presenta este tipo de cámaras y tiene el tracto digestivo típico de un carnívoro, aún cuando se alimenta de grandes cantidades de bambú de los que obtiene lo necesario para sobrevivir. Otra característica notoria de los pandas es el “famoso” pulgar de panda, que no es un verdadero dedo pulgar, sino en realidad es una prolongación del hueso sesamoideo radial de la muñeca, que actúa a modo de sexto dedo, que le permite al panda deshojar los tallos de bambú con mucha destreza, manipulando los tallos con sus extremidades superiores, arrancando las hojas y comiendo sólo los brotes.

El pulgar del panda está dotado no únicamente de hueso, sino también de músculos para proporcionarle agilidad. Aparte de estas peculiaridades, el panda no hiberna (el bambú no aporta suficiente energía para almacenar) y en lugar de rugir o gruñir como otros carnívoros, bala (como los borregos), sus manchas oscuras alrededor de los ojos y en las orejas en una cabeza blanca le dan un aspecto simpático, y además tienden a ser tímidos y apacibles, por lo que son una especie rara.

Figura 1. Pulgar del panda.

Figura 2. Anatomía comparada entre el oso panda y el mapache.La anatomía del panda gigante difiere considerablemente de la de sus parientes, los osos y mapaches. Su cráneo, voluminoso, constituye una adaptación al régimen alimentario herbívoro: ha crecido para brindad mayor fuerza de molienda con que macerar el bambú. El pulgar oponible, formado por la prolongación de un hueso de la muñeca permite (en oscuro) permite al panda arrancar las hojas de los tallos de bambú. Muchas de esas especializaciones han confundido a los taxónomos que estudian el parentesco evolutivo del panda.

Cuando se les descubrió en occidente, se les identificó como una especie nueva, en 1869 se les denominó Ursus melanoleucus (oso blanco y negro), más tarde le encontraron parecido o supuesto parentesco con el panda menor o panda rojo Ailurus fulgens que también es originario de China. Este último, es miembro de la familia del mapache (procyonidae), y se juzgó que el aspecto del panda constituía una reminiscencia del pasado, que refleja que desciende de un antepasado común al oso y al mapache, por lo que lo rebautizaron como Ailuropoda melanoleuca, pero esto no aclaraba si estaba más emparentado con la familia de los osos (ursidae) o con la del mapache (procyonidae).

 

Figura 3. Panda menor y Panda gigante.

Una de las decisiones más importantes que ha de adoptar un sistemático, es la de sí un carácter es homólogo a otro similar de otra especie o si sólo es análogo. Si es homólogo, procederá de un ancestro común; es decir, todas las especies que lo poseen derivarán de un mismo antepasado. Todos los representantes de la clase de los mamíferos, por ejemplo, tienen pelo en el cuerpo, sus crías se alimentan a través de las glándulas mamarias y, tienen el corazón dividido en 4 cavidades. Los miembros de la familia de los felinos tienen uñas retráctiles, cuatro dedos en las patas traseras y pupilas dilatables. El grado de parentesco evolutivo se determina contando el número de caracteres homólogos; cuanto más próximas sean dos especies, mayor será el número de homologías.

Para aclarar el enigma del panda, Stephen J. O´brien del Instituto Nacional Estadounidense del Cáncer y su equipo, se dieron a la tarea de investigar la genealogía del panda, teniendo en cuenta que si en la escala molecular del panda se parecieran más a los mapaches que a los osos, o a éstos más que a aquellos, el dato constituiría una prueba convincente a favor de una u otra genealogía. Según las reglas de la homología, se podría esperar, que las proteínas del panda gigante (y las secuencias de ADN que las determinan) guardasen mayor semejanza con los de sus parientes más próximos. Por lo que compararon proteínas homólogas del panda gigante, el panda menor, el mapache y varias especies de osos.

Se utilizaron muestras de sangre de oso pardo, polar, negro, asiático, negro americano, malayo y oso bezudo, y tres de la familia procyonidae; panda rojo, mapache y Kinkajú. Se utilizó la técnica de hibridación del ADN y datos obtenidos de proteínas homólogas en electroforesis en gel.

La hibridación del ADN, es un método en el cual las dos bandas de una doble cadena de ADN de una especie son separadas una de otra por calentamiento (que rompe las uniones de puente de hidrógeno que mantiene unidas a las 2 bandas) quedando ambas bandas separadas. Al ADN de la especie con la cual se quiere comparar, se le somete al mismo procedimiento. Después, se mezclan ambos tipos de bandas (de las especies a comparar) y se deja que se unan entre sí bajando la temperatura y, de esta manera se forman hélices de ADN “híbrido” (una cadena de cada una de las especies). Si las secuencias de bases en ambas bandas son complementarias en su mayor parte, habrá muchas uniones entre las 2 bandas, pero habrá secciones de ADN que no se complementen y esas partes quedan sin unir. Ahora las moléculas híbridas se calientan para romper los puentes de hidrógeno que las mantienen unidas. Sí presentan pocas uniones entre bases de ambas bandas la temperatura a la que se separen será menor que a una cadena híbrida que presente una mayor complementación entre ambas bandas, por lo tanto se requerirán temperaturas menores para separar bandas de especies menos relacionadas entre sí que de especies más emparentadas. El principio en el que se basa la técnica, es que el ADN de especies cercanas, tendrá más secuencias de nucleótidos similares, que el ADN de especies con relaciones distantes.

Se compararon también las diferencias entre 50 enzimas homólogas de 9 especies y se estimó la “distancia genética”; que son las mutaciones que obtienen los genes a lo largo del tiempo. Un problema que surgió fue, que los osos tienen 74 cromosomas monobraquiales (un solo brazo), mientras que los pandas tienen 42 cromosomas, la mayoría bibraquiales (2 brazos). Esto hacia pensar a los biólogos que los pandas y los osos no pertenecen a una misma familia pero, por el bandeo cromosómico (técnica que permite caracterizar a los cromosomas y compararlos entre poblaciones que se sospecha tienen relación filogenética) se concluyó que algunos cromosomas del panda eran en realidad pares de cromosomas de oso unidos cabeza con cabeza por un centrómero común, lo que representa una fusión de cromosomas en la línea evolutiva que conduce al panda gigante.

Figura 4. Cromosomas fusionados de panda. Considerados antaño un argumento de peso para excluir a los pandas de la misma familia de los osos, se ha comprobado que son fruto de una simple fusión cromosómica. El análisis detallado de las bandas revela que los cromosomas del panda proceden de un oso ancestral (hoy extinto) cuyos cromosomas se fusionaron, al parecer, extremo con extremo; el centrómero actúa como punto de conexión central. Se comparan cromosomas representativos (1-3) del panda gigante (en cada par, el de la izquierda) con sus homólogos del oso pardo,Ursus arctos (en cada par el de la derecha). En la primera fotografía de cada cromosoma, el de panda está apareado con un homólogo; en la siguiente está invertido 180 grados y apareado con su segundo homólogo. El emparejamiento de las bandas permite determinar, por ejemplo, que una de las mitades del cromosoma 1 del panda gigante es homólogo del cromosoma 2 del oso pardo, y que la otra lo es del cromosoma número 3 del oso.

Todo esto permite concluir que el panda pertenece a la familia ursidae y el panda menor a la familia procyonidae. A continuación se presenta el árbol filogenético resultante del estudio de O´Brien.

Figura 5. Genealogía del panda.

Como se puede concluir, la taxonomía moderna no depende exclusivamente de las observaciones estructurales y funcionales de los organismos, pues para poder determinar parentescos, sobre todo dudosos, se puede recurrir a diversas técnicas que tienen como base a la estructura cromosómica, la comparación de homologías entre diversas proteínas y la secuencia de bases nitrogenadas en el ADN.

Actualmente se han identificado alrededor de 1.5 millones de especies, pero se calcula que deben existir más, entre 5 y 30 millones según diferentes autores. La taxonomía es una valiosa evidencia de la evolución y un auxiliar en la caracterización de la biodiversidad.

BIBLIOGRAFÍA.

• Mayr, Ernst. Population, species and evolution. The Belknap Press, USA, 1997
• O´Brien, Stephen. Genealogía del Panda, en investigación y Ciencia, núm. 136, España 1988
• Savage, R. J. G., Evolución de los mamíferos. Guía ilustrada. Madrid, España, Ediciones Akal. 1991.
• Starr, C. and R. Taggart. Biology, the unity and diversity of life. Belmont California. Seventh Edition. 1995
• Strickberger, W. M., Evolución. Barcelona, España, Editorial Omega. 1993.
• Vázquez, L. y H. Rivera. Biología IV. (Programa ajustado) CCH. Sur.