Presentació de classe sobre evolució.

Darwin – Galàpagos – Beagle – Lamarck – Ús i desús – Linné – Selecció natural –
mutacions – filogènia – lluita per la supervivència – transformisme – variabilitat –
gens – fòssils – analogies – origen de les espècies – pinsans – herència dels caràcters
Evolució
adquirits – origen de l’home – Wallace - Darwin – Galàpagos – Beagle – Lamarck –
Ús i desús – Linné – Selecció natural – mutacions – filogènia – lluita per la
supervivència – transformisme – variabilitat – gens – fòssils – analogies – origen de
les espècies – pinsans – herència dels caràcters adquirits – origen de l’home – Wallace
- Darwin – Galàpagos – Beagle – Lamarck – Ús i desús – Linné – Selecció natural –
mutacions En biologia – filogènia res – lluita no té per sentit la supervivència si – transformisme – variabilitat –
gens no – es fòssils mira – analogies sota el – origen prisma de les de espècies – pinsans – herència dels caràcters
adquirits – origen de l’home – Wallace - Darwin – Galàpagos – Beagle – Lamarck –
Ús l’evolució.
i desús – Linné – Selecció natural – mutacions – filogènia – lluita per la
supervivència – transformisme – variabilitat – gens – fòssils – analogies – origen de
les espècies – pinsans – herència dels caràcters adquirits – origen de l’home – Wallace
T. Dobzhanski
- Darwin – Galàpagos – Beagle – Lamarck – Ús i desús – Linné – Selecció natural –
mutacions – filogènia – lluita per la supervivència – transformisme – variabilitat –
gens – fòssils – analogies – origen de les espècies – pinsans – herència dels caràcters
adquirits – origen de l’home – Wallace - Darwin – Galàpagos – Beagle – Lamarck –
Ús i desús – Linné – Selecció natural – mutacions – filogènia – lluita per la
supervivència – transformisme – variabilitat – gens – fòssils – analogies – origen de
les espècies – pinsans – herència dels caràcters adquirits – origen de l’home – Wallace
Charles Darwin

Origen de la vida
Generació espontània: des d’Aristòtil fins al s.XIX.
“Existeix un arbre molt poc comú a França però freqüentment observat a
Escòcia. D’un costat, les seves fulles toquen l’aigua i es transformen en
peixos, de l’altre, toquen la terra i es transformen en ocells(…)”
1609
“Col·loqueu una camisa o draps bruts en un barril que contongui uns
quants grans de blat o una mica de farina. En vint-i-un dies, hi
apareixeran ratolins. Hi haurà mascles i femelles que seran capaços de
reproduir-se per produir més ratolins”
Van Helmont, 1620
Els éssers vius sorgien de manera espontània de determinats substrats inerts.

1668 i al 1769: Redi i Spallanzani van
realitzar experiments que refutaven aquesta
teoria
1861: Louis Pasteur, va descobrir
l’activitat bacteriana i va refutar la
Generació Espontània.

PLANTES
PROTOCTISTES
FONGS
MONERES
ANIMALS
Eucariotes
Procariotes

A la Terra s’ha estimat que hi ha entre 30 i 50 milions d’espècies
diferents
Els científics han catalogat 2 milions d’espècies
Per tant, desconeixem el 90% dels éssers vius del Planeta

Com ha estat l’evolució
del éssers vius?

Teories Prèvies
1. Creacionisme
Déu únic creador de totes les coses. Ex. esglèsia

Teories Prèvies
2. Fixisme
Les espècies no han variat al llarg de l’evolució, sempre
han estat les mateixes
Com expliquen l’existència dels fòssils?
3. Catastrofisme
La desaparició d’espècies en èpoques
passades es degut a grans catàstrofes
naturals.
Les espècies son immutables (Fixistes)
En el registre paleontòlogic podem distingir al
menys 5 d’aquestes grans catàstrofes, per exemple
ara fa 65 ma, l'extinció dels dinosaures.

Teories Prèvies
4. Lamarckisme: la transformació dels éssers vius
Jean Baptiste Cavallier de Lamarck (1744-1829)
Zoologia Filosofica (1809): primera teoria completa sobre
l’evolució de les espècies
El medi ambient canvia i els essers vius s’adapten a aquest
canvi. Hi ha una necessitat de canvi en els éssers vius que fa
variar els seus hàbits o la seva anatomia per adaptar-se al
nou medi
Com?
1. L'ús freqüent i continuat d’un òrgan el desenvolupa, el desús el fa desaparèixer
Teoria de l'ús i el desús
2. Aquests trets o característiques adquirides al llarg de la vida dels individus es
transmeten a la descendència. D’aquesta manera amb el pas del temps les espècies es
transformen i perfeccionen
Herència dels caràcters adquirits

Les girafes inicialment presentaven el coll curt
Lamarckisme
La necessitat d’estirar-ho per arribar a les fulles més
altes, va fer que aquest s'allargués
Tª Ús i desús
Els descendents d’aquestes girafes, ja naixien amb el
coll mes llarg.
Herència dels caràcters adquirits

Darwinisme:
Charles Darwin (1809-1882) Naturalista anglès, al 1831 es va
enrolar en el Beagle per realitzar un viatge per tot el món que
va durar 5 anys
Va relatar les seves experiències en un Manuscrit:
Viatge d’un Naturalista al voltant del Món (1839)

1859: va publicar la seva obra L’origen de les espècies on
posava de manifest totes les seves teories sobre l’evolució
del éssers vius
El mecanisme per explicar l’evolució és la selecció natural

“ L’home descendeix del mono “ Descent of man, Charles Darwin
A. Wallace un altre naturalista viatger, va arribar a les
mateixes conclusions, però Darwin va publicar el llibre
abans. Els dos junts van presentar les seves teories
davant La Societat Lineana de Londres al 1858.

Com actua la selecció natural ?
1. Les espècies tenen un gran potencial reproductor: neixen més individus dels que
poden sobreviure.
2. Entre tots els individus hi ha una variabilitat i es produeix una lluita per la
supervivència.
3. Els individus més forts i millor adaptats al medi on viuen seran els que
sobrevisquin per selecció natural i transmetran la seva característica a la
descendència. Els altres moriran i desapareixeran.

En una població de girafes, hi ha variabilitat en el coll
Les girafes amb el coll més llarg poden arribar a les
branques més altes, per tant es troben millor
adaptades que les girafes del coll curt (això
representa una desavantatge en aquest medi) i per
tant hi ha una lluita per la supervivència.
Les girafes de coll curt moriran perquè no es poden
alimentar i les girafes de coll llarg sobreviuran i
passaran aquest tret a la descendència per selecció
natural.

El problema de la contaminació a Londres durant la Revolució Industrial
Biston betularia: la papallona del bedoll
La coloració clara li
serveix de
camuflatge
A mitjans del s.XIX es van començar a observar
més papallones de coloració fosca
Va arribar fins al 99% de la població de papallones

Pinsans de les Illes Galàpagos

1. L'ús freqüent i continuat d’un òrgan el
desenvolupa, el desús el fa desaparèixer
Teoria de l'ús i el desús
2. Aquests trets o característiques adquirides
al llarg de la vida dels individus es
transmeten a la descendència. D’aquesta
manera amb el pas del temps les espècies es
transformen i perfeccionen
Herència dels caràcters adquirits
1. Les espècies tenen un gran potencial
reproductor: neixen més individus dels que
poden sobreviure.
2. Entre tots els individus hi ha una
variabilitat i es produeix una lluita per la
supervivència.
3. Els individus més forts i millor adaptats al
medi on viuen seran els que sobrevisquin per
selecció natural i transmetran la seva
característica a la descendència. Els altres
moriran i desapareixeran.

Proves evolutives:
1. Proves paleontològiques: estudi dels fòssils.
• 300.000 fòssils classificats
• Els fòssils són restes d’èssers vius del passat i ens han
servit per reconstruir la història evolutiva de les espècies
Va viure al Juràssic (fa 150 ma),
representa una forma
intermèdia entre les aus i els
rèptils
Arqueopteryx
On el situaries?
21

Tiktaalik roseae
(2004, Canadà)
Longitud: 1,5 fins 2,75 m
• Va viure fa 375 ma
• Forma intermèdia entre els peixos i els tetràpodes terrestres.
• Extremitats esquelètiques similars als cocodrils
• Coll mòbil.
• Respiració pulmonar.
• Crani aplanat similar als amfibis.

Reconstrucció de la història evolutiva del cavall (Fil·logènia)

2. Proves anatòmiques: estudi dels òrgans ….. La disposició dels ossos i la seva estructura
Órgans homòlegs
Húmer Cúbit Ulna Falanges
Aquí teniu les extremitats anteriors
d’alguns animals, presenten els
mateixos ossos però exerceixen
funcions diferents.

Órgans anàlegs
Tot i que realitzen funcions similars tenen una estructura
diferent, per tant ens indiquen un origen evolutiu
diferent.

Órgans vestigials: parts del cos sense cap utilitat en l’espècie actual
En amfibis protegeix l’ull de l’aigua

3. Proves embriològiques: comparació dels embrions en els primers estadis del
desenvolupament.
“L’ontogènia recapitula la filogènia”
Haeckel

3. Proves taxonòmiques: les semblances entre espècies permeten agrupar-les en diferents
tàxons (gèneres, famílies, etc.)
Regne
Fílum
Classe
Ordre
Família
Gènere
Espècie
Metazous
Cordats
Mamífers
Primats
Hominoideus
Pan
troglodytes
Metàfits
Espermatòfits
Coníferes
Pinals
Pinàcies
Pinus
halepensis
Fongs
Basidiomicets
Agaromicets
Russulals
Russulalacies
Lactarius
deliciosus
Moneres
Proteobacteris
Gammaproteobacteris
Enterobacteris
Enterobacteriàcies
Escherichia
coli
Protoctist
Apicomplexa
Alveolata
Haemosporida
Aconoidasida
Plasmodi
falciparum

4. Proves moleculars: estudi de l’ADN o de les proteïnes.
• Espècies properes tenen més semblant la seqüència de l’ADN que espècies
separades evolutivament.
• La seqüència dels aminoàcids de les proteïnes són més semblants en
espècies més properes.
Ximpanzés i humans difereixen
en un 2 % del seu ADN

Orangután y humano comparten el 97% del genoma
El gran simio de Sumatra y Borneo es más primitivo que el chimpancé y el hombre
El genoma del orangután es idéntico en un 97% al del
ser humano, lo que indica que, entre los grandes simios
ya secuenciados, es el más distinto genéticamente de
los humanos.
La primera secuencia genética completa de un
orangután ha sido obtenida por un amplio equipo de
investigadores, liderados por la Universidad Washington
en Saint Louis( EE UU), entre los que están varios
equipos españoles. El orangután secuenciado es de
Sumatra, y con este como referencia, los científicos
también estudiaron los genomas de otros cinco
orangutanes de Sumatra y cinco de Borneo.
Encontraron una amplísima diversidad genética en este
animal, lo que indica su buena salud genética.
En los orangutanes este nuevo conocimiento servirá
para establecer pautas de conservación. Aunque antes
existían orangutanes en muchos lugares de Asia,
actualmente solo quedan dos especies, una en Borneo
y otra en Sumatra, y ambas están muy amenazadas por
la acción humana. El trabajo indica que las dos especies
se separaron evolutivamente hace 400.000 años, una
fecha más reciente que la estimada hasta ahora.
La determinación de los más de 3.000 millones de pares de
bases que constituyen el genoma del orangután se suma a la
de los genomas humano y de chimpancé, secuenciados
anteriormente e idénticos en un 99%, y permite obtener una
visión más precisa del proceso evolutivo que dio lugar a la
aparición del ser humano. Una sorpresa de la investigación es
que el orangután apenas ha evolucionado genéticamente en
los últimos 15 millones de años. "En lo que se refiere a la
evolución, el genoma del orangután es muy especial entre los
grandes simios en que ha sido extraordinariamente estable,"
dice Richard K. Wilson, que dirigió el proyecto. "En
comparación, chimpancés y humanos han experimentado
reorganizaciones estructurales a gran escala en sus genomas
que pueden haber acelerado su evolución".

Diferències en la seqüència del
Citocrom C
Espècies properes presenten menys
diferències que espècies evolutivament
més separades

4. Proves serològiques: estudi de les reaccions d’aglutinació de la sang en els diferents
organismes.
sang
Aglutinació
Grau d’aglutinació elevat entre espècies properes
Grau d’aglutinació baix entre espècies allunyades evolutivament
Anticossos

Neodarwinisme o Teoria sintètica (1950):
Teoria que explica actualment l’evolució de les espècies, incorporant els coneixements
de genètica a la teoria de Darwin.
Els aspectes més importants d’aquesta Teoria són:
• Els gens es transmeten de generació en generació
i són aquests els que determinen
les característiques dels individus.
• La variabilitat entre els individus és deguda a
l’acumulació de mutacions i a la recombinació
genètica.

1901: De Vries va descobrir les mutacions que produixen
variabilitat en la descendència. En el cas dels organismes de
reproducció sexual, la variabilitat es deguda a la recombinació
genètica.
Hardy i Weinberg: els individus no evolucionen, son les
poblacions més importants que els individus.
Freqüències gèniques: Freq. dels gens a la població
TEORIA NEODARWINISTA
Fisher, Haldane i Wright: la selecció natural, les mutacions, les migracions i la deriva
genètica poden modificar les freqüències gèniques.
Perquè dues poblacions evolucionin de forma diferent fins a donar lloc a dos espècies,
cal que hi hagi un aïllament reproductor.

Teoria Neutralista de l’evolució molecular
1968: Kimura
Hi ha diferències entre diferents individus d’una mateixa espècies en els seus
aminoàcids
1980:
Les diferències en l’ADN entre individus també són molt grans
Aquesta teoria explica que la major part de les mutacions moleculars no són ni favorables
ni desfavorables, són neutres. Per tant la selecció natural no els afecta.
Per tant la major part dels canvis evolutius moleculars no serien adaptatius

La Teoria de l’equilibri puntuat: “el ritme al qual evolucionen les espècies”
Proposada per Eldredge i Gould
Més d’una línia
evolutiva
Canvis ràpids i sobtats
Període de canvi
evolutiu
Períodes de estasi
evolutiva

GENÈTICA DE POBLACIONS
Població N= 20 individus
Freqüències gèniques AL·LELS
Una població és el conjunt d’individus de
la mateixa espècie que habiten en un lloc
i moment determinat
Es poden encreuar entre ells i mantenen
el mateix conjunt de gens
= 8/20
= 12/20
Freqüències genotípiques
F(AA)=
F(aa)=
n (AA)
N
n (aa)
F (A) = p = f(AA) + ½ f(Aa) F (a) = q = f(aa) + ½ f(Aa)
N
A a
F(Aa)=
n (Aa)
N

Imagineu-vos que sabem els genotips
AA
Aa
Aa AA aa
AA
AA
Aa
aa
aa
Aa
Aa
AA
Aa
Aa
aa
Aa
AA
AA
AA
Freqüències gèniques AL·LELS
F(AA)=
F(Aa)=
F(aa)=
n (AA)
N
n (Aa)
N
F (A) = p = f(AA) + ½ f(Aa) = 0.4+1/2 (0.4) =0.6
F (a) = q = f(aa) + ½ f(Aa)= 0.2+1/2(0.4) = 0.4
Freqüències genotípiques
n (aa)
N
=
8
20
= 8
20
= 4
20
= 0.4
= 0.4
= 0.2
0.4+0.4+0.2 = 1
0.6+0.4 = 1

La Llei de Hardy i Weinberg
Població N= 20 individus
En una població d’organismes amb reproducció
sexual, en la qual tots els individus s’encreuen a
l’atzar, i en la qual no hi ha mutacions,ni
migracions, ni deriva genètica, ni hi actua la
selecció, les freqüències gèniques i genotípiques
es mantenen constants de generació en
generació.
A la realitat les condicions establertes en la llei de
Hardy-Weinberg no es donen mai, ja que hi han:
1. Mutacions
2. Migracions
3. Deriva genètica
4. Selecció natural

Llei de Hardy-Weinberg
A(p)
A
a(q)
a
A (p) a (q)
A a
AA (p 2 ) Aa (pq)
Aa (pq) aa (q 2 )
p 2 + 2pq + q 2 = (p+q) 2 = 1
p + q = 1

1. MIGRACIONS
Població N= 20 individus
Freqüències
genotípiques a la
població inicial
= 8/20 = 0.4
= 12/20 =0.6
Freqüències
genotípiques a
després de l’emigració
= 6/10=0.6
= 4/10=0.4
Freqüències en la nova
població
= 2/10=0.2
= 8/10=0.8

2. DERIVA GENÈTICA
Aa
AA
AA
p= 0.7
q= 0.3
Aa
aa
AA
Aa
AA
Aa
AA
p= 0.5
q= 0.5
Individus que es reprodueixen i passen
a la següent generació
Canvis aleatoris de la freqüència dels al·lels a la població
1ª Generació
Aa
aa
aa
Aa
aa
AA
Aa
2ª Generació
AA
Aa
AA
p= 1
q= 0
AA
AA
AA
Disminució de la
diversitat genètica
AA
AA
3ª Generació
AA
AA
AA
AA
AA

2.1 Coll d’ampolla: reducció dràstica dels habitants de la població
Guepard (A. pardiensis): una espècie amb
molt poca diversitat genètica ja que va patir
un efecte de coll d’ampolla al llarg del Pliopleistocè
• No pateixen rebuig quan es
trasplanten òrgans
• Es contagien infermetats
fàcilment

Exemples Coll d’ampolla:
En evolució humana:
Elefants marins del nord (Mirounga), van ser caçats per l’home.
Actualment hi ha 150.000 exemplars de 20 exemplars originals
Bisont europeu, 360.000 individus descendents de 12. El
bisont americà: 370.000 descendents de 750
1. Després de grans epidèmies com la pesta negre a l’edat mitjana va reduir 1/3
la població europea.
2. A Islàndia durant l’erupció del volcà l’Hekla va reduir la població un 20% i va
fer augmentar les malalties genètiques entre la població.

2.2 Efecte fundador: conseqüències de formar una nova població a partir d’un nombre reduït
d'individus.
En la nova població, la freqüència gènica pot ser diferent de la població original perquè
el nou grup, representa només una petita part de la mostra del grup originari, i per atzar
no reflecteix exactament les freqüències.
Si un dels fundadors de la nova subpoblació és portador d’un al·lel relativament rar,
aquest al·lel pot quedar fixat en la nova població a una freqüència relativament alta.
Amish: comunitat religiosa molt conservadora de EUA es va formar al
1070 a partir de 12 fundadors, presenten un 13% d’una anomalia
genètica anomenada enanisme polidactílic. Uns 61 indidivus,
pràcticament els mateixos que a la resta del món.
Afrikaners o bòers de l’Àfrica del Sud: cap al 1650 un petit grup
d’empleats de la Companyia Neerlandesa de les Índis Orientals
originaris d’Holanda van anar a África del Sud amb l’objectiu de
construir-hi una estació de descans pels vaixells. S’hi van establir i la
població va tenir un creixement explosiu els primers anys. Avui dia,
prop de d’un milió dels dos i mig d’afrikaners que hi ha comparteixen
cognoms de la vintena de colonitzadors inicials. Un d’aquests portava
l’al·lel de la porfíria, una malaltia autosòmica dominant. Actualment la
incidència de la porfíria a l’Àfrica del Sud és de 3 de cada 1000, molt
més elevada que qualsevol població holandesa d’arreu del món.

Flux gènic, Efecte fundador: Els grups AB0
Població Lloc Grup 0 Grup A Grup B Grup AB
Amerindis
Sioux
Amerindis
Navaho
Dakota del Sud (EUA) 91,0 7,0 2,0 0,0
Nou Mèxic (EUA) 77.7 22.5 0.0 0.0
Bascos San Sebastià (Espanya) 57.2 41.7 1.1 0.0
Polinesis Hawaii 36.5 60.8 2.2 0.5
Anglesos Londres 47.9 42.4 8.3 1.4
Francesos Nova Guinea 39.8 42.3 11.8 6.1
Italians Sicília 45.9 33.4 17.3 3.4
Japonesos Tòquio 30.1 38.4 21.9 9.7
Russos Moscú 31.9 34.4 24.9 8.8
Egipcis El Caire 27.3 38.5 25.5 8.8
Xinesos Pequín 30.7 25.1 34.2 10.0

TIPUS DE SELECCIÓ NATURAL:
ESTABILITZADORA DIRECCIONAL DISRUPTIVA

S’afavoreix un fenotip extrem
Exemples:
DIRECCIONAL
1. Selecció dels individus més forts: ex. Espartans
2. Biston betularia: en el cas del melanisme
industrial. Es va afavorir els individus amb fenotip
més fosc.
3. Resistència dels insectes als insecticides o als
antibiòtics per part dels bacteris.

S’afavoreix el fenotip intermedi. Tendeix a reduir la
variació, però preserva la coexistència de dos o més
fenotips.
Per exemple
1. El pes dels nadons al néixer: els nadons més
petits perden calor ràpidament i els més grans
dificulten el part (més de 3,4 kg) , per tant el pes
òptim que dóna una major taxa de supervivència
és el pes mig (entre 3 i 4 kg).
2. El fenotip intermedi per que els més petits no
corren tant per fugir dels depredadors i els més
grans es detecten fàcilment.

Un ejemplo de este tipo de selección es el del salmón
Oncorhynchus kisutch.
En época de cría, la hembra desova y los machos se acercan
al nido y vierten su esperma fecundando los huevos. Los
machos que logran fecundar los huevos son, por una parte
los más grandes, que compiten entre sí (siendo
generalmente el ganador el de mayor tamaño) y, por otra
parte, los mas pequeños, que exhiben un comportamiento
oportunista y logran su objetivo escondiéndose entre las
rocas. Como consecuencia, las poblaciones de salmones
descienden de dos grupos reproductores claramente
diferenciados, y se observa en los machos una gran
proporción de los dos tamaños.
La població es divideix en dos subpoblacions al llarg
del temps

4. Selecció sexual
En algunas especies, las hembras tienen preferencia sexual por los machos
que poseen ciertas características, como la fortaleza física del macho. La
selección sexual es la causa principal de dimorfismo entre hembras y machos
de una misma especie.

Especiació
Evolució
Procés evolutiu mitjançant el qual a partir d’una espècie preexistent, apareix
una nova espècie.
Cladogènesi
Ramificació en dos o
més llinatges
Anagènesi
Successives espècies
formen una sola línia
(llinatge)

1. Per aïllament geogràfic: AL·LOPÀTRICA
Població N= 20 individus Barrera geogràfica que impedeixi el flux genètic

Després de moltes generacions i
amb pressions selectives
diferents….
Espècie A Espècie B

120 espècies de
palmeres
30.272 Km 2
170 espècies de
palmeres
587 Km 2
Four species of leopard frogs: differ in their
mating calls. Hybrids are inviable.

Explica tal i com ho faria Lamarck i com ho faria Darwin les següents situacions:
1.La presència dels ulls atrofiats
dels talps
2. La presència d’ales petites dels
estruços i ales grans àligues.
3. La presència d’ossos blancs a
les regions polars i ossos bruns als
boscos centroeuropeus.

120 espècies de
palmeres
30.272 Km 2
170 espècies de
palmeres
587 Km 2

Exercici 1: Evolució de l’elefant
El gràfic següent mostra un possible arbre evolutiu
per explicar l’origen de les dues espècies d’elefants
que viuen en l’actualitat : l’elefant africà
(Loxodonta) i l’elefant asiàtic (Elephas).
a) Quants milions d’any fa que Mammut es va
començar a separar de la branca que va
conduir als elefants actuals?
b) Què va succeir fa aproximadament uns 10
milions d’anys?
c) L’elefant africà es caracteritza per tenir una
mida més gran del cos i de les orelles,
l’esquena és menys arquejada i la cua és
proporcionalment més petita. Com poden tenir
aquestes diferències si ambdós procedeixen
d’un avantpassat comú?
d) Loxodonta i Elephas són dues espècies que
s’han originat apartir d’un precursor comú
gràcies a un procés anomenat especiació..
Com es produeix l’especiació?

Exercici 2: Comparació proteïnes
Observa el següent arbre filogenètic que
s’ha realitzat a partir de la comparació dels
aminoàcids d’una proteïna anomenada
citocrom c en diferents espècies. Els
números indiquen els aminoàcids diferents
entre cada grup.
a) Quins grups s’assemblen més entre
elles? agrupa’ls en un cercle.
b) Quin tipus de prova evolutiva és
l’estudi de les proteïnes? En què es
basa?
c) Què podem concloure a partir de la
comparació del citocrom c?