evolucion biologica biosfera y biodiversidad actual y pasada evidencias geológicas y...
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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 ”.
FUTURO PASADOHIPOTESIS
• PROBLEMA <
•ANALOGOS ACTUALES ------------------------
• PATRONES (Morfológicos, biogeográficos, etc)
•ANOMALIAS < --------------------------
PREDICCIONES / RETRODICCIONES
TIEMPO
“ Los procesos actuales tambien ocurrieron en el pasado”
Biosfera y Biodiversidad
Biodiversidad: componente biótico que incluye toda la variedad morfológica, genética y de adaptaciones que presentan los organismos a los distintos ecosistemas y sus interacciones
Biosfera: Se define como la parte de la Tierra donde hay vida: incluye la litósfera, hidrósfera y atmósfera.
Comunidad de dunas, III Región.
La diversidad faunistica y floristica presenta adaptaciones a este tipo de habitat
Ecosistema: desierto del norte de Chile
Nº especies identificadas
Nº especies estimadas
Plantas no vasculares 150,000 200,000Plantas vasculares 250,000 280,000
Invertebrados 1,300,000 4,400,000
Peces 21,000 23,000
Anfibios 3,125 3,500
Reptiles 5,115 6,000
Aves 8,715 9,000
Mamíferos 4,170 4,300
TOTAL 1,742,000 4,926,000
Biodiversidad Actual
Tabla no incluye virus, bacterias, protistas y hongos
PARTÍCULAS ELEMENTALES
ATOMOS
MOLÉCULASINANIMADO ORGANULOS
ELECTRONES
PROTONES
NEUTRONES
QUASARS
POBLACIONES
COMUNIDADES
ECOSISTEMA
UNIDADES DE CLASIFICACIÓN
ECOLÓGICA
BIOMA
REGIONES BIOGEOGRÁFICAS
BIOSFERA
UNIDADES DE CLASIFICACIÓN
BIOGEOGRÁFICA
VIVIENTE CELULAS TEJIDOS ORGANOS
ORGANISMOSISTEMA DE
ORGANOS
ESPECIE
GÉNEROS
FAMILIAS
ORDENES
CLASES
PHYLUM
REINOS
UNIDADES DE CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA
NIVELES DE ORGANIZACION
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 PERIODO EDADMillonesde años
ACONTECIMIENTOS
CENOZOICO65 a hoy día
CUATERNARIOHoloceno
PleistocenoEVOLUCION DEL HOMBRE
TERCIARIO 65 a 1,8RADIACIÓN MAMÍFEROS
RADIACIÓN INSECTOSRADIACIÓN AVES
MESOZOICO245 a 65 m. a.
CRETACICO 146 a 65EXTINCIÓN DINOSAURIOS
PRIMERAS PLANTAS CON FLORES
JURASICO 208 a 146RADIACIÓN DINOSAURIOS
PRIMERAS AVES
TRIASICO 245 a 208PRIMEROS MAMÍFEROS
REPTILES MAMIFEROIDESPALEOZOICO544 a 245 m. a.
PERMICO 286 a 245 EXTINCIONES MARINAS MASIVAS
CARBONIFERO 360 a 286PRIMEROS REPTILES
RADIACIÓN MUSGOS Y HELECHOS
DEVONICO 410 a 360PRIMEROS ANFIBIOS
DIVERSIFICACIÓN PECES CONMANDÍBULAS
SILURICO 440 a 410 PRIMERAS PLANTAS TERRESTRESORDOVICIO 505 a 440 DIVERSIFICACIÓN METAZOOS
CAMBRICO 544 a 505DIVERSIFICACIÓN DE
INVERTEBRADOS“EXPLOSIÓN DEL CAMBRICO”
CRYPTOZOICOo Precámbrico
EDIACARENSE 700PRIMEROS METAZOOS CON
ESTRUCTURAS ESQUELETICASPRIMEROS METAZOOS DE CUERPO
BLANDO
3800 a2500
PRIMEROS ORGANISMOSPROCARIONTES (CIANOFICEAS Y
BACTERIAS)
Cuadro cronológico de la historia de la vida en la tierra
TIEMPO EVOLUTIVO
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.
600 m.a400 m.a
65 m.a. actual
La corteza terrestre es dinámica y los cambios que ha experimentado han afectado a la diversidad biológica
EXTINCION
DIVERSIFICACION
Como determinar la edad de las rocas y de subfósiles?
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
1. -Relojes Radioisotópicos: Principio de la desintegración radiactiva:
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
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.
2. Dendrocronologia Araucarias y Alerces
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
3. Paleomagnetismo: Orientaciones cambiantes del campo magnético de la tierra
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.
Aplicaciones en paleontología, bioarqueologia, antropologia, medicina forense, etc
Posibilidad de encontrar ADN no degradado en tejidos muy antiguos: 40.000 a 50.000 anos
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
PALEOZOICO
MESOZOICO
CENOZOICO
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.
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 Cámbrico corresponde al primer período del Paleozoico y marca el inicio de la aparición en el registro fósil de animales metazoos capaces de fosilizarse.
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.
“La más espectacular y la más importante para el devenir del mundo viviente”
Explosión del Cambrico = Radiación Evolutiva
¿Porqué es importante el Paleozoico?
- Evolución de los peces Agnathos, Chondricththyes y Osteichthyes.
- 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
Alerce: 12000 anos
Araucaria
Pino
Sequoia
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.