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BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 4.º ESOOrigen y evolución de los seres vivos

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Origen y evolución de los seres vivos

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R. MARTIN Y SANTILLANA



Lectura inicialCharles Darwin fue el fundador de la teoría moderna de la evolución. Desde niño mostró un interés especial por la naturaleza. Hijo y nieto de médicos, a los deciseis años comenzó los estudios de medicina, pero pronto los abandonó. Lo único que le interesaba era la Historia Natural. Cuando tenía 22 años, le ofrecieron una plaza como naturalista a bordo del buque H.M.S. Beagle para realizar una expedición alrededor del mundo. De esta manera comenzó un viaje que duró cinco años.El Beagle hizo numerosas paradas. Darwin desembarcaba en cada playa y recogía todos los especímenes y datos que podía. Al final de su viaje comenzó a pensar en la posibilidad de que las especies cambiaran con el tiempo. Terminada la expedición, Darwin trabajó durante años organizando todos los datos, notas y especímenes que había recogido durante el viaje y comenzó a elaborar su revolucionaria teoría. Pero pasaron casi veinte años desde que Darwin la terminara hasta que publicara su libro, quizá debido al miedo a la polémica, a una reacción negativa por parte de la comunidad científica y a sus creencias religiosas. Pero en 1858, recibió un manuscrito de Alfred Russel Wallace, un joven naturalista inglés en el que le proponía su versión sobre la selección natural. Darwin quedó sorprendido al ver como, Wallace resumía las principales ideas de la selección natural en las que él había estado trabajando durante años.Un año después, en 1859, Darwin publicó “El origen de las especies”. El libro ocasionó una gran polémica. Los 1 250 ejemplares de la primera edición se agotaron en pocas horas. Darwin murió en 1882 y fue enterrado en la abadía de Westmister, junto a Isaac Newton.

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Charles Darwin

H.M.S. Beagle



Esquema de contenidos

El origen de la vida

La generación espontáneaPrincipales teorías


Teorías sobre el origen de la diversidad

FijismoLamarkismoLa teoría de la evolución de DarwinNeodarwinismoEl equilibrio puntuado

El origen de la variabilidad

MutacionesReproducción sexualSelección y adaptación

Formación de nuevas especies

Especies y especiación Origen y evolución de la especie humana

Antepasados comunesBipedismoEvolución de los homínidos

Pruebas de la evolución

AnatómicasPaleontológicasEmbriológicasBiogeográficasBioquímicas

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Origen y evolución de los seres vivos




Recursos para la explicación de la unidad

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INICIO

La generación espontánea

Principales teorías sobre el origen de la vida

El fijismo El lamarkismo La teoría de la evolución

El neodarwinismo

Reproducción sexual como fuente de variabilidad

El equilibrio puntuado

Mutaciones como fuente devariabilidad

La presión de selección y la adaptación

Pruebas anatómicas de la evolución

Pruebas paleontológicas de la evolución

Pruebas biogeográficas de la evolución

Pruebas embriológicas de la evolución

Pruebas bioquímicas de laevolución

Las especies y la especiación

Antepasados comunes

La adquisición del bipedismo

La evolución de los homínidos

Enlaces



¿Qué es un ser vivo?

Religión Filosofía

Ciencia

FísicaFísica BiologíaBiologíaQuímicaQuímica

“Sistema que se vale de un entorno para conseguir su perpetuación y reproducción”



Tema 2: La vida en evolución

1. Los textos religiosos (Biblia, Corán, etc.) exponen una intervención divina en la creación de la vida, pero no explican ni corresponde a este tipo de textos explicar cómo se ha originado la materia viva, ya que esto sólo corresponde al ámbito de los textos científicos.


2. No corresponde a la ciencia negar o afirmar una creencia. A la ciencia le corresponde proponer explicaciones basadas en las leyes naturales de la física y de la química.




Las primeras civilizaciones:

Ra

Odín

Pangu

Biblia / Corán / Torah




Desde la Antigüedad hasta los estudios de Pasteur estuvo muy

extendida la idea de que la vida nacía de la materia en descomposición, es decir por generación espontánea, de

la nada.

Teoría de la generación espontanea

La teoría se mantuvo durante siglos. Sin embargo, la evolución de la ciencia terminó por demostrar el planteamiento erróneo de la misma.




Receta de Van Helmont:

"Basta colocar ropa sucia en un tonel, que contenga además unos pocos granos de trigo, y al cabo de 21 días aparecerán ratones"

Experimentos de John Needham:

En 1745 hirvió trozos de carne para destruir los organismos preexistentes y los colocó en un recipiente que no estaba lo debidamente bien sellado ya que según su teoría, se necesitaba aire para que esto se llevara a cabo. Al cabo de un tiempo observó colonias de microorganismos sobre la superficie y concluyó que se generaban espontáneamente a partir de la materia no viva.

PRUEBAS A FAVOR DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA



Experimentos de Spallanzani


Refutó los realizados por el sacerdote católico inglés John Needham.

Prolongando el periodo de calentamiento y sellando con más cuidado los recipientes, Spallanzani pudo demostrar que en los caldos no se generaban microorganismos mientras los recipientes estuvieran sellados.

La disputa entre Needham y Spallanzani fue larga y enconada, pues el inglés afirmaba que las cocciones del italiano destruían el espíritu vital

PRUEBAS EN CONTRA DELA GENERACIÓN ESPONTÁNEA





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Ver experimento de Redi

Ver experimento de Pascal




Experimentos de Redi


En un primer experimento, Redi metió un trozo de carne en un recipiente abierto y otro en uno sellado con cera. Observó que solo aparecían larvas en el frasco abierto, en el que las moscas podían entrar para poner huevos.

El experimento recibió críticas, pues pudiera ser que las larvas no crecieran en el bote sellado porque no podía entrar aire.

Repitió el experimento y empleó un frasco abierto y otro cerrado con una gasa, que permitía la entrada de aire, pero no de moscas. De nuevo, en el frasco cerrado no aparecieron larvas R. MARTIN Y

SANTILLANA




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Aparecen larvas

Experimento de Redi

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Experimentos de Pasteur

Louis Pasteur lo confirmó mediante un experimento en el que puso líquido nutritivo en un recipiente con un “cuello de cisne”, de forma que después de dejarlo hervir y que se evaporara parte del líquido y se condensara en el cuello del recipiente no dejara pasar el aire de fuera (si ponía la misma sustancia expuesta al aire se descomponía).



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Caldo de carne

Experimento de Pasteur

El caldo se descompone





Pero…. ¿Si no existe la generación espontánea y cada ser vivo procede de

otro, cómo surgió la vida en nuestro planeta?



Las principales teorías sobre el origen de la vida


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No se puede comprobar

Hipótesis de la panspermia

Meteorito Allan Hills

La vida tiene origen extraterrestre

Hipótesis creacionista

Hipótesis de la síntesis prebiótica

La vida proviene de moléculas orgánicas

VER EXPERIMENTO DE MILLER



Las principales teorías sobre el origen de la vida


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No se puede comprobar

Hipótesis de la panspermia

Meteorito Allan Hills

La vida tiene origen extraterrestre

Hipótesis creacionista

Hipótesis de la síntesis prebiótica

EXPERIMENTO DE MILLER VOLVER




Demostración experimental de la Hipótesis de Oparín

El experimento de Stanley Miller (1953)

Aminoácidos y otros

compuestos orgánicos



LA BASE QUÍMICA DE LA VIDA

• Todos los seres vivos, a excepción de algunos virus, portan la información que contiene sus características en forma de ADN, y es el encargado de transmitir a las siguientes generaciones esas características .Todas las células de su cuerpo contienen una copia idéntica de ese ADN.

• La información contenida en el ADN se expresa para dar lugar a las proteínas, que forman las estructuras (como los ladrillos de una construcción) e intervienen en las reacciones químicas de los organismos (como las máquinas de construcción).




La evolución biológica

Primeros seres vivos

Cambios a lo largo de millones de años



Según el fijismo, tanto la naturaleza como las especies vivas son una realidad definitiva y acabada: los seres vivos son formas inalterables, siendo hoy tal y como fueron diseñadas desde su comienzo.

Fijismo o creacionismo

Esta teoría predominó durante siglos, apoyándose en la interpretación literal del GÉNESIS.

Pero algo que resultaba difícil Pero algo que resultaba difícil explicar era el significado de explicar era el significado de

los fósileslos fósiles

LO INTENTA EXPLICAR LO INTENTA EXPLICAR EL EL

CATASTROFISMOCATASTROFISMO



El fijismo

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Cuvier

Siglo XIX

La antigüedad de la Tierra equivalía a 6 000 años


• Ante la evidencia de pruebas en contra, principalmente por la aparición de fósiles de organismos antiguos, en el Siglo XIX eminentes biólogos y geólogos como Georges Cuvier o Louis Agassiz propusieron que los fósiles eran el resultado de la destrucción de los organismos por sucesivas catástrofes bíblicas y que iban seguidas por otras tantas creaciones, esta teoría es

conocida como catastrofismo.


• El ojo humano se ha convertido en una prueba de la inexactitud del diseño inteligente




El lamarkismo

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Jean Baptiste de Lamarck

Siglo XIX

Ver ejemplo de lamarkismo



Los caracteres adquiridos, cuello y patas cada vez más largos, eran transmitidos a la descendencia de generación en generación.

En épocas de sequía las jirafas estiraban el cuello y las patas para alcanzar las hojas.

Debido al uso, estos órganos se iban alargando.

Las primitivas jirafas provenían de antílopes primitivos.

Se alimentaban de las hojas bajas de las acacias.


El lamarkismo

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Jean Baptiste de Lamarck

Siglo XIX

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La teoría de la evolución de Darwin y Wallace

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Charles Darwin

Alfred Wallace

VER ANTECEDENTES DEL DARWINISMO

Ver ejemplo de darwinismo

Siglo XIX





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Antecedentes del darwinismo

Lucha por la supervivencia

Sucesión y cambio gradual a lo largo del tiempo

Thomas Maltus

Charles Lyell

El origen de las especies

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Siglo XIX



Generación tras generación, las jirafas con patas y cuello largo serán más abundantes en la población

En épocas desfavorables las jirafas de cuello y patas más largas tendrán mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse.



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Charles Darwin

Población de jirafas donde los individuos presentan variaciones

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Siglo XIX



El neodarwinismo o teoría sintética de la evolución


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• Genética

• Paleontología

• Bioquímica

• Geología

Ver ejemplo de neodarwinismo

Siglo XX



La selección natural facilita la supervivencia de los individuos que poseen la ventaja adaptativa.

Ante condiciones cambiantes del medio, la mutación se muestra beneficiosa y los individuos que la poseen tendrán ventajas

Entre los antecesores de las jirafas, las mutaciones producirían individuos con el cuello y las patas más largas.

El neodarwinismo o teoría sintética de la evolución


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Siglo XX



Clica sobre la imagen


FUNCIONAMIENTO EVOLUCIÓN

CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES POR ENCIMA DE LOS RECURSOS

LUCHA POR LA EXISTENCIA

ADAPTACIÓN AL MEDIO

SUPERVIVENCIA DEL MÁS APTO

MUTACIONES GENÉTICAS

(AL AZAR

FAVORABLES DESFAVORABLES

SELECCIÓN NATURAL ESPECIACIÓN

EXISTEN ACTUALMENTE 2 MILLONES DE ESPECIES TODAS PROVIENEN DE UN ANTEPASADO COMÚN




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Explosión de vida en el Cámbrico

Fauna de ediacara

COMPARACIÓN ENTRE GRADUALISMO Y EQUILIBRIO

PUNTUADO





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Una sola línea evolutiva

Gradualismo Equilibrio puntuado

Transformación a saltosTransformación lenta,

gradual y continua

Dos o más líneas evolutivas

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Mutaciones como fuente de variabilidad


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Mutaciones favorables

Mutaciones neutras

Mutaciones perjudiciales




Reproducción sexual como fuente de variabilidad

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Variabilidad debida a la recombinación génica que ocurre durante la meiosis y a la unión al azar de los gametos durante la fecundación.




La presión de selección y la adaptación

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Presión de selección

Mariquita asiática Harmonia axyridis

Variabilidad genética

Adaptación al medio

Camuflaje




POBLACIÓN BPOBLACIÓN A

POBLACIÓN A POBLACIÓN B

POBLACIÓN BPOBLACIÓN A

MIGRACIÓN

FORMACIÓN DE HÍBRIDOS

MIGRACIÓN




Migración Reproducción

DERIVA GENÉTICADERIVA GENÉTICA

DERIVA GENÉTICA



El Gen egoísta

• (Richard Dawkins 1975) abandona el concepto darwinista de individuo como unidad de selección sustituyéndolo por el gen, la unidad de la herencia.

• La selección se produce entre genes. Los genes intentan pasar el mayor número de copias a la siguiente generación. Así logra explicar comportamientos antievolutivos como la selección de parentesco y altruismo aparente.

• Las adaptaciones a nivel de individuos son porque son el vehículo de selección.

• La selección en la sociedad humana actual se hace a través de selección cultural y la unidad que se transmite la denomina “meme”.


Selección multinivel

• La selección natural actúa sobre los organismos individuales, pero es posible que se den procesos de selección en distintos niveles de la jerarquía biológica.

• Determinados caracteres que aparecen en los organismos son difíciles de explicar porque no favorecen a los individuos, sino a un grupo.




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LAS LUPAS AMPLÍAN LAS IMAGENES





SALIRANTERIOR R. MARTIN Y SANTILLANA



Pruebas paleontológicas de la evolución

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Archaeopteryx

Dientes

Garras

Cola

Rasgos de reptil

Alas

Plumas

Pico

Rasgos de ave




Pruebas embriológicas de la evolución

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Gato

Ave

Humano

Ratón





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América Central

África

Japón





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Capuchino de cara blanca

África

Japón





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Mono verde

América Central

Japón





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Macaco japonés

América Central

África




Pruebas bioquímicas de la evolución

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El chimpancé es la especie con la que la especie humana tiene mayor coincidencia genética




Las especies y la especiación

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Pinzones de las islas Galápagos




Antepasados comunes

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Hace 60 millones de años






La adquisición del bipedismo

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Alargamiento de las extremidades inferiores

Acortamiento y ensanchamiento de la pelvis

La columna vertebral adquiere forma de S

El dedo pulgar del pie deja de ser oponible





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Australopitecus

Homo habilis

4,5

Ardipithecus ramidus

Homo ergaster

Homo erectus

Homo antecesor

Homo heidelbergensis

Homo neanderthalensis

Homo sapiens sapiens

4 - 2 2,5 - 1,6 1,6 - 1,3

M.a.1,3 -

50 000 a. 800 000 a. 500 000 - 180 000 a.

23 000 - 28 000 a. 150 000 años





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Ardipithecus ramidus. Primer homínido conocido.Vivió hace 4,5 M.a. en las selvas de Etiopía. Aspecto similar al chimpancé actual. Se alimentaba de frutos y hojas. No se sabe con seguridad su tipo de locomoción.

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Australopitecus. Primer homínido bípedo. Dio lugar al género Homo. Vivieron entre hace 4 y 2 M.a. en los bosques de África.Caminaban erguidos y se alimentaban de frutos y brotes. Su capacidad craneal era de 500 cm3.

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Homo habilis. Primera especie del género Homo.Vivió entre hace 2,5 y 1,6 M.a. en las sabanas del valle del Rift en África.Fabricó las primeras herramientas e incluyó carne en su dieta . Tenía una capacidad craneal aproximada de 600 cm3.

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Homo ergaster. Comenzó a aprovechar el fuego.Vivió entre hace 1,6 y 1,3 M.a. en las sabanas del sur y este de África.Podía llegar a medir 180 cm de estatura. Era omnívoro y probablemente cazador.Su capacidad craneal estaba entre 800 y 900 cm3 .

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Homo erectus. Colonizó Asia.Vivió entre hace 1,3 M.a. y 50 000 años en China y Asia en zonas abiertas.Parecido al Homo ergaster. Esta especie fue la primera en salir de África.Tenía una capacidad craneal entre 900 y 1 280 cm3 .

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Homo antecesor. Colonizó Europa.Vivió hace 800 000 años en Europa habitando zonas boscosas.Era cazador recolector y utilizaba herramientas de hueso y madera. Tenía 1 000 cm3 de capacidad craneal.

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Homo heidelbergensis. Posiblemente realizó los enterramientos más antiguos.Vivió entre hace 500 000 y 180 000 años en Europa. Colonizó todo tipo de ambientes.Era omnívoro, con una estructura corporal robusta. Fabricaba herramientas de piedra. Tenía una capacidad craneal entre 1 100 y 1 390 cm3.

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Homo neanderthalensis. Dominaban el fuego, cuidaban de sus enfermos y tenían ritos funerarios.Vivió entre hace 23 000 y 28 000 años. Habitó todo tipo de ambientes de Europa, Oriente próximo y Asia central.Perfeccionó la técnica de tallado de la piedra.Tenía una capacidad craneal de 1 750 cm3, superior a la de nuestra especie.

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Homo sapiens sapiens. Única especie actual de homínidos.Nuestra especie apareció hace aproximadamente 150 000 años y colonizamos todo el planeta.Su inteligencia y capacidad de comunicación fue fundamental para desarrollar una cultura compleja y una conciencia. Nuestra capacidad craneal es de 1 400 cm3 .

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Enlaces de interés

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Teorías evolutivas

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Evolución de los homínidos

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¿Se explica toda la evolución por la selección natural ?

• La teoría endosimbiotica• Lynn Margulis sorprendió al mundo

entero cuando propuso que el paso de una bacteria a una célula con núcleo (eucariotas) se había producido mediante un mecanismo único y diferente al de la selección natural.

• Su teoría dice que las células eucariotas se han formado por la fusión de varias bacterias. Estas bacterias simbióticas se habrían fusionado para formar una sola célula, un organismo nuevo y completamente diferente, de manera que todas ellas habrían salido ganando con su unión.

• Esta teoría se basa en las características de algunas bacterias muy semejantes a las propiedades de algunos orgánulos celulares. Por ejemplo las mitocondrias y los cloroplastos tienen una estructura semejante a bacterias y poseen en su interior ADN.

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 4.º ESOOrigen y evolución de los seres vivosLa evolución a saltos

¿Realmente la evolución opera acumulando pequeños cambios que al final van a dar lugar a una nueva especie?.

El registro fósil indica que las nuevas especies aparecen repentinamente y se mantienen con muy pocos cambios a lo largo de cientos de miles de años.

El ritmo de la evolución es difícil de medir, no se puede encontrar a un organismo en el acto de evolucionar. Posiblemente la evolución ocurra tanto de forma gradual como de forma rápida. Quizá el ritmo de evolución dependa de la cantidad de presión del ambiente y de la cantidad de mutaciones neutrales que haya acumulado el organismo a lo largo del tiempo, o si afecta a unos genes o a otros, por ejemplo se han encontrado genes que regulan el desarrollo de los organismos, cualquier mutación que afecte a estos importantes genes reguladores se traducirán en cambios sustanciales en el organismo de un ser vivo


El Gen egoísta

• (Richard Dawkins 1975) abandona el concepto darwinista de individuo como unidad de selección sustituyéndolo por el gen, la unidad de la herencia.

• Para explicar comportamientos antievolutivos como la selección de parentesco y altruismo aparente, argumenta que los genes solo intentan reconocer sus copias y preservarlas. Para explicar las adaptaciones a nivel de individuos acuña el concepto de vehículo de selección.

• La selección en la sociedad humana actual se hace a través de selección cultural y la unidad que se transmite la denomina “meme”.


¿LA EVOLUCIÓN TIENE UN PROPÓSITO?

Lee atentamente el siguiente texto:• Es muy simple creer en unos principios de orden superior que

den sentido a las cosas. Diversos pensadores han imaginado un sentido en la ordenación de los seres en el universo.

• Aristóteles lo expuso en su gran escala de la vida, en la que los peldaños más altos dependen de los inferiores. Las plantas solamente se reproducen; los animales tienen la capacidad de sentir, desear y moverse; los seres humanos, además, razonan.

• En China Hsun Tse formuló una teoría de la escala similar: El agua y el fuego tienen, fuerza, pero no tienen vida. Las hierbas y los árboles tienen vida, pero no tienen sensaciones. Las aves y los cuadrúpedos tienen sensaciones, pero no tienen sentido de la obligación. Solamente los seres humanos tienen fuerza, tienen vida, tienen sensaciones, y además tienen sentido de la obligación.

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 4.º ESOOrigen y evolución de los seres vivos• ¿Cómo se llama el

pensamiento en el que ser humano tiene una importancia exagerada?

• ¿Cuál de los dos autores te sugiere una visión más estática?

• ¿La forma de pensar de los primeros pensadores te parece que está influida por la visión de Aristóteles? ¿De qué forma?

• ¿Crees que la evolución es un proceso dirigido con algún propósito y por el contrario no tienen ningún fin en si misma?

• Mira los dos árboles filogenéticos de la derecha. ¿Qué hay distinto entre ellos? ¿Cuál te parece más acertado? ¿Por qué?

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