Caracteres humanos... y qué nos hace únicos

Aquí tenéis un enlace muy interesante con algunos caracteres humanos fácilmente observables.

Hand Clasping

Y aquí tenéis un enlace al vídeo que puse en clase sobre qué nos hace únicos.



Nuevas teorías sobre el origen de la vida





Una increíble misión espacial con rumbo a un cometa podría dar luz sobre el origen de la vida en la Tierra:

Teoría endosimbiótica

Aquí tenéis un vídeo sobre la teoría endosimbiótica:


Soluciones Actividades Tema 10

19. Los comportamientos territoriales dan por lo general distribuciones uniformes o regulares cuando los individuos tienen territorios similares. Si son grupos los que defienden un territorio, la distribución general será de tipo contagiosa o agregada.

20. Respuesta libre.
Se trata de buscar dos especies que se asemejen en algunos de sus requerimientos y, por tanto, se eviten en sus distribuciones territoriales al entrar en competencia. Por tanto, por definición, no encontraremos dos especies en el mismo territorio que ocupen el mismo nicho, salvo durante el tiempo en el que una desplaza a la otra.  Un ejemplo es el del visón americano, introducido en nuestro país hace unos años y que está desplazando al visón europeo, autóctono, de sus territorios naturales. Se produce también la exclusión competitiva con los pinos silvestres y los robles melojos en algunos pisos de las cordilleras mediterráneas, en los que ambos podrían existir pero uno desplaza al otro (aunque en muchos casos hay también intervención humana) o con las distintas especies de carboneros (género Parus), aves insectívoras de los bosques ibéricos, que se distribuyen asimismo en los bosques según sus capacidades para competir.

21. En ecosistemas muy complejos, las redes tróficas son muy enrevesadas al haber muchas especies y múltiples relaciones. Por ello, los modelos depredador-presa, que funcionan bien cuando se trata de una especie y un depredador estrechamente relacionados y dependientes, no son fácilmente aplicables.
22.
a) La cantidad máxima de crías que puede tener una hembra va a depender del número de años que viva. Dado que la madurez sexual se alcanza entre los 5 y los 7 años, tomando 6 como término medio, quiere decir que cada 2 años puede tener una cría (ya que la gestación dura un año y la cría depende de la madre durante otro año más, por lo que esta no cría hasta el segundo año siguiente). Por tanto, si la hembra vive seis años tendrá como máximo una cría, si llega a vivir ocho podrá tener dos, con diez podrá tener tres, etc.
b) Según el razonamiento anterior, las hembras necesitan vivir al menos 7 u 8 años para poder tener dos crías.
c) Dado que se necesitan entre 7 y 8 años para alcanzar la llamada tasa de reposición de la especie (dos crías por hembra) y que la media de edad de los ejemplares cazados entre 1950 y 1980 era de seis años, es evidente que no se lograba que las hembras tuvieran tantos descendientes como para que las poblaciones se mantuvieran en equilibrio.
(La tasa de reposición de la especie varía en función de la especie . Como mínimo es igual a dos en las especies de reproducción sexual, ya que hace falta que cada hembra dé dos individuos que puedan reproducirse en la siguiente generación para mantener la especie. Aún así, debido a que algunos de los individuos mueren antes de alcanzar la madurez sexual, esa cifra debe en realidad debe ser como mínimo algo superior a dos. Por ejemplo, en la especie humana se sitúa en torno a 2.1 para los países desarrollados y 2.3 para países en vías de desarrollo).
25.
Para los líquenes que viven en la corteza de los árboles, dicha corteza es el sustrato o soporte sobre el que aferrarse, como lo es la superficie de las rocas para otros. En ese sentido forma parte de su biotopo.

26.
Como vimos en el tema de evolución, las adaptaciones son características (anatómicas, fisiológicas o etológicas) que dependen de los genes (un gen codifica una proteína, y la proteína [o lo más frecuente, muchas de ellas] es la responsable de que aparezca un carácter). Y esos genes han sido seleccionados por el medio en el que viven los seres vivos.
27.
a) Sí. De hecho, prácticamente todos los hábitats contienen más de una especie. Numerosas especies comparten hábitat, lo que supone compartir la preferencia por un determinado tipo de ecosistema.
b) Sí. En realidad las áreas de distribución de las especies suelen corresponder a zonas donde predomina un determinado hábitat, por lo que especies adaptadas a un mismo hábitat suelen presentar áreas de distribución parecidas.
c) Viviendo en el mismo lugar dos especies no pueden ocupar exactamente el mismo nicho, al menos durante mucho tiempo: sufrirían una elevada competición entre sí que llevaría a la desaparición de una de ellas (principio de exclusión competitiva). 
d) En este caso sí, al menos en las zonas en las que ambas no están presentes, ya que no habría competición posible. Las especies muy similares, del mismo grupo taxonómico, que ocupan nichos parecidos en zonas diferentes reciben el nombre de vicarias o vicariantes.
e) Se trata de elegir dos especies e identificar para cada una de ellas su hábitat, nicho ecológico y área potencial (teórica, es decir, dónde podría existir dadas sus adaptaciones) de distribución. Por ejemplo, en el caso del oso pardo, el nicho sería el de un gran animal de alimentación omnívora…; su hábitat, los bosques y matorrales de climas entre mediterráneos y fríos, tanto en zonas llanas como montañosas…, y finalmente, su distribución potencial, muy amplia, sería la totalidad de los territorios en los que se presenta su hábitat de vida: por ejemplo, en la península, prácticamente toda la superficie, de no haber sido alterada, podría ser parte de su distribución potencial.

28.
Las orugas de la imagen son larvas de una determinada especie de mariposa. Estos animales suelen presentar una alta especialización en su alimentación, de manera que comen hojas o partes de una o de muy pocas especies vegetales. Por ello, aquellas que se convierten en plagas es porque las plantas de las que se alimentan se presentan en gran número en una determinada zona. Ello suele ser debido a que son plantas cultivadas o beneficiadas por la actividad humana. Un ejemplo muy conocido son las larvas de la procesionaria del pino, que a menudo constituyen plagas en los pinares de repoblación.




29.
El área de distribución potencial es el conjunto de lugares donde la especie puede vivir debido a sus características y adaptaciones, por lo que el área real en la que existe siempre será una parte de ella, pero nunca aparecerá fuera de allí de forma habitual (área de distribución real). Aunque sí puede aparecer esporádicamente, por ejemplo, mientras se traslada, en migraciones, etc.

30.
Si la especie se distribuye en varios territorios alejados de forma que no hay intercambio de ejemplares de unas a otras, cada población constituirá una unidad reproductora aislada de las demás, por lo que puede experimentar cambios genéticos y evolutivos diferentes a las otras hasta constituir una especie distinta.

31.
Los comportamientos territoriales en primavera tienen que ver con la formación de parejas reproductoras que defienden su territorio de otras parejas con las que compiten. En invierno, sin embargo, el alimento escasea y a la especie le favorece el manifestar un comportamiento cooperativo y gregario desplazándose en bandadas que ofrecen una mayor capacidad de supervivencia al ayudarse en el vuelo, en la búsqueda de alimento y en la protección frente a sus depredadores.


32.
Los machos y las hembras subordinadas encuentran en el grupo mayores posibilidades de supervivencia, al ser más fácil encontrar alimento o protegerse formando parte del mismo. En muchos casos, además, se trata de animales más jóvenes que los dominantes que pueden encontrar también opciones de reproducción más adelante, al ascender con el tiempo en el escalafón jerárquico del grupo.

33.
a) Las formas que simulan hojas o palos son adaptaciones para pasar desapercibidos o camuflados en el medio (se denominan formas miméticas) y así poder cazar o esconderse de sus predadores más fácilmente. Son adaptaciones morfológicas o anatómicas.
 La producción de sudor es una manera de refrigerar el cuerpo, ya que el sudor, al evaporarse, absorbe calor de la superficie de la piel (el paso de líquido a gas supone una captación de calor). Por tanto, se trata de una adaptación a los ambientes calurosos, y es una adaptación fisiológica.
b) Los seres humanos presentamos numerosas adaptaciones biológicas, muchas de ellas compartidas con otros mamíferos y, especialmente, con los otros primates. Otras adaptaciones son propias casi en exclusiva de nuestra especie: la posición erguida, que nos permite una mayor altura desde la que observar el entorno y nos posibilita tener las manos libres y sujetar cosas con ellas mientras nos desplazamos; el pulgar oponible, para sujetar y manipular objetos; la ausencia de pelo corporal en la mayor parte del cuerpo, que favorece el mecanismo refrigerador del sudor; el gran tamaño del cerebro, que nos permite tener una capacidad de pensamiento muy compleja…
c) Las adaptaciones son el resultado del mecanismo de evolución: mutaciones genéticas que presentan ventajas y permiten una mejora en la adaptación a un medio determinado son favorecidas por el mecanismo de selección natural, de forma que los individuos que las poseen sobreviven y se reproducen mejor, transformándose la población con el paso del tiempo.

34.
a) Porque presentan ventajas aerodinámicas: como ocurre con los ciclistas, ir tras otro individuo supone encontrar menos resistencia al aire, por lo que se requiere menos esfuerzo para avanzar. Evidentemente hay un ejemplar en cada “V” que debe ir abriendo paso y que es el que más esfuerzo realiza para que los demás se puedan beneficiar de ello.
b) La principal es que los ejemplares experimentados guían a los novatos en la migración, siguiendo las rutas que ya conocen. Además, existen ventajas propias de los grupos, como la defensa frente a depredadores, por ejemplo.

35.

“Los robledales ibéricos constituyen un grupo de bosques característicos de zonas generalmente frescas y húmedas. Aunque existen distintos tipos dominados por especies de robles diferentes, todos ellos presentan COMUNIDADES pluriespecíficas en las que, además de robles, pueden aparecer otros árboles como encinas, castaños, fresnos, avellanos, etc. Los robledales norteños son el HÁBITAT típico de una especie amenazada de extinción como es el urogallo, pero también acogen en ocasiones grandes densidades de corzo que superan su CAPACIDAD DE CARGA en estos ecosistemas”.

36.
En principio, la población que mejor soportará la desaparición de la otra sería la de las cabras, ya que al desaparecer los lobos, desaparecerán también sus depredadores. La desaparición de la población de lobos produciría un aumento del número de cabras, que podría crecer hasta que empezaran a escasear los recursos y el espacio disponibles (resistencia ambiental), momento en el que la población de cabras se estabilizaría. Si desapareciera la población de cabras el grado de repercusión en la población de lobos dependería de si los lobos son una especie generalista o de especialistas. Soportarán mejor la desaparición de las cabras si son generalistas, ya que no dependerán solo de este tipo de presas para alimentarse.

37.
a) Cada población fluctúa alrededor del valor de capacidad de carga del medio para su especie. En cierto modo, lo que ocurre es que la capacidad de carga va variando anualmente en función de la otra especie.
b) Si se mide en número de individuos o, mejor, en biomasa, los valores más altos corresponderán a la presa, dado que esta es siempre más abundante que el predador debido a su ubicación en la cadena trófica: cada eslabón contiene menos biomasa que el anterior. 

38. Respuesta libre.
 En prácticamente todas las especies animales encontramos una estrecha relación entre temperatura y distribución de la especie. También ocurre en muchas especies para la humedad ambiental, que tiene que ver con la disponibilidad de agua. En los animales acuáticos la relación se establece con la presencia de luz, la salinidad; por supuesto, la temperatura... Es más rara la relación directa con tipos de rocas o sustratos, pero se da entre la composición del suelo y numerosos insectos o anélidos, etc. Y, desde luego, es frecuente entre tipos de relieves y muchas especies animales, aunque aquí pueden intervenir otros factores, fundamentalmente climáticos.

39. Respuesta abierta. En el ámbito de las posibles acciones para ayudar a las especies que se ven afectadas por los cambios que genera el ser humano en el medio podéis nombrar los planes de recuperación de especies amenazadas. Estos planes constan de la cría en cautividad de ejemplares con el objetivo de reintroducirlos en el medio natural en el que habitaban. La cría en cautividad trata de aumentar el número de individuos de forma que se consiga alcanzar un tamaño poblacional que permita asegurar la viabilidad de la especie. Ejemplos de especies amenazadas que se crían en cautividad con el objetivo de devolver a los individuos al medio natural son el lince ibérico, el oso pardo o el orangután.



Ponte a prueba (páginas 210-211)

Presencia o ausencia
 1. El mapa muestra el área de distribución de una determinada especie. Cada cuadrícula representa una superficie de 10 x 10 km. Hay tres tipos de cuadrículas: en las blancas no se presenta la especie; en las verdes claras hay una media de 2 ejemplares por cuadrícula; mientras que en las verdes oscuras hay una media de 10 ejemplares por cuadrícula.
a) Calcula el número de ejemplares que forman la población total. Son 79 cuadrículas verde claro x 2 ejemplares por cuadrícula: 158 ejemplares. Y 82 cuadrículas verde oscuro x 10 ejemplares por cuadrícula: 820 ejemplares. Población total: 978 ejemplares.
b) Calcula la densidad de la población en las cuadrículas verde oscuro (n.º de individuos/km2). Cada cuadrícula mide 10 km2, y debemos hallar el número de individuos en un km2. Como en cada cuadrícula verde oscuro hay 10 individuos, la densidad será de  1 individuo/km2.

c) Haz lo mismo para las cuadrículas verde claro. Cada cuadrícula mide 10 km2, y debemos hallar el número de individuos en un km2. Como en cada cuadrícula verde claro hay 2 individuos, la densidad será de 0,2 individuos/km2. d) Calcula la densidad media en toda el área de distribución. La densidad media del área de distribución será la media de las dos densidades,  es decir, 0,6 individuos/km2.

Cobertura vegetal
 1. El gráfico siguiente representa, en cuatro especies de plantas herbáceas (A, B, C y D), las variables de altitud y cobertura arbórea o porcentaje de superficie de suelo cubierta por las copas de los árboles. a) ¿Qué especie puede considerarse más eurioica o con rangos de tolerancia más amplios con respecto a la cobertura arbórea? La especie C, que tiene un rango de tolerancia para la cobertura arbórea prácticamente total. b) ¿Cuál es más estenoica o exigente en relación con dicha variable? La especie D, que solo vive en medios con coberturas arbóreas mínimas (5-25 %). c) ¿Qué especie presenta un nicho más amplio con respecto a la altitud? La especie A vive en un rango entre 800 y1200 m y la B entre 1100 y 1500 m, por lo que presentan un rango de tolerancia similar en magnitud, aunque para diferentes altitudes. d) ¿Y cuál de ellas lo tiene más estrecho? La D, entre 800 y 950 m. e) ¿Qué especie esperaríamos encontrar en zonas situadas sobre los 1200 metros de altitud con unas formaciones arbóreas que cubran la mitad de la superficie? La especie C. f) ¿Y a 1500 metros de altitud en áreas de bosque cerrado? Ninguna. g) ¿Existe solapamiento entre los nichos de algunas de esas especies, considerando solo estas dos variables? ¿Entre cuáles y sobre qué valores aproximados? Entre A y C y entre B y C, en las zonas de altitud y cobertura arbórea del gráfico donde las áreas de estas especies se superponen.
1. En una población de cierta especie de roedores se han obtenido los siguientes datos del número de individuos por edades: Algunos de los índices que podemos deducir para cada tramo de edad a partir de los datos de individuos por edades (Ni) se exponen a continuación. S = porcentaje de supervivientes al inicio del tramo de edad: se calcula dividiendo los individuos existentes en ese tramo por los del tramo anterior, y multiplicándolo por 100 para obtener el tanto por ciento. Evidentemente, el porcentaje de supervivientes del primer tramo de edad es de 100.  S = (Ni tramo n / Ni tramo n-1) x 100 (%) nM = Número de muertes en ese tramo: se calcula restando al número de individuos de ese tramo los del tramo siguiente.   nM = Ni tramo n – Ni tramo n+1 Tm = Tasa de mortalidad en ese tramo: se calcula dividiendo el número de muertes en ese tramo (nM) entre el número de individuos presentes en el mismo (Ni). Tm = nM / Ni
a) Copia y completa la tabla para la población censada de esa especie de roedor.
b) Representa la estructura demográfica de esta población en una pirámide
 de edades.




 

c) Construye una curva de supervivencia cuyo eje horizontal represente la edad, y el vertical, el número de individuos existentes en cada tramo.
d) ¿En qué edad se da la mayor mortalidad en valor absoluto? ¿Y en valor relativo o porcentaje? Mayor mortalidad absoluta: en el paso de 0-1 a 1-2: mueren 450 individuos. Mayor mortalidad relativa: también en el paso de 0-1 a 1-2: 72,5 %, si obviamos el de 5-6 a 6-7, que es del 100 %, ya que no hay individuos del segundo tramo de edad.



Crecimiento exponencial

 1. En una población cuya tasa de crecimiento es del 3 %, calcula: a) ¿Cuántos años tienen que transcurrir para que se duplique esa población? 70/3 = 23,3 años. b) ¿Qué tendría que suceder para que esa población se estabilizara? Debería reducir su tasa de crecimiento neto al 0 % (crecimiento nulo), en el que  el número de nacimientos iguala al de muertes.

Ingeniería Genética

Aquí tenéis un vídeo en inglés que explica como transferir un gen de un organismo a una bacteria:




Y aquí el mismo vídeo en castellano:

Huella genética y electroforesis de DNA


Vídeo explicativo de la electroforesis de DNA:

Solución de las actividades finales del tema 4



33. b)



El organismo receptor del gen es la soja, que se transforma en transgénica. El organismo donador es la nuez de Brasil. El gen transferido es el que lleva la información para fabricar un determinado aminoácido que hace a la soja más nutritiva, y esa nueva capacidad es el carácter inducido en el hospedador.



35.



La curación completa de la FQ sería posible mediante la terapia génica, que supondría lo siguiente:



Localizar y obtener el gen de la FQ normal: para ello habrá que obtener una muestra (sangre, saliva...) y de un individuo sano, hacer una extracción de ADN y clonar el gen  (por ejemplo, mediante PCR).



Transferir ese gen a un vector, por ejemplo, un virus que infecte humanos (el virus tendrá capacidad para reconocer a las células humanas, pero se le quitan algunos genes causantes de enfermedad).
- Infectar a la persona enferma con ese virus, de manera que infecte en el mayor número de células; fundamentalmente aquellas que se ven más afectadas por la enfermedad, como las de los pulmones. 
Conseguir que el gen normal de la FQ se exprese en las células hospedadoras y se produzca la proteína correcta.







ACTIVIDADES DE LA PÁGINA 80:



1.



El A. Porque la huella genética coincide exactamente con el de la muestra recogida en la escena del crimen. Eso significa que en las muestras de ADN elegidas para hacer la prueba el número de repeticiones coincide, lo que hace prácticamente imposible que pueda pertenecer a otra persona.



2.



a)



Termociclador, aunque en los laboratorios se les llama también PCR a la máquina.



b)



Sería necesario disponer, básicamente, de nucleótidos (A, T, C y G) y de la enzima polimerasa (Taq polimerasa) para que catalizara su unión.



c)



La PCR es una técnica que permite producir millones de copias de un fragmento de ADN de forma rápida. Para ello, además de disponer de los materiales adecuados (ADN molde, nucleótidos, enzimas, etc.), es necesario los pasos que vimos en clase, que muy resumidos serían:



− Elevar la temperatura para que el ADN se desnaturalice, se separen las dos hebras.



− Bajar la temperatura para que la polimerasa una los nucleótidos haciendo una copia de cada una de las hebras del ADN.



− Repetir una y otra vez los pasos anteriores.



d)



Se clonan.



3.



b) Hermanos gemelos.







4. Ana y Pedro son hijos biológicos del padre y de la madre, ya que los fragmentos de ADN que se han utilizado para hacer su huella genética coinciden con uno u otro progenitor.



Por los mismos motivos, Eva es hija de la madre pero no del padre, y Jorge no es hijo biológico de ninguno de los dos.







ACTIVIDADES DE LA PÁGINA 81







La prueba del talón



1.



Las diferentes posibilidades para un gen surgen siempre por mutación. Esa nueva alternativa, ese alelo, se transmite de generación en generación, es decir, se hereda. Aunque no siempre se manifiesta en el fenotipo, como sucede en los alelos recesivos.



2.



Porque el alelo normal se traduce en una proteína (enzima PHA) que destruye la fenilalanina, el aminoácido que causa la enfermedad.



3. La leche especial debería aportar proteínas que carecieran del aminoácido fenilalanina.



4.



En este ejemplo se ve la relación que existe entre la información genética que tiene un organismo y el hecho de poseer, o no, una determinada sustancia química (relación entre un gen y una enzima). En este caso, la sustancia química es la PAH que destruye la fenilalanina. En ausencia de PAH la fenilalanina se acumula y aparece la enfermedad.



5.



Respuesta libre.



Hay que transmitir la idea de que esta sencilla prueba puede evitar que, con tan solo un cambio en la alimentación, el cerebro del bebé se desarrollará de forma normal, lo que evitará un grave retraso en su crecimiento.











Transgénesis y clonación







1.



Solo los pasos 1 y 2 se refieren a la tecnología del ADN recombinante. El resultado es una (o varias) célula de la vaca (fibroblasto) que ha incorporado un gen de otra especie, el de la hormona del crecimiento humana.



Los siguientes pasos tienen que ver con la clonación de organismos. En ellos se observa cómo una célula adulta (ahora transformada por la tecnología del ADN recombinante) da lugar a un nuevo organismo. Se trata de una clonación.



2.



La clonación de organismos permite obtener muchas copias, idénticas, del organismo transgénico. Eso hace más eficiente la transgénesis.



3.



En este caso no podemos decir que las terneras son clones exactos de la vaca que aportó el fibroblasto. Porque el fibroblasto:



− Lleva incorporada información genética procedente de una célula humana, tiene el gen de la hormona del crecimiento humana.







También hay otra pequeña cantidad de ADN que no queda claro que proceda de la vaca que aportó los fibroblastos: se trata del ADN que hay en las mitocondrias del ovocito, al que sólo se le quitó su núcleo pero se dejo su citoplasma. Aunque es cierto que en la clonación de la oveja Dolly (en otras muchas llamadas clonaciones) también ocurría esto.







4.



Incorporar un fragmento de ADN procedente de una célula humana en el ADN de una vaca y comprobar que en la leche de sus terneras había una proteína humana (GH) es una prueba de que el ADN es el soporte de la información hereditaria.  Se podría continuar explicando, pero creo que a estas alturas estará claro.

Proyecto Genoma Humano

Aquí tenéis un enlace para trabajar bastante.

Problemas de genética III


En este enlace tenéis 5 problemas de herencia ligada al sexo en humanos (del 6 al 10) y otros 5 en la mosca de la fruta (del 1 al 5).

MUCHA SUERTE!!


Transcripción y traducción

Aquí tenéis enlaces a varios vídeos muy interesantes sobre la transcripción y la traducción:






También podéis echar un vistazo a esta animación sobre la traducción: en ella se explica de forma breve los tres pasos de los que consta la traducción: 
  • Iniciación (el primer aminoácido con el que empieza la cadena de aminoácidos que forma una proteína siempre es Metionina),
  • Elongación (el ribosoma se va desplazando sobre el ARNm [en la animación se llama RNAm ya que está en inglés] y va leyéndolo y colocando sobre el aminoácido inicial nuevos animoácidos) 
  • Terminación (en el ARNm existe una señal que provaca la separación del ARNm del ribosoma; existen tres tripletes distintos que dictan esta orden). 
En la animación el número de aminoácidos finales de los que consta la proteína es muy inferior al que sabéis que suele ser.



Vídeos sobre el interior celular


Aquí tenéis un par de vídeos no muy largos sobre el interior celular:



Y aquí tenéis otro espectacular vídeo sobre los mecanismos moleculares necesarios para una única función celular. Este vídeo es sólo para que os hagáis una idea de la complejidad de la actividad celular; tiene más nivel que el necesario en 4º de ESO.  Precisamente por esa razón, en este caso recomiendo que lo escuchéis con la traducción al castellano (aunque hay que hacerlo coincidir manualmente, ya que los primeros segundos no están en la versión inglesa).