Exercicis: Les teories evolutives

Explica què és l'evolució biològica i què significa afirmar que les espècies actuals descendeixen d'altres espècies del passat.

Resumeix les dues idees principals de Lamarck (ús i desús dels òrgans i herència dels caràcters adquirits) i explica com interpretava ell el coll llarg de les girafes.

Resumeix les idees clau del darwinisme: variabilitat entre els individus, lluita per l'existència i selecció natural dels més ben adaptats.

Explica què defensava el fixisme o creacionisme sobre l'origen i la permanència de les espècies, i per què els fòssils d'animals que ja no existeixen eren un problema per a aquesta idea.

Explica què és un fòssil, com es forma normalment i quins dos tipus d'informació aporta a l'evolució: com eren els éssers vius del passat i quina edat tenen les roques que els contenen.

Explica la frase «no evolucionen els individus, evolucionen les poblacions»: què els passa als individus al llarg de la seva vida i què és el que canvia en la població de generació en generació.

Durant el seu viatge en el Beagle, Darwin va fer observacions que el van fer dubtar del fixisme. Esmenta'n dues (per exemple, fòssils d'espècies extingides semblants a les actuals o espècies diferents a cada illa Galápagos) i explica què li va suggerir cadascuna.

Defineix adaptació i posa dos exemples d'adaptacions d'éssers vius al seu ambient, explicant en què consisteix l'avantatge de cadascuna.

Observa l'esquema, que mostra dues explicacions diferents (A i B) de com les girafes van arribar a tenir el coll llarg. Indica quina correspon a Lamarck i quina a Darwin, i assenyala la diferència fonamental entre totes dues sobre què s'hereta.

Què aporta el neodarwinisme o teoria sintètica a les idees de Darwin? Explica com la genètica (mutacions i herència) va completar la teoria de la selecció natural.

Esmenta i descriu breument tres línies d'evidència de l'evolució: fòssils, anatomia comparada (ossos homòlegs) i biogeografia.

La teoria de Lamarck resultava raonable en la seva època. Explica quina dada sobre l'herència desconeixia Lamarck que avui ens permet rebutjar l'herència dels caràcters adquirits, i què diria un lamarckista i què un darwinista sobre per què les gaseles corren ràpid.

Distingeix entre òrgans homòlegs i òrgans anàlegs utilitzant l'ala d'un ocell, l'ala d'un ratpenat, el braç humà i l'ala d'una papallona, i explica quin dels dos casos és una prova de parentiu evolutiu i per què.

Explica què són els òrgans vestigials i posa dos exemples (per exemple, l'apèndix humà o les restes de pelvis de les balenes), raonant per què constitueixen una evidència de l'evolució.

Ordena cronològicament aquestes fites i explica en una frase què va aportar cadascuna: la publicació de «L'origen de les espècies», el redescobriment de les lleis de Mendel, la teoria de Lamarck, el viatge del Beagle i la formulació de la teoria sintètica.

Després d'anys utilitzant el mateix insecticida, els mosquits d'una zona s'hi han tornat resistents. Explica per què és incorrecte dir que «cada mosquit s'ha adaptat a l'insecticida al llarg de la seva vida» i com ho explica correctament la selecció natural.

En una petita illa, una sequera prolongada acaba amb les plantes de llavors toves i només sobreviuen les de llavors grans i dures. Un equip de biòlegs mesura el gruix del bec en una població de pinsans abans de la sequera (mitjana de 8,8 mm) i un any després entre els supervivents (mitjana de 9,8 mm). A) Justifica mitjançant la teoria sintètica què ha passat a la població a nivell fenotípic i genotípic. B) Un estudiant comenta: «Els pinsans es van haver d'esforçar per trencar les llavors dures, cosa que va fer que el seu bec creixés 1 mm durant la seva vida i per això les seves cries van néixer amb becs més grans». Rebat la seva afirmació assenyalant per què incorre en el lamarckisme i com opera en realitat la selecció natural.

En una comarca industrial anglesa es va mesurar la proporció de papallones del bedoll (Biston betularia) fosques (carbonaria) i clares (typica). Després d'aprovar-se lleis contra la contaminació per carbó el 1960, els registres van mostrar: el 1960, un 90 % de papallones fosques; el 1980, un 50 %; i el 2000, només un 10 %. A) Interpreta aquestes dades identificant el factor de selecció natural i explicant per què van canviar les freqüències al·lèliques. B) Prediu raonadament què passaria amb la proporció d'ambdues varietats si s'introduís un nou depredador nocturn que localitza les seves preses exclusivament per l'olfacte i no per la vista.

Analitza les dues situacions següents: 1) Si a diverses generacions successives de ratolins se'ls amputa la cua quirúrgicament, totes les cries de les ventrades següents continuen naixent amb la cua intacta. 2) Si s'irradien els testicles de ratolins mascle amb raigs X, moltes de les seves cries neixen amb malformacions a la cua. A) Justifica aquests resultats basant-te en la diferència entre cèl·lules somàtiques i cèl·lules de la línia germinal. B) Si un culturista utilitzés teràpia gènica per modificar l'ADN de les fibres musculars dels seus braços i hipertrofiar-les, heretarien els seus descendents aquesta massa muscular? Raona la teva resposta.

En una xarxa social llegeixes el comentari següent: «Si l'ésser humà descendeix del mico, per què continuen existint els ximpanzés actuals en lloc d'haver-se transformat tots en persones?». Redacta una resposta científica que desmunti aquest dubte: A) Identifica els dos errors conceptuals sobre com opera l'evolució biològica que conté la frase. B) Utilitza el model de l'arbre filogenètic per explicar la relació real entre ximpanzés, humans i el seu avantpassat comú, justificant per què els ximpanzés són «cosins evolutius» i no «avantpassats».

L'orquídia Angraecum sesquipedale acumula nèctar al fons d'un tub de gairebé 30 cm de profunditat, i només la papallona nocturna Xanthopan morganii, amb una espiritrompa de longitud similar, és capaç de libar-lo i pol·linitzar-la. A) Explica la «cursa d'armaments» evolutiva (coevolució) entre ambdues: quin avantatge selectiu va suposar per a la planta que el seu tub fos més llarg que l'espiritrompa mitjana, i quina pressió selectiva va obligar la papallona a allargar la seva? B) Si una malaltia extinguís aquesta papallona de manera sobtada, prediu el destí evolutiu de l'orquídia i rebat la idea que la planta podria «modificar el seu nèctar voluntàriament per atreure altres insectes».

En estudiar una sèrie d'estrats marins que abasten 12 milions d'anys, un equip de paleontologia descobreix que una espècie de mol·lusc manté exactament la mateixa morfologia durant 10 milions d'anys. Tanmateix, en una capa que representa un canvi brusc de tot just 40 000 anys, l'espècie desapareix i sorgeixen dues espècies derivades molt diferents que romanen estables la resta del temps. A) Compara com explicarien aquest registre fòssil el gradualisme filètic de Darwin i la teoria de l'equilibri puntuat de Gould i Eldredge. B) Justifica per què el ritme «ràpid» que defensa l'equilibri puntuat no contradiu la selecció natural ni implica canvis instantanis.

La famosa il·lustració de la «marxa del progrés» mostra una fila on primats quadrúpedes es van dreçant pas a pas fins a culminar en l'ésser humà, transmetent la idea que l'evolució és una escala cap a la perfecció. A) Desmunta aquesta idea utilitzant com a contraexemples l'èxit evolutiu dels bacteris (organismes unicel·lulars senzills des de fa més de 3500 milions d'anys) i dels paràsits interns com les tènies (que han perdut òrgans complexos com l'aparell digestiu). B) Justifica per què en biologia el concepte d'«èxit adaptatiu» no equival a «més complexitat» i explica per què la selecció natural no té metes o finalitat intrínseca.

Un laboratori analitza un orgànul cel·lular desconegut trobat al citoplasma d'una ameba i obté les dades següents: presenta doble membrana (la interna sense colesterol, semblant a la bacteriana), conté ribosomes de mida 70S i posseeix una molècula d'ADN circular tancat capaç de replicar-se al marge del nucli. A més, un antibiòtic que bloqueja la síntesi de proteïnes bacterianes atura la funció de l'orgànul. A) Interpreta aquests resultats justificant de manera raonada com donen suport a la teoria endosimbiòtica de Lynn Margulis. B) Explica quin canvi de paradigma va suposar aquesta teoria davant la visió evolutiva tradicional basada exclusivament en la competència entre éssers vius.