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29.7B: Evolución humana temprana - Biología

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Los humanos y los chimpancés modernos evolucionaron a partir de un ancestro hominoide común que divergió hace aproximadamente 6 millones de años.

Objetivos de aprendizaje

  • Enumere los rasgos físicos evolucionados que se utilizan para diferenciar a los homínidos de otros hominoides.

Puntos clave

  • Los humanos modernos se clasifican como homínidos, lo que también incluye parientes humanos bípedos extintos, como Australopithecus africanus, Homo habilis , y Homo erectus.
  • Se han encontrado pocos fósiles de homínidos muy tempranos (antes de hace 4 millones de años), por lo que determinar las líneas de ascendencia de los homínidos es extremadamente difícil.
  • En los últimos 20 años, se descubrieron tres nuevos géneros de hominoides: Sahelanthropus tchadensis, Orrorin tugenensis, y Ardipithecus ramidus y kadabba, pero su estatus con respecto a la ascendencia humana es algo incierto.

Términos clave

  • homínido: el grupo evolutivo que incluye humanos modernos y parientes bípedos ahora extintos
  • hominoide: cualquier gran simio (como los humanos) perteneciente a la superfamilia Hominoidea

Evolución humana

La familia Hominidae de orden Primates incluye chimpancés y humanos. La evidencia del registro fósil y de una comparación del ADN de humanos y chimpancés sugiere que los humanos y los chimpancés se separaron de un ancestro hominoide común hace aproximadamente 6 millones de años. Varias especies evolucionaron a partir de la rama evolutiva que incluye a los humanos, aunque nuestra especie es el único miembro sobreviviente. El término homínido (u homínido) se usa para referirse a aquellas especies que evolucionaron después de esta división de la línea de primates, designando así especies que están más estrechamente relacionadas con los humanos que con los chimpancés. Los homínidos, que eran bípedos en comparación con los otros hominoides que eran principalmente cuadrúpedos, incluyen aquellos grupos que probablemente dieron origen a nuestra especie: Australopithecus africanus, Homo habilis, y Homo erectus, junto con grupos no ancestrales como Australopithecus boisei. Es difícil determinar las verdaderas líneas de descendencia de los homínidos. En años pasados, cuando se habían recuperado relativamente pocos fósiles de homínidos, algunos científicos creían que considerarlos en orden, del más antiguo al más joven, demostraría el curso de la evolución desde los primeros homínidos hasta los humanos modernos. En los últimos años, sin embargo, se han encontrado muchos fósiles nuevos. Es posible que a menudo haya más de una especie viva al mismo tiempo y que muchos de los fósiles encontrados (y las especies nombradas) representen especies de homínidos que se extinguieron y no son ancestros de los humanos modernos. Sin embargo, también es posible que se hayan nombrado demasiadas especies nuevas.

Homínidos muy tempranos

Ha habido tres especies de hominoides muy tempranos que han sido noticia en los últimos años. El más antiguo de estos, Sahelanthropus tchadensis, se ha fechado hace casi siete millones de años. Hay un solo espécimen de este género, un cráneo que fue un hallazgo superficial en Chad. El fósil, llamado informalmente "Toumai", es un mosaico de características primitivas y evolucionadas. Hasta la fecha, no está claro cómo encaja este fósil con la imagen proporcionada por los datos moleculares. La línea que conduce a los humanos modernos y los chimpancés modernos aparentemente se bifurcó (dividió en ramas) hace unos seis millones de años. No se cree en este momento que esta especie fuera un antepasado de los humanos modernos. Puede que no haya sido un homínido.

Una segunda especie más joven (hace unos 5,7 millones de años), Orrorin tugenensis, es también un descubrimiento relativamente reciente, encontrado en 2000. Hay varios especímenes de Orrorin. No se sabe si Orrorin era un antepasado humano, pero esta posibilidad no ha sido descartada. Algunas caracteristicas de Orrorin son más similares a los de los humanos modernos que los australopitecinos, aunque Orrorin es mucho mayor.

Un tercer género, Ardipithecus ramidus (Hace 4,4 millones de años), fue descubierto en la década de 1990. Los científicos que descubrieron el primer fósil encontraron que algunos otros científicos no creían que el organismo fuera un bípedo (por lo tanto, no sería considerado un homínido). En los años intermedios, varios especímenes más de Ardipithecus, incluida una nueva especie, Ardipithecus kadabba (Hace 5,6 millones de años), demostró que eran bípedos. Una vez más, el estado de este género como antepasado humano es incierto, pero, dado que era bípedo, era un homínido.


Cronología de la evolución humana

los cronología de la evolución humana describe los principales eventos en el linaje evolutivo de la especie humana moderna, Homo sapiens, a lo largo de la historia de la vida, comenzando hace unos 4.200 millones de años hasta la evolución reciente dentro de H. sapiens durante y desde el último período glacial.

Incluye breves explicaciones de los distintos rangos taxonómicos del linaje humano. La línea de tiempo refleja los puntos de vista principales en la taxonomía moderna, basada en el principio de nomenclatura filogenética en casos de preguntas abiertas sin un consenso claro, las principales posibilidades en competencia se describen brevemente.


Intolerancia a la lactosa

La intolerancia a la lactosa en los adultos es una norma mundial, no una excepción o una enfermedad. (Piqsels)

La intolerancia a la lactosa ocurre cuando no podemos digerir los azúcares de la leche (lactosa) en la edad adulta. Esto puede causar náuseas, calambres, gases y diarrea, y se considera una condición médica.

La lactosa es degradada por la enzima lactasa. La producción adulta de lactasa evolucionó en poblaciones humanas que domesticaron animales hace unos 10.000 años. Estas poblaciones se encuentran en el norte y centro de Europa y en comunidades pastorales en África. La leche es un alimento rico en calorías y nutrientes, lo que significa que las personas que pudieran digerir la lactosa estarían mejor nutridas, lo que les da una mejor oportunidad de supervivencia y reproducción.

Las mutaciones que permiten la digestión adulta de lactosa se propagan gradualmente a lo largo de generaciones dentro de estas poblaciones. Sin embargo, aquellos con antepasados ​​de poblaciones que no pastoreaban y ordeñaban regularmente animales domesticados, como las poblaciones indígenas en América del Norte y del Sur y la mayoría de las poblaciones asiáticas, no poseen esta capacidad. De hecho, aproximadamente el 65 por ciento de los adultos en todo el mundo siguen siendo intolerantes a la lactosa.

Si el 65% de la población mundial no puede digerir la lactosa, ¿por qué se trata como una enfermedad? No hay nada "malo" en alguien que es intolerante a la lactosa, no se necesita ninguna otra intervención que no sea para evitar o limitar el consumo de lácteos. La evolución nos dice que la intolerancia a la lactosa es perfectamente normal. Simplemente necesitamos redefinir la enfermedad.


Evolución humana

Aprenda cómo los primeros humanos evolucionaron desde el Homo habilis hasta el Homo erectus y el Homo sapiens y desarrollaron herramientas básicas de supervivencia.

Antropología, Arqueología, Biología, Genética

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Las capas que contienen fósiles y pistas arqueológicas se pueden fechar mediante más de una docena de técnicas que utilizan los principios básicos de la física, la química y las ciencias de la Tierra. Algunas técnicas pueden incluso estimar directamente la edad de los dientes y huesos antiguos. ¡Los avances en las citas han hecho que la evolución humana sea muy emocionante!


¿Cuál es la evidencia genética de la evolución humana?

En las últimas dos décadas, nuestra comprensión de la genética ha crecido de manera espectacular, proporcionando una evidencia abrumadora de que los humanos comparten ancestros comunes con toda la vida en la tierra. Estos son algunos de los principales tipos de evidencia genética de un ancestro común.

1. Diversidad genética. Los niños humanos heredan 3 mil millones de pares de bases de ADN de cada padre, pero no son un duplicado exacto. La tasa de cambio se ha medido con precisión a un promedio de 70 bases (de nuestro total de 6 mil millones) por generación. Entonces, a medida que volvemos al árbol genealógico, hay más y más diferencias genéticas entre nosotros y nuestros antepasados. Por ejemplo, habría alrededor de 140 diferencias entre su ADN y el de sus cuatro abuelos, y 210 diferencias entre usted y sus ocho bisabuelos, y así sucesivamente. Eso nos permite hacer una predicción a partir de la cantidad de diversidad genética entre dos especies sobre el tiempo desde que vivió su población de ancestros comunes. Usando evidencia no genética, se estimó que el ancestro común entre humanos y chimpancés vivió hace unos 6 millones de años. El cálculo de las diferencias genéticas da una cifra notablemente cercana al valor estimado.

2. “Cicatrices” genéticas. Así como las cicatrices permanecen en nuestros cuerpos como recordatorios de eventos pasados, el código de ADN contiene "cicatrices" y estas se transmiten de generación en generación. Las cicatrices del ADN son el resultado de la eliminación o inserción de un bloque de bases (no solo cambios de una sola base como en la sección anterior). Debido a que tenemos muchos de estos (cientos de miles) y se pueden ubicar con precisión, sirven como un registro histórico de especies. Si tenemos la misma cicatriz que los chimpancés y los orangutanes, entonces la eliminación o inserción debe haber ocurrido antes de que estas especies divergieran en poblaciones separadas. Si nosotros y los chimpancés tenemos cierta cicatriz, pero los orangutanes no, podemos concluir que la eliminación o inserción debe haber ocurrido después de que el ancestro común de los chimpancés y los humanos se separó de nuestro ancestro común con los orangutanes. De esta manera podemos crear un árbol genealógico detallado de ancestros comunes.

3. Sinónimos genéticos. En cierto contexto, las palabras "round" y "circular" significan lo mismo para un hablante de inglés: son sinónimos. También hay "sinónimos" en el código genético: diferentes secuencias de bases de ADN que significan lo mismo para las células (es decir, causan la producción de las mismas proteínas). Las mutaciones en el código genético a menudo son dañinas, lo que hace que un organismo no pueda reproducirse con éxito. Pero si la mutación resulta en un "sinónimo", el organismo funcionaría igual y continuaría transmitiendo sus genes. Debido a esto, esperaríamos que los cambios sinónimos se transmitieran de manera mucho más efectiva que los cambios no sinónimos. Eso es exactamente lo que encontramos entre el ADN de humanos y chimpancés: hay muchas más diferencias sinónimos entre las dos especies que no sinónimos. Esto es exactamente lo que esperaríamos si las dos especies tuvieran un ancestro común, por lo que proporciona más evidencia de que los humanos y los chimpancés fueron creados por descendencia común de una sola especie ancestral.

Cuanta más investigación se haga sobre el ADN, más evidencia encontraremos de que toda la vida está relacionada.

Ultima actualización en 11 de marzo de 2019

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Los primeros humanos, neandertales y denisovanos lo mezclaron

Después de los humanos superarcaicos vinieron los arcaicos: neandertales, denisovanos y otros grupos humanos que ya no existen.

Los arqueólogos han sabido sobre los neandertales, o Homo neanderthalensis, desde el siglo XIX, pero solo descubrió a los denisovanos en 2008 (el grupo es tan nuevo que aún no tiene un nombre científico). Desde entonces, los investigadores han descubierto que los neandertales y los denisovanos no solo se aparearon entre sí, sino que también se aparearon con los humanos modernos.

& # x201C Cuando el Instituto Max Plank [de Antropología Evolutiva] comenzó a obtener datos secuenciados de ADN nuclear de los neandertales, rápidamente quedó muy claro que los humanos modernos portaban algo de ADN neandertal, & # x201D dice Alan R. Rogers, profesor de antropología y biología en la Universidad de Utah y autor principal de la Avances de la ciencia papel. & # x201C Ese fue un verdadero punto de inflexión & # x2026 Después de eso, se hizo ampliamente aceptado muy rápidamente. & # x201D

Como grupo descubierto más recientemente, tenemos mucha menos información sobre los denisovanos que sobre los neandertales. Pero los arqueólogos han encontrado evidencia de que vivieron y se aparearon con los neandertales en Siberia durante unos 100.000 años. La evidencia más directa de esto es el reciente descubrimiento de una niña de 13 años que vivió en esa cueva hace unos 90.000 años. El análisis de ADN reveló que su madre era un neandertal y su padre era un denisovano.


La evolución no explica nada

& # 8220Blurk & # 8221 es una palabra nueva, recién inventada. Sustituyémoslo en oraciones que se encuentran típicamente en artículos sobre evolución:

  • Los científicos determinan cómo el hipopótamo difumina una piel gruesa.
  • La medicina borrosa encuentra razones para enfermedades humanas como la diabetes.
  • Las especies no relacionadas llegaron a formas de hojas similares por difuminado convergente.
  • La nueva investigación arroja luz sobre cómo el proceso fue orquestado por blurk hasta su óptimo actual.
  • Los investigadores sienten que su trabajo nos acerca a comprender cómo la vida originalmente se difuminó.

Ahora, enseñe esta palabra a los estudiantes de K a 12 y en adelante en la universidad y la escuela de posgrado. Dígales que todos los científicos creen en el desenfoque. Esos anti-borrosos minoritarios son una mancha para la ciencia y una vergüenza para su país. A menos que los estudiantes aprendan cómo funciona Blurk, su país se quedará atrás en liderazgo científico. ¿Qué es el desenfoque? Sea lo que sea que signifique, implica cambios en el tiempo, que pueden ser hacia arriba, hacia abajo o hacia los lados (19 de diciembre de 2007), y se produce por la Ley de Cosas que Suceden. El objetivo de todos los estudiantes de ciencias es abrirse camino para convertirse en borradores de renombre. Entonces obtendrán & # 8220 comprensión. & # 8221

¿Es así como se ven realmente las explicaciones evolutivas impresas? Deje que los lectores sean el juez.

Evolución: cómo evolucionar una piel gruesa (Biología actual). & # 8220 Un nuevo estudio examina la anatomía y la genética de la piel de ballenas e hipopótamos y revela que las adaptaciones a los estilos de vida acuáticos y semiacuáticos evolucionado [borroso] convergentemente en estos linajes. & # 8221 El artículo utiliza el mi-palabra & # 8220evolution & # 8221 (y sus derivados) 13 veces sin explicar lo que realmente sucedió.

La cuestión de si estas adaptaciones de la piel respetuosas con el agua fueron evidencia de ascendencia compartida, el producto de la evolución convergente, o algo intermedio tiene regañó a los investigadores veteranos de este problema durante años.

Las ballenas y los hipopótamos tienen la piel gruesa. Son similares pero diferentes. Su piel se volvió borrosa en diferentes momentos. Pase lo que pase hizo que ambos animales tuvieran éxito en sus hábitats acuáticos. Fue un & # 8220evolutivo [borroso] descubrimiento, & # 8221 y ahora un estudio detallado & # 8220arroja luz sobre la evolución [borrón] de tegumento de ballena e hipopótamo, & # 8221 Nina Jablonski escribe. Ella lo sostiene como un modelo para que los estudiantes aprendan: & # 8220Este papel hace lectura de libros de texto para estudiantes aspirantes del método comparativo del siglo XXI, & # 8221, dice. El estudio demuestra que & # 8220skin es una parte dinámica de la historia [borrosa] evolutiva de los mamíferos y que solo hemos comenzado para descubrir sus fascinantes secretos.& # 8221 Estudiar cómo funciona el desenfoque, en otras palabras, está llevando a la ciencia a un nirvana de comprensión.

Cómo evolucionaron las hormigas armadas y las icónicas incursiones masivas (Phys.org). Los científicos de Harvard han concluido que & # 8220 las incursiones masivas de hormigas del ejército evolucionaron [borrosa] de una forma diferente de caza coordinada llamada incursión grupal a través de los efectos de escala del aumento del tamaño de la colonia. & # 8221 Esto es como decir que las pequeñas pandillas & # 8220 evolucionaron & # 8221 en grandes pandillas cuando aumentaron sus membresías. Las hormigas son todas hormigas con el comportamiento de atacar en gran número. ¿Qué tiene que ver la evolución con esto?

Decir hacia arriba desde abajo: cómo los gusanos planos marinos aprenden a sentir la gravedad (Universidad de Okayama): Observación: los gusanos planos pueden distinguir entre arriba y abajo porque tienen un órgano llamado estatocisto que contiene un trozo de roca (un estatolito) que es monitoreado por proteínas sensoriales que enviar mensajes sobre el movimiento a través de las neuronas al cerebro. Los gusanos planos adquieren esta función poco después de la eclosión. Es un sistema asombroso compuesto por numerosas partes. Parece irreductiblemente complejo. No es tan elegante como el órgano sensor de gravedad de un vertebrado, pero funciona bien para un animal pequeño, & # 8220simple & # 8221. ¿Qué tiene que ver la evolución con esto? El profesor Montonori Aldo dice que se necesita la teoría del desenfoque para obtener una & # 8220 comprensión. & # 8221 Medita en el desenfoque hasta que llegue la comprensión.

Comprensión El mecanismo de respuesta al estímulo de Acoela [animales sin cavidades internas] puede descubrir un mecanismo de control biológico fundamental que se remonta al origen de los animales bilaterales, incluidos los humanos. Estos organismos, por lo tanto, son clave para desentrañar el proceso de evolución.

El envejecimiento como consecuencia de la selección para reducir el riesgo ambiental de morir (Omholt y Kirkwood, PNAS 1 de junio de 2021). Dado que el envejecimiento ocurre, debe haber una razón borrosa para ello. The Stuff Happens Law no haría nada sin una buena razón.

Una nueva perspectiva sobre el evolución del envejecimiento, que se centra en optimizar la exposición de un individuo al riesgo de mortalidad a lo largo de su vida. Un significante fuente de riesgo está asociado con el acto de adquirir la energía necesaria para todas las funciones de la vida. En particular, una fracción considerable de la adquisición de energía de por vida se utiliza para mantenimiento somático. Mostramos cómo la reducción del riesgo de mortalidad mediante la asignación restringida al mantenimiento somático mayo mejorar fitness de por vida pero resultar en envejecimiento. Nuestros resultados se discuten en relación con teorías actuales de la evolución del envejecimiento, donde lo anticipamos ayudará a iluminar los debate sobre los mecanismos que subyacen al envejecimiento en la naturaleza y la naturaleza y las funciones de las compensaciones.

¿Eso tiene algún sentido? ¿Quién decidió seleccionar para esta estrategia? ¿Evolución? Vamos. Omholt y Kirkwood simplemente se abren camino hacia un proceso que de alguna manera & # 8220 puede mejorar & # 8221 el estado físico de por vida. Tal vez & # 8220 estabilizar la selección & # 8221 condujo a ello. Su & ​​# 8220fresh perspectiva & # 8221 esperan que & # 8220 ayude a iluminar el debate & # 8221 sobre cómo el envejecimiento se difumina. Ahora lo entiendes, ¿no? Esto explica por qué los padres a menudo viven décadas después de sus años fértiles, ¿verdad? Aquí & # 8217s su observación final: & # 8220 Reconocemos que Se necesitarán más trabajos teóricos y experimentales antes de poder llegar a una conclusión firme. sobre el alcance explicativo de la hipótesis que proponemos en este documento. & # 8221 OK, entonces, olvídate de todo lo que dijeron.

La medicina evolutiva busca en nuestros primeros antepasados ​​humanos información sobre enfermedades como la diabetes (La conversación). Tres escritores borrachos de Darwin declaran su dominio del uso de blurk para la adivinación: & # 8220Como todos los seres vivos, los seres humanos son el producto de una compleja historia evolutiva.

Un mas entendimiento profundo de nuestra evolución es necesario para ofrecer una mejor atención médica a toda nuestra comunidad. Antes de que la medicina pueda avanzar, debemos entender de donde venimos.

Ah, el entendimiento prometido. Pero si venimos de un proceso de desenfoque sin sentido, entonces a Blurk no le importa si vivimos o morimos. Se necesita un ser humano creado a imagen de Dios para preocuparse por otros seres humanos. ¿Por qué debería preocuparse por ti un Doctor of Blurk si no puede pasar tu genes, y no me importa un comino tu aptitud física.

¿Por qué nos crece más pelo en la cabeza que en el cuerpo? (Ciencia viva). Observación: los humanos, a diferencia de otros primates, están en su mayoría desnudos, pero tienen pelo en la cabeza. Debe haber una razón borrosa para ello, y Tara Santora está aquí para brindarles a los lectores comprensión con la ayuda de su doctor elegido en teoría del desenfoque, Mark Pagel. Los humanos podían permitirse el lujo de dejar caer su cabello, dice, & # 8220 porque tenían la capacidad única de compensar con fuego, refugio y ropa & # 8221 Caminando a lo largo, Pagel explica que el pelo de la cabeza permaneció porque actúa como un sombrero incorporado, pero también mantiene el cerebro caliente por la noche. El proceso de desenfoque resolvió todo esto sin pensar, ya ve que las ratas topo desnudas y los tejones, ambos mamíferos que cavan en la tierra, adoptaron estrategias opuestas. Pero tal vez fue la selección sexual. O quizás la teoría de los simios acuáticos fue parte de ella. O tal vez los parásitos prefieren los mamíferos peludos en lugar de los desnudos. Elija la noción borrosa que mejor aumente su comprensión. Todo es justo, excepto prestar atención a los pícaros anti-borrosos que hay.

Pablo habló de personas así: orgullosas, ignorantes y autoengañadas. & # 8220 Esto digo y testifico en el Señor, que no debéis andar más como los gentiles, en la vanidad de sus mentes. Están oscurecidos en su entendimiento, alienados de la vida de Dios debido a la ignorancia que hay en ellos, debido a su dureza de corazón & # 8221 (Efesios 4: 17-18). El salmista señaló, & # 8220 el hombre en su pompa pero sin entendimiento es como las bestias que perecen & # 8221 (Salmo 49:20). La comprensión viene de conocer al Creador y tener una relación con él por fe: & # 8220 Tus manos me han hecho y moldeado dame entendimiento para que pueda aprender tus mandamientos & # 8221 (Salmo 119: 73).


Cómo evolucionaron los europeos la piel blanca

S T. LOUIS, MISSOURI—La mayoría de nosotros pensamos en Europa como el hogar ancestral de los blancos. Pero un nuevo estudio muestra que la piel pálida, así como otros rasgos como la altura y la capacidad de digerir la leche en la edad adulta, llegaron a la mayor parte del continente hace relativamente poco tiempo. El trabajo, presentado aquí la semana pasada en la 84ª reunión anual de la Asociación Estadounidense de Antropólogos Físicos, ofrece una evidencia dramática de la evolución reciente en Europa y muestra que la mayoría de los europeos modernos no se parecen mucho a los de hace 8000 años.

Los orígenes de los europeos se han centrado claramente en el último año, ya que los investigadores han secuenciado los genomas de poblaciones antiguas, en lugar de solo unos pocos individuos. Al comparar partes clave del ADN en los genomas de 83 individuos antiguos de sitios arqueológicos en toda Europa, el equipo internacional de investigadores informó a principios de este año que los europeos de hoy son una mezcla de al menos tres poblaciones antiguas de cazadores-recolectores y agricultores. que se trasladaron a Europa en migraciones separadas durante los últimos 8000 años. El estudio reveló que una migración masiva de pastores de Yamnaya desde las estepas al norte del Mar Negro puede haber traído lenguas indoeuropeas a Europa hace unos 4500 años.

Ahora, un nuevo estudio del mismo equipo profundiza más en esos datos notables para buscar genes que estaban bajo una fuerte selección natural, incluidos rasgos tan favorables que se extendieron rápidamente por toda Europa en los últimos 8000 años. Comparando los antiguos genomas europeos con los recientes del Proyecto 1000 Genomas, el genetista de poblaciones Iain Mathieson, un postdoctorado en el laboratorio de la Universidad de Harvard del genetista de poblaciones David Reich, encontró cinco genes asociados con cambios en la dieta y la pigmentación de la piel que experimentaron fuertes efectos naturales. selección.

Primero, los científicos confirmaron un informe anterior de que los cazadores-recolectores en Europa no podían digerir los azúcares de la leche hace 8000 años, según un cartel. También notaron un giro interesante: los primeros agricultores tampoco podían digerir la leche. Los agricultores que vinieron del Cercano Oriente hace unos 7800 años y los pastores Yamnaya que vinieron de las estepas hace 4800 años carecían de la versión del LCT gen que permite a los adultos digerir los azúcares de la leche. No fue hasta hace unos 4300 años que la tolerancia a la lactosa se extendió por Europa.

Cuando se trata del color de la piel, el equipo encontró un mosaico de evolución en diferentes lugares y tres genes separados que producen piel clara, contando una historia compleja sobre cómo la piel europea evolucionó para ser mucho más clara durante los últimos 8000 años. Se presume que los humanos modernos que salieron de África para asentarse originalmente en Europa hace unos 40.000 años tenían la piel oscura, lo que es ventajoso en latitudes soleadas. Y los nuevos datos confirman que hace unos 8500 años, los primeros cazadores-recolectores de España, Luxemburgo y Hungría también tenían la piel más oscura: carecían de versiones de dos genes:SLC24A5 y SLC45A2—que conducen a la despigmentación y, por tanto, a la piel pálida en los europeos de hoy.

Pero en el extremo norte, donde los niveles bajos de luz favorecerían la piel pálida, el equipo encontró una imagen diferente en los cazadores-recolectores: siete personas del sitio arqueológico de Motala de 7700 años de antigüedad en el sur de Suecia tenían ambas variantes genéticas de piel clara, SLC24A5 y SLC45A2. También tenían un tercer gen, HERC2 / OCA2, que causa ojos azules y también puede contribuir a la piel clara y al cabello rubio. Así, los antiguos cazadores-recolectores del lejano norte ya eran pálidos y de ojos azules, pero los del centro y sur de Europa tenían la piel más oscura.

Luego, los primeros agricultores del Cercano Oriente llegaron a Europa y portaban ambos genes para la piel clara. Mientras se cruzaban con los cazadores-recolectores indígenas, uno de sus genes de piel clara se extendió por Europa, de modo que los europeos del centro y sur también empezaron a tener la piel más clara. La otra variante genética, SLC45A2, estuvo en niveles bajos hasta hace unos 5800 años cuando subió a alta frecuencia.

El equipo también rastreó rasgos complejos, como la altura, que son el resultado de la interacción de muchos genes. Descubrieron que la selección favoreció fuertemente varias variantes de genes para la altura en los europeos del norte y centro, comenzando hace 8000 años, con un impulso proveniente de la migración Yamnaya, que comenzó hace 4800 años. El Yamnaya tiene el mayor potencial genético por ser alto de cualquiera de las poblaciones, lo que es consistente con las medidas de sus esqueletos antiguos. Por el contrario, la selección favoreció a las personas más bajas en Italia y España a partir de hace 8000 años, según el documento ahora publicado en el servidor de preimpresión bioRxiv. Los españoles, en particular, se redujeron de estatura hace 6000 años, quizás como resultado de la adaptación a temperaturas más frías y una mala alimentación.

Sorprendentemente, el equipo no encontró genes inmunes bajo una selección intensa, lo que contradice la hipótesis de que las enfermedades habrían aumentado después del desarrollo de la agricultura.

El artículo no especifica por qué estos genes podrían haber estado bajo una selección tan fuerte. Pero la explicación probable de los genes de pigmentación es maximizar la síntesis de vitamina D, dijo la paleoantropóloga Nina Jablonski de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State), University Park, mientras observaba los resultados del póster en la reunión. Las personas que viven en latitudes del norte a menudo no reciben suficiente radiación ultravioleta para sintetizar la vitamina D en la piel, por lo que la selección natural ha favorecido dos soluciones genéticas a ese problema: desarrollar una piel pálida que absorba los rayos ultravioleta de manera más eficiente o favorecer la tolerancia a la lactosa para poder digerir los azúcares. y vitamina D que se encuentra naturalmente en la leche. "Lo que pensamos que era una imagen bastante simple de la aparición de la piel despigmentada en Europa es un emocionante mosaico de selección a medida que las poblaciones se dispersan en las latitudes del norte", dice Jablonski. "Estos datos son divertidos porque muestran cuánta evolución ha tenido lugar recientemente".

El genetista antropológico George Perry, también de Penn State, señala que el trabajo revela cómo el potencial genético de un individuo está determinado por su dieta y adaptación a su hábitat. "Ahora estamos obteniendo una imagen mucho más detallada de cómo funciona la selección".


Una transición temprana de la forma celular impulsa la expansión evolutiva del prosencéfalo humano

The human brain has undergone rapid expansion since humans diverged from other great apes, but the mechanism of this human-specific enlargement is still unknown. Here, we use cerebral organoids derived from human, gorilla, and chimpanzee cells to study developmental mechanisms driving evolutionary brain expansion. We find that neuroepithelial differentiation is a protracted process in apes, involving a previously unrecognized transition state characterized by a change in cell shape. Furthermore, we show that human organoids are larger due to a delay in this transition, associated with differences in interkinetic nuclear migration and cell cycle length. Comparative RNA sequencing (RNA-seq) reveals differences in expression dynamics of cell morphogenesis factors, including ZEB2, a known epithelial-mesenchymal transition regulator. We show that ZEB2 promotes neuroepithelial transition, and its manipulation and downstream signaling leads to acquisition of nonhuman ape architecture in the human context and vice versa, establishing an important role for neuroepithelial cell shape in human brain expansion.

Palabras clave: ZEB2 brain brain expansion cell shape chimpanzee evolution gorilla neural stem cells neuroepithelium organoids.

Copyright © 2021 MRC Laboratory of Molecular Biology. Publicado por Elsevier Inc. Todos los derechos reservados.

Declaracion de conflicto de interes

Declaration of interests The authors declare no competing interests.

Cifras

Human and ape stem cells and organoids are highly comparable in terms of…

Human telencephalic organoids are larger…

Human telencephalic organoids are larger with extended apical lumens (A) Schematic of the…

Ape NE cells undergo cell…

Ape NE cells undergo cell shape transition before the onset of neurogenesis, related…

Human NE cells exhibit species-specific…

Human NE cells exhibit species-specific differences in cell shape (A) Representative immunofluorescence images…

Delayed human NE transition is…

Delayed human NE transition is associated with a shorter cell cycle (A) Immunofluorescent…

Live imaging of human and…

Live imaging of human and gorilla cerebral organoids, related to Figure 3 Representative…

Ape organoids exhibit comparable developmental…

Ape organoids exhibit comparable developmental molecular trajectories (A) Schematic of the timeline for…

RNA-seq data analysis pipeline and…

RNA-seq data analysis pipeline and normalization, related to Figure 4 A. Workflow summarizing…

The human neuroepithelium exhibits differential…

The human neuroepithelium exhibits differential temporal dynamics of morphogenesis genes (A) Clustering genes…

Expression patterns of key factors…

Expression patterns of key factors with differential temporal dynamics, related to Figure 5…

Decreased ZEB2 leads to expanded…

Decreased ZEB2 leads to expanded NE with delayed transition (A) Mean temporal expression…

ZEB2 expression and targeting for…

ZEB2 expression and targeting for loss of function, related to Figure 6 A.…

50% reduction in ZEB2 mRNA levels the mutant stem cells retain expression of pluripotency markers at comparable levels to WT H9 hESCs. WT and ZEB2 +/− were run on the same gel but not adjacent to each other, the dashed line indicates where the gel was spliced. K. Full length western blot for ZEB2 in WT and ZEB2 +/− organoids at day 15 – loading control was GAPDH L. Box and whiskers plot reporting the quantifications of the number of TBR2+ cells per unit area (TBR2+ cells/mm 2 ) in day 16 WT and ZEB2 +/− organoids. Quantifications were performed by manual counting on n = 52 WT and n = 68 ZEB2 +/− ventricles corresponding to 12 organoids from 2 distinct batches. A two-tailed Mann-Whitney U test was used for statistical comparison ( ∗∗∗∗ p < 0.0001). M. Representative immunofluorescence images of day 55 WT and ZEB2 +/− cerebral organoid buds used for quantifications shown in N. Scale bar: 200 μm. N. Box and whiskers plot reporting the quantifications of the number of TBR2+ cells per unit area (TBR2+ cells/mm 2 ) in day 55 WT and ZEB2 +/− organoids. Quantifications were performed using an automated cell segmentation pipeline on n = 17 WT and n = 17 ZEB2 +/− organoid regions from 3 distinct batches. A two-tailed Mann-Whitney U test was used for statistical comparison (ns, p = 0.1139). O. Plasmid maps of the CRISPR homology-directed repair (HDR) templates used to target the AAVS1 safe-harbor locus in H9 hESC cells – top is the CAG-lox-STOP-lox-ZEB2-GFP-Flag inducible expression construct and bottom is the construct encoding CRE recombinase under the control of a tetracycline responsive promoter and the reverse tetracycline transactivator (rtTA) driven by the CAG promoter. P. UCSC Genome Browser view of the AAVS1 locus and CRISPR-Cas9 targeting strategy of intron 1 of PPP1R12C. The promoter-less splice-acceptor (SA), T2A peptide-linked “gene trap” is such that expression of the promoter-less selection cassette is driven by the endogenous PPP1R12C gene, thus effectively eliminating false-positive background arising from random integration. The panel reports the PCR genotyping strategy – upon successful targeting of the AAVS1 locus, while amplicon 1 is lost due to the size increase following insert integration, amplicons 2 and 3 are gained - see Figure S7A. Q. PCR gel showing successful genotyping of the two rescue clones used for the experiments shown. R. Representative brightfield images of day 15 ZEB2 +/− iZEB2 cerebral organoids treated with and without doxycycline. Scale bar: 100 μm. S. Representative immunofluorescence images of ZEB2 +/− iZEB2 treated with and without doxycycline stained for GFP, TBR2 and DAPI. Scale bar: 100 μm T. Box and whiskers plot reporting the quantifications done using an automated cell segmentation pipeline of the number of TBR2+ cells per unit area (TBR2+ cells/mm 2 ) in day 15 ZEB2 +/− iZEB2 organoids - colony 1: -Dox (n = 17 organoid regions), +Dox (n = 16 organoid regions) colony 2: -Dox (n = 13 organoid regions), +Dox (n = 13 organoid regions) from three independent batches. Mann-Whitney U tests, two-tailed ( ∗∗ p < 0.01).


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