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Lesson 1.4Interpreting Evolutionary Trees

Evolutionary HistoryLesson Guides

Lesson 1.4

© The Regents of the University of California

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Rereading “How You Are Like a Blue Whale”

Take another look at the “Interpreting Evolutionary Trees” diagram and caption from the article “How You Are Like a Blue Whale” and answer the guiding questions below. As you read, think about this question: Why do different species share similar structures?

Guiding Questions

1. What are the descendants in this diagram?

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2. What body structures did the common ancestor have?

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3. What are the body structures that both descendants share with this common ancestor?

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4. Why do paleontologists make diagrams like this? What are they trying to show?

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Evolutionary History—Lesson 1.4—Activity 2

© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved. Permission granted to photocopy for classroom use.

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Tracing Structures in an Evolutionary Tree

Part 1: Tracing a Shared Body Structure

Goals:

• Explore Tree View of the Sim to answer the Investigation Question: Why do different species share similar structures?

• Find two different species with a shared body structure.

What body structure will you explore? (check one)

vertebral column (backbone)

jaws

humerus/radius/ulna

neck

limbs with digits (toes, for example)

Do:

• Open the Sim in Free Explore mode and press TREE to open Tree View.

• Navigate through the evolutionary tree and press each of the “i” icons on the tree branches as you go.

• Read the text from each icon until you find the “i” icon that has the body structure you are exploring.

• Follow the tree branches to the right of this icon to find two living species that have this body structure.

• Try to find species that are very different from one another by expanding branches of the evolutionary tree at the bottom of the screen.

Tips:

• The “i” icons are the orange and white circles with the letter “i” in the center.

• Navigate through the evolutionary tree by pressing on rows in the Tree Navigation window or by pressing the arrows in the main window.



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1. Name the two species you found that share the body structure you explored.

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2. Use words from the word bank to fill in the blanks in the sentences below.

Species inherit _______________________ from _______________________. If two living

species have some of the same _______________________, this means that they are probably

_______________________ of _______________________ that also had those _______________________.

Word Bank

body structures ancestors descendants a common ancestor population

Part 2: Returning to the Common Ancestor Poll

Use your ideas from today’s lesson to answer the following class poll question again.

Do you think the two species from the Warm-Up (on page 15) have a common ancestor?

yes

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Tracing Structures in an Evolutionary Tree (continued)



How You Are Like a Blue Whale B1

If anybody tells you blue whales are the largest fish on Earth, they don’t know what they’re talking about. Blue whales may live in the ocean with fish, but they aren’t fish at all. There are many important differences between the body structures of whales and fish. Fish are covered in shiny scales, while whales have smooth skin. Fish lay eggs, while whales give birth to live young. Fish fins are made of many tiny bones, but whale flippers are supported by just a few bones. In fact, whales are mammals, just like dogs, elephants, and humans. Blue whales share many more body structures with you than they do with fish!

Blue whales are mammals and must come to the ocean’s surface to breathe.

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How You Are Like a Blue WhaleJust as whales and fish look similar but are actually very different, humans and blue whales look different but have a surprising amount in common. Mother whales produce milk for their babies, just as human mothers do. Like humans, whales have lungs instead of gills. Whales can’t breathe underwater: they must come to the surface to breathe. And if you look at the bones in a human arm and the bones in a blue whale flipper, you can see that they fit together in similar ways. Blue whales even have leg bones, just like humans. However, in whales, these bones are so tiny that the skin, fat, and muscles of the whale’s body hide them. You might not call them real legs, but they are leftovers from a time when whales’ ancestors had legs and walked on land.

B2 How You Are Like a Blue Whale

Humans and blue whales have many shared structures. Based on this information, paleontologists know that these species descended from a common ancestor population that also had those body structures.

To figure out how two species are connected, scientists can study the skeletons of both species. Scientists studying present-day animals can use x-rays of living animals or sets of bones from animals that have died recently. Paleontologists studying species that are now extinct use fossils to compare species. Comparing skeletons tells us about how species are connected because organisms get their body structures the same way they get all their other traits. Body structures are determined by the code of DNA and are passed down from generation to generation over millions of years. By comparing the skeletons of different species, scientists can see patterns of how traits have been passed down. When two species’ body structures are made from bones that are in the same pattern and roughly the same position in the body, scientists consider them to be shared body structures. Shared body structures in two very different species can be evidence that both species evolved from a common ancestor population that had those body structures long ago.

Interpreting Evolutionary Trees

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The shared body structures found in a common ancestor population didn’t necessarily look very much like they do now. They may not even have been used for the same function! To see how two descendant species are connected, paleontologists examine the fossil record. In the case of whales and humans, they look for evidence of a species that had front limbs with the same pattern of bones, structures for producing milk, and lungs for breathing air. All of these things are true of both whales and humans today.

Paleontologists have used evidence from fossils, DNA, and other sources to conclude that the common ancestor of whales, humans, and all other mammals was a tiny animal that lived about 65 million years ago. Fossils from that time show evidence of mouse- like creatures that had four legs with claws, long tails, and long noses good for sniffing out insects. Similarities in body structures allow paleontologists to infer that whales,

How You Are Like a Blue Whale B3

humans, and all other mammals evolved from a common ancestor similar to this tiny animal, even though it looked very little like blue whales or humans do today.

Just as whales have lost the function of their back legs, but still have remnants of the bones, you also have old structures that have lost one or more of their functions. For example, our ancestors had tails, and we still have short tailbones in the place where tails would be. The bone structures and other traits we share with whales provide evidence of our shared evolutionary history: the ancestor population we have in common, from which we both evolved.

If you think about it, you can come up with structures that we share not only with whales, but with a lot of other animals, too. Can you

Whales, humans, and other mammals alive today are all descendants of a common ancestor population that lived about 65 million years ago. Paleontological artists use what they know about the skeletons of these animals to make educated guesses and create drawings that show what they probably looked like.

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think of all the animals that have a skull, eyes, teeth, and a backbone? All living things are related and share some basic traits like cell structure and DNA. By looking at evidence in the fossil record, scientists have learned that all living things inherited cell structure from the very first single-celled organisms on Earth. That population of single-celled organisms is a common ancestor we share with all other cellular life on the planet! Humans, whales, fish, and billions of different species all evolved from a common ancestor population that was made of just one tiny cell and lived about 4 billion years ago. The family of living things is much greater than we could have imagined, connecting us not only to close relatives such as whales and other mammals, but also to fish, worms, plants, bacteria, and all other life on Earth. We all share a common evolutionary history.

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Volver a leer “De qué manera eres como una ballena azul”

Echa otro vistazo al diagrama y leyenda “Interpretar árboles de evolución” del artículo “De qué manera eres como una ballena azul” y responde las preguntas guía debajo. Mientras lees, piensa en esta pregunta: ¿Por qué especies diferentes comparten estructuras similares?

Preguntas guía

1. ¿Cuáles son los descendientes en este diagrama?

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2. ¿Qué estructuras corporales tenía el ancestro común?

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3. ¿Cuáles son las estructuras corporales que ambos descendientes comparten con este ancestro común?

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4. ¿Por qué los/as paleontólogos/as hacen diagramas como éste? ¿Qué están tratando de mostrar?

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Historia de la evolución—Lección 1.4—Actividad 2

© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved.

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Rastrear estructuras en un árbol de evolución

Parte 1: rastrear una estructura corporal compartida

Metas:

• Explorar “Tree View” (Vista del Árbol) de la Simulación para responder la Pregunta de Investigación: ¿Por qué especies diferentes comparten estructuras similares?

• Encontrar dos especies diferentes con una estructura corporal compartida.

¿Qué estructura corporal explorarás? (marca una)

columna vertebral (espina dorsal)

mandíbulas

húmero/radio/cúbito

cuello

extremidades con dedos (dedos de los pies, por ejemplo)

Haz lo siguiente:

• Abre la Simulación en el modo “Free Explore” (Exploración Libre) y oprime “TREE” (ÁRBOL) para abrir “Tree View” (Vista del Árbol).

• Navega por el árbol de evolución y oprime cada uno de los iconos “i” sobre las ramas del árbol mientras avanzas.

• Lee el texto de cada icono hasta que encuentres el icono “i” que tiene la estructura corporal que estás explorando.

• Sigue las ramas de árbol a la derecha de este icono para encontrar dos especies vivientes que tengan esta estructura corporal.

• Trata de encontrar especies que sean muy diferentes entre sí, expandiendo ramas del árbol de evolución en la parte inferior de la pantalla.

Consejos:

• Los iconos “i” son los círculos de color naranja y blanco con la letra “i” en el centro.

• Navega por el árbol de evolución oprimiendo las filas en la ventana “Tree Navigation” (Navegación en el Árbol) u oprimiendo las flechas en la ventana principal.



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1. Nombra las dos especies que encontraste que comparten la estructura corporal que exploraste.

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2. Usa palabras del Banco de Palabras para llenar los espacios en blanco de las oraciones debajo.

Las especies heredan _______________________ de _______________________. Si dos especies

vivientes tienen algunas de las mismas _______________________, esto significa que probablemente

son ___________________ de ____________________ que también tenía esas_______________________.

Banco de Palabras

estructuras corporales ancestros descendientes una población ancestral común

Parte 2: Volver al sondeo sobre el ancestro común

Usa tus ideas de la lección de hoy para responder la siguiente pregunta de sondeo de nuevo.

¿Piensas que las dos especies del Calentamiento (en la página 15) tienen un ancestro en común?

sí

no

Rastrear estructuras en un árbol de evolución (continuación)



De qué manera eres como una ballena azul B1

De qué manera eres como una ballena azulSi alguien te dice que las ballenas azules son los peces más grandes sobre la Tierra, no sabe de lo que está hablando. Las ballenas viven en el océano con los peces, pero no son peces en absoluto. Hay muchas diferencias importantes entre las estructuras corporales de las ballenas y los peces. Los peces están cubiertos de escamas brillantes, mientras que las ballenas tienen una piel suave. Los peces ponen huevos, mientras que las ballenas dan a luz crías vivas. Las aletas de los peces están hechas de muchos huesos diminutos, pero a las aletas de las ballenas las sostienen solo unos cuantos huesos. De hecho, las ballenas son mamíferos,

igual que los perros, los elefantes y los humanos. ¡Las ballenas azules comparten muchas más estructuras corporales contigo que con los peces!

Igual que las ballenas y los peces se ven similares pero en realidad son muy diferentes, los humanos y las ballenas azules se ven diferentes pero tienen una sorprendente cantidad de cosas en común. Las ballenas madres producen leche para sus bebés, igual que las madres humanas. Como los humanos, las ballenas tienen pulmones en lugar de branquias. Las ballenas no pueden respirar bajo

Las ballenas azules son mamíferos y tienen que venir a la superficie del océano para respirar.

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B2 De qué manera eres como una ballena azul

Los humanos y las ballenas azules tienen muchas estructuras compartidas. Basándose en esta información, los/as paleontólogos/as saben que estas especies descendieron de una población ancestral común que también tenía esas estructuras corporales.

el agua. Tienen que venir a la superficie para respirar. Y si ves los huesos en un brazo humano y los huesos en la aleta de una ballena azul, puedes ver que encajan unos con otros de manera similar. Las ballenas azules incluso tienen huesos de piernas, igual que los humanos. Sin embargo, en las ballenas, estos huesos son tan diminutos que la piel, la grasa y los músculos del cuerpo de la ballena los ocultan. Probablemente no las llamarías piernas verdaderas, pero son sobrantes de una época en la que los ancestros de las ballenas tenían piernas y caminaban sobre la tierra.

Para averiguar cómo están conectadas dos especies, los/as científicos/as pueden estudiar los esqueletos de ambas especies. Los/as científicos/as que estudian los animales del presente pueden usar rayos X de animales vivientes o conjuntos de huesos de animales que murieron recientemente. Los/as paleontólogos/as que estudian las especies que ahora están extintas usan fósiles para

comparar especies. Comparar esqueletos nos da información acerca de cómo las especies están conectadas, porque los organismos obtienen sus estructuras corporales de la misma manera que obtienen todos sus otros rasgos. Las estructuras corporales están determinadas por el código de ADN y se transmiten de generación a generación durante millones de años. Al comparar los esqueletos de diferentes especies, los/as científicos/as pueden ver patrones de cómo los rasgos han sido transmitidos. Cuando las estructuras corporales de dos especies están hechas de huesos que están en el mismo patrón y aproximadamente la misma posición en el cuerpo, los/as científicos/as las consideran estructuras corporales compartidas. Las estructuras corporales compartidas en dos especies muy diferentes pueden ser evidencia de que ambas especies evolucionaron de una población ancestral común que tenía esas estructuras corporales hace mucho tiempo.

Interpretar árboles de evolución

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De qué manera eres como una ballena azul B3

Las estructuras corporales compartidas encontradas en una población ancestral común no necesariamente se parecían mucho a como se ven ahora. ¡Incluso es posible que no hayan sido usadas para la misma función! Para ver cómo están conectadas dos especies descendientes, los/as paleontólogos/as examinan el registro fósil. En el caso de las ballenas y los humanos, buscan evidencia de una especie que haya tenido extremidades delanteras con el mismo patrón de huesos, estructuras para producir leche y pulmones para respirar aire. Todas estas cosas existen tanto en las ballenas como en los humanos hoy.

Los/as paleontólogos/as han usado evidencia de fósiles, ADN y otras fuentes para concluir que el ancestro común de las ballenas, los

humanos y todos los otros mamíferos era un animal diminuto que vivió hace aproximadamente 65 millones de años. Los fósiles de aquel tiempo muestran evidencia de criaturas parecidas a ratones que tenían cuatro patas con garras, largas colas y largas narices buenas para olfatear insectos. Las similitudes en las estructuras corporales permiten a los/as paleontólogos inferir que las ballenas, los humanos y todos los otros mamíferos evolucionaron de un ancestro común similar a este animal diminuto, aunque se parecía muy poco a las ballenas azules o los humanos de hoy.

Igual que las ballenas han perdido la función de sus patas traseras, pero todavía tienen rastros de los huesos, tú también tienes estructuras

Las ballenas, los humanos y otros mamíferos vivos hoy son todos descendientes de una población ancestro común que vivió hace aproximadamente 65 millones de años. Los/as artistas paleontólogos/as usan lo que saben sobre los esqueletos de estos animales para hacer estimaciones razonadas y crear dibujos que muestran cómo lucían probablemente.

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B4 De qué manera eres como una ballena azul

antiguas que han perdido una o más de sus funciones. Por ejemplo, nuestros ancestros tenían colas, y nosotros todavía tenemos huesos cortos donde estarían las colas. Las estructuras óseas y otros rasgos que compartimos con las ballenas proporcionan evidencia de nuestra historia evolutiva compartida: la población ancestral que tenemos en común, de la cual ambos evolucionamos.

Si piensas en ello, puedes nombrar estructuras que compartimos no solo con las ballenas, sino también con muchos otros animales. ¿Puedes pensar en todos los animales que tienen un cráneo, ojos, dientes y una espina dorsal? Todos los seres vivientes están emparentados y comparten algunos rasgos básicos como la estructura celular y el ADN. Al observar la evidencia en el registro fósil, los/as científicos/as han aprendido que todos los seres vivientes heredaron la estructura celular de los primeros organismos con una sola célula sobre la Tierra. ¡Esa población de organismos con una sola célula es un ancestro común que compartimos con toda la demás vida celular sobre el planeta! Los humanos, las ballenas, los peces y billones de especies diferentes evolucionaron todas de una población ancestral común que estaba hecha de solo una célula diminuta y vivió hace aproximadamente 4 billones de años. La familia de seres vivientes es mucho más grande de lo que podíamos haber imaginado, y nos conecta no solo con parientes cercanos como las ballenas y otros mamíferos, sino también con los peces, los gusanos, las plantas, las bacterias y toda la demás vida sobre la Tierra. Todos compartimos una historia evolutiva común.

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