| La
teoría de la Evolución |
Se entiende
por evolución ...
El proceso por el que
las especies de seres vivos van modificándose a lo largo
del tiempo, adaptándose al medio en que habitan y dando lugar,
en determinadas circunstancias, a nuevas especies.
El proceso evolutivo es consecuencia de la naturaleza de la herencia
biológica, capaz de copiarse con cierta capacidad de modificación,
y de la exposición de los individuos a un medio que no es
neutro frente a estas modificaciones.
La teoría
de la evolución de Darwin es la primera teoría científica
que consiguió explicar este fenómeno y que es la base
de la teoría evolutiva actual fue la teoría darwinista
de la evolución, formulada por Charles Darwin a mediados del
siglo XIX.
Esta teoría biológica
es la base de las explicaciones actuales de esta ciencia y esta apoyada
por pruebas aplastantes desde campos muy diversos.
Cualquier explicacion actual
de un fenómeno biológico ha de ser compatible con la
teoría evolutiva
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El razonamiento
de Darwin
El razonamiento de Darwin
puede resumirse de la siguiente forma:
Todos los seres vivos
presentan una superfecundidad consistente en que aportan más
descendientes a la siguiente generación que los necesarios
para sustituirlos. Un individuo suele dar lugar, en condiciones
naturales, entre decenas y millones de descendientes según
la especie. Un ratón puede tener decenas de hijos, un árbol
miles de semillas o un hongo centenares de millones de esporas...
Todos los descendientes
no pueden sobrevivir pues la progresión de la población
sería exponencial y acaban por topar con una limitación
en los recursos disponibles para sobrevivir: alimento, refugio,
espacio. Como consecuencia, la población ha de permanecer
estable en cuanto al número de individuos en un área
determinada.
Como consecuencia de
esta limitación las poblaciones naturales se mantienen estables,
en ocasiones oscilando con máximos y mínimos a lo
largo del tiempo, pero estables a medio plazo.
La estabilidad de la
población supone una competencia entre los individuos que
superpueblan un medio.
La competencia casi nunca es directa, sino que se realiza de modo
indirecto, como puede ser una mejor fuente de alimentación,
cobijo, mayor resistencia a enfermedades, comportamiento más
adecuado, etc.
Si todos los individuos
presentaran características idénticas, la eliminación
de los superfluos se realizaría al azar, pero los pobladores
son diferentes, de modo que los que presentan unas determinadas
características anatómicas, fisiológicas o
de comportamiento que les proporcionan una mayor eficiencia en el
medio en que habitan, tienen más probabilidades de sobrevivir
y reproducirse. A este proceso se le conoce como selección
natural, ya que es el ambiente el que elige o selecciona
los organismos.
Por último, estas
características diferenciadoras son heredables: los individuos
que las presentan las transmiten a las siguientes generaciones.
El conjunto de poblaciones que forman una especie van modificándose
lentamente, adaptándose al ambiente que habitan y modificándose
cuando el ambiente cambia. La especie en su conjunto cambia y a
este cambio se le denomina evolución.
Ejemplo
Supongamos una especie de rana que habita una charca.
Al reproducirse pondrá cientos de huevos, de los que
muchos alcanzarán la metamorfosis alcanzado la edad adulta.
En esta fase no habrá alimento suficiente para todos
ellos, por lo que la mayoría desaparecerán por
diferentes motivos, uno de los cuales puede ser la depredación.
Si existen depredadores que localicen a las ranas por la vista,
su coloración y comportamiento será fundamental
para no morir y poder reproducirse.
Si la vegetación dominante es de color verde, serán
las ranas de este color las que más probabilidades tengan
de sobrevivir y tener descendientes, cuyo color predominante
será verde.
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Si
el color de fondo predominente hubiera sido el de la tierra,
las ranas seleccionadas hubieran sido las de color pardo, y
este sería el color dominante en la siguiente generación.
Si no hubiera depredadores, el color sería indiferente
a la selección.
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| La
teoría sintética de la Evolución: Teoría neodarwinista |
La teoría
evolutiva de Darwin carecía de medios para conocer el mecanismo
que ligaba la variación fenotípica a la variación
hereditaria, es decir, qué tienen que ver las características
que presenta un individuo con las que presentarán sus descendientes.
Las aportaciones posteriores
desde el campo de la genética y citología completaron
la teoría darvinista. Surgió así la teoría
neodarwinista de la evolución,
también llamada teoría sintética
de la evolución,
La teoría neodarwinista
es el resultado de varias aportaciones científicas a la teoría
de la evolución postulada por Darwin especialmente la genética
de poblaciones y la genética molecular (1937 Dobzhansky y otros)
y es la doctrina evolutiva actualmente aceptada.
Aportaciones
desde diversos campos de la biología a la teoría sintética
de la evolución
-
El
concepto de gen como una característica heredable y discreta,
es decir, no divisible y capaz de presentar variedades, los alelos,
también discretos.
-
La
noción de fenotipo, conjunto de características
de un individuo, y genotipo, conjunto de genes de un individuo
y de las relaciones entre las variantes de un gen (los alelos)
y el fenotipo.
-
La segregación
de alelos en la reproducción sexual y los ligamientos entre
genes.
-
Descubrió
la localización de los genes, los cromosomas celulares.
-
Su estructura
química, moléculas de ácidos nucléicos.
-
Su modo
de codificar información, secuencia de bases en las moléculas
y su mecanismo de expresión, la correspondencia entre secuencia
de bases del ADN y secuencias de aminoácidos de las proteínas.
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Postulados teoría
neodarwinista
Los postulados pueden resumirse
de la siguiente manera:
- Las especies cambian
a lo largo del tiempo, lentamente a escala humana, miles o millones
de años.
- Pueden extinguirse
o formar nuevas especies a partir de las preexistentes.
- Las especies semejantes
poseen antepasados comunes próximos. Todos tenemos los seres
vivos tenemos un antepasado común.
- Los descendientes de
un individuo son variables.
Presentan diferencias genéticas debidas a procesos aleatorios::
mutación y recombinación
- Los bien adaptados
a un determinado ambiente presentan mayores posibilidades de sobrevivir
o mayor capacidad de reproducción.
Producen más descendientes que heredan sus caracteres genéticos.
- Los genes beneficiosos
para un individuo en un determinado ambiente se difunden por la
especie: la especie cambia
- Si dos poblaciones
quedan aisladas las modificaciones las van diferenciando hasta que
no pueden reproducirse entre sí: se han formado dos especies
a partir de una sola.
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Mecanismo de Especiación
Una especie con contactos
entre sus poblaciones no puede dar lugar a nuevas especies pues en
poblaciones no aisladas hay flujo genético; los cruces entre
organismos da lugar a caracteres intermedios a los seleccionados en
distintas áreas. Puede haber variedades o razas, pero no nuevas
especies.
Las poblaciones aisladas
de una misma especie evolucionan de diferente forma, bien por tener
un ambiente diferente o bien por el propio azar. Al no haber flujo
genético los cambios son aditivos y cada vez son más
diferentes.
Si el aislamiento persiste
se pueden producir las llamadas barreras que disminuyen la
fertilidad de los cruces.
- Anatómicas: Formas
diferentes que pueden afecta a los mecanismos reproductivos
- Etológicas: Comportamientos diferentes. Nichos distintos
o comportamientos sexuales distintos
- Genéticas: Disminución de la fecundidad por incompatibilidades
genéticas o disminución de la fertilidad de los híbridos.
Estas barreras una vez
existentes tienden a acentuarse y a crear nuvas barreras etológica
pues los individuos que eviten el cruce con los de la otra población
tendrán más descendencia que los que no lo hagan.
Las poblaciones ya separadas
evolucionan independientemente.
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| Características
del proceso evolutivo |
De los postulados
de la teoría se siguen una serie de características o
propiedades del proceso evolutivo, algunas de las cuales no son obvios
a primera vista. Cabe destacar los siguientes:
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Lenta a escala humana
La evolución es
un proceso lento a escala humana. Para que una especie
cambie de manara significativa han de pasar varias generaciones y
modificarse todas las poblaciones que la componen.
Para que las modificaciones sean importantes han de transcurrir normalmente
cientos de miles o millones de años.
La unidad de tiempo para la evolución es el millón de
años.
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No finalista
El proceso evolutivo
no es finalista, es decir, no hay una forma de vida hacia
donde se dirija la evolución.
Desde el punto de vista evolutivo, no hay seres vivos mejores ni peores,
superiores ni inferiores, puesto que el proceso no tiene un fin como
la perfección o la complejidad, sino la mera adaptación
a un medio.
El hombre no es el culmen de la evolución. Ni la evolución
es dirigida para crear complejidad o conciencia o humanidad.
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Evolucionan las especies
La
unidad de evolución es la especie, no los individuos
ni los taxones superiores. Los individuos de una especie con reproducción
sexual se encuentran genéticamente ligados en el tiempo. Los
descendientes, antes o después, se cruzarán e intercambian
sus genes. Los que den lugar a caracteres que proporcionen más
capacidad de descendencia, se difundirán por la especie, desplazando
a los menos adaptativos.
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Motores de
la evolución
Para que una población
evolucione en un sentido determinado ha de haber selección
; si no la hay, la población se diversifica por cambios
aleatorios: deriva genética.
Por ejemplo, para que una especie aumente de tamaño, los
individuos de tamaño pequeño han de aportar menos
descendientes a las siguientes generaciones.
En poblaciones pequeñas
sepierde rápidamente variabilidad genética por el
proceso de deriva y las hace más susceptibles a la extinción:
Cuellos de botella evolutivos
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La fuente de variación
para la evolución son los cambios genéticos: mutación
y recombinación
Mutación: Cambio
en el material genético ADN de la célula
Recombinación:
Nuevos genotipos producidos en la reproducción sexual que
combina una dotación genética de cada uno de los
padres
La inmensa mayoría
de las mutaciones son negativas para los individuos que las sufren.
El motivo es que los seres vivos llevan mucho tiempo acumulando
mutaciones adaptativas (beneficiosas) cualquier cambio suele ser
nefasto.
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Diversificación
El proceso implica una
tendencia a conquistar nuevos hábitats y a diversificarse,
lo que explica el gran número de especies actuales.
Este hecho siempre pareció un despilfarro a los que defendieron
hipótesis creacionistas.
Casi cualquier proceso
o forma de vida que tenga una ruta evolutiva posible sucederá.
Hay muchos seres vivos que pueden evolucionar para adaptarse a un
nuevo medio y mucho tiempo disponible
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Funcionalidad
La evolución de
las especies implica también una tendencia al aumento
de la funcionalidad.
Las especies se perfeccionan y complican no por una meta interna,
sino sólo si estas formas superan a las menos complejas de
un medio, o si ese medio no puede ser habitado sin esa complejidad.
Por
ejemplo, la colonización del medio terrestre requiere unas
estructuras complejas para el mantenimiento de un medio interno
líquido.
En muchas
ocasiones ocurren procesos regresivos hacia formas más sencillas.
De este
aumento en la funcionalidad derivan características de los
seres vivos como son la relación entre estructuras y funciones
y la complejidad a cualquien nivel de organización.
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No trasmisión
de los caracteres adquiridos
Según
ha puesto de manifiesto la genética molecular actual, los
caracteres adquiridos no influyen sobre el genotipo, de modo
que no se trasmiten a las siguientes generaciones.
Un individuo porta sus genes desde el nacimiento y lo que haga en
su vida no influye en su descendencia. Los genes determinan el fenotipo,
pero el fenotipo es incapaz de modificar el genotipo.
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Evolución
a partir de estructuras preexistentes
Todas las estructuras
de un ser vivo, sean morfológicas (como órganos
o partes del cuerpo), fisiológicas, o etológicas (es
decir, de comportamiento) han de proceder de estructuras
preexistentes por lentas modificaciones.
Por
ejemplo, las alas de las aves proceden de modificaciones de las
extremidades anteriores de los reptiles arcosaurios, de los cuales
evolucionaron.
Esto se
manifiesta en nichos posibles no alcanzados
Por
ejemplo, las algas oceánicas tienen un problema con la cantidad
de nitrógeno y fósforo disponible porque es secuestrado
a zonas profundas de los océanos al morir algas, animales
y microbios y hundirse con estros elementos. En principio un alga
podría ser suficientemente larga para tomar nutrientes del
fondo y luz de la superficie (las plantas terrestres pueden medir
hasat 100 m y las algas lo tendrían mucho más fácil
pues no necesitarían un esqueleto tan robusto porque tienen
una densidad parecida a la des agua). Hay algas de más de
100 m como las sargazos pero son flotantes. Las algas no han crecido
en profundidad porque no existen organismos intermedios bien adaptados
un alga con una parte lejos de la luz que no tome nutrientes tiene
menos descendientes que una flotante.
Lo mismo puede decirse para explicar por qué hay animales
voladores y no plnatas flotantes en el aire.
O en curiosidades
en la estructura y funcionamiento de los seres vivos
Por
ejemplo, las células de los organismos pluricelulares mantienen
todas sus funciones vitales y toda su información celular
aunque no toda la expresen porque es más fácil diferenciar
células que funcionan bien que cambiar el genoma de cada
célula.
Por
ejemplo funcionamiento del sistema respiratorio en vertebrados.
Los vertebrados comen y respiran por el mismo orificio lo que
causa múltiple problemas. Esto es consecuencia en los acuáticos
de que las branquias derivan de un aparato filtrador original
y en los aéreos en que comenzaron a tomar oxígeno
del aire reteniéndolo en la boca.
Otro mal diseño de este sistema en vertebrados terrestres
es que termina en tubos cerrados, los alveolos, de modo que siempre
hay un aire remente pobre en oxígeno dentro de los pulmones.
Solo las aves respiran en tubos con flujo unidireccional gracias
a un sistema complejo de sacos aéreos.
Las estructuras
vivientes no solo dependen de sus adaptaciones sino también
de su historia evolutiva.
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Convergencias
evolutivas
Ante requerimientos
comunes del medio, suelen darse formas o mecanismos parecidos en especies
diferentes.
A este proceso se le conoce como convergencia evolutiva.
Por
ejemplo, un delfín (mamífero), un tiburón
(condictrio) y un atún (osteictio) poseen una forma del
cuerpo parecida para disminuir el rozamiento al desplazarse en
el agua.
Lo
mismo sucede con estructuras voladoras como las alas que requierenn
superficies planas y que ha desarroillado independientemente insectos,
aves, mamíferos quirópteros, restiles pterosaurios
extintos e incluso peces voladores
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La taxonomía
es reflejo de la evolución.
La clasificación
en grupos que se incluyen unos a otros, típica de la biología,
es consecuencia de lo lejanos o cercanos que sean los antepasados
comunes de dos grupos concretos.
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Los
seres vivos han de ser egoístas
Desde el
punto de vista del comportamiento, los individuos de una especie han
de ser egoístas para transmitir el mayor número de genes
a la siguiente generación, es decir, no debe hacer nada a favor
de otros seres vivos si ese hecho disminuye su capacidad de descendencia.
Los casos de altruismo han de ser sólo aparentes, y deben tener
una explicación evolutiva que beneficie al individuo que los
presenta.
Si se demostrase
un caso de altruismo real la teoría de la evolución
sería falsada.
Los casos
de aparente altruismo deben tener una explicación. Los estudios
etologicos en estos campos son muy interesantes.
Altruismo
con parientes
Una forma de altruismo común se produce entre parientes.
La explicación es que comparten genes que es lo que realmente
se selecciona.
Por
ejemplo, un padre que pone en peligro su vida por sus hijos lo
hace porque portan sus mismos genes y no lo hará por individuos
no emparentados. Si su estrategia es adecuada, trasmitirá
más genes a la siguiente generación al conservar
más descendientes vivos. Un padre que se sacrifique por
tres de sus hijos que puedan vivir independientes sale evolutivamente
beneficiado pues en caso de sobrevivir los hijos queda 1,5 veces
el genoma original mientras que si mueren sólo queda un
genoma paterno
Altruismo con
conocidos: Reciprocidad
Es otra forma posible
de aparente altruismo. Generalmente varios individuos que colaboren
hacen frente mejor a diversos problemas que individuos aislados.
El problema de colaborar es que si uno explota a otro saldrá
más beneficiado que si colabora. De modo que este altruismo
sólo se produce en los casos que los seres vivos son capaces
de llevar un registro de sus relaciones y reconocer individuos con
los que colaborar; los amigos, además de tomar medidas
en caso de ser explotadsos por la otra parte.
Por
ejemplo murciélagos hematófagos: vampiros. Los vampiros
se alimentan de sangre. Si un vampiro no consigue alimentarse
una noche se encuentra en un grave problema energético,
sin embargo, si encuentra alimento tiene de sobra cuando regresa
a su refugio.
Se ha comprobado que murciélagos alimnetados regurgitan
sangre para otros individuos perp no de cualqier manera, sólamente
en relaciones recíprocas; son murciélagos amigos.
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Células
u organismos pluricelulares son máquinas de supervivencia para
los genes
Desde el punto de vista
de los genes, las células o los organismos pluricelulares
así como sus medidas para sobrevivir y reproducirse no son
más que máquinas que les permiten perpetuarse en el
tiempo.
Los individuos mueren y desaparecen, los genes son potencialmente
inmortales y perduran pasando de unos individuo a otros.
Una
gallina es el medio que usa un huevo para hacer otro huevo
- Samuel Butler
Este modo de ver a los
seres vivos como contenedores de genes es desasosegante para la
imagen tradicional del ser humano y los seres vivos.
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Actualmente la Evolución
es una teoría totalmente aceptada. Sólo se discuten detalles.
El título de teoría
es meramente histórico. En realidad es una Ley natural bien establecida.
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