E. Desarrollo del pensamiento evolutivo

Teorias sobre el origen de la diversidad

Darwin 

Las primeras explicaciones acerca de cómo evolucionaron las especies surgieron en Grecia. Los escritos de filósofos y matemáticos de la época, como Tales de Mileto, Aristóteles, Anaximandro, Empédocles y Epicuro, revelan una búsqueda de explicaciones naturalistas para dilucidar los fenómenos de la variación de las especies. La diversidad de los seres vivos y su adaptación a los distintos ambientes fue explicada por dos teorías: fixismo y transformismo

El fixismo sostenía que las especies eran inmutables, independientes y estáticas, esa decir, no habían cambiado sus características desde que surgieron por primera vez en el planeta. Esta idea perduró hasta mediados del siglo XVIII. Linneo y Cuvier fueron algunos de los científicos que sostenían esta postura. Por su parte, el transformismo sostenía que las especies cambian en el transcurso del tiempo, dando origen a otras diferentes. Esta teoría surge en contraposición a la idea del fixismo y fue planteada por Lamarck.

a)       Teoría de Lamarck.

En 1809, Jean Baptiste Lamarck propone la idea del transformismo en la evolución. Este proceso fue explicado como una progresión, desde los organismos más sencillos y pequeños, pasando luego a las plantas y animales más complejos, hasta llegar al máximo de la perfección: el hombre.

La teoría evolutiva de Lamarck fue formulada tomando en consideración cuatro principios evolutivos:

  • Existencia de un impulso interno haca la perfección en todos los seres vivos.
  • Capacidad de los organismos para adaptarse a los cambios ambientales.
  • Principio de uso y desuso de los órganos.
  • La herencia de los caracteres adquiridos.teorias de Darwin y Lamarck

Teoría de Darwin.

A los 22 años, en 1831, Darwin se embarcaba en el bergantín, HMS Beagle. El objetivo de Darwin era estudiar la diversidad de las especies en distintas latitudes del planeta. En su regreso a Inglaterra, en 1836, agrupa en sus notas tres observaciones claves que le hacen dudar de todas las concepciones existentes hasta ese momento.

La primera observación determinante las hizo e las Islas Galápagos: un archipiélago de 13 islas volcánicas con hábitats muy variados. En ella se encontró que los pinzones o gaviotines diferían de isla en isla y presentaban, en general, un parecido con los parecidos en Sudamérica. Se supone que toda esta variedad se originó desde una especie ancestral, que llegó desde el continente. Estos pinzones diferían en su tamaño, en la forma de sus picos y en el nicho ecológico. El más grande se alimentaba de semillas y vivía sobre el suelo y el más pequeño se alimentaba de insecto y vivía sobre los árboles.

De esta observación surgen dos problemas: ¿por qué en este grupo de islas los pinzones difieren en su morfología? Y, ¿cuáles son las diferencias con los encontrados en Sudamérica?

los pinzones de Darwin

El proceso evolutivo para Darwin consta de dos etapas: la primera se produce cuando surge la variabilidad; la segunda consiste en una selección a través de la supervivencia en la lucha por la existencia. A continuación se da una serie de antecedentes para comprender mejor la idea de la selección natural.

Inspirado en un principio planteado por Malthus, según el cual “las poblaciones naturales crecen en proporción geométrica y el alimento sólo lo hace en una proporción aritmética”. Darwin pudo inferir que, dada la escasez de alimentos, los organismos deben luchar por la existencia, lo que mantiene el número de individuos de cada especie más o menos constante.

En consecuencia, los individuos que presentan la combinación de características más idónea para hacer frente al ambiente, tendrán mayores probabilidades de sobrevivir, reproducirse y dejar descendientes.

El proceso de evolución no actúa sobre un individuo drásticamente; en una acción lenta y progresiva sobre un grupo o población y se da a distintos estratos de edad. En la selección natural no son los mejores los que sobreviven, sino aquellos con una mayor potencial reproductivo.

La selección actúa sobre la variabilidad fenotípica de la población; perecen aquellos organismos cuyos rasgos reducen su viabilidad y potencial reproductivo; sobreviven los que presentan características que responden de mejor manera a las exigencias ambientales. La herencia de las pequeñas variaciones escogidas por la selección, es fuente de una evolución continua.

Imagenes tomadas de http://www.sindioses.org/cienciaorigenes/charlesdarwin.html

Con relación al papel del medio ambiente, las teorías de Darwin y Lamarck coinciden en apoyarse en el principio de la utilidad para la especie. Una característica puede ser ventajosa o perjudicial para las poblaciones, dependiendo de las condiciones ambientales.

Para Darwin, el principio de utilidad va acompañado de los conceptos de adaptación y selección natural. Para Lamarck la utilidad se basa en el uso y desuso de los órganos. Ambos coinciden en la utilidad que tienen los cambios morfológicos para la sobrevivencia de las especies.

La teoría de la selección natural se enfrentó con el problema de explicar las grandes tendencias evolutivas. Si bien da cuenta de la aparición gradual de caracteres con gran valor adaptativo por acción de la selección natural, no responde al surgimiento abrupto de rasgos de igual importancia.

Los postulados de Darwin fueron aceptados, prácticamente, por todos los científicos de la época y posteriores. Sin embargo, el principio de gradualismo fue cuestionado por algunos evolucionistas de su tiempo.

Años mas tarde, Hugo de Vries y Goldschmidt defendían la teoría saltacionista, señalando que las nuevas especies de originaban por mutaciones.

 Hoy en día la teoría más aceptada es el NEODARWINISMO propuesto por T. Dobzhanzky, que es la idea de evolución darwiniana vista a la luz de la genética, lo cual permite explicar que la variedad de individuos en una especie se debe a que poseen diferente información genética, y por eso se pueden heredar ciertos caracteres, ya que se transmiten a través de los genes de una generación a otra. En esta teoría se incorporan conceptos como la mutación, la variabilidad genética, la recombinación, el genotipo y el fenotipo

FUNCIONAMIENTO DE LA EVOLUCIÓN

Los seres vivos somos lo que somos gracias a la información genética que poseemos almacenada en nuestras células; esta información ha sido más o menos modelada por el ambiente en el que vivimos, que puede modificar de manera natural la información genética a lo largo de la vida de un ser vivo, pero las modificaciones que produce nunca se van a transmitir a nuestros descendientes, lo único que transmitiremos a nuestros hijos serán nuestros genes.

La información genética y el ambiente son la base de la evolución

En un principio, los seres vivos de la misma especie y de la misma población debieron tener idéntica información genética, los mismos genes y los mismos alelos. Todos los individuos estarían en principio igual de adaptados a su medio, salvo diferencias ambientales individuales (por ejemplo, el que se alimente más estará más fuerte); la cuestión es, ¿por qué con el tiempo surgen individuos diferentes dentro de las poblaciones?

En una población de osos, en un principio todos tendrían el pelo corto, no existirían osos de pelo largo, ¿cómo surgieron los de pelo largo?

La respuesta a estas cuestiones está en las mutaciones genéticas, que hacen que un gen cambie lo suficiente para seguir siendo el mismo gen, pero dé lugar a un carácter algo diferente, convirtiéndose entonces en lo que llamamos un alelo. Por ejemplo, los osos sólo tenían información para el pelo corto, pero por una mutación surge un alelo que lleva información para tener el pelo un poco más largo.

Cuando un ser vivo nace, desarrolla una serie de caracteres para los que posee información genética, y esos caracteres son modelados por el ambiente en el que vive.

Cualquier ser vivirá mejor o peor en el lugar en que le ha tocado vivir según los caracteres que haya desarrollado, así por ejemplo, si tiene una gruesa cubierta de pelo aguantará bien el frío, si tiene agilidad para subir a los árboles escapará de los predadores y si sabe nadar no se ahogará cuando tenga que cruzar un río; esta capacidad de vivir mejor o peor es lo que llamamos adaptación al medio: el que está mejor adaptado vive mejor, se alimenta bien, escapa de los predadores, vive más tiempo y todo esto hará que tenga más crías, y, por lo tanto, deje más descendientes a la siguiente generación que llevarán sus genes, es la supervivencia del más apto

Los seres mejor adaptados a su medio dejan más descendientes a la siguiente generación

En sentido negativo, los individuos que están peor adaptados viven menos, y dejarán menos descendientes, por lo que al cabo de varias generaciones sus genes tenderán a desaparecer, quedando sólo los genes que suponen una mejor adaptación, es decir, la naturaleza selecciona los mejores genes para un ambiente determinado, es lo que llamamos la selección natural

Uno de los principios fundamentales de la teoría evolutiva enfatiza en que todos los seres vivos actuales están igualmente evolucionados, es decir, si como especie han sobrevivido hasta la actualidad, entonces han evolucionado exitosamente.

FUERZAS EVOLUTIVAS

Como ya hemos visto, la principal fuerza evolutiva son las mutaciones genéticas, que son las responsables de la mayoría de la variabilidad genética de las poblaciones, aunque no son la única fuerza evolutiva que actúa, ya que existen otras que son también muy importantes:

  • la reproducción sexual, que es la responsable de la mezcla de genes y alelos en los individuos
  • el número de individuos de la población, ya que si la población es muy pequeña los cambios genéticos se dan más deprisa (deriva genética o desplazamiento genético)
  • los movimientos de individuos, las migraciones, que alteran el conjunto de genes y alelos de la población.
  • el aislamiento, que es una de las principales causas del origen de nuevas especies o subespecies. Cuando surge una barrera geográfica, como un río, una montaña o un cañón, que separa dos poblaciones, el intercambio genético entre ellas se interrumpe.
  • la selección sexual. en la naturaleza, no todos los individuos de una misma especie tienen la misma posibilidad de reproducirse. el caso más evidente es el de lo machos alfa, o machos dominantes, en muchas especies de mamíferos; son ellos los que tienen mayor probabilidad de reproducirse y, por tanto, mientras mantengan su    categoría, sus alelos son los que predominan en la población.
  • y, por supuesto, la selección natural, que escogerá aquellas combinaciones genéticas más favorables para ese medio, haciendo que esos individuos mejor adaptados produzcan más individuos y su eficacia biológica sea mayor

LA SELECCIÓN NATURAL

Existe la creencia generalizada de que la selección natural consiste en la supervivencia del más fuerte pero, en realidad, no es cuestión de fortaleza o debilidad. Para que ocurra selección natural se deben cumplir dos condiciones: sobrevivir mejor al ambiente y tener éxito reproductivo.

A menudo puede ocurrir que el ambiente seleccione positivamente a un organismo pequeño y débil, sobre uno grande y fuerte, si el hecho de ser pequeño es favorable en dicho ambiente. Por otro lado, si un organismo tiene las características perfectamente adecuadas para sobrevivir en un ambiente, pero no puede reproducirse, los genes favorables mueren con él y no son seleccionados en la población

Evidencias dela evolución

Paleontología

La mayor parte de los seres vivos que han habitado elplaneta y desaparecieron en el timpo no han dejado huella de su paso por la Tierra en los distintos períodos evolutivos; sin embargo, unos pocos se han conservado en las rocas sedimentarias, atrevés de un proceso conocido como fosilizacion.fosil trilobite

El concepto de fósil significa “encontrado bajo la tierra” y se refiere a partes de planta o animales o a cualquier impresión, trazo o vestigio morfológico dejado por organismos extinguidos. Los fósiles han preservado en algunos casos la detallada estructura de un organismo, de manera que, al observar secciones bajo el microscopio, se podría dibujar la forma de los vasos sanguíneos y nervios que constituían a un organismo vertebrado.

Taxonomía y Sistemática:

La taxonomía ha contribuido a establecer relaciones de parentesco en los distintos grupos, de acuerdo a las características morfológicas, fisiológicas y genéticas que comparten. El estudio de las relaciones evolutivas entre los organismos, o filogenia, está a cargo de la Sistemática.

Los aportes de esta disciplina han permitido construir árboles filogenéticos, en los que se observa la historia evolutiva de los seres vivos desde el origen de los reinos y sus principales divisiones, hasta las especies que conocemos en la actualidad.

Anatomía comparada:

Existen órganos que cumplen funciones similares, pero las estructuras que los conforman no están relacionados evolutivamente entre sí. Estos reciben el nombre de órganos análogos. Por ejemplo, las alas de una mariposa cumplen la función del vuelo, lo mismo que las alas de una paloma o las del murciélago; sin embargo, estas estructuras no tienen el mismo origen evolutivo. Otro ejemplo es el de los pulmones de los mamíferos y la tráquea de los insectos, que en su evolución han tenido una forma distinta de resolver  la necesidad de obtener oxígeno.

La evidencia de estos órganos homólogos y análogos en los seres vivos fue un importante avance en el perfeccionamiento de los estudios evolutivos, ya que permitieron construir filogenias basadas en el parentesco evolutivo de las especies y desechar las filogenias basadas en criterios funcionales.

Durante mucho tiempo el estudio comparado de las estructuras morfológicas de los organismos emparentados fue la base de la construcción de la filogenia en los distintos hallazgos aportados por la paleontología. En la actualidad, es fundamental agregar los aportes de otras disciplinas científicas, como la genética y la biología molecular.

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