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La Evolución
Origen de la biodiversidad
Como sabes la biodiversidad de un ecosistema viene dada por el número de especies (poblaciones)
distintas, que pertenecen a una misma biocenosis o comunidad.
La definición de especie resulta muy controvertida, sobre todo en aquellos casos en los que los
individuos considerados no presentan reproducción sexual, no obstante recurriremos al concepto clásico,
hoy en día puesto en entredicho.
Especie : Pertenecen a la misma especie aquellos individuos semejantes que, en potencia, pueden
reproducirse entre si y originar, a su vez, descendientes fértiles. Esta definición excluye, por ejemplo, a las
o los mula/os (63 cromosomas) ya que son el resultado de un cruzamiento entre yegua (64 cromosomas) y
burro (62 cromosomas) dando descendientes estériles.
Sin embargo, el problema que nos ocupa es averiguar cual es el origen de tanta biodiversidad, ¿por
qué existen tantas especies diferentes? Los científicos que, como Darwin, trataron de dar respuesta a esta
cuestión, desconocían la genética y por tanto las fuentes de variabilidad, pero eran conscientes tanto de la
biodiversidad de especies existentes, como de la variabilidad que existía dentro de las poblaciones.
También sabían que esas características diferentes permitían a los individuos sobrevivir mejor en el medio,
adaptarse al medio. Luego la pregunta será ¿cómo se adaptan los organismos al medio? ¿Cuál es el origen
de las adaptaciones? Veamos las respuestas que daban y dan las distintas corrientes científicas del
momento.
Fijistas (Fijismo):
Hasta el siglo XVIII la gente pensaba que todas las especies de animales y plantas habían sido
creadas por Dios tal y como las conocemos, y que desde entonces no habían cambiado nada puesto que
así venia recogido en las Sagradas Escrituras.
Una de las observaciones que contribuyeron a mantener esta idea fue la de que las especies se
encuentran en armonía con el medio, es decir, parece como si muchos organismos hubieran sido
diseñados a propósito con el fin de vivir adecuadamente en un medio determinado. La corriente que
defiende esta idea se denomina Creacionismo. Uno de los grandes representantes de esta idea fue Linneo
(Carlos Linneo s. XVIII) que, aunque equivocado según los evolucionistas, contribuyó al avance de la
ciencia, fue el creador de la sistemática o ciencia que se encarga de clasificar los seres vivos en grupos
(taxones) según sus afinidades morfológicas. También es el padre de la nomenclatura binomial que
consiste en nombrar las especies con dos términos de origen latino, nombre que tiene carácter universal.
Taxones: Reino
Filum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Así, el reino Animal contenía el filum (división) Cordados, la clase Mamíferos, que a su vez contenía el
órden Primates, que contenía la familia homínidos, que contenía el género Homo con la especie Homo
sapiens (humanos). Biólogos posteriores añadieron rangos adicionales entre estos para expresar niveles
adicionales de semejanzas, como subclase, superorden...
La existencia de fósiles introducía alguna duda sobre el creacionismo estricto. Fue Cuvier (Georges
Cuvier s. XVIII-XIX), también fijista, quien introdujo el Catastrofismo. Resolvía el problema interpretando
los fósiles como restos de antiguas especies extinguidas por sucesivas catástrofes como el Diluvio
Universal; del que habla la Biblia, que venían seguidos de creaciones divinas que sustituían a las especies
extintas. Esta interpretación no es aceptada por los evolucionistas, sin embargo el estudio de cientos de
fósiles que realizó, convierten a Cuvier en el padre de la Paleontología (ciencia que estudia los fósiles).
A finales del siglo XVIII y durante el siglo XIX las cosas empezaron a cambiar. Por un lado la
existencia de fósiles empezó a ser interpretada como muestra del “cambio” experimentado por los
organismos, cambio que se entendía como una transformación gradual desde los seres más primitivos
hasta los superiores. Al mismo tiempo, la incipiente revolución industrial había introducido la creencia
optimista de que el hombre y la sociedad iban progresando de forma constante hacia su perfección (¿).
Hay que tener en cuenta que gracias a los descubrimientos de nuevos continentes a partir de 1492, los
europeos supieron de la existencia de otras culturas distintas, a las que consideraron primitivas.
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Teorías Evolucionistas:
Surgió así la teoría Evolucionista que dio una explicación científica a la adaptación de los
organismos a su medio. El primer evolucionista fue Lamarck ( Jean Baptiste de Lamarck s. XVIII - XIX).
LAMARCKISMO
La teoría de Lamarck puede resumirse en cuatro puntos:
1. Tendencia a la complejidad
Existe una tendencia natural al incremento de la complejidad en las estructuras vivas.
2. Ley del uso y desuso
El medio cambia. Los organismos para adaptarse y sobrevivir en las nuevas condiciones del medio
hacen un mayor o menor uso de ciertos órganos. El uso de un órgano, lo desarrolla mientras que su
desuso lo atrofia.
3. Heredabilidad de los caracteres adquiridos
Las adaptaciones (caracteres) adquiridas por uso o desuso son ¡¡heredadas!! por los
descendientes.
4. Nuevos cambios ambientales provocan nuevas modificaciones.
Es famoso el ejemplo utilizado por Lamarck para explicar el origen del largo cuello de las jirafas.
Afirmaba que el cuello de la jirafa evolucionó como resultado de varias generaciones de jirafas que tenían
que estirar sus cuellos para alimentarse de las hojas de los árboles. Cada generación transmitió a sus
descendientes el pequeño incremento en la longitud del cuello ocasionado por el continuo estiramiento.
1º Cambio ambiental: La aridez de provoca
escasez de hierba en el suelo.
2º Las jirafas estiran su cuello para alcanzar las
hojas de los árboles, el uso del órgano lo
desarrolla de manera que el cuello se alarga.
3º Los descendientes heredan el cuello un poco
más largo.
4º Continua el proceso y la adaptación (cuello
largo) estará presente en todos los individuos
de la población.
Un lamarckista llamado Weismann trato de probar esta teoría cortando el rabo a muchas
generaciones de ratones, esperando que en algún momento nacieran sin rabo. ¿Qué pensáis que ocurrió?
Nunca nacieron sin rabo.
Lamarck se equivocó en el origen del “cambio”, pero no en el cambio en sí.
DARWINISMO
Con posterioridad Darwin y Wallace (s. XIX) desarrollaron una explicación de la evolución diferente
basada en el proceso de SELECCIÓN NATURAL. Darwin parte de la base de que los recursos son limitados,
mientras que los organismos son muy prolíferos, esto es tienden a dejar el mayor número de
descendientes posible, de tal forma que se establece una competencia por los recursos, lo que lleva a que
la naturaleza “seleccione” aquellos organismos, que dentro de la variabilidad inicial existentes, sean más
aptos, ya que esto les permitirá vivir más tiempo y en consecuencia dejar más descendientes.
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Esta teoría se basa en cuatro puntos:
1. Existe dentro de las poblaciones una gran variabilidad inicial para cualquier carácter considerado.
2. La naturaleza es prolífera: para cualquier especie, nacen más individuos de los que pueden
sobrevivir en función de los recursos disponibles.
3. La selección natural: algunas variaciones hereditarias existentes en la población son más
ventajosas que otras para sobrevivir en un determinado ambiente y, por tanto, los organismos que
las poseen (los más aptos) tienen mayor probabilidad de reproducirse que los que no las poseen,
dejando así más descendencia. Estos descendientes heredarán esas variaciones ventajosas.
4. El resultado de la presión selectiva sobre la variabilidad de organismos de una población hace que
esta se vaya modificando con el paso del tiempo (cambio gradual), en el sentido de que cada vez
hay una proporción mayor de individuos aptos, ajustados al medio, esto es, con las adaptaciones
apropiadas.
¿Cómo explicaría Darwin el caso del cuello de las jirafas?
1º Cambio ambiental: La aridez provoca escasez de
hierba en el suelo.
2º Existen, en un principio, muchas jirafas con
diferentes longitudes de cuello (variabilidad inicial).
3º No hay alimento para todas, en consecuencia la
selección natural actúa y permite sobrevivir en mayor
número a los más aptos, las jirafas de cuello largo que
alcanzan las hojas de los árboles.
4º Sus descendientes heredan los cuellos largos
5º Con el tiempo todas las jirafas de la población
presentarán el cuello largo (adaptación).
Otro ejemplo muy conocido es el de la mariposa Biston betularia que explico en la presentación.
Darwin y Wallace desconocían el origen de la variabilidad inicial, solo el nacimiento de la genética pudo
dar luz a estas incógnitas, pero eso corresponde a sus seguidores conocidos como neodarwinistas.
EL NEODARWINISMO Ó TEORÍA SINTÉTICA
Se debe a autores como G. G. Simpson, Mayr, Huxley, Dobzhansky, Fischer, Sewall Wright (S.XX)
En general asume y admite la mayoría de los postulados propuestos por Darwin,
fundamentalmente la selección natural, sin embargo los neodarwinistas conocen las leyes de la herencia y
los fundamentos moleculares de la genética, dando respuesta al origen de la variabilidad, que, como
sabes, se concreta en las llamadas fuentes de variabilidad.
1) FUENTES DE VARIABILIDAD
Primarias: Mutaciones, o cambios en la información contenida en los genes y origen de los alelos.
Secundarias: Relacionadas con la reproducción sexual:
a) Meiosis:
- Recombinación genética entre cromátidas hermanas de cromosomas homólogos.
- Segregación cromosómica o reparto aleatorio de cromosomas en la anafase I.
b) Fecundación: Nuevas informaciones surgidas de la mezcla de las informaciones
maternas y paternas.
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Todas estas fuentes de variación en los caracteres de una población se producen aleatoriamente
(al azar), de manera que no están condicionadas por las características del ambiente (“deben existir jirafas
de cuellos largos y cortos previamente a que se produzca el cambio ambiental, en este caso la escasez de
hierba y la altura a la que se encuentran las hojas de los árboles”). Los neodarwinistas rechazan
definitivamente la herencia de los caracteres adquiridos y consideran la población y no el individuo como
la unidad sobre la que actúa la evolución.
Otra aportación de los neodarwinistas tiene que ver con los procesos de especiación o aparición de
nuevas especies a partir de otras anteriores, cuestión que Darwin solo abordó de forma superficial
dejando bastantes lagunas.
2) ESPECIACIÓN
Los planteamientos de Darwin nos llevan a pensar que una especie cambia a lo largo del tiempo
transformándose en otra diferente, pero entonces, el número de especies no aumentaría (anagénesis).
Sabemos que esto no es así, a partir de una especie (antepasado común) surgen dos, tres o más especies
nuevas (cladogénesis), aumentando el número de especies del Planeta, esto es, aumentando la
biodiversidad.
Para que esto sea posible, los neodarwinistas plantean la necesidad de que se de un aislamiento
reproductivo entre individuos de una misma población. Este aislamiento normalmente será de tipo
geográfico, de modo que aunque citaremos otros mecanismos, nos centraremos en este.
o Aislamiento geográfico o especiación alopátrica:
La primera etapa se inicia como resultado de la separación
geográfica de poblaciones como consecuencia de la aparición de
una barrera geográfica (montaña, mar, desierto, etc.) que separa
dos o más subpoblaciones. Si la separación continúa durante
algún tiempo los procesos de selección natural serán diferentes
en cada lugar ya que también serán diferentes las condiciones
ambientales de los distintos hábitats. En consecuencia los
caracteres o adaptaciones que presenten los distintos grupos
serán distintos, incluso pueden aparecer características que
impidan la reproducción; estos se conocen como mecanismos de
aislamiento reproductivo.
La segunda etapa comienza cuando se presenta la
oportunidad para el cruzamiento debido a que desaparece la
barrera geográfica. Si las diferencias que existen son tan grandes
que no permiten la reproducción entre individuos de las distintas
subpoblaciones, estaríamos ante especies nuevas.
 Aislamiento NO geográfico o especiación simpátrica:
Se da entre individuos de una misma población que aún
compartiendo biotopo, por diferentes motivos, no pueden
reproducirse entre si. Existen distintos tipos:
 Aislamiento ecológico: las subpoblaciones ocupan distintos nichos ecológicos o distinto hábitat y es
muy poco frecuente que coincidan para procrear.
 Aislamiento etológico: Las diferencias de comportamiento impiden el apareamiento, por ejemplo
la hembra de pavo real solo se aparea con un macho de su especie, pues tan solo su cortejo la
estimula.
 Aislamiento sexual: No coinciden los periodos de fertilidad, las diferencias anatómicas impiden el
apareamiento, situación frecuente en vegetales, etc.
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Resumiendo la especiación:
Especiación:
1º Aislamiento genético o reproductivo
2º La divergencia:
Se origina cuando comienzan a acumularse los
cambios producidos en los individuos, una vez aisladas
las poblaciones. A esto contribuyen tanto las
mutaciones como las migraciones generando
variabilidad. Como consecuencia se producirán
sucesivos procesos de selección natural de manera que
las características de las poblaciones difieran cada vez
más.
3º Especiación en sentido estricto:
Estaremos ante dos especies distintas cuando
una vez reunidas de nuevo, resulte imposible la
producción de descendencia fértil entre ellas.
En cualquier caso las especies pueden aparecer por anagénesis o cladogénesis, este último proceso
genera 2 o más especie a partir de una anterior. Lamarck solo admitía la evolución por anagéneis.
EL CAMBIO EVOLUTIVO
Existen dos corrientes neodarwinistas principales una que admite el modelo gradualista de Darwin
y otra que plantea cambios bruscos conocida como “equilibrio puntuado”.
Gradualismo (1930-1950)
Se desarrolla a partir del trabajo de varios autores como G. G. Simpson, Haldane, Mayr, Huxley,
Dobzhansky, Fischer, Sewall Wright. Establece que los cambios se establecen lentamente, de manera
gradual y más o menos continua a lo largo de grandes periodos de tiempo. Según este modelo, cabría
esperar en el registro fósil, la presencia de formas intermedias que conecten los antecesores y los
descendientes. El hecho de que no sea así se interpreta como una imperfección del registro fósil que no
conserva toadas las formas intermedias (“eslabones perdidos”). Según este planteamiento la especie
original de varias especies desaparece, ya que se encuentra en continuo cambio.
El Equilibrio puntuado (1972)
Se debe entre otros a Stephen Jay
Gould que explica los cambios discontinuos
en la evolución de las especies como
consecuencia de que la evolución se
produce en periodos cortos de tiempo
seguidos de largos intervalos sin cambios.
Los momentos de cambio se producirían en
su mayoría tras grandes extinciones de
especies (la última gran extinción fue la de
los dinosaurios hace 65 millones de años),
ocupándose en consecuencia multitud de
nichos ecológicos que habrían quedado
vacíos.
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Esto explicaría las grandes lagunas existentes en el registro fósil. Además como puedes comprobar en el
dibujo superior la divergencia hace posible que el antepasado común pueda permanecer (no siempre será
así), mientras que en el modelo gradualista es sustituido por otras especies que proceden de la más
antigua.
PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN
Las teorías de evolucionistas se basan en una
serie de pruebas:
 Pruebas Paleontológicas
El registro fósil ha permitido establecer
series evolutivas completas que indican un
aumento creciente tanto de complejidad como
de biodiversidad, de manera que los ejemplares
más simples se encuentran en los estratos más
profundos y los más complejos en los más
superficiales. Esto solo se explica si comparten
un antepasado común.
Es famosa la serie filogenética del caballo (Equus caballus) o el conocido
Archaeopteryx fósil de un ave (con plumas) pero con dientes en el pico, cola, garras
y escamas por lo que se le supone una forma de transición entre los reptiles y las
aves.
 Pruebas Embriológicas
Se basan en el estudio comparado del desarrollo
de los embriones de distintos vertebrados, observándose
que existe un gran parecido en los primeros estadíos,
aumentando las diferencias a medida que avanza el
desarrollo pero manteniéndose más cuanto más
cercanos en la evolución estén. Esto solo se explica si
comparten un antepasado común.
 Pruebas Anatómicas
Se basan en la comparación de estructuras
anatómicas, observándose la existencia de órganos
homólogos, que son aquellos que presentan una
misma estructura general pero funciones
diferentes fruto de distintas adaptaciones a
diferentes hábitats. Los apéndices de distintos
vertebrados derivan de una estructura común
llamada quiridio. Esto solo se explica si comparten
un antepasado común que por divergencia
evolutiva origina nuevas especias.
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Otros órganos pueden presentar semejanzas funcionales pero grandes diferencias estructurales, son los
llamados órganos análogos, como puede ser el ala de un insecto y de un ave, su existencia no sirve de
prueba para apoyar las tesis evolucionistas y se interpretan como fenómenos de convergencia adaptativa.
Órganos análogos (por convergencia adaptativa)
Órganos homólogos (por divergencia evolutiva)
La existencia de órganos vestigiales como el coxis (rabín), resto de la antigua cola de los primates de los
que procedemos, también forman parte de este tipo de pruebas.
 Pruebas Bioquímicas
Todos los seres vivos estamos constituidos por el mismo tipo de moléculas, proteínas, ADN, Lípidos,
etc. Además la similitud entre el ADN y las proteínas de las distintas especies es mayor cuanto más
cercanas están en la evolución. Así, por ejemplo, la hemoglobina humana (proteína) y los genes que la
codifican son idénticos en el hombre y el chimpancé y solo difiere en 4 aminoácidos de la del gorila. Esto
solo se explica si comparten un antepasado común.
 Pruebas biogeográficas
Cuanto más alejadas están las especies
geográficamente, mayores son sus diferencias.
Por otra parte se observa el fenómeno de la
especiación por aparición de barreas
geográficas si comparamos la fauna marsupial
de Australia con la de el resto de los
continentes, o la de América del Sur y África
(dromedario- llama; rinoceronte- tapir)
adivinándose, por su parecido, un antepasado
común que existiría antes de que se separaran
los continentes y apareciera el océano como
barrera geográfica. Un buen ejemplo de esas pruebas es las distintas especies de
pinzones y tortugas que observo Darwin en su viaje a las islas Galápagos.
SELECCIÓN ARTIFICIAL
El hombre ha
utilizado
tradicionalmente los
mecanismos
de
selección natural en su
propio beneficio con el
fin
de
obtener
especies
más
productivas,
vacas
lecheras, frutos más grandes, perros con distintas cualidades, etc. Lo consigue seleccionando y cruzando
individuos con las características deseadas.
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LA BIODIVERSIDAD
constituye el
conjunto de
Su origen se explica por diversas
teorías como
concepto
como
como
pruebas
defendida por
defendida por
se basa en
padre de la
padre de la
Tipos
Clásico
se basa en
Neodarwinismo
admite
se fundamenta en
el conocimiento de
que explica
por
por
interpretada
según las
corrientes
de tipo
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