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EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES
· INTRODUCCIÓN
La diversidad que existe actualmente entre los seres vivos es el
resultado de un inexorable, aunque largo y lento proceso: la evolución.
Muchas de las especies que han aparecido sobre la Tierra a lo largo de
su historia ya se han extinguido; las que actualmente sobreviven son una
pequeña parte del total.
En la actualidad es posible seguir el linaje y establecer las
relaciones de parentesco que existen entre los seres vivos. De este modo,
vamos configurando el árbol genealógico de la vida en nuestro planeta.
¿POR QUÉ HAY TANTOS SERES VIVOS DIFERENTES?
El término evolución significa cambio a partir de lo anterior.
Biológicamente esto significa que tanto los seres vivos actuales, como
todos aquellos que se han ido extinguiendo a lo largo de la historia,
proceden de antepasados comunes. Sus descendientes han ido
diferenciándose mediante un proceso de cambio gradual.
La evolución no es una teoría, sino un hecho admitido por los
científicos. Lo único que se discute es el mecanismo que permite que se
produzca la evolución. El origen evolutivo de los organismos se apoya en
evidencias irrefutables.
Evidencias de la evolución
Evidencias fósiles
El Archaeopteryx parece demostrar que las aves actuales son el
resultado de la evolución de antiguos reptiles.
Las formas fósiles intermedias, que podemos situar entre dos
grupos de organismos, ponen en evidencia las relaciones de parentesco
evolutivo que existen entre ellos. El Archaeopteryx poseía plumas, alas y
pico, al igual que las aves actuales, pero presentaba también caracteres
típicos de los reptiles: tenía dientes, garras en las alas y una larga cola.
Evidencias anatómicas. Homologías
La adaptación a medios distintos provocó las diferencias que
podemos encontrar entre grupos de animales que responden a un diseño
estructural común. Las homologías evidencian las relaciones de
parentesco evolutivo que existen entre diferentes grupos de individuos.
La semejanza estructural que se observa en los cráneos de
individuos de apariencia tan diferente se explica porque todos ellos
proceden de un antecesor común.
Distribución geográfica
Animales como la llama y el camello, el tapir y el rinoceronte, el
jaguar y el león, poseen un antepasado común, que vivió hace muchos
millones de años, y han evolucionado de forma diferente en continentes
separados. Grupos diferentes, pero afines, evidencian la evolución
provocada por el aislamiento geográfico.
· TEORÍAS EVOLUCIONISTAS
Fijismo frente a evolucionismo
En el s. XVIII, se creía que los grandes huesos fósiles que
aparecían en las canteras y las excavaciones correspondían a animales
antediluvianos (anteriores al diluvio), que habían desaparecido como
consecuencia de un gran cataclismo.
La avalancha de hallazgos fósiles, y su aceptación como restos de
seres vivos que habitaban en la Tierra en diferentes épocas, llevó al
naturalista Georges Cuvier (1769-1832) a pensar que la historia de la
Tierra había sido una sucesión de catástrofes a escala planetaria,
seguidas de otras tantas creaciones. Según él las especies habían sido
creadas tal y como las conocemos actualmente: fijas e inmutables. Los
fósiles de seres vivos diferentes a los actuales serían los restos de
creaciones anteriores. A esta teoría sobre el origen de los seres vivos se la
denomina fijista.
En oposición a las teorías fijistas, Jean-Baptiste de Monet,
caballero de Lamarck (1744-1829), tras el estudio de especies fósiles
muy semejantes a las actuales, llegó a la conclusión de que estas podían
derivar de tipos primitivos por transformaciones sucesivas. A esta forma
de pensamiento se la denominó transformismo.
El lamarquismo
Lamark publicó en 1809 el libro Filosofía zoológica, en el que
expuso sus teorías. Su principal aportación a la biología fue la defensa de
las especies. Aunque no acertó en la forma en la que se producía, si lo
hizo en el hecho mismo de la evolución. Pero Lamark en más conocido por
una pequeña parte de su obra, a la que él mismo no dio mucha
importancia: el proceso por el cual determinadas especies, para sobrevivir
cuando el ambiente varía, transforman caracteres puntuales y transmiten
estos cambios a su descendencia. A este proceso se le ha llamado
lamarquismo y se conoce también como la teoría de los caracteres
adquiridos. Se basa en los siguientes puntos:
· Las condiciones que imperan en el medio ambiente sufren
variaciones a lo largo del tiempo.
· Los cambios ambientales van creando nuevas necesidades que
obligan a las especies a modificar sus costumbres o conductas.
· Los nuevos hábitos favorecen el uso y, en consecuencia, el
desarrollo de algunos órganos; del mismo modo, la utilización de otros va
disminuyendo progresivamente, lo que provoca su consiguiente atrofia:
los individuos, como resultado de ello, se modifican.
·
Estas modificaciones, incluidas por el ambiente, son transmitidas a
la descendencia. Esto supone que, con el tiempo, la totalidad de la
población termina por adquirir los cambios que se produjeron en los
individuos de una generación: la especie se transforma.
Si bien los tres primeros puntos pueden ser ciertos, el cuarto es
falso. Hoy sabemos que sólo se heredan aquellos caracteres cuya
información reside en los genes. Las modificaciones corporales
adquiridas a lo largo de la vida del individuo no se transmiten a la
descendencia. Generación tras generación, las mujeres se perforan los
lóbulos para colgarse pendientes; sin embargo, todavía no ha nacido
ninguna niña con agujeros en las orejas.
El darvinismo
Charles Darwin (1809-1882) formuló la teoría sobre la evolución
de los seres vivos por selección natural que recibe el nombre de
darvinismo.
A Darwin le influyó de forma decisiva la lectura de Un ensayo
sobre el principio de la población de Thomas Robert Malthus. Este
afirmaba: “Nunca habrá alimentos suficientes para la humanidad, ya que
cualquier avance en la agricultura se verá inmediatamente neutralizado
por un número mayor de niños que llegan a la madurez”. De estas
palabras, Darwin extrajo la idea de la lucha por la vida que le sirvió como
punto de partida en el planteamiento de su teoría.
La publicación de El origen de las especies marcó el nacimiento
de la biología moderna. Como toda nueva teoría, el darvinismo fue
combatido con ardor, ya que entraba en contradicción con el pensamiento
de la época; en algunos países, su enseñanza, incluso, estuvo prohibida.
El neodarvinismo
Cuando Darwin propuso la teoría sobre la evolución, desconocía
cómo se originaba la variación, lo que le llevó a aceptar, en parte, la
teoría de Lamarck sobre la herencia de los caracteres adquiridos.
Los trabajos de Mendel y los posteriores avances en el campo de
la genética, con el descubrimiento del material hereditario y del
significado de la mutación, obligaron a replantear la teoría de Darwin.
La genética ha explicado cómo se originan y cómo se heredan las
características de los individuos, y ha aportado nuevas pruebas a la
evolución. Se denomina neodarvinismo o teoría sintética de la evolución a
la teoría que reúne, en torno a las ideas de Darwin, todos los
descubrimientos genéticos que apoyan el darvinismo.
Aunque la teoría evolutiva de Darwin se ha ido asentando y
modificando gracias a los descubrimientos de la genética y de otras
ciencias, siguen existiendo problemas por resolver y aspectos de la
evolución que no se pueden explicar por selección natural. La biología
sigue buscando nuevas respuestas.
El viaje del Beagle
A los 22 años, Darwin se enroló como naturalista en el buque de la
armada inglesa H.M.S. Beagle. Navegó durante más de treinta años por
las costas de Suramérica y pudo observar gran diversidad de plantas,
animales y fósiles, y recoger numerosas muestras, a cuyo estudio se
dedicó una vez regresó a Inglaterra. Especialmente sugerente fue su
visita a las islas Galápagos, de origen volcánico, situadas en el Pacífico,
a unos 1000 km de la costa.
En las Galápagos existen 14 especies de pinzones, hoy día
denominados pinzones de Darwin, cuyo pico se ha adaptado al tipo de
alimento que ingieren. Dado que en el continente no existía esa
diversidad de pinzones, Darwin llegó a la conclusión de que, cuando
éstos llegaron a las distintas islas del archipiélago, procedentes del
continente, no encontraron competidores y sí una gran cantidad de
alimento. Esto unido, a su aislamiento geográfico, provocó una rápida
adaptación a los diferentes ambientes, lo que favoreció la aparición de
nuevas especies.
· LA EVOLUCIÓN POR SELECCIÓN NATURAL
A mediados del siglo XIX, la evolución no era una idea nueva. Los
científicos llevaban mucho tiempo discutiendo esta posibilidad, pero
ninguno, hasta que Darwin lo hizo, fue capaz de explicar de manera
aceptable cómo se producían los cambios en los seres vivos. En 1859,
Charles Darwin, en su libro Sobre el origen de las especies por selección
natural, formuló una teoría que explicaba las evidencias
observadas.¿Qué es y cómo actúa la selección natural?
La selección natural es el mecanismo que Darwin propuso para
explicar los cambios que se producen en los seres vivos, y que
determinan la aparición de nuevas especies. Se basa en las siguientes
ideas:
· Nacen más seres vivos de los que pueden sobrevivir...
Imagina qué sucedería si todos los conejos que nacen sobreviviesen
y, además, cada uno de ellos se multiplicase al límite de sus
posibilidades: ¡invadirían la Tierra!
No es posible la supervivencia de todos los descendientes que
producen los seres vivos, ya que el medio en el que viven impone
limitaciones.
·
La lucha por la supervivencia... Los conejos deben competir por el
alimento, por la pareja, por el espacio que necesitan para criar, etc.
Además están expuestos a los depredadores y a las enfermedades.
Los recursos del medio son limitados y los individuos deben
competir por ellos.
· Existen variaciones heredables entre los individuos de una
población...
El color del pelo puede ser un buen camuflaje para evitar a los
depredadores. Por lo tanto, cuanto más se parezca un individuo al medio
que le rodea, más difícil será su localización y captura.
La naturaleza selecciona aquellas variaciones que son ventajosas
para la supervivencia. Una característica heredable que sea ventajosa
permitirá que un individuo sobreviva mejor y pueda dejar un mayor
número de descendientes, que, a su vez, también serán portadores de
dicha característica.
· EL ORIGEN DE LA VARIACIÓN
Variabilidad genética: La mutación
La variabilidad genética es la cualidad de una especie o de una
mutación por la cual puede darse el polimorfismo, es decir diferencias
genéticas entre los individuos. Según la teoría neodarvinista, para que se
produzca la evolución debe existir la variabilidad entre los individuos que
permita seleccionar aquellos organismos mejor adaptados a las
cambiantes situaciones ambientales.
Las mutaciones son cambios en la información genética y, por
tanto, heredables, que se producen en los seres vivos. La fuente primaria
de variabilidad en una población son las mutaciones; esto se traduce, en
última instancia, en la necesaria diversidad genotípica sobre la que
puede optar la selección natural para que se produzca la adaptación de
las especies a nuevas situaciones.
Otra fuente de variabilidad es la recombinación genética que
tiene lugar como consecuencia de los procesos sexuales. Por
recombinación se entiende la aparición, en la descendencia, de
combinaciones genéticas diferentes a la de los progenitores. La
recombinación se produce en la formación de gametos mediante el
proceso de entrecruzamiento de los cromosomas, Éste tiene lugar durante
la profase de la primera división meiótica cuando las cromátidas de los
cromosomas homólogos emparejados intercambian fragmentos. Así,
genes que se encontraban en cromosomas distintos (aunque homólogos)
pasan a situarse en el mismo cromosoma.
La consecuencia básica de la recombinación es la formación de
multitud de gametos diferentes, con distintas combinaciones de genes
que podrán dar lugar a una gran variabilidad. A esto se suma la
variabilidad que produce la segregación de los cromosomas como un todo
durante la meiosis.
Tanto las nuevas combinaciones, como las mutaciones que se
producen en el tejido germinal, se prueban en los descendientes. Si son
más eficaces la selección natural las seleccionará y sino serán
eliminadas.
La adaptación
Por adaptación se entiende el proceso evolutivo de adecuación de
los organismos a las condiciones ambientales. De acuerdo con la teoría
neodarvinista de la evolución, en las poblaciones naturales existe una
variabilidad genética que permite el proceso de adaptación.
A nivel evolutivo, la adaptación es consecuencia y resultado de la
selección natural, que actúa primando las características ventajosas de
los individuos de una población: los individuos con características
ventajosas dejarán más descendientes que poseerán dichas
características. Los efectos de esta selección son que la población sobre
la que actúa va adaptándose a las condiciones concretas de un lugar y
va diferenciándose de la población original y de otras poblaciones de la
misma especie. Cuando esta diferenciación provoca el aislamiento
reproductor, es decir, la imposibilidad de cruzamiento entre individuos de
poblaciones de la misma especie, se produce el fenómeno denominado
especiación por el que se forman nuevas especies.
Ejemplos de adaptaciones a factores abióticos y bióticos son los
siguientes:
Adaptaciones a factores abióticos
Ejemplo de adaptación a la temperatura ambiental variable. Los
mamíferos y aves han desarrollado un mecanismo de regulación que
mantiene el interior del organismo a temperatura constante
(homeotermia).
Aunque esta regulación es costosa para el organismo, el poder
mantener la tasa de metabolismo y por tanto su actividad vital al margen
de la temperatura ambiental reporta grandes beneficios.
Ejemplo de adaptación a la falta de humedad. Algunos
microorganismos acuáticos (como los protozoos) han desarrollado la
posibilidad de enquistarse el perder agua y protegerse con una gruesa
envoltura. Así permanecen en un estado de vida latente hasta que las
condiciones normales de humedad se restablecen. En los vegetales, la
transformación de hojas en espinas evita el exceso de pérdida de agua
en las plantas adaptadas a climas áridos.
Adaptaciones a factores biológicos
Ejemplo de adaptación defensiva contra sus consumidores: la
presencia de espinas tanto en vegetales como en animales (acebos o
erizos) tiene un claro efecto disuasor sobre los posibles depredadores.
Otras formas de evitar ser devorado son el recubrirse de fuertes corazas
protectoras (como la de las nueces o el mejillón) o producir sustancias
venenosas o malolientes.
· LA FORMACIÓN DE NUEVAS ESPECIES
Especie: es un grupo de organismos que se caracterizan por tener
una forma, un tamaño, una conducta y un hábitat similares y porque
estos rasgos comunes permanecen constantes a lo largo del tiempo.
La naturaleza seleccionara los individuos más aptos dentro de una
población (selección natural), ya que tendrán mayor probabilidad da
llegar a transmitir sus genes (reproducirse). De este modo, con el
tiempo, la población irá cambiando. Si una población cambia tanto que
llega a aislarse genéticamente y resulta imposible la reproducción de los
individuos de esta población con la de otras poblaciones de la misma
especie, diremos que ha aparecido una nueva especie.
Este mecanismo se denomina especiación y puede tener lugar de
varias formas:
1. Especiación alopátrida
Las poblaciones quedan aisladas por barreras naturales de tipo
geográfico (islas, valles aislados,etc.). Las poblaciones evolucionan por
separado, dando origen a nuevas especies.
2. Especiación simpátrida
El aislamiento reproductivo de las poblaciones se produce en una
misma zona geográfica, por diferentes causas:
Aislamiento temporal: La época de maduración de los órganos sexuales
es distinta en cada población (por ejemplo flores de la solana y la umbría)
Aislamiento etológico: Aparecen variaciones en las pautas de
comportamiento de las poblaciones (sobre todo referidas al conejo o
galanteo).
Aislamiento ecológico: Las poblaciones se especializan en un determinado
hábitat (evolución de los pinzones de Darwin en una misma isla de las
Galápagos)
Aislamiento sexual: En una misma especie se puede dar la cópula con
más frecuencia entre determinados individuos, bien sea por dificultades
de acoplamiento (San Bernardo-chihuahua) o por estímulos visuales,
auditivos u olfatorios que hagan más atractivos a ciertos individuos.
Ya sea de manera alopátrida o simpátrida, la selección natural
acaba originando especies nuevas. Se puede afirmar que dos poblaciones
divergen suficientemente y constituyen especies distintas cuando los
híbridos son infértiles (el mulo, híbrido del caballo y el asno, es estéril).
Si dos poblaciones aparentemente diferentes se pueden cruzar y
los hijos son fértiles, la especiación no ha terminado. Hablamos entonces
de subespecies o razas.
En ocasiones es posible encontrar dos especies separadas
geográficamente entre las que existe una serie de poblaciones que varían
gradualmente a medida que nos alejamos de la zona que ocupa la
primera especie y nos acercamos a la zona que ocupa la segunda. En
este caso hablamos de clinas (estado intermedio ecológico y evolutivo).