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
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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 reproduccinó sexual 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)
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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 aumneto 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, 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 egoistas
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 animales
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
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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
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Actualmente la
Evolución es una teoría totalmente aceptada. Sólo
se discuten detalles.
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