Tema 2. Evolución biológica.
Revisión del 02:20 6 feb 2016 de Hector.rivera (Discusión | contribuciones)
• Evolución.
Concepto de evolución. Se estima que existen actualmente entre 4 y 30 millones de especies en nuestro planeta, y que han existido muchísimas más, que ya se han extinguido a lo largo de la historia de la vida sobre la Tierra desde que la vida se originó hace aproximadamente tres mil quinientos millones de años. ¿Por qué se han formado muchas especies y no sólo una o unas cuantas?. La respuesta es que los organismos han evolucionado y se han diversificado. Lo que implica que las especies cambian a lo largo del tiempo. Nuevas especies de organismos surgen y otras desaparecen. En muchas ocasiones pueden estar mejor adaptadas al ambiente que sus predecesoras o pueden surgir por adaptaciones a cambios ambientales o adaptaciones a nuevas formas de alimentarse o de vivir para evitar la competencia. Algunas especies sustituyen a sus antecesoras, otras coexisten con ellas o habitan ambientes diferentes y de esa manera evitan la competencia y así se incrementa el número de especies, cada una adaptada a diferentes condiciones de vida. Todas las especies son descendientes de las primeras formas de vida. Todos los seres vivos sobre la tierra estamos emparentados y existen muchas evidencias moleculares, anatómicas y genéticas que lo demuestran. Si buscamos en un diccionario la palabra evolución, lo más probable es que encontremos la siguiente definición: “Desarrollo de las cosas o los organismos por medio del cual pasan gradualmente de un estado a otro”. Para la biología esta definición de evolución no puede aplicarse porque resulta muy imprecisa, ya que por un lado, el término organismo se aplica a un ser vivo independiente y sabemos que un individuo no puede evolucionar en el sentido de la formación de una nueva especie. Por ejemplo; no sería posible que un día en la mañana alguna persona se levantara y se viera al espejo y se diera cuenta que ya no pertenece a la especie Homo sapiens, por otro lado, no explica como se llega de un estado a otro y actualmente se cuestiona que los cambios evolutivos sean graduales. Aunque el término evolución es de uso común, y la mayoría de las personas en la actualidad lo asocian con la evolución de los seres vivos, probablemente se les dificultaría explicar el término. El primero en usarlo fue el filósofo Herbert Spencer (1820-1903), y lo aplicó al desarrollo histórico de la vida, y más tarde se usó para la evolución orgánica, que no sólo incluye a los sistemas vivos, sino que se usa también para la evolución de las moléculas orgánicas antecesoras a las primeras formas de vida, aunque la evolución orgánica también debe entenderse como parte de la evolución del universo, que debe incluir el origen de los átomos, moléculas, estrellas, nuestro sistema solar, la Tierra, el origen de los seres vivos y la serie de transformaciones de ésta hasta nuestros días y a futuro. Dentro de la evolución orgánica se incluye la evolución biológica (de los sistemas vivos) una vez que se origina la vida. El concepto de evolución biológica no debe incluir (como en algunos libros aparece) la idea de que la evolución va de lo sencillo a lo complejo, ya que existen innumerables casos de transformaciones que se dan en un mismo nivel de complejidad, por ejemplo, si analizamos a los felinos como; el puma, ocelote, jaguar, león, tigre, etc., éstos, debieron tener un antecesor común del cual se diversificaron hasta formar diferentes especies, lo que quiere decir que se transformaron, pero ninguna de estas transformaciones llevó a alguna de las especies mencionadas a ser más compleja que las otras y no se puede decir de ellas en conjunto, que existe una gradación en la cual una especie es más sencilla y otras más complejas. Asimismo se sabe que existen transformaciones en las cuales ciertas estructuras se degeneran, como en el caso de organismos cavernícolas ciegos, en los cuales los ojos se degeneran hasta perderse, o, el caso de los parásitos que pierden algunas capacidades (sobre todo para la vida libre) para poder adaptarse a la vida parasitaria. Si la degeneración de los órganos es debida a la interacción del ambiente con las poblaciones en cuestión se acepta que es un cambio evolutivo. Por lo tanto es difícil dar un concepto o definición de evolución, sobre todo cuando se hace en forma introductoria y el lector no esta familiarizado con los procesos implicados en ella. Sin embargo, podemos decir que la evolución tiene lugar cuando los rasgos que caracterizan a una población, cambian a través de generaciones sucesivas. Desde luego que estos cambios deben ser heredables a través del ADN y por lo tanto, se debe entender a la evolución biológica como cambios en la composición genética de las poblaciones. Por esa razón, son las poblaciones las que cambian o evolucionan y no los individuos, ya que un individuo nace con cierta información genética que no cambia a lo largo de su vida. En general la evolución biológica se entiende como la transformación de unas especies en otras, a lo largo del tiempo. Existen diversas definiciones de evolución biológica con diferentes grados de profundidad, sin embargo tomaremos la de Francisco J. Ayala (Profesor de reconocido prestigio en el campo de la genética y evolución de la Universidad de California) y que consideramos más apropiada en esta introducción al estudio de la evolución. “El proceso de evolución biológica consiste, fundamentalmente, en dos episodios o estadios. La variación genética aparece por medio de la mutación (y de la recombinación genética que acompaña a la herencia y que crea combinaciones nuevas de las variaciones heredadas de los padres); la selección natural es el proceso responsable de la multiplicación de unas variantes y de la eliminación de otras, dependiendo de sus efectos adaptativos en los organismos y, por ello, es el proceso responsable de la organización y estructura de éstos. Lo que quiere decir que la fuente de variabilidad para la evolución es la mutación y la fuerza directora; la selección natural”.
Lectura: El hecho de la evolución un hecho natural
•Aportaciones de las teorías al pensamiento evolutivo.
La edad antigua. Las ideas evolucionistas no son nuevas. No se sabe en que tiempo y en que cultura comenzaron, probablemente la idea de evolución es muy antigua, pero a quienes se les atribuye es a los Griegos, especialmente a los de la escuela Jónica, como Tales de Mileto (640-546 a. de C) y Anaximandro (610-546 a. de C.), que desarrollaron ideas un tanto superficiales al tratar de descubrir la causa primaria del cambio que se presenta en los sistemas vivientes, así, Tales consideró que el mar es el seno del cual surgieron todas las cosas, mientras que Anaximandro planteó que los primeros sistemas vivientes nacieron en el agua y que poco a poco fueron trasladándose a la tierra. En cuanto al hombre, el propio Anaximandro supuso que nació de criaturas de especie distinta, argumentando que de haber surgido como tal, no hubiera subsistido, debido a que en el momento del nacimiento es un ser desvalido y permanece así durante un tiempo más prolongado que ninguna otra especie. Heráclito (544-484 a. de C.) para él, “Todo existe en estado de continuo cambio” y es recordado por su famosa frase “Nadie se baña dos veces en el mismo río”, haciendo alusión a que la naturaleza está en continuo cambio, y, aunque un río en apariencia siempre es el mismo, las lluvias, el correr del agua y otros factores, alteran al río; además, el agua no es la misma de un momento a otro, lo cual implica que el río esta en continuo cambio.
Aristóteles (384-322 a. de C.) deduce que en la naturaleza existe una progresión desde los seres más sencillos hasta los más complejos, aunque este enfoque se basa en la Scala naturae, que es puramente formal y que desarrolló para el ordenamiento lineal de su principio de clasificación.
La edad media, renacimiento y el periodo barroco. Durante la edad media no se realizaron avances casi en ningún campo de la ciencia, sin exceptuar el de la evolución. Así durante más de mil años el conocimiento humano no obtuvo incremento significativo, sólo se concretó a interpretar literalmente las escrituras cristianas y cayó en el más profundo fijismo, idea que propone que el mundo, creado por un dios omnipotente, ha sido siempre igual, con los mismos tipos de plantas y animales. Aunque a partir de Aristóteles se especuló sobre la posibilidad de que los organismos pudieran evolucionar unos a partir de otros, esta idea, al menos en occidente, no prosperó principalmente porque a medida que el Cristianismo aumentó su influencia, este tipo de ideas fueron condenadas. La idea de la inmutabilidad de las especies en la cultura judeo-cristiana se debe al primer capítulo del Génesis, en la Biblia, en el que se establece que todo ser viviente ha sido creado “según su especie”, y, tomado literalmente significa que las especies han tenido la misma forma desde la creación.
No obstante, durante el Renacimiento resurge la inquietud científica que permite la generación de nuevas ideas; así, a mediados del siglo XVII se acumularon pruebas y conocimientos que modificaron la forma de entender la Naturaleza. Esto se debe, sin duda, al empleo del método experimental. El apego por describir lo natural, como lo testifican las obras de Leonardo da Vinci (1452-1519) y de Andrea Vesalio (1514-1564), la creación de nuevos museos, zoológicos y jardines botánicos con la Naturaleza proveniente de los nuevos territorios descubiertos por los europeos, enriquecieron ampliamente el campo científico.
El mismo Leonardo escribió en el llamado Códice Leicester sus dudas acerca del diluvio universal, ya que la presencia de conchas fósiles de moluscos (algunos tipos de ostras) que se encontraron en las zonas montañosas alejadas de las costas italianas, se explicaban diciendo que durante el diluvio, el agua había alcanzado las montañas y que por eso se encontraban los moluscos a esa altitud y, que cuando se retiraron las aguas se habían quedado allí. Sin embargo da Vinci aseguraba que si el agua como decía la Biblia alcanzó una altura de siete codos por arriba del monte más alto, entonces las conchas deberían haber quedado sobre las montañas, sin embargo estas estaban en la base y dispuestas en estratos.
Las evidencias más directas de la evolución, los fósiles (del latín fossilis que significa excavar) dieron mucho en que pensar sobre su origen. En 1669, El danés Nicolas Steno ya había supuesto que los estratos o capas inferiores de la tierra eran más antiguas que las superiores y que los restos fosilizados que se encontraran en ellos. En muchos casos se encontraban muy profundos y deberían de tener por lo tanto una antigüedad muchísimo mayor a los pocos miles de años que habían transcurrido desde la creación según lo decía la Biblia y, los mismos fósiles indicaban los enormes cambios ocurridos en la estructura de la tierra.
Los defensores de lo escrito en la Biblia argumentaban que los fósiles eran producto del diablo al querer imitar la obra creadora de Dios, o que se habían quedado ahí después del diluvio, pero muchos de estos fósiles se demostró que eran muy distintos a cualquier criatura viviente. El suizo Charles Bonnet (1720-1793) sugirió que los fósiles eran restos de especies ya extintas que habían sido destruidas en antiguas catástrofes geológicas muy anteriores al diluvio del que hablaba la Biblia.
Georges Louis Leclerc Conde de Buffon (1707-1788), observando la secuencia de fósiles de plantas y animales, llegó a concluir que las especies se iban relevando unas a otras; del mismo modo, se percató del origen e importancia de los sedimentos. Es decir, el material del suelo puede ser desplazado hacia otros lugares donde, al depositarse, genera los sedimentos y modifica la corteza del lugar al que llega y del lugar donde es removido.
No obstante, para evitar problemas mayores, ante la presión de sus superiores declaró que sus ideas “no son más que puras especulaciones filosóficas sin ningún valor frente a la Biblia”. En su obra historia natural, las ideas plasmadas por Buffon resultan sumamente avanzadas, pues escribe: “Si fuera cierto que el asno y el caballo descienden de un mismo progenitor, también el hombre, el mono y los cuadrúpedos y todos los demás animales pueden considerarse como miembros de una sola familia, y no es erróneo que a través del tiempo la naturaleza haya ido produciendo todos los seres orgánicos de un solo ser inicial”. No obstante, termina diciendo que “lo cierto es... que cada especie ha salido de las manos del creador tal y como se nos presenta hoy”.
Erasmus Darwin (1731-1802), abuelo de Charles, médico, naturalista y filósofo, miembro de la Royal Society, escribió dos libros (El jardín botánico y Zoonomía), consideró como causas principales de la variación en los seres vivos la domesticidad y las condiciones climáticas, admitiendo la idea de la herencia de los caracteres adquiridos. Concluyó que “una sola y misma especie de filamentos vivientes es y ha sido la causa de toda la vida orgánica” y planteo que los primeros filamentos vivientes habrían surgido por generación espontánea.
Más tarde Georges Cuvier (1769-1832) inició la paleontología al crear un gran acervo de fósiles de vertebrados. Para él, los animales eran variaciones de cuatro grandes tipos o planes fundamentales: vertebrados, moluscos (como los caracoles y ostiones), animales segmentados (gusanos y artrópodos) y animales de simetría radial (como las estrellas de mar), estudio los estratos geológicos de los alrededores de Paris en donde hay seis formaciones claramente diferentes y sabía que sus cuatro tipos estaban representados en los diferentes estratos por diferentes animales sin la presencia de intermediarios. Por lo que propone que la vida sobre la Tierra había sido destruida repetidamente por algunas catástrofes y recreada, ¡y siempre de acuerdo con los mismos planes fundamentales!.
Teoría de Lamarck.
Jean Baptiste de Monet Caballero de Lamarck (1774-1829) contemporáneo de Cuvier, fue en un principio botánico y guardián de los herbarios del Rey, cargo del que fue destituido, y después del triunfo de la revolución se le asignó el cargo de “profesor de zoología de los insectos y gusanos y animales microscópicos” en el Museo de Historia Natural. Propuso la clasificación de los animales en invertebrados y vertebrados, división fundamental de la zoología. Como botánico nunca desarrolló ideas evolucionistas, pero como zoólogo la cosa fue distinta, ya que al estudiar los fósiles de animales, en particular las conchas de moluscos, llegó a concluir que la idea de las catástrofes de Cuvier era ridícula; que las delicadas conchas que aparecían en perfectas condiciones a miles de kilómetros del mar no podrían haber resistido sin daño los cataclismos de los que hablaba Cuvier.
A Lamarck que se le reconoce por ser el primero en proponer formalmente la idea de la transformación, En 1809, publicó un libro titulado Philosophie zoologique (Filosofía zoológica) en el que sugirió que el medio ambiente obligaba a los organismos a sufrir pequeños cambios que luego los transmitían a sus descendientes. Este proceso implicaba que los organismos poseían un principio perfeccionante inherente a ellos, capaz de sentir las necesidades del ambiente y de responder directamente a ellas modificando o desarrollando caracteres en la dirección adaptativa adecuada, de formas sencillas a formas más complejas.
La teoría de Lamarck se conoce como transformismo. En la primera parte de su libro expone de manera extensa su teoría, que se resume de la manera siguiente:
a) Todos los seres vivos son producciones de la naturaleza, la cual los ha formado a lo largo de grandes espacios de tiempo. b) La naturaleza ha comenzado y vuelve a comenzar aún todos los días por formar los organismos más simples directamente, o sea, por generación espontánea. c) Una vez originados los primeros esbozos animales y vegetales en lugares y circunstancias favorables, la vida misma, que posee la cualidad inherente de hacer progresar la organización, y la influencia de nuevas circunstancias ambientales y de nuevos hábitos, ha producido poco a poco, a través de los tiempos, a todos los organismos. d) Las especies que han sido formadas, gradual y sucesivamente, tienen sólo una constancia relativa y no pueden ser tan antiguas como la Naturaleza.
En el análisis de su obra, salta a la vista que Lamarck no intentó únicamente establecer una teoría general de la evolución sino que, del mismo modo, planteó una explicación razonable de cómo se realiza, formulando dos leyes:
Primera ley. Del uso y desuso de los órganos: cuando un animal no ha terminado aún de desarrollarse, el empleo muy frecuente y constante de un órgano hace que éste poco a poco se vaya fortaleciendo, creciendo y volviéndose más grande. En cambio la falta de uso de un órgano lo va debilitando poco a poco, hasta que acaba por desaparecer.
Segunda ley. Herencia de los caracteres adquiridos: cuando estos cambios adquiridos se encuentran en animales de una misma especie, y de ambos sexos, pasan a los descendientes.
Las transformaciones se producen según Lamarck por un deseo interno del animal, ya que un cambio más o menos importante y prolongado de las circunstancias (o sea, del ambiente) en que se encuentra cada especie de animales provoca un cambio de sus necesidades. El deseo interno o sentimiento interior puede actuar según Lamarck por obra de la inteligencia o por obra del instinto, En este último caso satisface siempre, y sin error, las tendencias nacidas de los hábitos.
Algunos ejemplo con los que Lamarck ilustró sus leyes son los siguientes: ciertos animales fosorios (del latín fodere, cavar), como los topos, que pasan la mayor parte de su vida en la oscuridad, y que por lo tanto no emplean el sentido de la vista, tienen ojos pequeños o rudimentarios; algunos insectos, que debido a su forma de vida no necesitan hacer uso de las alas (pulgas y piojos por ejemplo), que son órganos comunes en los insectos, las han perdido o se les han atrofiado. Como ilustración al desarrollo de órganos debido a su uso intensivo, Lamarck mencionó las membranas interdigitales de las aves acuáticas, las cuales al emplear intensivamente las patas para nadar han desarrollado dichas estructuras entre los dedos. Su ejemplo más clásico en cuanto al uso de órganos es el caso de las jirafas (animales recientemente conocidos en la Europa de esa época), que al encontrarse en un ambiente con gran escasez de hierbas para comer, deben esforzarse por alcanzar las ramas altas de los árboles, lo cual ha generado que, con el transcurso del tiempo e incontables generaciones, el cuello, las patas y la lengua se les alarguen debido a su sentimiento interior que guía su desarrollo, o sea, las jirafas quieren tener el cuello, las patas y la lengua largas. De la misma manera las víboras no tienen patas porque al arrastrase les estorban y las víboras desean perderlas.
Uno de los aspectos más importantes de Lamarck es su idea acerca del origen del hombre, pues considera que, con base en su organización corporal, el hombre probablemente procede de una raza de cuadrumanos superiores que perdieron la costumbre de subir a los árboles, pero que debido al desarrollo de la posición bípeda habría sobresalido al desarrollar ciertos hábitos y necesidades nunca antes vistas entre los seres vivos. Debido a su preponderancia en la competencia con las demás razas, el hombre las habría relegado a su hábitat marginal, deteniendo su progreso, mientras que en nuestros ancestros se acentuarían poco a poco los rasgos que distinguen a nuestra especie de los demás simios. Desdichadamente Lamarck termina diciendo que esto sería así sólo si el hombre no se distinguiera de los animales más que por los caracteres de su organización y si su origen no fuera diferente al de aquellos.
La idea de los caracteres adquiridos muy pronto encontró detractores. Por ejemplo se preguntaban ¿cómo las jirafas adquirido su piel manchada? Seguramente ninguna acción voluntaria o involuntaria pudo haber producido el cambio. Un investigador alemán, el biólogo August Friedrich Leopold Weismann (1834-1914), cortó las colas de ratones de laboratorio durante muchas generaciones y nunca encontró que en las generaciones sucesivas las colas se fueran acortando o que desaparecieran, o como afirmaba Isaac Asimov, que le hubiera bastado a Weismann considerar el ejemplo representado por la circuncisión de los varones judíos, los cuales, después de un millar de generaciones, no han conseguido producir ninguna disminución del tamaño en el prepucio o su desaparición.
Charles Darwin y "La evolución por selección natural.
En el año 1859 se publicó una de las obras más importantes para la biología, la cual constituye un parte aguas en el estudio de esta ciencia y que arroja luz sobre preguntas fundamentales para la humanidad. En efecto, es cuando el naturalista inglés Charles Darwin (1809-1882), publicó su obra cumbre, Sobre el origen de las especies por selección natural o la supervivencia de las razas favorecidas en la lucha por la vida, tras de viajes y estudios. Es importante aclarar que prácticamente, al mismo tiempo, el científico Alfred Russell Wallace (1823-1913), también inglés, llegó a conclusiones similares a las manifestadas por Darwin en su obra, por lo que la teoría debe llamarse de Darwin y Wallace.
Charles Darwin nació en 1809 en Shrewsbury Inglaterra. Nieto de Erasmus Darwin, quien fuera partidario y uno de los iniciadores del pensamiento evolutivo.
Desde muy joven Charles Darwin fue aficionado al estudio de la naturaleza, fue entusiasta colector de conchas, minerales e insectos (mariposas y escarabajos principalmente), por lo que desarrolló dotes de buen observador, así como también fue asiduo lector. A los 16 años, en 1825 ingreso en la Universidad de Edimburgo para estudiar medicina al igual que su padre y abuelo, sin embargo a decir de él, las clases eran muy aburridas y al asistir a 2 operaciones graves (en su tiempo no existía la anestesia) queda tan impresionado que abandona la sala de operación antes de que estas terminen y decide abandonar también los estudios de medicina por no considerarlo lo suyo. Su padre decide que estudie teología, por lo que se inscribe en el Christ´s College de Cambridge en 1827, pero su afición a la historia natural no desaparece, por lo que asiste como oyente a clases de botánica, zoología y geología con notable entusiasmo e interés y así conoció a notables científicos de la época de quienes aprendió mucho. Dada su poca inclinación a la teología, en 1831 deja los estudios de Cambridge.
Debido a su interés en diversas ramas de la ciencia, había realizado estudios de geología con Adam Sedgwick, del cual aprendió “que la ciencia consiste en agrupar los hechos de tal manera que de ellos se puedan deducir leyes o conclusiones”, y de su amigo y profesor de botánica John S. Henslow aprendió a realizar observaciones minuciosas e ininterrumpidas. Probablemente estos dos científicos fueron los que más influyeron en el desarrollo de su trabajo futuro.
El 24 de agosto de 1831, Henslow le envía a Darwin una carta informándole de la oferta del Capitán Robert FitsRoy de ceder parte su propio camarote a un joven voluntario para que sin retribución alguna trabajara como naturalista en un viaje de exploración de los litorales continentales para la cartografía, observación y colecta de flora y fauna durante el trayecto alrededor del mundo. A pesar de las objeciones de su padre que después son superadas, parte el 27 de diciembre de 1831 a bordo del H. M. S. Beagle desde el puerto de Devonport en la bahía de Plymouth. El viaje planeado para tres años, en realidad duró cinco. Fue gracias a las observaciones y estudios realizados durante este viaje que Darwin concibió sus ideas en torno a la manera como se originan las especies.
A sus 22 años Darwin realiza el viaje más importante en la historia de la ciencia. Parte del viaje del Beagle se realizó por las costas este y oeste de Sudamérica en donde se detenía y se realizaban excursiones al interior del continente, en las que Darwin realizaba observaciones y colectas de flora fauna y fósiles que correspondían a animales extintos, las observaciones que más influyeron en la construcción de su teoría se realizaron en las islas Galápagos en el océano Pacífico aproximadamente a mil kilómetros frente a las costas de Ecuador.
La diversidad de pinzones fue una de las cosas que más llamó su atención. En la actualidad se reconocen 14 especies, distinguiéndose unas de otras por las diferentes formas y tamaño de sus picos. Estas especies no existen en el territorio continental, pero se parecen a una especie del continente sudamericano del cual ahora se supone que descienden, pero para Darwin lo importante era que a pesar del parecido entre sí, existían diferencias, como si unos fueran versiones modificadas de los otros, lo que hizo que Darwin pensara que descendían de un ancestro en común del cual se habían ido diferenciando a lo largo de su aislamiento en el archipiélago. La variación en la forma y tamaño de los picos supuso que era resultado de la variación en los métodos de obtención del alimento, ya que comían diferentes tipos de alimento (diferentes tipos de semilla o insectos y de cactus). El problema de explicar los cambios surgidos en las especies de pinzones preocupó a Darwin durante varios años antes de obtener una respuesta.
Como ocurre con todas las grandes ideas, Darwin tenía ciertos conceptos previos de famosos investigadores de su tiempo. En efecto las ideas del geólogo Charles Lyell (1797-1875) y del párroco inglés Thomas R. Malthus (1766-1834), le fueron muy útiles.
Charles Lyell propuso el principio de actualidad, en el que plantea que los fenómenos geológicos pueden explicarse claramente desde la perspectiva de un desarrollo continuo, el cual abarca grandes periodos de tiempo, considerando que las fuerzas naturales que actúan sobre la corteza terrestre eran las mismas que podemos observar hoy. Darwin aplicó el mismo principio para explicar los factores que inciden en las especies y las han ido transformando hasta la actualidad; es decir, los factores que han esculpido las especies son los mismos que actúan hoy sobre ellas y determinan su futuro.
Thomas R. Malthus publicó en 1798 su Ensayo sobre el principio de la población, en el cual propone que la población humana se reproduce en progresión geométrica (duplicándose en cada generación: 1,2,4,8,16,32, etcétera), mientras que los alimentos sólo pueden incrementarse en progresión aritmética (incrementándose de unidad en unidad cada generación: 1,2,3,4,5,6, etcétera), así la población humana crece más rápidamente que la provisión de alimentos, pero las guerras o epidemias diezman a la población antes de llegar a un punto critico en el cual ya no alcanzarían los alimentos.
Las implicaciones de estos conceptos para las poblaciones naturales, tanto de plantas como de animales, son de gran importancia ya que llevan al principio de sobreproducción de descendientes, lo cual significa que una pareja de arenques puede generar 200 mil huevos, una pareja de la mosca común mil, un álamo puede producir 28 millones de semillas... Y sin embargo, sólo una pareja o sólo una semilla llega a desarrollarse y dejar descendencia. ¿¡Cuáles son los individuos que sobreviven?, ¿Por qué los demás no lo logran? Precisamente en estas respuestas consiste la teoría de la selección natural.
Leyendo a Malthus fue que Darwin encuentra la frase de “lucha por la existencia”. En el caso de los pinzones Darwin comprendió que la lucha por el alimento podía actuar como un mecanismo que favorecía a los pinzones más eficientes en adquirirlo. Si los pinzones colonizaron las islas, al principio su número sería bajo, pero conforme fuera creciendo la población se iría dificultando el conseguir el alimento, pero algún pinzón que fuera ligeramente diferente a los demás, por ejemplo en el tamaño del pico, variación que le permitiera comer semillas más gruesas que a las que están habituados a comer sus congéneres, entonces tendría mayor probabilidad de sobrevivir al facilitársele el conseguir alimento. Otros pinzones podrían tener picos más delgados, más largos, más fuertes o cualquier otra variación que también les permitiera evitar la competencia por el alimento y poder sobrevivir. Todos los supervivientes también dejaran descendencia y, sólo aquellos que por alguna razón no pudieran conseguir alimento morirían y sus características se perderían con ellos al no dejar descendientes. Cada uno de los tipos diferentes de pinzones puede ocupar un nuevo hábitat o nicho ecológico en su ambiente. En las islas Galápagos en sus comienzos no existían aves, por lo que prácticamente no existió la competencia por los nichos ecológicos potencialmente existentes, por lo que los pinzones, al llegar a las islas, pudieron diversificarse fácilmente al no tener competidores por los diferentes nicho ecológico. En cambio al pinzón del continente le resulta muy difícil diversificarse porque esto implicaría la competencia con aves especializadas y adaptadas mucho tiempo antes a los diferentes nichos a explotar.
Enlace a la lectura:El gen que iluminó a Charles Darwin en Galápagos. [1]
Lo mismo sucedió con las tortugas (galápagos) de las cuales reciben su nombre las islas. En ellas eran muy abundantes las tortugas, por lo que los barcos balleneros que pasaban por las islas las capturaban como alimento. En las islas se desarrollaron diversos tipos de tortugas, con diferentes tipos de caparazón, incluso Darwin se sorprendió de que los españoles que conocían las islas, eran capaces de reconocer de qué isla procedía cada tortuga con sólo ver el caparazón. Estas diferencias ahora se sabe que se deben a las adaptaciones desarrolladas por los diferentes grupos de tortugas en cada isla o a diferentes forma de alimentase. Por ejemplo la tortuga Geochelone microphys de la isla Isabela su caparazón no tiene escotadura en el cuello puesto que se alimenta a ras del suelo, mientras que Geochelone abigdonii presenta una escotadura en el caparazón, en la parte correspondiente al cuello, ya que tiene que alimentarse de plantas que se encuentran en posición elevada y sólo teniendo esa escotadura pueden elevar la cabeza y alcanzar el alimento. Enlace a Power point: Selección artificial
La teoría.
Darwin propone que la selección natural ocurre cuando la numerosa descendencia se enfrente a las condiciones del medio ambiente; son los “mejores”, los más aptos, quienes consiguen sobrevivir. En la actualidad se considera a la selección natural como la presión que ejercen los factores del ambiente (tanto bióticos como abióticos) sobre las poblaciones, provocando que sólo los individuos más aptos sobrevivan y se reproduzcan diferencialmente. Como es natural, este proceso selectivo está basado en la premisa de que en cada generación los individuos que la integran no son idénticos; de ser así, no se presentaría la condición de aptitud sobresaliente de algunos individuos y la especie no evolucionaría. Así, una condición para este proceso es que exista lo que Darwin llama variación; es decir, para las diversas características de una especie debe haber opciones distintas (por ejemplo: Tamaño, color, rapidez, agresividad, etcétera). Charles Darwin afirma que toda variación, para que sea importante, debe ser hereditaria y considera que existen dos tipos de variaciones:
a) Las que están condicionadas por el medio. Ejemplos de este tipo son: el bronceado de la piel por efecto de la exposición al sol, la inclinación de algunos vegetales debido al viento, la pigmentación de las plumas de algunas aves debido a su alimentación etcétera.
b) Las modificaciones espontáneas. Algunos ejemplos son el hecho de animales que nacen con características imprevistas: con patas cortas o con dedos de más, en el caso de vegetales, la aparición súbita de colores inesperados en la flor, en el fruto, en el tamaño de las hojas o de las semillas, etcétera, lo que ahora conocemos como mutaciones.
Así, bajo la perspectiva de Darwin, la evolución ocurre a través de los siguientes pasos:
1. La selección natural actúa sobre una población en la que existe diversidad.
2. Si alguno de los factores de selección es especialmente crítico, los individuos sobrevivientes a este filtro de la naturaleza tendrán características que les permitan un alto grado de eficiencia en su ambiente específico y tal característica será heredada a sus descendientes. Como los individuos más aptos entre los propios sobrevivientes se reproducen diferencialmente (dejan más descendencia), esta característica de aptitud será más frecuente en la siguiente generación.
3. La población resultante será también diversa y, al actuar la selección natural sobre ella, el resultado será una población más eficiente con respecto al factor crítico de selección.
4. El efecto persistente de la selección dará como resultado la evolución de la especie en cuestión, al acumularse una serie de cambios que le permitan una gran eficiencia en el ambiente en el que habita.
Un ejemplo clásico que ilustra la manera de la evolución por selección natural es el de la jirafa:
De acuerdo a la teoría de Darwin, los ancestros de la jirafa actual eran de cuello corto, semejantes al de un caballo actual, pero al alimentarse de las ramas bajas de los árboles, el alimento empezó a escasear, y de entre toda la población, los individuos de cuello más alto sobrevivieron y se reprodujeron diferencialmente (en este caso en mayor proporción) al ser capaces de alcanzar su alimento; se entiende que la mortalidad fue muy grande entre los individuos de cuello corto. Las jirafas supervivientes legaron a sus descendientes estos caracteres, sobreviviendo los de cuello más largo, que a su vez, transmitieron sus características a sus descendientes, los que igualmente fueron seleccionados durante muchas generaciones, dando por resultado las jirafas de cuello larguísimo que conocemos.
La teoría de Darwin causó gran controversia en su época, aunque con el tiempo se ha ido comprobando como cierta y también se ha enriquecido con nuevos conocimientos generados en el campo científico.
A continuación los cuadros del lado izquierdo se representa la teoría de Lamrck y a la derecha la teoría de Darwin acerca de como evolucionaron las jirafas.
Explicación según la teoría de Lamarck. Las jirafas primitivas de cuello corto sometido a estiramiento frecuente para permitir que las jirafas alcanzaran el follaje de los árboles. Los descendientes tendrían cuellos más largos, que también se estirarían con frecuencia en búsqueda del alimento. Eventualmente el continuo estiramiento del cuello da origen a las jirafas actuales de cuello largo.
Explicación según la teoría de Darwin. Las jirafas primitivas probablemente tenían cuello de largo variable. Las variaciones eran hereditarias. (Darwin no podía explicar el origen de las variaciones, pues en su época se desconocían los mecanismos de la herencia). La competencia y la selección natural permiten la sobrevivencia de los descendientes de los individuos de cuello más largo a expensas de los de cuello corto. Eventualmente en la competencia sólo sobrevivieron las jirafas de cuello más largo.