INTRODUCCIÓN •
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• 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 1 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 2 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 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 3 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 4 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. 5 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). • BIBLIOGRAFÍA • Ciencias Naturales I Ed.Anaya Por: A. Barutell, T. Berges, F. Carrión, J. Martínez • Encarta 98 • Encarta 2000 • www.google.com 6 • Apuntes de C.O.U (son de mi hermana) 1 7
