Parentesco Evolutivo y Árboles Filogenéticos

Todos los seres vivos tienen un origen común y están emparentados en algún grado. El tipo de parentesco depende de lo próximo que se encuentra un antecesor común. Las relaciones de parentesco entre diferentes grupos se representa gráficamente en forma de árboles filogenéticos.

A. ¿Cómo se interpreta un árbol evolutivo?

Tiene un tronco y ramas, pero se muestran relaciones entre especies y no entre individuos. Las especies se asocian en función de los caracteres que comparten.

La Evolución es un Hecho

A. La Distribución Geográfica de los Seres Vivos

Las grandes aves, el ñandú, avestruz y el emú son especies diferentes pero muy semejantes entre sí. Su actual distribución geográfica se explica suponiendo que el antecesor común de esas aves vivió hace unos 200 Ma en el continente que ocupaba el hemisferio sur. Al separarse, los continentes quedaron aislados y evolucionaron de forma independiente. El cambio en la disposición de los continentes de la tierra nos ayuda a comprender la distribución geográfica de otros grupos de seres vivos.

B. Anatomía Comparada: Homologías

El esqueleto de un gato, de un delfín y de un ser humano guardan un parecido asombroso. Se hace muy evidente al comparar las extremidades de todos ellos. La semejanza es que proceden de un lejano antecesor común. A estas similitudes estructurales se les llama homologías y los órganos a los que afectan les llaman órganos homólogos.

C. Desarrollo Embrionario

Los embriones de diferentes vertebrados pasan por etapas similares en las fases tempranas de su desarrollo. Estas semejanzas van desapareciendo a medida que se desarrolla el embrión. El desarrollo embrionario ha sido heredado de un antecesor común. Dichas semejanzas son más persistentes entre los embriones de ciertas especies que entre los de otras, lo que refleja un mayor grado de parentesco evolutivo.

D. Células y Moléculas

Todos los organismos están formados por células que comparten muchas de sus características, y las similitudes son aún más llamativas cuando se comparan moléculas como el ADN, cuyo código de cuatro letras es el mismo para todos los seres vivos. Todas las manifestaciones de la vida tienen un origen común. Comparar secuencias de ADN de dos especies, es un buen método para deducir su parentesco.

Las Primeras Explicaciones

A. El Lamarckismo

Lamarck partía de la idea de que en los seres vivos existe una tendencia natural de cambio hacia formas cada vez más complejas: la consecuencia sería la transformación de las especies. El lamarckismo se conoce como teoría de los caracteres adquiridos, ya que el mecanismo que propuso Lamarck para explicar cómo tiene lugar la transformación de las especies se basa en:

• Las condiciones del medioambiente varían a lo largo del tiempo.
• Los cambios ambientales crean nuevas necesidades que exigirán a los individuos la transformación de sus hábitos.
• Surgen nuevos hábitos que irán acompañados del mayor o menor uso, lo que provocaría su desarrollo. Los individuos se modifican.
• Estas modificaciones serán transmitidas a la descendencia. Los descendientes habrían cambiado, la especie se habría transformado.

B. El Darwinismo

La segunda gran teoría evolucionista fue la de Charles Darwin. El darwinismo se conoce como teoría de la evolución por selección natural, ya que Darwin propuso un proceso semejante a la selección artificial que utilizan los criadores de animales en sus granjas.

• Existen pequeñas diferencias o variaciones. Se producen entre los individuos de una especie y estas pueden afectar al tamaño o coloración. La mayoría de estas variaciones son heredables.
• Se establece una lucha por la supervivencia. Los organismos tienden a producir el mayor número posible de descendientes.
• Algunas variaciones tienen más éxito que otras. En la lucha por la supervivencia, algunos individuos tendrán más éxito que otros. Los que sobreviven y se reproducen debido a que poseen algunas variaciones favorables dejarán más descendientes que los que tienen variaciones menos favorables.
• La especie cambia. Las variaciones favorables irán siendo más abundantes en cada generación y las menos favorables irán desapareciendo. De forma continua y gradual, la especie cambia.

El Darwinismo en la Actualidad

A. El Origen de la Variación: Las Mutaciones

Las mutaciones son cambios en el material genético y son heredables. La mayoría de las mutaciones son perjudiciales. Si una mutación no proporciona al individuo ninguna ventaja ni desventaja en el ambiente en que vive, se dice que es neutra. Ante un cambio en el ambiente puede ocurrir que una mutación pase de ser neutra a ser beneficiosa. Poseer esa mutación supondría entonces una ventaja o una desventaja para vivir. Si no causan la muerte del individuo, las mutaciones podrán permanecer en su material genético y se transmitirán a sus descendientes.

B. La Reproducción Sexual Aumenta la Variación

En la reproducción asexual los descendientes llevan la misma combinación de genes que su progenitor. La reproducción sexual origina nuevas combinaciones de genes en los descendientes. Aunque la reproducción sexual no produce nuevos genes, también aumenta la variación, ya que genera nuevas combinaciones de genes.

C. Neodarwinismo

Los nuevos descubrimientos en el campo de la genética llevaron a los biólogos a revisar algunas ideas de la teoría de Darwin y a interpretarla desde otro punto de vista:

• Se rechazó el principio lamarckista de la herencia de los caracteres adquiridos.
• Quedó definitivamente desechada la idea de la herencia como fenómeno de mezcla.
• Se propuso el neodarwinismo, que hermano la teoría de la selección natural con los nuevos descubrimientos procedentes de la genética, la paleontología y la ecología. La unidad evolutiva es la población. / Los individuos son portadores de diferentes alelos que se han originado por mutación. / Ciertos genotipos dan a los individuos que los poseen mayores posibilidades de dejar descendencia.

La Velocidad de la Evolución

A. Saltacionismo frente a Gradualismo

Algunos científicos piensan que las formas intermedias que no parecen fosilizadas nunca existieron o que los cambios sucedieron de forma tan rápida que difícilmente se pueden encontrar restos fósiles. Este pensamiento se conoce como saltacionismo y defiende que la velocidad de la evolución es muy irregular. Una especie pasa por periodos en los que no experimentan ninguna transformación. Es la teoría de los equilibrios interrumpidos. En la actualidad, el enfrentamiento entre gradualistas y saltacionistas se centra en determinar qué velocidad es más típica en la evolución y cómo se producen los cambios en cada caso.

Selección Natural, Adaptación y Deriva Genética

La adaptación es consecuencia de la selección natural que ejerce el medio ambiente sobre la variación hereditaria que se ha generado al azar en una población.

A. La Teoría del Neutralismo

La teoría del neutralismo afirma que la inmensa mayoría del cambio molecular es neutra, es decir, que la mayor parte de las variaciones producen proteínas que no funcionan ni peor ni mejor que sus predecesoras, por lo que no comparten una mayor o menor adaptación del organismo. La selección natural no puede trabajar sobre estas variantes y el aumento o la disminución de determinados alelos en la población se debe exclusivamente al azar, a la que se conoce como deriva genética.

¿Cómo Surgen las Especies en la Naturaleza?

El proceso de formación de nuevas especies, o especiación, generalmente sigue estos pasos:

• Aislamiento de poblaciones. Una población puede quedar aislada del resto de la especie por una barrera que le impide reproducirse con la población original.
• Diferenciación gradual. La población que ha quedado aislada puede poseer los mismos genes que la especie original. Como las mutaciones suceden al azar, aparecen diferencias entre ambas poblaciones. Si las condiciones ambientales son distintas de las originarias, a las diferencias causadas por mutación y deriva genética se sumarían las resultantes de la selección natural.
• Dos especies distintas. Un aislamiento prolongado puede dar lugar a una población tan distinta de la original que pierde la capacidad para cruzarse con ella y dejar descendencia. A partir de este momento las dos poblaciones son ahora dos especies diferentes, no pueden reproducirse. La especie originaria se ha convertido en dos especies.

Cómo Descubrimos el Pasado de la Tierra

A. Los Archivos de la Tierra

• Los fósiles nos informan sobre la vida en el pasado. Un fósil es cualquier resto de un organismo del pasado que se ha conservado hasta nuestros días. Proporciona información sobre la historia de la vida.
• La naturaleza y la composición de las rocas informan sobre el proceso que las formó y las condiciones en que lo hizo.
• El modelado de las rocas informa sobre el agente que lo realizó.
• Las estructuras de las rocas nos informan de los esfuerzos a los que fueron sometidas.

B. Principio del Actualismo

El análisis de un fósil permite conocer su longitud, deducir el peso que tendría el organismo vivo, su modo de desplazamiento, su alimentación y la dimensión de su cerebro. Este procedimiento de análisis se conoce como principio del actualismo y no solo se emplea para interpretar los fósiles.

C. Leer las Rocas

Tres de los principios fundamentales de la geología:

• El principio de horizontalidad original de los estratos. Los sedimentos se depositan formando capas horizontales o estratos.
• El principio de continuidad lateral de los estratos. Todos los puntos de un estrato tienen la misma antigüedad.
• El principio de superposición de los estratos. Los sedimentos se depositan unos sobre otros.