Teoría Sintética de la Evolución: Un Recorrido por la Biología

Evolución y sus Antecedentes

Concepto de Evolución

Evolución: Es el proceso de transformación de los seres vivos a través de las generaciones. Los grupos de seres vivos de una misma especie que se encuentran aislados de otras poblaciones se les denomina población. La evolución se puede estudiar a nivel de especie. Cuando se acumulan suficientes cambios dentro de una población, que sus miembros no pueden cruzarse con individuos de otra población, el proceso evolutivo conduce a la especiación. La acumulación de cambios heredables que involucran la transformación de los seres vivos a través de las generaciones es a partir de un ancestro común.

Pensamiento Evolutivo en la Historia

Antigua Grecia

Se tenía una concepción del mundo biológico en la que el origen y la transformación de las especies eran el resultado de procesos naturales.

Creacionismo

El Antiguo Testamento sostenía que todos los seres vivos eran producto de la creación divina y que permanecían iguales desde sus orígenes.

Ideas Precursoras de la Evolución

Conde de Buffon: Propuso que las especies podían sufrir cambios a lo largo del tiempo.
Erasmus Darwin: Sugirió que las especies tienen conexiones históricas entre sí.
James Hutton: Propuso que la Tierra había sido moldeada por procesos o factores lentos y graduales como el viento, el clima y el agua (uniformismo).
Nicolás Steno: Estudió la naturaleza y los procesos de formación de los fósiles.
Georges Cuvier: Planteó una historia de la Tierra fundamentalmente basada en el catastrofismo.
Louis Agassiz: Sostenía que el registro fósil revelaba de 50 a 80 extinciones totales.
Charles Lyell: Propuso la teoría gradualista.
Jean-Baptiste Pierre Antonie de Monet (Lamarck): Propuso una teoría que sería conocida como transformismo. Lamarck pensaba que una especie se transformaba en otras de manera continua a lo largo del tiempo. Se basaba en las siguientes observaciones: los organismos muestran tendencia hacia la complejidad, los cambios que se producen en su entorno y los caracteres adquiridos son heredables.

Darwinismo y la Teoría Sintética de la Evolución

Selección Artificial y Natural

Selección artificial: Es un método mediante el cual el ser humano interviene en la reproducción de animales y de plantas, para desarrollar rasgos elegidos.
Selección natural: Selección realizada por el ambiente o naturalmente.

Darwin y Wallace: Resumen de Conceptos

El mundo no es estático, evoluciona.
Las especies cambian continua y gradualmente; el proceso es incesante e ininterrumpido.
Los organismos semejantes están emparentados.

Bases del Darwinismo

Alta capacidad reproductiva.
Variabilidad.
Factores limitantes de crecimiento.
Supervivencia del más apto.

Teoría Sintética de la Evolución o Neodarwinismo

Explica la variabilidad en la descendencia como resultado de las mutaciones y la recombinación genética.

Sistemática, Filogenia y Taxonomía

Esa manera de clasificar a los seres vivos en función de patrones compartidos ha ayudado a los científicos a organizar y comprender la diversidad de vida.

Conceptos Clave

Sistemática: Estudia las relaciones evolutivas.
Filogenia: Historia evolutiva de un grupo de organismos.
Taxonomía: Encargada de establecer grupos de seres vivos y darles un nombre (categoría taxonómica).
Especie: Son capaces de cruzarse y de producir descendientes fértiles.

Ecología y Niveles de Organización

Ecología

Designa el estudio de las relaciones de los organismos entre sí y con su entorno. Para estudiarlo, los ecólogos han establecido distintos niveles jerárquicos de la organización de la vida:

Individuo u organismo.
Población.
Comunidad.
Ecosistema.
Bioma.
Biosfera.

Niveles de Organización

Población: Conjunto de individuos de una misma especie que habitan determinada región geográfica en un periodo de tiempo.
Comunidad: Conjunto de poblaciones de especies diferentes que coexisten en una determinada región.
Ecosistema: Conjunto de comunidades biológicas que interactúan entre sí. Existen tanto naturales (sin la intervención humana) como artificiales (creados por actividades humanas). Los componentes de un ecosistema pueden ser bióticos: seres con vida, y abióticos: seres inertes (suelo, temperatura del lugar, luz, agua y clima).
Bioma: Conjunto de ecosistemas terrestres que comparten características similares como flora, fauna, suelo y condiciones climáticas.
Biosfera: Abarca desde las profundidades de los océanos hasta la cima de las montañas más altas.
Hábitat: Ambiente en que vive un organismo o una comunidad biológica.
Nicho ecológico: Conjunto de relaciones y de actividades características de una especie en su hábitat.

Ecosistemas Terrestres

Tundra: Zona donde la vegetación está constituida por líquenes y musgo.
Taiga: A este bioma se le denomina bosque de coníferas.
Bosque templado deciduo: El clima es templado y las cuatro estaciones del año están bien definidas.
Pastizales: Zona donde la vegetación está constituida por hierbas como las gramíneas.
Sabana: Se caracteriza por las extensas regiones de pastos. Además del pastizal hay arbustos y árboles.
Desierto: Se localiza en regiones de poca humedad.
Bosque húmedo tropical: Regiones de clima cálido y una precipitación de más de 2000 mm anuales, con árboles de gran tamaño.
Bosque tropical seco: Se localiza entre 10° y 20° de latitud tanto en el hemisferio norte como sur.

Ecosistemas Acuáticos

Hay numerosos sistemas acuáticos tanto de agua dulce como marinos. Los organismos que en ellos habitan dependen de factores tales como luz, temperatura, profundidad, turbiedad del agua y el contenido de sustancias disueltas.

Ecosistemas de Agua Dulce o Continentales

Ecosistemas de agua quieta o estancada: Como lagos, lagunas, charcas, ciénagas y pantanos.
Aguas corrientes: Ríos, riachuelos y rápidos.

Ecosistemas Marinos

Clasificación por Profundidad

Zona batial: Se extiende desde los 200 m hasta los 2000 m de profundidad.
Zona abisal: Se encuentra bajo la zona batial, comprendida entre los 2000 y los 6000 m de profundidad.
Zona hadal: Es la región más profunda de los océanos, situada bajo los 6000 m.

Clasificación por Disponibilidad de Luz

Zona eufótica: Recibe luz solar suficiente para la fotosíntesis. La plataforma continental se extiende desde la superficie hasta los 200 m de profundidad.
Zona afótica: En las profundidades superiores a los 200 m la luz no logra entrar. A esta zona oscura se le llama zona afótica.

Clasificación por Ubicación

Dominio bentónico: Fondo marino.
Dominio pelágico: Masa acuosa o columna de agua.

Clasificación por Tipo de Organismo

Plancton: Organismos flotantes.
Bentos: Habitan en el fondo del mar.
Necton: Se desplazan activamente en el agua y no están a merced de las corrientes.

Flujo de Energía en los Ecosistemas

Organismos Autótrofos y Heterótrofos

Los seres autótrofos sintetizan sus propios nutrientes a partir de la energía solar, los denominados fotosintetizadores, o a partir de minerales, los quimiosintetizadores. También se les denomina productores, porque son los que introducen energía a los diferentes ecosistemas. Los organismos fotosintetizadores, como algas, plantas y algunas bacterias, utilizan sustancias inorgánicas como CO₂ y H₂O para realizar la fotosíntesis. Además, incorporan fósforo (P) y nitrógeno (N), necesarios para producir proteínas y aminoácidos. Algas, plantas y algunas bacterias son seres autótrofos. Los organismos heterótrofos o consumidores, como bacterias, protozoos, hongos y animales, obtienen nutrientes y energía a través de la ingesta de alimentos.

Relaciones Alimentarias y Flujo de Energía

Cada vez que se establecen relaciones alimentarias o tróficas, hay flujo de materia y energía. Las relaciones alimentarias se representan en diagramas llamados tramas o redes tróficas, donde los componentes de una comunidad biológica están conectados por líneas que indican sus relaciones alimenticias. Una cadena alimentaria es una secuencia lineal dentro de la red trófica, a través de la cual fluye la energía captada por los autótrofos.

Niveles Tróficos

Primer nivel: Lo ocupan los organismos productores.
Segundo nivel: Lo forman los consumidores primarios o herbívoros.
Tercer nivel: Incluye a los consumidores secundarios o carnívoros.

Biomasa y Pirámides Ecológicas

La biomasa es la masa total de materia orgánica de un ser vivo o de un grupo de ellos, y representa la cantidad de energía química potencial almacenada en esa materia orgánica. En una red alimentaria, la biomasa y el flujo de energía entre los niveles tróficos pueden visualizarse mediante gráficos en forma de pirámide, conocidos como pirámides ecológicas o pirámides tróficas. Las pirámides ecológicas se organizan según la cantidad de energía en cada nivel de la cadena trófica. Los productores, que poseen la mayor cantidad de energía, forman la base de la pirámide.

Relaciones Bióticas o Ecológicas

Los organismos en una comunidad biológica establecen relaciones entre individuos de la misma especie y entre especies diferentes, denominadas relaciones bióticas o ecológicas.

Relaciones Intraespecíficas

Son las que se establecen entre organismos de la misma especie:

Colonia: Conjunto de individuos unidos que interactúan ventajosamente y en ocasiones se dividen el trabajo.
Sociedad: Grupo de individuos en el que hay algún grado de cooperación, comunicación o división del trabajo.
Competencia intraespecífica: Competencia que se da entre individuos de la misma especie por los recursos del medio o por territorio.

Relaciones Interespecíficas

Son las que se establecen entre individuos de especies diferentes:

Mutualismo: Ambos individuos se benefician mutuamente.
Protocooperación: Los organismos asociados se benefician, pero la interacción no afecta ni su desarrollo ni su supervivencia.
Comensalismo: Un individuo se beneficia sin perjudicar al otro.
Depredación: Un animal (la presa) es capturado y devorado por otro de mayor tamaño y energía, pues este lo necesita para sobrevivir.
Parasitismo: Un organismo vive a costa de otro de mayor tamaño y lo perjudica.
Competencia interespecífica: Los organismos con nichos ecológicos similares compiten por recursos.