Introducción a la Evolución

Microevolución y Macroevolución

La microevolución se refiere a los cambios evolutivos menores que son visibles en pocas generaciones. La macroevolución, en cambio, implica la aparición de nuevas especies a partir de un ancestro común tras un largo periodo.

Lamarck y su Teoría

Lamarck (1744-1829) fue el primer científico en proponer que los organismos experimentan cambios con el tiempo. Según él, un cambio en el ambiente provocaría que un organismo modificara su comportamiento, utilizando ciertas partes de su organismo más que otras.

Darwin y la Selección Natural

Darwin propuso la selección natural como mecanismo evolutivo, en la que los organismos mejor adaptados tienen mayor probabilidad de sobrevivir y convertirse en los progenitores de la siguiente generación. Llegó a esta conclusión a través de la observación de la selección artificial mediante cruces dirigidos y las ideas de Malthus sobre el crecimiento de las poblaciones. El modelo evolutivo de Darwin se basa en cuatro parámetros:

• Variación: Cada individuo de la población presenta una combinación única de rasgos que determinan sus probabilidades de supervivencia y éxito reproductivo.
• Sobreproducción: Las especies tienen la capacidad de producir en cada generación muchos más descendientes de los que sobreviven.
• Lucha por la supervivencia: Competencia por los recursos que limitará la supervivencia.
• Diferente éxito reproductivo: Debido a adaptaciones que ayudan a producir una mayor descendencia.

Teoría de la Evolución: El Origen de las Especies (1859)

1. Los tipos biológicos o especies no tienen una existencia fija ni estática, sino que se encuentran en cambio constante.
2. La vida se manifiesta como una lucha constante por la existencia y la supervivencia.
3. La lucha por la supervivencia provoca que los organismos que menos se adaptan a un medio natural específico desaparezcan y permite que los mejor adaptados se reproduzcan (selección natural).
4. La selección natural, el desarrollo y la evolución requieren de un enorme periodo de tiempo, tan largo que en una vida humana no se pueden apreciar estos fenómenos.
5. Las variaciones genéticas que producen el incremento de probabilidades de supervivencia son azarosas y no son provocadas ni por Dios (como pensaban los religiosos) ni por la tendencia de los organismos a buscar la perfección (como lo proponía Lamarck).

La combinación de los principios de la herencia mendeliana con la teoría de Darwin dio una explicación unificada a la evolución en lo que se conoce como teoría sintética de la evolución. Mediante esta teoría se explica que la variación observada por Darwin se debía a mutaciones o cambios en el ADN, de manera que la mutación aporta variabilidad genética sobre la cual actúa la selección natural durante el proceso evolutivo.

Pruebas a Favor de la Evolución

Registro Paleontológico

Revela una progresión desde los organismos unicelulares más antiguos hasta los pluricelulares que viven en la actualidad. La edad de los fósiles se puede determinar por diversos métodos: posición relativa en los sedimentos (fósiles indicadores) e isótopos radiactivos (carbono 14).

Anatomía Comparada

Las similitudes anatómicas entre organismos distintos, pero relacionados, revelan la existencia de un ancestro común. Las estructuras anatómicas que derivan de un ancestro común se denominan estructuras homólogas. Estructuras no homólogas, pero con funciones semejantes, se denominan estructuras homoplásticas. Estas estructuras no se originan por descendencia común, sino por convergencia evolutiva.

La anatomía comparada revela la existencia de estructuras vestigiales no funcionales que estuvieron presentes en organismos ancestrales.

Pruebas Biogeográficas

Basadas en el estudio de la distribución pasada y presente de plantas y animales.

Biología del Desarrollo

La comparación de las etapas del desarrollo en los embriones muestra muchas características en común que sugieren que evolucionaron a partir de un ancestro común. Estas características comunes indican que el desarrollo en las diferentes especies está controlado por la misma clase de genes, lo que revela una historia evolutiva común.

Los genes Hox desempeñan un papel muy importante en la morfogénesis de los embriones vertebrados y muchos otros organismos, como Drosophila melanogaster, donde fueron descubiertos.

Pruebas Bioquímicas

Basadas en las comparaciones a nivel molecular de diferentes organismos. Organismos remotamente relacionados tienen proteínas en común, como el citocromo c, parte de la cadena de transporte electrónico respiratoria. A lo largo de la evolución se han acumulado mutaciones en las partes menos importantes de la molécula.

La universalidad del código genético es una prueba de que todos los organismos surgieron de un ancestro común. Dicho código se ha mantenido y transmitido por todas las ramas del árbol evolutivo desde su origen.

Especiación

Concepto Biológico de Especie

Una o más poblaciones cuyos miembros son capaces de aparearse en la naturaleza y producir descendencia fértil. Las barreras reproductivas impiden que los miembros de una especie puedan intercambiar genes con miembros de otras especies, por lo que comparten un acervo genético separado del de otras especies.

Concepto Evolutivo de Especie

Una población se considera especie si ha sufrido evolución suficiente como para que haya diferencias significativas en los caracteres emergentes.

Aislamiento Evolutivo: Mecanismos

1. Barreras precigóticas: Impiden la fecundación.
   • a) Aislamiento temporal.
   • b) Aislamiento espacial: Dos especies en la misma área geográfica viven y se alimentan en distintos hábitats.
   • c) Aislamiento sexual o conductual.
   • d) Aislamiento mecánico.
   • e) Aislamiento gamético: Debido a diferencias moleculares y químicas entre especies que impiden la unión de los gametos.
2. Barreras poscigóticas: Se manifiestan tras la fecundación a pesar de barreras precigóticas.
   • a) Inviabilidad híbrida: Los genes de progenitores de diferentes especies no interactúan de manera adecuada para regular los mecanismos del desarrollo normal.
   • b) Esterilidad híbrida: Debida a que los gametos de un híbrido interespecífico son anormales por problemas durante la meiosis. Es común, sobre todo, si las especies progenitoras tienen diferente número cromosómico.

Cuando una población es lo suficientemente distinta de su especie ancestral y no hay intercambio genético entre ellas, se dice que ha ocurrido especiación.

• Especiación alopátrida: Ocurre cuando una población se separa geográficamente por selección natural o deriva genética. Las islas proporcionan aislamiento geográfico necesario para la especiación alopátrida, ya que el acervo genético aislado durante muchas generaciones, sometido a microevolución, puede ser suficiente para originar nuevas especies.

Radiación adaptativa: Diversificación evolutiva de muchas especies relacionadas a partir de una o unas pocas especies ancestrales en un periodo relativamente corto. Suele ocurrir si la especie ancestral aparece en un momento y una zona geográfica con numerosas oportunidades ecológicas, de forma que las zonas adaptativas en las que se diferencia cada especie equivaldrían a los nichos ecológicos.

• Especiación simpátrida: Consiste en el desarrollo de una nueva especie en la misma región geográfica que su especie progenitora. Los mecanismos de aislamiento reproductivo surgen al principio del proceso de especiación. Este tipo de especiación es especialmente común en plantas.

Cambio en la Ploidía

Duplicación espontánea de los cromosomas para producir núcleos con múltiples juegos de cromosomas. Un alopoliploide contiene múltiples juegos de cromosomas de dos o más especies. La alopoliploidía ocurre junto a la hibridación por reproducción sexual entre especies estrechamente relacionadas. La condición de poliploide hace que el híbrido sea fértil, aunque esté aislado reproductivamente de los progenitores, ya que sus gametos contienen un número de cromosomas diferente. Alopoliploidía: Se considera un factor importante de la evolución de las plantas con flores, ya que constituye un mecanismo para la especiación muy rápido.

Cambio Ecológico

A partir de una especie surgen individuos que se adaptan a condiciones diferentes, ocupando diversos nichos ecológicos dentro de la misma área geográfica. Diferentes especies de peces en un lago tienen hábitos alimentarios distintos que se manifiestan en la forma de sus mandíbulas o en su tamaño. Esto, a su vez, puede modificar las preferencias de apareamiento, provocando selección sexual o apareamiento no aleatorio.