El Hecho Evolutivo. La Teoría de la Evolución.  PaleoArgentina Web.
 
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El Hecho Evolutivo: Introducción.

En 1543 (y no se impacienten con la fecha), Nicolás Copérnico publicó "De revolutionibus orbium caelestium", libro en el que propuso un nuevo y revolucionario sistema del mundo sobre la base de una Tierra en movimiento.

En 1859, más de tres siglos más tarde, otro hombre revolucionario publicó "Sobre el origen de las Especies", en donde también se vertían nuevas y radicales ideas sobre la naturaleza de la vida. El título de esta página no es más que una alusión (espero que no presuntuosa) a esta semejanza, porque si bien separados por varios siglos, ambos personajes fueron prácticamente tratados de herejes y ambos han sido los artífices de sendas revoluciones científicas y del pensamiento humano.

Es ya clásica la frase de Theodosius Dobzhansky, uno de los fundadores de la actual genética de poblaciones: "Nada tiene sentido en Biología si no es a la luz de la Evolución" , y sólo hace falta leer cualquier texto relacionado con las Ciencias de la Vida, visualizar no importa qué documental sobre la Naturaleza o ir, simplemente, al supermercado y ver la inmensa variedad de vegetales que nos comemos, para darse cuenta de lo fundamental y exacto de esta frase. No existe fenómeno vital que escape a una explicación que, en el peor de los casos, resulta ser implícitamente evolucionista.

En Noviembre de 1.998 se dio a conocer la primera secuencia completa del genoma de un organismo eucariota, el del "gusano" Caenorhabditis elegans. El director de este proyecto era el genético molecular Sydney Brenner, que en una reciente entrevista comentaba lo siguiente, en referencia al futuro de la Biología: "... la Biología se va a convertir muy pronto en una disciplina teórica, y todos los científicos creativos estarán pronto en el campo de la Evolución".

El 15 de Febrero del 2.001, en Nature, y el 16 del mismo mes, en Science, se publicaba la secuencia "casi" definitiva de otro genoma, pero esta vez más importante: el humano, aunque no secuenciado al cien por cien. Confirma lo que ya se sospechaba últimamente: que nuestro genoma es mucho más sencillo cuantitativamente de lo que nuestra soberbia puede soportar. Sólo 30.000 genes poseen los núcleos de nuestras células (los últimos datos apuntan unos 50.000), y no hace más de un año aún se especulaba con que serían 80.000. Resultan ser no muchos más que los de una mosca del vinagre y apenas 11.000 más que los del Caenorhabditis elegans. Somos menos de lo que pensábamos. ¿O no?

Desde un punto de vista evolutivo, ya se sabe que poseemos fragmentos de genoma vírico en nuestro ADN y que, al menos, 223 proteínas que sintetizamos ... lo hacemos mediante genes que también poseen las bacterias, transferidos a nuestro genomoa a través de otras especies o directamente de los virus y bacterias. ¿Sorpresa? Y aún más. Se ha visto ya con mayor precisión, si bien este dato ya se conocía por estudios anteriores, que la variabilidad de nuestro genoma es muy pequeña y que, incluso, personas de una misma población pueden ser más diferentes entre sí que con personas de poblaciones diferentes. Esto es lo que ocurre en especies que acaban de aparecer en el campo evolutivo, como la nuestra que apenas tiene hace 100.000 años que salió de África ... pero esta es otra historia. Como decía el día de la presentación del Proyecto Genoma Humano Svante Pääbo, "todos los humanos somos africanos, ya residamos en África o en el exilio reciente" . Siento no recordar de quién era la siguiente reflexión, pero si hubiera un holocausto del tipo que fuese y sólo sobreviviese una pequeña tribu de algún lugar aislado del planeta, de seguro que conservaría toda la variabilidad genética de nuestra especie.

Sigo con mi ambición inicial: divulgar lo que constituye una de las ramas más apasionantes de la Ciencia. La EVOLUCIÓN como proceso en el que se integran todos los fenómenos dinámicos de nuestro planeta, tanto los correspondientes a su parte viva como a su parte abiótica.

En el estudio de la Evolución Biológica, aportan sus datos y conocimientos todas las ramas de la ciencia, desde el bioquímico hasta el paleontólogo, desde el físico hasta el edafólogo, desde el forense hasta el ecólogo, desde el botánico hasta el genetista, ..., en fin, se trata, pues de una Gran Ciencia, o una "superciencia" en ese sentido, pero, como buena ciencia, en constante cambio acercándose cada vez más a explicar el funcionamiento de la Naturaleza. Estas páginas aportarán algo al pobre espacio en la Red que ocupa en nuestro idioma este tema y la Ciencia en general. Abundan, aunque algo menos de lo esperado, los recursos en inglés, pero el campo resulta desesperante en nuestro idioma, con honrosas excepciones. El que esto escribe es un biólogo interesado por este tema, pero en absoluto un experto en la materia (he de decir esa frase tan ausente en la Red "esto no es una página oficial"), de modo que, probablemente se encuentren algunos errores o imprecisiones. Sólo estoy intentando contar a los demás todo aquello que voy leyendo para animar a que también lo hagan otros. Agradecería las contribuciones en este sentido que os parezcan, lo mismo que nuevos enlaces, datos, etc.

La ciencia de la evolución.

La teoría de la evolución se ocupa de tres materias diferentes . La primera es el hecho de la evolución , es decir, que las especies vivientes cambian a través del tiempo y están emparentadas entre sí debido a que descienden de antepasados comunes. La segunda materia es la historia de la evolución, es decir, las relaciones particulares de parentesco entre unos organismos y otros y cuándo se separaron unos de otros los linajes que llevan a las especies vivientes. La tercera materia se refiere a las causas de la evolución de los organismos.

El origen evolutivo de los organismos es hoy una conclusión científica establecida con un grado de certeza comparable a otros conceptos científicos ciertos, como la redondez de la tierra, la composición molecular de la materia o el movimiento de los planetas. Este grado de certeza que va más allá de toda duda razonable, es lo que señalan los biólogos cuando afirman que la evolución es un hecho.

La investigación histórica de la evolución incluye desentrañar la sucesión histórica de los organismos, precisar los ritmos de la evolución, la multiplicación y la extinción de especies, la colonización de islas y continentes, y otras muchas cuestiones.

En cuanto a los mecanismos o causas de la evolución, Darwin ya apuntó el de la selección natural, y hoy se conocen algunos más, que se verán más adelante.

La historia de la teoría de la evolución no es una simple enumeración de explicaciones científicas. Existe en primer lugar una lucha entre dos concepciones del mundo. Para algunos, admitir la transformación de las especies significaba la destrucción de todas sus creencias. Los partidarios de la lectura de la Biblia al pie de la letra se empeñan, aún hoy en día, en negar la evolución, y tienen todavía cierto poder para imponer sus ideas en ciertos países. En los EEUU, por ejemplo, la batalla contra la evolución cobró grandes proporciones en los años veinte (el llamado "juicio del mono"). En 1924, la cámara de representantes de Tenessee aprobaba, por unanimidad, una ley que proclama: "En la Universidad o escuela normal o cualquier escuela pública financiada entera o parcialmente con fondos del Estado, queda prohibido enseñar una teoría que niegue la historia de la creación divina del hombre, tal como la enseña la Biblia, y propagar en su lugar que el hombre desciende de un orden inferior de animales".

Actualmente, en Arkansas; Florida y Texas la doctrina creacionista ha sido incluida en los programas escolares. En California no se puede enseñar la teoría de la evolución a título de teoría científica, sino como mera teoría no probada. Ronald Reagan, en 1980, durante su campaña presidencial, decía: si se enseña evolución en las escuelas públicas, entonces habrá que enseñar también la historia bíblica de la creación.

 
La Teoría de la Evolución: Darwin y el Transformismo inglés.

La publicación de las teorías de Darwin se vio acelerada por una circunstancia extraordinaria que le decidió a exponerse precozmente a los ataques de los creacionistas. Había comentado sus ideas con algunos amigos (Hooker, Lyell), pero no había pasado de ahí hasta el día en que recibió una carta procedente del archipiélago malayo, en la que un tal Sir Alfred Wallace resumía, en veinte páginas, una teoría similar a la que el mismo tenía en curso de elaboración. Después de alguno titubeos, sus trabajos y los de Wallace fueron presentados ante la Sociedad Linneana de Londres en 1858. Un año después publica El Origen de las Especies.

Es interesante señalar que, además de Wallace, otros antes de Darwin han presentados ideas semejantes.  Así, en 1813, tres médicos británicos desarrollan una teoría de la evolución basada en la selección natural, en la que rechazan la idea de la herencia de los caracteres adquiridos. Dos de estos médicos, Prichard y Wells, no son muy conocidos en su época. El tercero, en cambio, provoca un auténtico escándalo en la Inglaterra puritana: en Lectures of Physiology y Zoology and Natural History of Man, Lawrence afirma que todas las razas humanas provienen de mutaciones del mismo tipo que las que se dan en las camadas de conejos. La cría puede mejorar o arruinar la raza. Según él, las familias reales son un buen ejemplo. En 1831, el botánico escocés Patrick Matthew publica ideas aún más próximas a las que publicará Darwin, y este último admite haber conocido el libro tras la publicación de El Origen... Sea como fuere, esto patentiza que las ideas de Darwin no eran tan originales como habitualmente se piensa.

El viaje del "H.M.S Beagle".

¿Cuál será la fuente de inspiración de Darwin ? A buen seguro que el viaje en el H.M.S. Beagle significó mucho para él. Zarpó de Gran Bretaña en diciembre de 1831. Se había previsto que el viaje durase dos años, pero tardó cinco en volver. Arribó en octubre de 1836.

Se trataba de una expedición cartográfica que Darwin, como invitado, aprovechó para descubrir un mundo nuevo, el tropical: se maravilla ante la sucesión de paisajes, estudia las diferentes especies de animales y plantas en su geografía y observa la variedad de razas humanas.

El barco estaba al mando del capitán Robert Fitzroy, que acogió a Darwin en él por recomendación del botánico John S. Henslow, que simpatizaba con el joven Charles. Durante cinco años, Darwin hubo de escuchar las opiniones de Fitzroy, conservadoras y creacionistas hasta el extremo, sin pestañear. Stephen Jay Gould dice que las opiniones del capitán habrían sido un acicate para que Darwin elaborara una teoría opuesta.

Siempre que le era posible, desembarcaba para hacer observaciones y recoger ejemplares. Alquiló caballos y guías, acampó en el interior, trepó montañas y alquiló viviendas durante semanas, mientras Fitzroy se ocupaba en recorrer el continente y remontar ríos.

De vez en cuando enviaba a Henslow cajas de especímenes, y este lo enseñaba a sus colegas. Un hallazgo de Darwin (el cráneo fósil de un megaterio, enorme antecesor extinto del perezoso gigante de Sudamérica, también extinto) produjo sensación cuando Henslow lo presentó en una exposición de la British Assotiation for the Advancement of Science. Leyó, además, extractos de muchas de las largas cartas de Darwin en sesiones de la Philosophical Society, con el resultado de que, sin saberlo, el joven naturalista se convertía en Inglaterra en científico respetable.

Es difícil decir cuáles fueron los datos más importantes para Darwin. Su argumentación toma nociones de todas las disciplinas científicas de la época. Pero no cabe duda de que sus observaciones en las Islas Galápagos han desempeñado un papel importante en la elaboración de su modelo de los mecanismos de transformación de las especies.

Cuando llega a la Isla de San Cristóbal se fija especialmente en las tortugas y los pinzones. Estas aves, como resolverá una vez llega a Inglaterra con la ayuda del ornitólogo John Gould, constan de catorce especies en las islas, todas semejantes a las del continente, pero con fisonomías y hábitos diferentes.

El vicegobernador, M. Lawson, señala a Darwin un hecho que será muy importante: cada especie procede de una isla diferente. Pensó que todas estas especies era como si estuvieran emparentadas entre sí con un antepasado común, y hubiesen cambiado su apariencia física para explotar con mayor eficacia la variedad de recursos alimentarios de las islas. Escribió: "Cabe imaginar que, a partir de la escasez de aves de este archipiélago, se aprovechó una especie con fines diversos". Así pues, las catorce especies de pinzones de las Galápagos se han transformado a partir de una especie llegada del continente, que se había difundido por las islas. En cada isla, las aves habrían experimentado transformaciones propias en función de los problemas particulares hallados.

A Darwin le intrigaban mucho las singularidades de la distribución geográfica:
  • ¿Por qué lo que vivía al este de los Andes era tan diferente que los que vivía al otro lado?
  • ¿Por qué los animales sudamericanos diferían tanto de los norteamericanos?
  • ¿Por qué los animales del extremo norte eran tan similares en todos los continentes?
  • ¿Por qué no había mamíferos en las Galápagos, salvo una pequeña especie de ratita?
  • ¿Por qué en aquel archipiélago todas las especies resultaban tan peregrinas, incluidas las plantas?
  • ¿Por qué albergaba una sola especie de halcón, de paloma, de pájaro nocturno y de serpiente?
El problema de la distribución surgió de nuevo al arribar a Nueva Zelanda. Aquí se revelaba un extravagante ecosistema aviar. Los nichos que hubieran correspondido a infinidad de mamíferos, desde las marmotas hasta los antílopes, estaban ocupados por un despliegue inverosímil de aves no voladoras o, más precisamente, lo habían estado, porque los cazadores maoríes casi las habían exterminado antes de que llegara Darwin. Los fósiles probaban que en otro tiempo habían predominado en la isla. Iban de los moas gigantes, dos veces más grandes que los avestruces, y que ponían huevos del grosor de una pelota de baloncesto, a una multitud de pájaros menores, como el kiwi, del tamaño de una gallina y uno de los pocos supervivientes de esta fauna, ya que actualmente vive alejado de los asentamientos humanos, como inconspicuo y huidizo hijo de la noche.

En Australia, sin embargo, sí que había una plétora de mamíferos, aunque de índole diferente a los europeos, asiáticos y africanos. Casi todos eran marsupiales, como los canguros que ocupaban el nicho de los herbívoros. Pero también existían otros que ocupaban los lugares de conejos, lobos, puerco espines, monos, etc.

Tras estos y otros muchos datos, Darwin vino a pensar algo parecido a lo que sigue: si se tiene en cuenta el parentesco de la totalidad de los animales del mundo, cómo forman grupos, cómo se distribuyen geográficamente y cómo varían, aunque sea poco, de un sitio a otro, se hace muy difícil concebirlos como especies fijas.

Durante los años 1937 y 1938, Darwin se enfrentó al llamado problema de la dilución. Era sabido si se aparea un animal muy diferente de sus congéneres con otro, y luego con otro la descendencia, y así sucesivamente, la variabilidad tan grande inicialmente acaba desapareciendo. Comprendió que había fuerzas muy poderosas para conservar las especies, como el hecho de la descendencia estéril de dos especies diferentes (como el caballo con los asnos). También se dio cuenta de que los animales débiles o deformes no sobrevivían: los enemigo y el hambre efectuaban una constante elección diezmadora de los incapaces, lo que confinaba a las especies a la regularidad. Sin embargo, en su mente seguía viendo toda aquella variabilidad que había observado en su viaje.

Fue en esta época cuando leyó el trabajo de Malthus , y en fecha muy posterior lo acreditó como una de sus revelaciones: "... me inspiró de pronto que ... se tendería a conservar las variaciones conservadoras, y a destruir las que no lo fuesen. De ello resultaría la formación de nuevas especies". Para otros la doctrina malthusiana era la única manera de mantener una especia apta e inmutada; Darwin lo vio a la inversa: habiendo variación entre los individuos, ?no habría unos más aptos y más capaces de sobrevivir?

 En estas circunstancias, ya podía explicar la diversidad de los pinzones y tortugas de las Galápagos. El archipiélago era de origen volcánico y surgió del fondo marino. Cuanto llegó a las islas procedía de otros parajes. Si cada invasor era una pizca diferente de sus compañeros en el continente y en las demás islas (y no hay dos individuos idénticos en las especies animales superiores) se entiende que las diferentes sucesiones de tortugas y pinzones, al multiplicarse, intensificarían sus diferencias y tendrían rasgos característicos propios. Aquellos se había realizado durante millares de años, y cada isla albergó una especie diferente de tortuga y pinzón cuando Darwin llegó.

El pensamiento de Darwin no discurrió linealmente. Fue consecuencia de un entretejido de observaciones y conclusiones, que hubo de organizar antes de que se resolvieran en teoría. Ernst Mayr, en su libro "The Growth of the Biological Thought" (El desarrollo del pensamiento biológico) resume mejor que nadie en cinco observaciones y tres inferencias la labor de Darwin:
  • Observación número 1. Las especies gozan de gran potencial de fecundidad, dato que él ya había observado y que Malthus le recordó.
  • Observación número 2. Las poblaciones tienden a conservar sus proporciones. La inmensa mayoría de las poblaciones son estables.
  • Observación número 3. Los recursos alimentarios tienen límites y se mantienen casi siempre bastante regulares.
De estas tres observaciones Darwin infirió que en un medio ambiente de recursos alimentarios estables y con proliferación excesiva de los individuos, estos se enfrentarán a la lucha por sobrevivir.
  • Observación número 4. No hay dos individuos idénticos. La variabilidad es universal.
  • Observación número 5. Gran parte de la variación se hereda.
La segunda inferencia de Darwin concluye que en un mundo de poblaciones estables, en el que los individuo han de luchar para sobrevivir, sólo tienen posibilidad de hacerlo los que tienen mejores características, que sus cría probablemente heredarán. Esta desigual proporción de supervivencia es la selección natural. De aquí Darwin infirió, al final, que el proceso de selección natural, si se cumple con intensidad suficiente y durante bastante tiempo, acarrea al cabo cambios muy perceptibles en una población y culmina en la aparición de una nueva especie. Tras todo este corpus de ideas y conclusiones perfectamente argumenta-das, cabe imaginar a Darwin presto a publicarlas. Sin embargo, lo que sucedió fue muy distinto. Hacia 1839 y 1840 había llenado varios cuadernos. En 1842 los organizó y escribió un corto ensayo que bosquejaba su teoría. En 1844 redactó otro más extenso. Pero no publicó ninguno: le sobraban ejemplos para concluir que hablar de evolución en su sociedad y verse relegado a la repudia estaban íntimamente unidos. Así, en 1844 Darwin se desvió del asunto y comenzó a estudiar algo menos comprometido, como eran las lapas, durante ocho años. El resultado fue una obra de cuatro tomos que aún hoy es un hito científico. Aún así, según Stephen Jay Gould, Darwin siempre lograba relacionar el asunto que trataba, por muy distante que pareciera, con el motor de su vida: la Evolución.

La mariquita asiática. Un caso de variabilidad.

 La variabilidad genética dentro de una especie resulta evidente en la coloración de los élitros (primer par de alas) de la mariquita asiática Harmonia axyridis.

Se trata de una especie indígena de Siberia, Japón, Corea y China, que presenta cierto número de variantes con diferente distribución geográfica. La variable signata-19 (las tres filas superiores) tiene muchas formas con manchas negras sobre fondo amarillo, presentando incluso algunos miembros exclusivamente negros; la variante aulica (cuarta fila) presenta un gran par de manchas amarillas sobre fondo negro; la variante axyridis (quinta fila) presenta manchas que varían en cuanto a color desde el amarillo anaranjado hasta el naranja pálido y la variante spectabilis (sexta fila) tiene manchas rojas sobre fondo negro.

La distribución geográfica de las poblaciones de esta especie es bastante precisa: Siberia centrooccidental está habitada, casi exclusivamente, por la variedad axyridis; más hacia el este, las poblaciones se hacen más variables, incrementendo la frecuencia de formas con fondo amarillo como signata; la variedad spectabilis sólo se encuentra en Extremo Oriente.

Se cree que los diversos patrones de coloración vienen determinados por una serie de formas variantes del mismo gen. Aunque este tipo de variabilidad discreta, llamado polimorfismo es raro, en todas las especies actuales se observan formas más sutiles de variabilidad, que a veces sólo se expresan en respuesta a medios cambiantes.

 

 

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