Tema: evolucióN (Parte I) Concepto de evolución
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Tema:EVOLUCIÓN(Parte I) Concepto de evoluciónSe entiende por evolución al proceso de cambio de las especies vivientes, que desemboca en la aparición, de otras distintas, debido a la adaptación al medio y a la lucha por la sobre vivencia. En el desarrollo de los procesos evolutivos, se distinguen tres etapas: 1. Microevolución: Es el conjunto de pequeños cambios, que se van acumulando en los individuos de una población. 2. Especiación. El grupo inicialmente aislado, se transforma en una especie con características diferentes, a las del grupo del que proviene, incluso, es posible que llegue a aparecer no solo una especie nueva, sino un género diferente. 3. Macroevolución. Este término agrupa los cambios muy evidentes en la evolución, es la ramificación de los planes estructurales básicos, como procesos de adaptación al ambiente. También se le conoce como radiación adaptativa. Adaptación. Concepto: Se define adaptación como la adquisición de características por parte de un organismo (o grupo de organismos) mediante las cuales se halla en mejores condiciones para vivir y reproducirse en su ambiente. La adaptación es una característica estructural o funcional, heredada que le da a un organismo, o a la población de la cual es miembro, una ventaja en su medio ambiente. Hay diversos tipos de adaptaciones, entre ellas tenemos las siguientes: a) Adaptaciones estructurales Son adaptaciones que sufren en alguna parte de su cuerpo, para su sobrevivencia. Los organismos, en el curso de la evolución, han experimentado continuas adaptaciones y readaptaciones estructurales, al cambiar el medio ambiente o al emigrar a un nuevo ambiente. b) Adaptaciones fisiológicas: Algunas especies han evolucionado hacia un nuevo sistema digestivo o una nueva enzima liberadora de energía. Por ejemplo, el tipo de mutación que da origen a una nueva enzima capacita a las bacterias del azufre para obtener energía del ácido sulfhídrico, sustancia venenosa para muchos organismos. Un tipo de adaptación principalmente de las aves y mamíferos (homeotermos) son los mecanismos de mantener un estado estable o equilibrado en su temperatura interna, los que han sido perfeccionados y se han enfrentado a los grandes cambios del medio ambiente externo, gracias a una evolución gradual. c) Adaptaciones al color 1. El camuflaje: Este es un tipo de adaptación que hace posible que los animales se confundan con el ambiente. Los animales logran con el camuflaje: • Ocultarse para no ser atacado por los depredadores." Por ejemplo, el camaleón se confunde con el color verde de la vegetación, el camaleón cambia el color de la piel, según el ambiente que lo rodea, el venado se pierde gracias con su color entre el ambiente; su ornamenta se confunde con las ramas secas de los árboles. • Ocultarse para no ser visto por su presa. Un ejemplo es la mantis, que se pierde entre el follaje confundiéndose con este, para luego atacar a su presa. 2. El mimetismo: Consiste en el parecido o semejanza entre un animal inofensivo y uno peligroso. De esta manera el animal inofensivo mantiene alejados a los depredadores. Ej: La coral falsa. Fuerzas Elementales de la Evolución 1.) Mutación y variabilidad La mutación, en su acepción general, se refiere a cualquier cambio del material genético de las células, no producido por fenómenos de recombinación o segregación, el cual se transmite a las células hijas y, en su caso, a las generaciones sucesivas, dando lugar a células o individuos mutantes. La mutación es la fuente primaria de variabilidad genética, y como tal, es indispensable para que se produzca el fenómeno evolutivo. Las mutaciones ocurren al azar, los cambios que ocasionan en los individuos, no tienen ninguna relación directa con el éxito o la eficacia de los organismos que las sufren; las causas de la mayor parte de ellas se desconocen, aunque se sabe que están relacionadas con ciertos factores ambientales. La mutación no puede generar nuevas adaptaciones porque no tiene dirección, son cambios espontáneos que no responden a un plan estructural establecido. 2.) Selección natural En la selección natural, los organismos luchan por la supervivencia, y solo los más aptos sobreviven. Fue el principal argumento que Charles Darwin esgrimió en su teoría de la evolución de las especies. Para él, la selección natural es la causa principal, que mantiene en funcionamiento los mecanismos de la evolución, es un proceso acumulativo que permite incorporar pequeñas mejoras, generación tras generación, hasta obtener estructuras muy complejas. 3.) Desplazamiento genético al azar o deriva genética En cada generación se produce una especie de sorteo de genes, durante la transmisión de gametos de los padres a los hijos, el cual se conoce como deriva genética. En cada generación se espera una fluctuación al azar de las frecuencias de los alelos en las poblaciones. Si en algún momento durante esta conducta fluctuante, un tipo de los alelos no llega a transmitirse a la siguiente generación, entonces este alelo se habrá perdido para siempre. La pérdida de un alelo o de un gen, dentro de una población, ocurre a causa del azar, no porque sea perjudicial o beneficioso. La depredación, por ejemplo, puede hacer que desaparezca totalmente un gen del patrimonio genético de la especie, porque por el azar, las víctimas eran poseedoras, de un alelo poco común, en el resto de la población. La deriva genética puede reducir el potencial de variabilidad genética, e incrementar, al mismo tiempo, las diferencias genéticas entre poblaciones. En este sentido, se afirma que la deriva genética tiene una acción opuesta a la mutación, ya que la primera disminuye la variabilidad, mientras que la segunda la incrementa. Se pueden resumir las características de la deriva genética, de la siguiente forma: • Opera en poblaciones finitas • Su ritmo es función inversa del tamañc de la población. • Reduce la heterocigosis. • Fija un alelo a expensas de la extinción de otros. • Encuentra su contrapeso en la mutación y la recombinación. Cuello de botella genético: A veces, por factores ambientales, como por ejemplo las plagas y sequías, cuya consecuencia es la pérdida de alimentos, las poblaciones sufren marcados descensos en su población, se dice que pasan por "cuellos de botella genéticos", en estos momentos, la deriva genética tiene mayores oportunidades de presentarse. Este fenómeno parece que es el ocurrido en algunos de los antecesores del ser humano, porque la variabilidad genética de la especie humana es muy pequeña, comparada con la de otras especies, como las de gorilas y chimpancés, por ejemplo. Efecto fundador: Otras ocasiones en las que se observa el efecto de la deriva genética, son las que se presentan cuando pocos miembros de una población, con solo una pequeña parte del n acervo genético de la población original, fundan una colonia, en una nueva región geográfica. El "efecto fundador"es observable en ciertas islas oceánicas, con poblaciones numerosas, establecidas por muy pocos individuos. Las frecuencias de muchos genes pueden ser diferentes en los pocos colonizadores, al compararlos con la población de la que proceden. Lo que tiene efectos duraderos en la evolución de tales poblaciones aisladas. Algunos ecólogos consideran que el efecto fundador es, probablemente, responsable de la poca frecuencia de grupo sanguíneo B, entre las poblaciones indígenas de América, cuyos antecesores llegaron, en grupos muy pequeños, cruzando el Estrecho de Behring hace unos cien mil años. 4.) Migración genética El intercambio de genes ocurrido a causa de la migración de los individuos entre poblaciones, es un importante factor de cambio genético en las poblaciones. Cuando un nuevo gen ingresa al conjunto total de genes de la población, se dice que ha ocurrido migración genética. La migración, en el sentido genético, implica que los organismos, sus gametos o sus semillas, que van de un lugar a otro, se entrecrucen con los individuos de la población a la que llegan. Por eso a la migración se le llama, también, flujo genético. En este caso, lo que cambian son las frecuencias génicas de una localidad dada, a causa de que las frecuencias de los emigrantes y de los residentes no son iguales. La migración genética es un factor de aumento de la variabilidad genética de poblaciones, generalmente pequeñas. Cuestionario: 1- ¿Qué se entiende por evolución? 2. Defina microevolución, macroevolución y me-gaevolución. 3. ¿A qué se llama frecuencia génica?¿Qué relación tiene con la variabilidad de las especies? 4. ¿Qué es la selección natural? 5. Defina adaptación. 6. Defina mutación. 7. ¿Por qué las mutaciones son necesarias para que ocurra la evolución? 8. ¿Qué relación existe entre mutaciones y ADN? 9. ¿Qué son mutaciones espontáneas? 10.¿Qué significa que las mutaciones ocurren al azar? 11.¿Por qué la mutación no puede generar nuevas adaptaciones? 12.¿Qué se entiende por deriva genética? 13.Cite cinco características de la deriva genética. 14.¿Qué es migración genética? ¿Qué otro nombre recibe? 15. Explique por qué la deriva genética y la mutación tienen efectos contrarios. 16. ¿Qué diferencia existe entre el cuello de botella genético y el efecto fundador? Tema:EVOLUCIÓN(Parte II) Patrones evolutivos que determinan el proceso de especiación Especie: Los individuos de una misma especie son capaces de cruzarse entre sí, pero no con individuos de otras especies diferentes. Una población es un conjunto de individuos, en un área determinada, que comparten las mismas características, y mantienen entre sí intercambios genéticos. Es la unidad de la evolución. En ocasiones no se da intercambio genético, entre dos poblaciones de la misma especie, por la existencia de barreras geográficas que lo imposibilitan, aunque existe el potencial genético para hacerlo. Las especies, al contrario de las poblaciones, son sistemas cerrados, no intercambian material genético con otras especies. Si esto llega ocurrir, la descendencia es híbrida, es decir, estéril. Una especie está formada por organismos, que se integran en poblaciones, las cuales son grupos reproductivamente aislados de grupos de individuos de otras especies. Proceso de especiación El proceso de especiación, u origen de una nueva especie, implica la evolución de mecanismos, barreras o propiedades biológicas, que imposibilitan el entrecruzamiento con individuos de otras especies. La formación de nuevas especies se puede dar por tres distintas vías: la transformación de una especie en otra, la unión de dos especies, para formar una diferente, y la multiplicación de la especie en dos o más. Dentro de la tercera vía de formación de nuevas especies en la multiplicación de la especie en dos o más, se pueden reconocer dos formas, en las que se presenta el proceso, la especiación alopátrica y la simpátrica, de acuerdo con el momento en que aparecen las barreras geográficas y las reproductivas. En la alopátrica se presentan primero las barreras geográficas, luego las reproductivas, en la simpátrica, ocurre lo contrario. a) Especiación alopátrica El patrón más común de especiación se conoce como especiación geográfica o especiación alopátrica, la cual se inicia, como resultado de la separación geográfica de las poblaciones. La separación geográfica es ocasionada por ríos, montañas, continentes y océanos, que impiden el cruce entre individuos de especies distintas. En el marco de este patrón, primero se dan las barreras geográficas, y luego aparecen las reproductivas. Por tanto, la explicación del origen de las especies, busca determinar cómo ocurre el aislamiento reproductivo. b) Especiación simpátrica Ocurre cuando una población forma una especie, en la misma región geográfica de la especie progenitura. La aparición de dos acervos genéticos, relacionados filogenéticamente, en el mismo lugar geográfico, es bastante común en el Reino vegetal, y poco conocida en el Reino animal. Los ejemplos conocidos de especiación simpátrica en animales, son de insectos parásitos, que se cree tienen su origen en una mutación, que causa aislamiento reproductivo. Es probable que dicha mutación solo les permita, a estos insectos, parasitar una especie distinta a la que parasitaba el organismo, que les dio origen. De esta forma, no ocurre flujo génico entre la población mutante y la original, porque viven en huéspedes diferentes. c) Radiación adaptativa Se define como radiación adaptativa a la evolución de distintas especies, a partir de una o pocas especies ancestrales, en un periodo de tiempo determinado,, considerado, por lo general como corto, de pocos millones de años. Al aparecer una característica nueva en el seno de una población, puede ocurrir la diversificación del organismo ancestral, dando lugar a la radiación adaptativa. Es decir, cuando los planes estructurales básicos, producto de la megaevolución, se diversifican, como parte de procesos adaptativos al ambiente, es que tiene lugar la radiación adaptativa. Esto ocurre, porque a nivel de especie, las zonas adaptativas son iguales a los nichos ecológicos. Si las zonas adaptativas están desocupadas, pueden ser utilizadas para la radiación adaptativa. La variabilidad encontrada en los picos de los pinzones, de las Islas Galápagos, estudiados por Darwin, constituyen un ejemplo de radiación adaptativa. Mecanismos de aislamiento reproductivoLas propiedades biológicas que impiden el apareamiento se llaman mecanismos de aislamiento reproductivo, y se pueden clasificar en dos grupos: postcigóticos: que ocurren después de la fecundación, y precigóticos, los que ocurren antes de la fecundación. a) Precigóticos Una etapa de la especiación geográfica o alopátrica ocurre, cuando se presenta la oportunidad para el cruzamiento entre los individuos de las poblaciones que fueron separadas, a causa de un cese del aislamiento geográfico. Cuando se presenta esta oportunidad, pero la eficacia de los híbridos está muy reducida, en su capacidad reproductiva, la selección natural promueve el desarrollo de mecanismos de aislamiento reproductivo precigóticos, que ocurren antes de la formación del cigoto, es entonces, cuando las dos poblaciones pueden evolucionar, hasta convertirse en especies diferentes. Los mecanismos de aislamiento reproductivo precigóticos, son los que impiden la fecundación del óvulo. Entre ellos se ubican los aislamientos de los siguientes tipos: ecológicos, estacionales, conductuales, gaméticos y mecánicos. 1) Aislamiento ecológico Ocurre entre individuos que ocupan el mismo territorio, pero que viven en diferentes hábitats, por lo que no tienen oportunidad de cruzarse. Por ejemplo, varias especies morfológicamente iguales, del mosquito Anopheles, están aisladas por sus diferentes habitat, aguas salobres, dulces y estancadas. 2) Aislamiento estacional Se presenta entre organismos que tienen sus periodos de madurez sexual, como etapas de celo, excitación sexual o periodos de floración, en diferentes estaciones u horas del día. Al no haber coincidencia en estos hechos, no es posible el cruce entre estos individuos. 3) Aislamiento conductual o etológico Son barreras de comportamiento. Los sexos de la misma especie se reconocen por las conductas de cortejo, las cuales no funcionan en miembros de especies diferentes. Para que se produzca la unión sexual, es necesaria una atracción entre machos y hembras, o entre gametos masculinos y femeninos, en el caso de plantas y organismos acuáticos. Un ejemplo de este tipo de aislamiento reproductivo se observa en la mosca de la fruta. Existen tres especies gemelas de Dro-sophila, muy similares en la forma, nativas de Australia, Nueva Guinea y Nueva Bretaña, que en muchas regiones coexisten geográficamente. Sin embargo, a pesar de su semejanza genética y proximidad evolutiva, no hay evidencia de que se crucen entre sí, no existen híbridos en la naturaleza. 4)Aislamiento gamético En los animales con fecundación interna los espermatozoides son inviables en los conductos sexuales de las hembras de diferentes especies. En las plantas, los granos de polen de una especie, generalmente, no pueden germinar en el estigma de otra. 5) Aislamiento mecánico La fecundación es, a veces, imposible que ocurra entre individuos de diferentes especies, ya sea por el tamaño incompatible de sus genitales, en el caso de animales, o por variaciones en la estructura floral, en el caso de vegetales. Este tipo de aislamiento también es conocido, como barreras anatómicas. b) Postcigóticos Cuando la barrera geográfica que aisló las poblaciones persiste por un tiempo, aparecen mecanismos de aislamiento reproductivo postcigóticos, como resultado de la divergencia genética entre las dos poblaciones. Estos mecanismos de aislamiento, actúan después de la formación del cigoto, y se clasifican en diferentes categorías: inviabilidad, esterilidad y reducción de ambas. Son mecanismos de aislamiento reproductivo que interfieren en el desarrollo del individuo, o lo hacen estéril, de manera que no pueda dejar descendencia, ya sea por la in-viabilidad o la esterilidad de los híbridos. Un caso es el de los embriones obtenidos de cruces entre borregos y vacas, estos mueren en estados incipientes de desarrollo. Otro es el burro, híbrido estéril, obtenido del cruce entre la muía y el caballo. En el reino vegetal la inviabilidad de los híbridos es común en plantas, cuyas semillas híbridas no germinan. Cuestionario 1. Defina especie. 2. ¿Qué es una población? 3. ¿Qué se entiende por especiación? 4. Explique el concepto de especiación alopátrica. 5. ¿Cómo explican los biólogos el origen de las especies? 6. Cite el nombre de los dos grupos de mecanismos de aislamiento reproductivo. 7. Señale los 5 tipos de mecanismos de aislamiento reproductivo precigóticos. 8. ¿Qué es especiación simpátrica? 9. ¿Qué es un híbrido? 10. ¿Qué se entiende por competencia? 11. Defina radiación adaptariva. Evidencias del proceso evolutivo Las pruebas de que la evolución existe, conforman un conjunto de observaciones, que se pueden agrupar en diferentes ciencias. La paleontología, la bioquímica y la biología, son ejemplos de ellas. 1) Paleontológicas Las evidencias paleontológicas del proceso evolutivo, se basan en el estudio de fósiles, que son restos e impresiones, o huellas, de organismos, que vivieron años atrás. Observando los fósiles, se pueden ver dos tipos de características, las que se dan en series filéticas y las que aparecen como formas intermedias. En los casos en que es posible observar un cambio gradual, se puede concluir que una especie X, presente en determinado estrato, es una forma evolucionada, de otra especie, localizada en un estrato inferior. Las formas intermedias son seres fósiles extinguidos, que presentan características comunes a grupos, que hoy en día son completamente distintos. La mayoría de los fósiles se encuentran en rocas de origen sedimentario. Los estratos más viejos contienen los fósiles de los organismos más simples. Los más nuevos poseen fósiles de organismos complejos. Los fósiles encontrados en capas de rocas de reciente formación geológica, muestran más semejanzas con los organismos vivos de hoy, que con los de los fósiles de organismos de épocas anteriores. 2) Extinciones Demuestran la existencia de un proceso de cambio, mediante la presencia de restos fósiles de floras y faunas extinguidas, que evidencian las relaciones entre ellas y entre las especies actuales. Numerosas formas extintas indican puentes de unión entre dos grupos de organismos, como por ejemplo, la forma intermedia entre reptiles y aves, presentada por el Archaeopteryx, prueba de la evolución ocurrida desde los pequeños dinosaurios del Mesozoico, hasta las aves actuales. Otro ejemplo es Lycaenops, reptil parecido a un mamífero, encontrado en África del Sur, perteneciente al final del periodo Pérmico. Se han encontrado restos, casi completos de mamuts, que vivieron hace cuarenta mil años, preservados en capas de hielo. Así como restos de organismos pequeños e insectos, se han conservado intactos, al quedar atrapados en ámbar. 3) Anatómicas Este tipo de pruebas del proceso evolutivo, hacen referencia a las partes que componen a los seres vivos y las formas de las mismas. Se basan en analogías y homologías; las primeras son comparaciones entre órganos que desempeñan la misma función, pero poseen diferente estructura y origen, surgen como consecuencia de las adaptaciones al medio o nicho ecológico. Las homologías son las evidencias evolutivas, obtenidas al estudiar los órganos en individuos de diferente especie, los cuales desempeñan diferentes funciones pero tienen la misma estructura y el mismo origen evolutivo, por lo tanto indican parentesco o cercanía en las líneas de evolución. Por ejemplo, son órganos homólogos extremidades anteriores de los humanos, murciélagos y ballenas, cuya estructura, de desarrollo embrionario o relación con otros órganos, es básicamente la misma. 4) Embriológicas Los procesos de segmentación y gastrulación, que ocurren en el desarrollo embrionario, en animales tan diferentes como anfioxo, rana y hombre, presentan gran similitud. Mientras mayor sea la relación filogenética entre dos especies, mayor es el número de genes comunes a ellas, a mayor parecido en los organismos adultos, mayor es la semejanza del proceso embriológico. En las plantas superiores, gimnospermas y angiospermas, los embriones son tan similares que se emplea la misma terminología para describir sus partes. En todas las especies se encuentran organismos ancestrales, con características similares, a las presentadas en las distintas fases del desarrollo embrionario. El embrión humano, en su inicio, tiene parecido al de un pez, con hendiduras branquiales y corazón con dos cavidades y una cola, incluso con músculos, para moverla. 5) Bioquímicas En los componentes moleculares de los seres vivos existe una gran uniformidad. Desde bacterias y otros microorganismos, hasta individuos superiores, como plantas y animales, la información molecular está expresada como secuencias de nucleótidos de ADN, que se traducen en proteínas, formadas por los mismos veinte aminoácidos. La uniformidad de las estructuras moleculares revela la existencia de ancestros comunes, para todos los organismos, y pone de manifiesto la existencia de una continuidad genética entre ellos. La universalidad del Código Genético, es una evidencia decisiva, para afirmar que todos los seres vivos están relacionados. Investigaciones recientes demuestran que el ADN de la célula humana, tiene ciertas regiones idénticas con el ADN de los primates. La hemoglobina de los eritrocitos, de los seres humanos y los chimpancés, solo se diferencia en doce aminoácidos; esta proteína, básicamente, presenta la misma estructura en todos los vertebrados. Teorías acerca del origen de las especiesa) Uso y desuso de los órganos Fue Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829), biólogo y zoólogo francés especializado en invertebrados, quien formuló una de las primeras teorías de la evolución, conocida como "Hipótesis del uso y desuso de las partes". De acuerdo con Lamarck, una vez que la naturaleza creaba la vida, sus subsiguientes manifestaciones eran el resultado de la acción del tiempo y el medio ambiente, sobre la organización de los seres orgánicos. A partir de las formas de vida más sencillas, surgirían de forma natural otras más complejas, basadas en cambios que sufrían ;í para sobrevivir, en determinadas condiciones ambientales. Según Lamarck, las variaciones son inducidas en los organismos como respuesta a una urgente necesidad y tensión sobre alguna de sus partes, y mediante el uso y el desuso de los órganos; consideró que las modificaciones producidas de este modo son hereditarias. La idea más difundida de Lamarck, es la de que los órganos que no se usaban, se desarrollaban menos que los de mayor uso.De acuerdo con esta hipótesis, el cuello de las jirafas, es tan largo, porque evolucionaron de animales de cuello corto, a medida que estos animales ancestrales de cuello corto, se estiraban para alcanzar las hojas, en las ramas de los árboles más altos, sus cuellos se alargaban. Según Lamarck, estos cambios se heredaban a las generaciones siguientes, por lo que llamó a este hecho: "Herencia de características adquiridas". b) Teoría de la Selección Natural Alfred Russel Wallace, fue un naturalista inglés, contemporáneo de Darwin, que llegó a conceptos muy semejantes a los de él. Formuló su teoría de la selección natural: "... la perpetua variabilidad de todos los seres vivos tendría que suministrar el material a partir del cual, por la simple supresión de los menos adaptados a las condiciones del medio, solo los más aptos continuarán ...". Darwin presentó una gran cantidad de pruebas y argumentos a favor de la evolución de las especies, y formuló la teoría de la "selección natural" para explicar la evolución. De acuerdo con dicha teoría, cualquier grupo de vegetales o animales tiende a sufrir variaciones, luego se producen más organismos de cada variedad, de los que pueden obtener alimento y sobrevivir; por lo que se establece una lucha para la supervivencia entre todos los individuos. Aquellos individuos que posean caracteres que les den alguna ventaja, en la lucha por la vida, tienen más probabilidades de resistir, que los que carecen de ellos. Los supervivientes transmiten estas características ventajosas a su descendencia, de forma que las variaciones acertadas persisten en las generaciones sucesivas. El fundamento de la teoría de Darwin, es el concepto de la lucha por la vida, la supervivencia del más apto, y la herencia de los caracteres ventajosos a la descendencia de los individuos que sobreviven. Los puntos principales de la teoría presentada por Darwin y Wallace se pueden resumir de la siguiente manera: • Las poblaciones de organismos producen más descendientes de los que consiguen sobrevivir, porque los recursos del medio son limitados, y no es posible un crecimiento indefinido de las poblaciones. • No hay nunca dos individuos de la misma especie, que sean exactamente iguales; se diferencian en características como el color, la resistencia a las enfermedades y el grado de tolerancia al calor. • Los individuos compiten entre ellos por la existencia. Sobreviven aquellos que tengan las variaciones más ventajosas para el medio en el que viven. c) Teoría mutacionista En 1901, Hugo de Vries, botánico holandés, uno de los tres biólogos que redescubrió las leyes de Mendel, propuso la teoría mutacionista, la cual afirma: "las mutaciones aportan la materia prima para la evolución y las formas alternativas de los genes, sobre los que actúa la selección natural" De Vries llamó "mutación", al cambio repentino en los rasgos de los individuos, de una especie, y le asignó una importancia fundamental en la evolución. Las mutaciones, en términos de De Vries, son diferentes a las de Darwin, que eran cambios paulatinos y graduales, son por el contrario, saltos bruscos, repentinos y espontáneos incorporados al genotipo. La selección natural, posteriormente, determina, cuáles de estas mutaciones permanecen o son eliminadas. Es decir, la selección natural opera sobre las mutaciones. La teoría de Darwin, así modificada se conoce como neodarwinismo. Para de Vries, las mutaciones ventajosas, en medios cambiantes, conducen a las adaptaciones evolutivas. d) Teoría sintética La teoría sintética de la evolución orgánica, también conocida como "teoría neo-darwinista moderna", como su nombre lo indica, es una síntesis, una combinación de las ideas principales de Darwin, De Vries y Lamark, integradas con los conceptos actualizados de la genética, la citología y la bioquímica. Theodosius Dobzhansky (1900-1975), autor de "Genetics and the Origin of Species", obra publicada en 1937, es reconocido como el promotor de la esta teoría y por aportar evidencia experimental, en favor de la selección natural, como agente evolutivo. Según esta teoría, la variación heredable, la selección natural y el aislamiento, operan estrechamente unidas, son las principales causas del proceso evolutivo. La teoría sintética de la evolución proporciona un contexto diferente, en el que ocurre la evolución, la población, que se entiende como un grupo de organismos de la misma especie que obviamente se reproducen entre sí, generan descendencia fértil y comparten un reservorio génico. Cambian las poblaciones, no los individuos, por eso se habla de reservorio génico, como una "bolsa" de genes, común a toda la población, sobre la cual ejercen su acción las fuerzas evolutivas. Es decir, la evolución, según la teoría sintética, es el resultado de sucesivos cambios a través del tiempo, en la composición del reservorio génico. Las variaciones heredables son cambios genéticos espontáneos, que ocurren con relativa frecuencia. Ellas pueden ser resultado de mutaciones o de nuevas combinaciones genéticas. e) Equilibrio puntuado o puntual Los registros fósiles casi nunca muestran la historia evolutiva de las especies, en forma completa. En 1972, Niles Eldredge y Step-hen Jay Gould, propusieron una teoría de la evolución, que explica estos vacíos en la historia fósil. Las especies, según esta teoría, pueden pasar millones de años, sin que registren ningún cambio, de manera que hay muy pocas formas intermedias en la evolución de una especie, y de ahí proviene la existencia de vacíos en el registro fósil. Sin embargo, en algún momento puede ocurrir un cambio rápido, que haga surgir una nueva especie. En términos de tiempo geológico, este cambio, tuvo que ser tan rápido que dio poca oportunidad a las especies intermedias, de dejar rastros fósiles. Algunos biólogos apoyan la idea de Darwin, a la que llaman gradualismo, porque creen que el proceso de cambio evolutivo es lento y constante. Teorías sobre el origen de la vida a) La Creación Divina Sustentaba la existencia de una fuerza vital, soplo divino, espíritu superior, alma, etc, capaz de dar vida a la materia inerte. b) Generación espontánea La idea de la generación espontánea se remonta a la cultura griega, los griegos creían que las ranas y gusanos crecían espontáneamente a partir del lodo. Hasta daban recetas como la siguiente, para la obtención de organismos vivos: " llene una tinaja con trapos y colóquela en un sitio apartado, durante semanas, al final crecerán ratones a partir de los trapos". En el siglo XVII, el italiano Francesco Redi, demostró en 1668, que los gusanos encontrados en la carne podrida, eran las larvas que provenían de los huevos, que previamente habían depositado las moscas en la carne, y no el producto de la generación espontánea. Sin embargo, una cosa eran los huevos de moscas y otra los microorganismos que sólo se podían ver con la ayuda del microscopio. c) Cosmozoica o Panspermia La teoría de la "panspermia", publicada en 1906, establece que la Tierra habría sido "sembrada" de microorganismos extraterrestres, ancestros de los seres vivos terrestres actuales. Gracias a la naturaleza corpuscular de la luz, y la existencia de la presión luminosa, la luz de las estrellas es capaz de propulsar mi-cropartículas, e incluso esporas, en el espacio, y permitir así el desplazamiento interplanetario, interestelar de microorganismos. Esta idea fue ampliamente aceptada por científicos de renombre, entre ellos, el químico sueco, premio Nobel, Svante Arrhenius (1859-1927). Para Arrhenius, la vida se transporta en el espacio, bajo la forma de esporas, organismos vivos microscópicos, capaces de dar nacimiento a nuevos microorganismos, después de la diseminación. Estas esporas viajarían por el espacio interestelar, empujadas por la presión luminosa de las estrellas. d) Origen quimiosintéticoEn 1924, el bioquímico soviético Alek-sandr Oparin (1894-1980) publica una pequeña obra titulada: El origen de la vida, el título original de la misma, en su idioma natal, es Proischogdenie zhizni. En esta obra, Oparin presenta una nueva teoría que permite explicar el origen de la vida. Este hecho constituyó una ruptura con el pensamiento de la época, basado en la observación, que sostenía que la materia orgánica solo se producía por procesos biológicos, y Oparin planteaba que la materia orgánica se formaba antes que la vida. La vida, dentro de este marco evolucionista, sería la culminación de una larga evolución química, que habría ocurrido antes de la evolución biológica. Para Oparin, el medio primitivo terrestre debió ser muy diferente del actual. En particular la atmósfera, desprovista de oxigeno, encerraba una porción importante de metano y de otras moléculas orgánicas simples. El mecanismo químico que desencadenó la vida, se habría iniciado, según esta teoría quimiosintética, en la atmósfera inicial del planeta Tierra, a partir de los ingredientes inorgánicos allí presentes, y habría continuado en los océanos. La evolución de estos compuestos en la atmósfera o en la superficie del planeta, en los océanos primitivos habría permitido la formación de compuestos de interés biológico: monómeros, o aminoácidos en particular, y polímeros, como macromoléculas semejantes a las proteínas. Estas primeras reacciones químicas fueron favorecidas por las propiedades reductoras de ía atmósfera primitiva, rica en metano, hidrógeno y amoniaco, que permitió la estabilidad de las moléculas, que se iban formando; y también, por la enorme cantidad de energía que llegaba al planeta, en la forma de radiación ultravioleta y descargas eléctricas, y por la energía térmica de la actividad volcánica, generada en la Tierra. Tanta energía disponible aumentaba la cantidad y el tipo de reacciones químicas generadas. Es decir, en los océanos primitivos, de acuerdo con este razonamiento, se hubiera dado la aparición de los primeros sistemas capaces de duplicarse de manera autónoma, serían los microorganismos primitivos, que habrían utilizado para desarrollarse, la materia orgánica formada de manera prebiótica. Así, para Oparin, la primera célula o pro-tocélula habría sido heterótrofa. Estos sistemas químicos complejos aparecidos en los océanos primitivos, habrían formado, simultáneamente, estructuras coloidales, a las que Oparin llamó coacervados. Los coacervados de Oparin pueden considerarse como verdaderas células primitivas, que separaban a las macromoléculas biológicas, del medio exterior, por medio de membranas. Los sistemas orgánicos, ricos en carbono y complejos, pero no vivos aún, porque en ese momento, todavía no poseían todas las propiedades necesarias para la vida, habrían continuado evolucionando, progresivamente, perfeccionando su organización interna. En forma simultánea, habrían extraído del medio su alimento orgánico, y al someterse a las leyes de la evolución y de la selección química natural, dieron como resultado las primeras formas de vida. De este modo, los primeros sistemas vivos se habrían formado espontáneamente en el medio ambiente terrestre primitivo, gracias a una sucesión de complejidad creciente, de procesos químicos y físico-químicos, denominados prebióticos. Cuestionario 1. Explique la evolución de las jirafas de acuerdo con la Teoría de la selección natural de Darwin. 2. ¿Cuál es el fundamento de la Teoría de Darwin? 3. ¿Qué dice la "Hipótesis del uso y desuso de las partes"? ¿Quién la propuso? 4. Explique el concepto de selección natural de Darwin. 5. ¿Qué dice la Teoría mutacionista? ¿Quién la propuso? 6. ¿Qué dice la Teoría sintética? ¿Quién es su autor? 7. Cite las tres causas que producen cambios adaptativos, según la Teoría sintética. 8. ¿Qué dice la Teoría del equilibrio puntual? ¿Quiénes son sus autores? 9. ¿Qué dice la Teoría Cosmozoica? ¿Qué otro nombre recibe? ¿Quién es su autor? 10. ¿Cuál es la debilidad de la Teoría Cosmozoica? 11. ¿Qué es generación espontánea? 12. ¿Qué dice la Teoría del origen quimiosintético? 13. ¿Quiénes son los autores de la anterior teoría?. 14. ¿Por qué la Teoría de Oparin causó una ruptura con el pensamiento de la época? 15. ¿Cómo debió ser la atmósfera primitiva, según Oparin? 16. ¿Cuáles compuestos orgánicos se formaron en los océanos primitivos, según Oparin? 17. ¿En qué se transformaron los compuestos anteriores, con el paso del tiempo? |
