El origen de las especies por medio de la selección natural
descargar 51.51 Kb.
|
DEPTO ADMINISTRACIÓN EDUCACION MUNICIPAL COLEGIO INTEGRADO EDUARDO FREI MONTALVA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS – BIOLOGÍA MÓDULO DIFERENCIAL DE CUARTO AÑO MEDIO VARIABILIDAD, EVOLUCIÓN Y ADAPTACIÓN INTRODUCCIÓN. Hoy en día, se entiende por Evolución orgánica o biológica la lenta acumulación de cambios hereditarios que se producen en las poblaciones, como resultado de transformaciones en su composición genética a lo largo de varias generaciones de individuos. El concepto de evolución es el pilar central de la biología pues permite integrar las diferentes ramas de la biología formando un árbol común de conocimientos. La evolución se convirtió en una teoría, coherente y capaz de unificar a toda la ciencia biológica, a partir del trabajo de Charles Darwin Y su obra “El origen de las especies por medio de la selección natural”, en 1859. 2. EVIDENCIAS DEL PROCESO EVOLUTIVO. 
3. TEORÍA DE LAMARCK. J.B. Lamarck (1744-1829), propuso la primera teoría científica de la evolución. Según él, las variaciones del ambiente producen en los organismos la necesidad de cambiar sus propias estructuras con el fin de satisfacer las nuevas demandas ambientales. La “necesidad crea al órgano” y es su “uso o desuso” lo que determina su posterior perfeccionamiento o atrofia (principio del uso y desuso). Las características entonces adquiridas se transmiten de generación en generación, de modo tal que si la variación prosigue, la descendencia irá acentuando el cambio hasta lograr una modificación orgánica definitiva (principio de la herencia de los caracteres adquiridos), que mediante un lento y gradual proceso de cambio permite la aparición de una nueva especie. Lamarck, para apoyar su teoría, cita el famoso ejemplo de las jirafas que necesitaban cuellos largos para alcanzar su alimento desde el follaje de las ramas superiores de los árboles, característica heredada a través de las generaciones, haciéndose los cuellos de las jirafas cada vez más largos. 4. TEORÍA DE DARWIN-WALLACE: FUNDAMENTOS TEÓRICOS Y HECHOS. Medio siglo después que Lamarck publicara su teoría, Charles Darwin entrega al mundo su obra principal, publicada en 1859, titulada:” Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural o la preservación de las variedades mejor adaptadas en la lucha por la vida”. Darwin, mientras acumulaba los datos que le permitieron apoyar su obra, recibió un resumen de los trabajos de A. R. Wallace, quien trabajando de modo absolutamente independiente, había llegado a las mismas conclusiones respecto del proceso evolutivo y de los mecanismos de cambio gradual en los seres vivos. La teoría de Darwin se puede sintetizar en dos tesis principales:
El proceso de selección natural actúa gradual y progresivamente en los individuos que presentan variabilidad biológica, “seleccionando” aquellas características que resulten ser “más adecuadas” (adaptativas) a las condiciones ambientales imperantes, de modo tal que al ser heredadas a sus propios descendientes, ellos se vuelven cada vez “más adaptados” a su medio. Aquellas características de los individuos que disminuyen su viabilidad y potencial reproductivo, tienden a ser eliminadas, conjuntamente (y afortunadamente) con los individuos que la portan. La herencia de las pequeñas variaciones escogidas por la selección son la fuente de la evolución continua y gradual de los seres vivientes. El mecanismo de la selección natural Darwiniana fue propuesto como resultado de la observación de cuatro hechos del mundo natural:
5. TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN (TEORÍA NEODARWINISTA). Para explicar las interrogantes dejadas por la teoría darwinista de la evolución, se propuso una nueva teoría, actualmente aceptada, llamada teoría Sintética o Neodarwinista de la evolución. La teoría neodarwinista combina las ideas principales de Darwin integrándolas con los conceptos actualizados de la genética de poblaciones, biología celular y la bioquímica. Según esta teoría, el proceso evolutivo reconoce a la variación heredable, la selección natural y el aislamiento reproductivo como sus principales causas, las que operan estrechamente unidas entre sí. Esta teoría propone que:
6. BASES GENÉTICAS DE LA EVOLUCIÓN Uno de los avances más significativos que han ocurrido en la biología ha sido el establecimiento de la base genética de la evolución. Esta teoría y la genética mendeliana sólo se reconciliaron entre sí cuando los biólogos dejaron de pensar en términos de organismos y genotipos individuales y comenzaron a pensar en términos de poblaciones, genes y alelos. Aunque la selección natural actúa en los individuos determinando cuáles de ellos sobrevivirán para reproducirse, los individuos no evolucionan durante su vida. Son las poblaciones las que sufren el cambio evolutivo en el transcurso de muchas generaciones, cuando los individuos que la constituyen sobreviven y se reproducen a diferentes velocidades. La genética de poblaciones es la rama de la genética que estudia la frecuencia, distribución y herencia de los alelos en las poblaciones. En la actualidad, esta disciplina es el campo que proporciona mayor sustento a la teoría de Darwin. Recordemos que las diferentes formas de un gen son llamadas alelos y pueden existir, alternadamente, ocupando un mismo locus. Sin embargo, un individuo en particular sólo puede poseer algunos de los alelos del total de ellos presente en la población a la que pertenece. La suma de todos los alelos encontrados en una población constituye el pool génico (también llamado acervo genético). Éste contiene la variabilidad genética que caracteriza a todas las poblaciones de seres vivos. Por otra parte, se define población mendeliana a toda población que se cruza entre sí localmente, dentro de una misma área geográfica. Pero,... ¿cómo se mide la variabilidad genética de una población mendeliana? Para medir con precisión el pool génico de una población es necesario precisar tanto sus frecuencias alélicas como sus frecuencias genotípicas. Se define la frecuencia alélica (también llamada frecuencia génica) como la proporción relativa de un alelo en el pool génico de la población. Así, por ejemplo, si en una población de arvejas el rasgo color de la semilla es mendeliano, siendo el fenotipo amarillo dominante y el verde recesivo, habrán semillas amarillas que portan el alelo dominante A ya sea en condición homocigótica (AA) ó en condición heterocigótica (Aa). En cambio las semillas verdes portarán solamente el alelo recesivo a en condición homocigótica (aa). Las frecuencias de los alelos A y del alelo toman algún valor entre 0 y 1. Es 0 si el alelo no se encuentra en el pool génico de la población y es 1 si se encuentra presente en ambos locus de todas las plantas de arveja diploides de la población. En la población, la frecuencia del alelo A se representa como p y la del alelo recesivo a se representa como q. Entonces, se tiene que: p + q = 1 p = 1 – q o q = 1 - p Una población que no evoluciona, es decir, que tiene las mismas frecuencias alélicas de generación en generación, se dice que está en equilibrio de Hardy-Weinberg, entonces se cumple que la suma de la frecuencia p y q de los alelos que controlan un mismo rasgo es constante e igual a uno. 7. EL PRINCIPIO DE HARDY-WEINBERG. Esta ecuación permite conocer las frecuencias alélicas para una población que se encuentra en equilibrio genético, pues si se conoce el valor de q se puede llegar al valor de p y viceversa: Se trata entonces de una población ideal, puesto que las poblaciones en la naturaleza rara vez alcanzan las condiciones limitantes necesarias para mantenerlas en dicho equilibrio. Las siguientes son las condiciones fundamentales que se presumen para que se cumpla este equilibrio genético en la población:
Cuando una o más de estas condiciones no se cumple(n), se rompe el equilibrio de Hardy-Weinberg, y la población experimenta cambios evolutivos 8. MICROEVOLUCIÓN: CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA GENICA DE LAS POBLACIONES. Se llama microevolución al proceso por el cual se forman nuevas especies a partir de cambios en el pool génico de una población. Los agentes microevolutivos que pueden cambiar las frecuencias alélicas y genotípicas en una población son: (note que éstas son las variables que impiden a las poblaciones permanecer en equilibrio genético de Hardy- Weinberg).
9. SELECCIÓN NATURAL. La selección natural es la fuerza directriz no azarosa de la evolución, que actúa sobre las poblaciones naturales, favoreciendo la sobrevivencia y éxito reproductivo de los individuos mejor adaptados al cambio ambiental. Según los rasgos fenotípicos favorecidos en una población, a lo largo del tiempo, se reconocen tres formas básicas de selección:
10. ADAPTACIÓN: RESULTADO DE LA SELECCIÓN NATURAL. En términos evolutivos, las adaptaciones son el resultado del proceso de selección natural. Como la selección natural implica interacciones entre organismos individuales, su ambiente físico y su ambiente biológico, algunas adaptaciones pueden correlacionarse claramente con presiones selectivas dadas por factores ambientales o por las relaciones que se establecen con otros organismos. Hay casos en que las adaptaciones son el resultado de diversas presiones selectivas no tan fáciles de visualizar a primera vista. Existe una estrecha relación entre las carac terísticas propias de los organismos y el ambiente particular en que estos viven. Esta relación incluye rasgos relacionados con la forma de alimentación, mecanismos de locomoción, y aquellos atributos que per miten a los organismos aprovechar o tolerar las diversas condiciones de los ambientes que habitan. Así, especies que habitan nor malmente en ambientes desérticos presentan ciertas características que les permiten sobrevivir con mayor éxito en esos lugares que en otros, como mecanismos para retener agua, para evitar o tolerar la alta radiación solar; o formas de conseguir su alimento. Una adaptación es cualquier rasgo (o grupo asociado de caracteres) heredable, cuya pre sencia en un individuo incrementa la posi bilidad de sobrevivencia y reproducción, bajo un determinado conjunto de condiciones ambientales. 11. ESPECIE Y ESPECIACIÓN Se llama especiación a los mecanismos microevolutivos por los cuales surgen nuevas especies de seres vivos, a partir de especies pre-existentes. La especiación ocurre cuando una población queda en aislamiento reproductivo respecto de otros miembros de su especie. Con el tiempo los acervos génicos de ambas poblaciones comienzan a divergir en su composición. Cuando una población es lo suficientemente diferente de su especie ancestral al grado de que no hay intercambio genético entre ellas, se dice que ha ocurrido la especiación. Es posible clasificar la especiación en alopátrida y en simpátrida:
12. MACROEVOLUCIÓN: CLASES DE EVOLUCIÓN. El origen de las categorías superiores de clasificación sobre el nivel de especie (género, familia, orden, clase, phylum o división) se conoce como Macroevolución. La Macroevolución no es un proceso lineal, sino que implica normalmente una divergencia evolutiva. El desarrollo de líneas evolutivas divergentes originadas a partir de un ancestro común de adaptación general, involucra un proceso de adaptación especial a nuevas subzonas, logrando romper las barreras ecológicas que ellas le presentan. Los tipos son:
|
