2.2.- EL CAMBIO EVOLUTIVO.

2.2.6.- La evolución, ¿un hecho o una teoría?

"EN BIOLOGÍA NADA TIENE SENTIDO SI NO ES A LA LUZ DE LA EVOLUCIÓN" -T. Dobzhansky.

En ocasiones se dice que la evolución es un hecho constatado, pero también se habla de las "teorías" evolutivas.

En ciencia, un hecho es algo que está confirmado. Por ejemplo, que la Tierra gira alrededor del Sol. Los hechos deben ser explicados por teorías; estas pueden hacerlo mejor o peor, pero no pueden negarlos. En cualquier caso, que una teoría no consiga explicar bien un hecho, no anula ni permite cuestionar este hecho.

Los datos y argumentos que se han aportado a favor de la evolución son tantos y tan concluyentes que la evolución se considera un hecho histórico. Ningún científico actual niega la evolución, no existe al respecto debate alguno en la comunidad científica. Lo que se debate es cómo se ha producido la evolución, es decir, la explicación teórica de este hecho.

                  DATOS Y ARGUMENTOS A FAVOR DE LA EVOLUCIÓN

Entre los muchos datos que permiten hablar de la evolución como un hecho histórico se encuentran los proporcionados por:

• El registro fósil. Los fósiles hallados permiten comprobar que a lo largo de la historia de la Tierra las especies han aparecido y se han extinguido. En ciertos casos ha sido posible reconstruir con detalle el proceso evolutivo seguido.

• La anatomía comparada. El esqueleto de la extremidades anteriores de una persona, un murciélago, un delfín y un ave, a pesar de sus grandes diferencias externas, responden al mismo modelo y están  constituidas por las mismas piezas. ¿Cómo podría explicarse si no fuese así?

• El desarrollo embrionario. Los embriones de un pez, un reptil, un ave y un mamífero son muy parecidos en sus fases tempranas, aunque más tarde siguen un proceso de diferenciación progresiva. ¿Cómo explicar que los embriones humanos presenten hasta las seis semanas una cola si no es porque nuestros antepasados la tuvieron?

• La biología molecular. Todos los seres vivos, desde las bacterias a la especie humana, están constituidos por los mismos elementos químicos. Todos ellos construyen sus proteínas con los mismos 20 aminoácidos siguiendo idénticos procedimientos, y lo hacen gracias a instrucciones proporcionadas por el mismo tipo de molécula, el AD. ¿Pueden explicarse estas similitudes sin asumir un origen común? Y ¿cómo explicar que las diferencias entre el ADN de dos especies se reduzcan a medida que se aproximen evolutivamente?

2.2- EL CAMBIO EVOLUTIVO

2.2.5- Origen de nuevas especies

Todos los seres vivos de este planeta, con su extraordinaria diversidad, proceden de un único ancestro común. Si esto es así, la evolución no solo debe explicar cómo cambia una especie y se transforma en otra, sino también cómo a partir de una especie pueden formarse dos o más y así sucesivamente hasta poder alcanzar la biodiversidad actual. 

El proceso por el que a partir de una especie se forman dos o más se denomina especiación y puede ocurrir así:

• Dos poblaciones de la misma especie quedan separadas por una barrera geográfica, como el mar o una alta cordillera (aislamiento geográfico). Una de ellas, por ejemplo, emigra a una isla mientras la otra se queda en el continente.

• Las dos poblaciones siguen una evolución independiente. En cada una de ellas se producirán mutaciones. Como el número de genes es muy alto (25000 en la especie humana, por ejemplo) y las mutaciones ocurren al azar, serán diferentes en ambas poblaciones.

• La acumulación de diferencias entre ambas poblaciones y la selección natural terminarán por originar dos especies distintas.

Entendemos que dos poblaciones pertenecen a especies diferentes si no son interfecundas, de manera que los cruces entre individuos de una y otra población no tienen descendencia o esta es estéril. Se dice, entonces, que entre ambas poblaciones hay aislamiento reproductivo.

El aislamiento geográfico es una de las circunstancias que pueden causar la especialización pero no es la única. Cualquier proceso que irrumpa de manera continua el cruce entre los individuos de una población y los de otras de su especie puede ser causa de especiación. Por ejemplo, que en una especie de hábitos diurnos, una población pase a tener costumbres nocturnas.

El aislamiento reproductivo es el criterio que se utiliza para decidir si dos poblaciones actuales son, o no, de la misma especie. Sin embargo, este criterio ofrece grandes dificultades de aplicación en el caso de especies fósiles, y resulta de imposible uso aquellos organismos que solo tienen reproducción asexual.

2.2.-EL CAMBIO EVOLUTIVO

2.2.4.-Teoría Sintética.

A mediados del siglo XX, las propuestas de Darwin fueron enriquecidas y actualizadas con los nuevos conocimientos de genética y otras ramas de la ciencia. El resultado fue la teoría sintética de la evolución, cuyas aportaciones más importantes son:

• La unidad evolutiva no es el individuo sino la población.

Por población se entiende el conjunto de individuos de una especie que viven en la misma área. La selección natural actúa sobre el acervo genético de la población, o conjunto de genes con todas sus variantes que existe en una población.

• El origen de la variabilidad está en las mutaciones.

Se denomina mutación al cambio que se produce en el ADN. Estos cambios hacen que los organismos portadores muestren alguna característica diferente (la variabilidad de Darwin). Al tratarse de cambios en el material genético, las mutaciones son heredables. Las mutaciones se producen al azar y, en consecuencia, resultan generalmente perjudiciales para sus portadores que serán eliminados por la selección natural. No obstante, en ciertos casos esas mutaciones proporcionan alguna ventaja y sus portadores tendrán posibilidades de sobrevivir y transmitirla a la descendencia.

También hay mutaciones neutras, es decir, aquellas que no se producen ventajas ni inconvenientes y pueden mantenerse en la población en porcentajes minoritarios. A veces ocurre que en un cambio en el medio hace que una mutación neutra proporcione en las nuevas condiciones alguna ventaja.

2.2 EL CAMBIO EVOLUTIVO

2.2.3- La selección natural: Darwin.

Biografía de Darwin:

Darwin, Charles Robert (1809-1882), científico británico que sentó las bases de la moderna teoría evolutiva, al plantear el concepto de que todas las formas de vida se han desarrollado a través de un lento proceso de selección natural. Su trabajo tuvo una influencia decisiva sobre las diferentes disciplinas científicas, y sobre el pensamiento moderno en general.

Darwin fue el quinto hijo de una acomodada y sofisticada familia inglesa. Darwin estudió medicina en la Universidad de Edimburgo.

Tras graduarse en Cambridge en 1831, el joven Darwin se enroló a los 22 años en el barco de reconocimiento HMS Beagle como naturalista sin paga, gracias en gran medida a la recomendación de Henslow. 


Su trabajo como naturalista a bordo del Beagle le dio la oportunidad de observar variadas formaciones geológicas. En sus observaciones geológicas, Darwin se mostró muy sorprendido por el efecto de las fuerzas naturales en la configuración de la superficie terrestre.

En las islas Galápagos, observó especies estrechamente emparentadas pero que diferían en su estructura y en sus hábitos alimenticios, y concluyó que estas especies no habían aparecido en ese lugar sino que habían migrado a las Galápagos procedentes del continente.

Darwin no se dio cuenta en ese momento que los pinzones de las diferentes islas del archipiélago pertenecían a especies distintas. 
Más tarde, ya en Inglaterra, llegaría a la conclusión de que, cuando los pinzones llegaron al archipiélago desde el continente encontraron gran variedad de alimento, y al no tener competidores y estar aislados geográficamente, sufrieron una rápida adaptación a los distintos ambientes; con lo cual aparecieron nuevas especies que descendían todas ellas de un antepasado común.

Darwin fue el primero en dar una explicación racional y documentada de cómo había ocurrido la evolución, temas tratados en El Origen de las Especies, las principales características de la explicación evolucionista darwinista son:

• Las especies devienen por transformaciones continuadas. Todas las especies (botánicas, zoológicas) e incluso la humana, provienen de otras anteriores por medio de cambios graduales.
• La selección natural es el principio explicativo de la evolución. Así, de entre los muchos cambios que espontáneamente se producen en las especies, sólo perduran y se transmiten aquellos que resultan más eficaces en la lucha por la vida. Los individuos mejor dotados, los que mejor se adaptan al medio, sobreviven y transmiten hereditariamente sus características.
• El ser humano desciende de antiguos primates. Como los demás animales, procede por evolución de especies anteriores ya extinguidas.

Darwin utilizó la expresión "selección natural" para subrayar las analogías y diferencias entre los procesos y la selección artificial realizada por los criadores dedicados a la mejora de animales. Para Darwin, en la naturaleza, hay una selección permanente pero quien la realiza es la propia naturaleza.

Como Lamarck, Darwin había constatado que todos los organismos se encuentran maravillosamente adapados a su medio (si no lo estuvieran no podrían sobrevivir) pero el procedimiento de adaptación que proponía era radicalmente diferente.
Para Darwin, el medio solo puede "elegir" las opciones más ventajosas entre aquellas que la variabilidad de los individuos le proporciona. La adaptación, por tanto, no sería un acto voluntario del organismo, ni algo inducido por el medio sino seleccionado por el medio. 

2.2. EL CAMBIO EVOLUTIVO

2.2.2 LA TEORÍA DE LOS CARÁCTERES ADQUIRIDOS. 

Lamark.

Jean Baptiste de Monet (1744-1829), conocido universalmente por su titulo aristocrático de "caballero de Lamarck", fue el primero en exponer una teoría científica sobre la evolución, cosa que hizo en su libro "Filosofía zoológica" (1809).

Esta teoría, conocida como la "Teoría de los caracteres adquiridos", "Transformismo", o simplemente "Lamarckismo", es la primera teoría de la evolución y en ella, Lamarck concreta las ideas expuestas por los primeros científicos evolucionistas, como Erasmus Darwin (abuelo de Charles Darwin) o Georges-Louis Leclerc (conde de Buffon), y utiliza sus observaciones sobre fósiles y animales y plantas actuales para dar forma a toda una teoría con amplia base científica.

Esta teoría se basa en las siguientes tésis:

• Existe una evolución de unas especies a otras.
• Los organismos cambian voluntariamente  para adaptarse al ambiente.
• La función crea el órgano. Si un órgano es utilizado se desarrolla, en cambio, cuando no se utiliza, éste se atrofia y desaparece.
• Los caracteres así adquiridos se heredan de generación en generación.

Como sabemos, esta teoría resultó ser errónea, siendo su error más evidente la idea de que los caracteres adquiridos a lo largo de la vida se pueden transmitir a la descendencia. Lamarck pensó que esto podría ocurrir en la naturaleza como consecuencia de la necesidad de los organismos de perfeccionarse y mejorar sus posibilidades de supervivencia cuando su entorno cambiaba. Esta exigencia vital era la que obligaba a la naturaleza a conservar esos cambios conseguidos con tanto esfuerzo. No le parecía lógico que los caracteres adquiridos para sobrevivir y adaptarse al entorno se perdieran y el ciclo natural tuviera que empezar de nuevo, pues de este modo nunca se consolidarían las variaciones entre los individuos 

Uno de sus ejemplos más conocidos es el de las jirafas:

La necesidad de alcanzar el alimento que cada vez se encontraba a mayor altura provocó que ciertos animales fueran estirando su cuello a lo largo de su vida, para poder llegar a las hojas de los árboles. Este alargamiento del cuello (una mejora originada por la necesidad de sobrevivir, es decir, un carácter adquirido) se transmitía a sus descendientes, pues de otro modo estos no habrían sobrevivido. Así, al cabo de muchas generaciones, dichos animales acabaron originando las actuales jirafas. Es decir, las condiciones naturales obligaban a los seres vivos a cambiar y a heredar esos cambios.

Su teoría fue casi tan duramente criticada como lo fue más tarde la de Darwin. Sin embargo, la idea de que los seres vivos cambian quedó en el aire... y en la mente de otros naturalistas que leyeron su obra, por lo que sólo era cuestión de tiempo que apareciera una nueva teoría más completa y fundamentada.

2.2 EL CAMBIO EVOLUTIVO.

2.2.1 EL FIJISMO.

El fijismo sostiene que las distintas especies de seres vivos son invariables, no dan lugar unas a otras, se crean o se destruyen pero no se transforman.

El fijismo es una creencia que afirma que las especies que existen actualmente han permanecido invariables desde su creación. Las especies serían inalterables, tal y como fueron creadas. Los fósiles serían restos de los animales que desaparecieron en los diluvios bíblicos o bien caprichos de la naturaleza.

El fijismo describe la naturaleza como una realidad definitiva, en la que no se pueden producir cambios y acabada.

Esta teoría se opondría a la teoría de la evolución expuesta por Darwin, al estar muy relacionada con el creacionismo, son teorías cristianas que nos explican que las especies fueron creadas por Dios tal y como las conocemos actualmente.

Algunos defensores de estas teorías son capaces de datar la fecha exacta de la creación del universo con una fecha muy cercana.

El fijismo se consolidó como hipótesis científica a mediados del siglo XVIII con la obra de Carlos Linneo.

Entre los biólogos modernos clásicos sostenedores de un fijismo en mayor o menor grado y con diversos matices se distinguen Linneo (v.), Cuvier (v.), Pasteur (v.), Quatrefages y otros. 

Los que tendían a interpretar literalmente el relato de la creación divina en el libro del Génesis solían dar una explicación más fijista de la historia de las diversas especies de seres vivos y no vivos.

Nos centraremos en  G. Cuvier.

Georges Cuvier (Montbéliard, Francia, 1769-París, 1832) fue un naturalista francés,  el primer gran promotor  de la anato,ía comparada y de la paleontología. Ocupó diferentes puestos de importancia en la educación nacional francesa en la época de Napoleón y tras la restauración de los Borbones.

 Cuvier deducía de la armonía y equilibrio de la Naturaleza que cada especie es una realidad fija a partir de su creación. Cuvier observó las relaciones entre fósiles (v.) y especies vivientes, estableciendo la correlación de sus formas y fundando un método para estudiar las extinguidas. Considera al equilibrio en la Naturaleza algo fundamental y necesario desde su principio; no puede ser un simple resultado final de procesos evolutivos.

Publicó un estudio sobre clasificación de los mamíferos, Cuvier creía que era posible categorizar los seres vivos en una serie continua, empezando por los organismos más sencillos y terminando por los seres humanos, pero no tardó en abandonar esta teoría y difundir la suya propia, que estaba basada en la estructura corporal del reino animal: Vertebrata, Articulata, Radiata, y Mollusca, además propuso tres hipótesis morfológicas.

Su gran obra, El reino animal, sirvió para respaldar el sistema de clasificación cuvieriano, que se impuso en la historia natural de Gran Bretaña y Francia hasta la publicación en 1859 del Origen de las especies de Darwin.

De acuerdo con su principio de la “correlación de las partes”, las características funcionales y estructurales de los órganos del cuerpo de un animal están necesariamente relacionadas entre sí y con el entorno.Así, según Cuvier, los hábitos de un animal determinan su forma anatómica, de modo que, por ejemplo, los animales con cuernos y pezuñas tendrán siempre una dentición herbívora.

Ante el incesante descubrimiento de fósiles de especies desaparecidas, Cuvier fue el padre de la teoría fijista conocida como catastrofismos, que se formuló para explicar la diversidad de los organismos fósiles que contradecían el fijismo; esta teoría consistía en decir que las especies que se habían extinguido, lo habían hecho por catástrofes naturales que Dios había mandado a la Tierra.

    Desde un punto de vista científico, el fijismo no tiene hoy ninguna credencial y es rechazado     totalmente por todas las ciencias que aceptan la teoría de la evolución como base.

2.1. ORIGEN DE LA VIDA

2.1.5. TEORÍAS ACTUALES:

1.Hipótesis metabólica.

Consiste básicamente en que pequeñas moléculas sencillas se aislaron del medio con una membrana, iniciando una serie de procesos químicos de complejidad creciente hasta que la unidad se produjo.

2. Mundo de ARN.

Consiste en que moléculas de ARN surgidas del azar capaces de replicarse mediante mutaciones, comenzaron la cadena de la evolución. Se basa en la capacidad de las moléculas de ARN para actuar como catalizadores en reacciones metabólicas. De esta forma, se contempla la posibilidad de que una polimerización espontánea de ribonucleótidos diese como resultado enzimas de ARN capaces de catalizar su propia autorreplicación.

2.1. EL ORIGEN DE LA VIDA

2.1.4.- Experimento de Miller.

En 1953, el científico Stanley Miller reprodujo en el laboratorio las codiciones que supuestamente se darían en la Tierra primitiva y consiguió que se formasen compuestos orgánicos sencillos.



-Experiencia de Miller.

1. El punto inicial del circuito era un recipiente con agua puesta a hervir. Así el vapor formado se desplazaba arrastrando los componentes que se encontraban a lo largo de los conductos.

2. En un recipiente de vidrio, introdujo los gases que, según Oparin (hipótesis de cómo se había originado vida en la Tierra), formaban la atmósfera primitiva.

3. Sometió esos gases a descargas eléctricas, haciéndolos pasar después por un tubo frío para que se condensasen, recogiéndolos en un recipiente que representaba el océano primitivo.

4. Al cabo de una semana, había ya aminoácidos y otros compuestos orgánicos sencillos en ese "océano primitivo".

2.1. EL ORIGEN DE LA VIDA

2.1.3 ¿Cómo surge la vida?

Para el surgimiento de la vida en la Tierra es bastante claro que se requiera un escenario con:

• Un interior muy caliente: esto significa un vulcanismo intenso, casi todo submarino, pues aun no se habían comenzado a formar los continentes. Muchos organismos primitivos (bacterias y similares) viven en aguas cálidas, ricas en minerales sin necesidad de la energía solar.

• Una atmósfera densa sin oxígeno en un planeta oceánico: En la protoatmósfera no había ni O2 ni tampoco O3 que protegiese de las radiaciones UV del Sol, para que prosperase algún atisbo de vida era necesario que estuviese bien protegido por una gruesa capa de agua.

1. La generación espontánea.

La teoría de la generación espontánea consistía en la creencia (por parte de los científicos y el resto de las personas) de que las formas de vida podían emerger de objetos inanimados e inclusive de otros tipos de especies vivas.
La teoría de la generación espontánea postulaba que el origen de la vida provenía por ejemplo de el barro, el polvo o la comida descompuesta.
Por ejemplo una de las generaciones espontáneas creídas era que si uno juntaba mucha basura allí nacerían ratas y ratones, hoy en día sabemos que no es así, y también sabemos porque es que los roedores de este estilo hurgan nuestros desperdicios.
Gusanos, sapos y salamandras, entre otras criaturas también nacían de forma "espontánea".

• Abiogénesis:

La Abiogénesis es el nombre de la teoría que la cual postula que la vida puede tener origen a partir de materia inerte. Fue sostenida desde los tiempos de la antigua Grecia hasta hace algunos siglos.
Aristóteles sostenía que la vida podía dar origen a partir de los cuerpos sin vida de otros animales, o inclusive el polvo o el barro.

• Biogénesis:

Esta ley afirma que todos los seres vivos sólo se originan a partir de otros seres vivos. De todas maneras esta ley no afirma que NO se pueda generar vida a partir de generación espontánea, ya que la ciencia no puede probar un postulado universal negativo.
A pesar de esto la Ley de la Biogénesis es tan sólida como la Ley de la Gravedad, donde por más que la aceptemos no podemos afirmar que si nos dedicamos a tirar manzanas al suelo durante toda nuestra vida, en cierto punto una manzana no caiga hacia la tierra.

2.Teoría del origen químico.

Esta teoría aceptada para explicar el origen de la vida se basa en la hipótesis química expuesta, de forma independiente, por el ruso A. Oparin  (1924) y el inglés Haldane  (1928).

3.Teoría del origen extraterrestre de la vida.

 La teoría de la panspermia plantea el origen cósmico de la vida. Es posible que la vida se originara en algún lugar del universo y llegase a la Tierra en restos de cometas y meteoritos.

El máximo defensor de la panspermia, el sueco Svante Arrhenius, cree que una especie de esporas o bacterias viajan por el espacio y pueden "sembrar" vida si encuentran las condiciones adecuadas. Viajan en fragmentos rocosos y en el polvo estelar, impulsadas por la radiación de las estrellas.

Hace 4.500 millones de años, la Tierra primitiva era bombardeada por restos planetarios del joven Sistema Solar, meteoritos, cometas y asteroides. La lluvia cósmica duró millones de años. Los cometas, meteoritos y el polvo estelar contienen materia orgánica. Las moléculas orgánicas son comunes en las zonas del Sistema Solar exterior, que es de donde provienen los cometas. También en las zonas interestelares. Se formaron al mismo tiempo que el Sistema Solar, y aún hoy viajan por el espacio.

Puesto que las bacterias son muy resistentes, se cree que podían haber aguantado por el espacio e incluso la colisión del meteorito con el planeta.

Si la panspermia es correcta, en estos momentos las semillas de la vida continuarían viajando por el espacio y la vida podría estar sembrándose en algún otro lugar del Cosmos



2.1.EL ORIGEN DE LA VIDA

2.1.2 Energía y vida.

Podemos diferenciar entre dos clases de organismos y cada uno obtiene la energía de una forma diferente.

                                                          Organismos heterótrofos:

Todos los animales, los hongos y muchos organismos unicelulares, necesitan incorporar materia orgánica fabricada por otros seres vivos, ya que son incapaces de formarla a partir de sustancias inorgánicas sencillas, las degradan y extraen de ellas los componentes para su estructura.

                                                            Organismos autótrofos: 

Son los seres vivos como las plantas, las algas y ciertas bacterias (cianobacterias) que

elaboran su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas

      y una fuente de energía que suele ser la luz. Estos seres son llamados fotosintetizadores.

toman del medio dióxido de carbono, agua y energía solar y con esto producen azúcares (almidón, glucosa), liberan oxígeno y pueden sintetizar o fabricar lípidos y prótidos.

Todo este proceso recibe un nombre y es llamado: FOTOSÍNTESIS.