1- ¿Qué causa la biodiversidad?
La biodiversidad o diversidad biológica corresponde a la variación biológica desde los genes individuales hasta los ecosistemas. También, se puede definir como la variedad de seres vivos que habitan el planeta.
El origen de la biodiversidad, tiene múltiples teorías. Una de ellas, es el fijismo, que sostiene que los organismos no han cambiado desde su creación, es decir, se han mantenido fijos a lo largo de la historia, por lo cual, la biodiversidad ha sido siempre la misma. Por otro lado, el evolucionismo, indica que los organismos se han transformado a lo largo del tiempo, lo que ha generado esta diversidad biológica.
a) El fijismo se basa en la teoría del Creacionismo, que se sustenta en la interpretación de la Biblia, donde se considera que las especies son creaciones inmutables de Dios. Ante esto, se creía que la Tierra tenía una antigüedad de alrededor de 6000 años. El fijismo tuvo su auge durante la Edad Media, cuando fue defendido por el naturalista sueco Carl Von Linneo. Sin embargo, se puso en tela de juicio esta teoría debido al descubrimiento de fósiles y restos de seres vivos que ya no existían, pero el naturalista francés Georges Cuvier propuso la teoría catastrófica, para poder darle una explicación a esto, planteando que las características de la Tierra permanecen constantes y solo se modifican debido a catástrofes ambientales que se dan de vez en cuando y que ocasionan la desaparición de algunas especies, para luego, dar paso a la creación, como por ejemplo, los meteoritos o las glaciaciones.
b) Por otro lado, el evolucionismo basa sus ideas en interpretaciones científicas de los fenómenos naturales, a través de estudios geológicos. Esto llevó a pensar que la Tierra tiene varios cientos e incluso millones de años. Se sustenta en el uniformismo, teoría que explica que la Tierra está cambiando de manera constante, y de forma gradual, debido a la presencia de diversos factores ambientales, por lo cual, es una teoría totalmente opuesta al catastrofismo. Estos factores van modelando la superficie de la Tierra, y pueden ser por ejemplo, el agua o el viento, y no necesariamente catástrofes ocasionales.
Hoy en día, a pesar de que hasta el siglo XIX aún algunos científicos estaban a favor del fijismo, a pesar de las múltiples pruebas en su contra, esta corriente y sus ideas han sido dejadas atrás, siendo la evolución de las especies un hecho comprobado.
2- ¿Qué evidencias sustentan la evolución de las especies?
La evolución de las poblaciones se entiende como la transformación de las características de los individuos que las forman a lo largo del tiempo. Estas transformaciones se visualizan luego de transcurridos miles o millones de años, por lo cual los biólogos reconstruyen la historia del planeta y de sus especies a partir de la interpretación de distintos fenómenos naturales, que corresponden a evidencias, que no son percibidas por los organismos en tiempos de vida tan cortos.
2.1- Las pruebas paleontológicas, son una evidencia de la evolución de las especies, ya que, al estudiar los fósiles, que son restos de seres que vivieron hace más de diez mil años y que han quedado preservados en rocas sedimentarias, ámbar o hielo, se puede inferir cambios de la biodiversidad a lo largo del tiempo. Corresponde a un registro fósil cualquier indicio o resto que permita inferir la presencia de seres vivos, como estructuras óseas, caparazones, conchas, huellas, marcas que se dejan en plantas, huevos y excrementos.
2.2- Las pruebas biogeográficas, corresponden a aquellas evidencias que se relacionan con la distribución geográfica y la diversidad de una especie. Uno de los estudios de Charles Darwin, naturalista inglés, se basó en la distribución de los organismos alrededor del mundo, concluyendo que aquellos organismos que se encuentran habitando en una determinada área, van a evolucionar de manera similar, sin embargo, cuando una población quede aislada, tenderá a evolucionar de una forma diferente, pudiendo iniciarse un proceso de formación de nuevas especies, que se denomina especiación.
2.3- Las pruebas anatómicas de la evolución, por otra parte, se basan en el estudio comparado de las estructuras corporales de diferentes especies. La importancia de estas pruebas es que permitió inferir el parentesco de algunas especies, reconociendo la estrecha relación entre el ambiente y las adaptaciones de los organismos.
A través de estas pruebas, se evidenciaron como especies adaptadas a diferentes ambientes y muy diferentes morfológicamente, muestran semejanzas con respecto a un ancestro en común. Además, a través de estos estudios se señala que los seres vivos poseen órganos homólogos, órganos análogos y órganos vestigiales.
a) Los órganos homólogos son aquellos que tienen la misma estructura interna y embrionaria, pero distinta forma y función. Son estructuras heredadas de un ancestro común, que ha sufrido una adaptación y que genera diferencias entre las especies. Esto se conoce como divergencia evolutiva.
Por ejemplo, las diferencias morfológicas y funcionales entre las extremidades superiores de hombres (brazo), murciélagos (ala), caballos (patas) y ballenas (aleta) parecen obvias. Sin embargo, sus estructuras internas como la organización de los huesos revelan grandes semejanzas, evidenciándose que existe un ancestro común entre las tres especies mencionadas.
b) Los órganos análogos, son órganos similares en apariencia y función que presentan las especies que no poseen un ancestro común reciente, pero que habitan en ambientes similares. Estas especies evolucionaron de manera convergente lo que les permitió alcanzar características físicas similares, como respuesta a las necesidades del ambiente. Esto se conoce como convergencia evolutiva.
Por ejemplo, las alas de una mariposa y la de un murciélago. Ambas son distintas especies, pero las alas de ambos animales son parecidas en forma y realizan la misma función. Otro ejemplo, es la forma hidrodinámica que presentan los delfines y los tiburones. Ambos son especies que no tienen un ancestro en común y que presentan una adaptación, basaba en la necesidad de capturar sus presas.
c) Los órganos vestigiales, son aquellos que están atrofiados y no tienen una función específica en la actualidad. Estos órganos eran utilizados por las especies ancestrales de los organismos actuales y que, con el paso del tiempo y el proceso de evolución, se fueron atrofiando porque ya no eran utilizados.
Por ejemplo, en el caso del ser humano, las muelas del juicio son órganos vestigiales. Esto se debe a que, durante la historia de la especie humana, el ser humano cambió su alimentación para sobrevivir, ya que en sus inicios era una dieta bastante diferente a lo que consumimos actualmente. Otro órgano vestigial del ser humano es el coxis, el cual esta ubicado debajo del hueso sacro, al final de la columna vertebral. Se cree que podría ser un vestigio de un órgano anterior similar a una cola.
2.4- Las pruebas embriológicas, se basan en los estudios del biólogo alemán Ernst Haeckel, que desarrolló estudios acerca del desarrollo embrionario. Él concluyó en sus investigaciones que los organismos muestran de forma ordenada las transformaciones que han ido acumulando en el proceso de evolución a través de su linaje. Por ejemplo, durante el desarrollo embrionario algunos grupos de especies muestran gran similitud, especialmente durante estados tempranos. Es así como las fases embrionarias tempranas de un reptil, ave o mamífero son muy parecidas.
Sin embargo, el descubrimiento de que el linaje no evoluciona en forma lineal, sino que, de manera ramificada, descartó esta evidencia. En el año 1980 surgió una disciplina, que aporta evidencias a la evolución desde la embriología, principalmente centrada en el descubrimiento de los genes Hox u Homeóticos, que son los encargados de regular el desarrollo embrionario, siendo prácticamente iguales en todos los animales con simetría bilateral, es decir, animales en los cuales, si se traza una línea imaginaria, divide al cuerpo en dos mitades iguales, como los insectos y los mamíferos.
Si los genes Hox sufren algún cambio o modificación en la regulación de su expresión, se pueden originar modificaciones anatómicas que se denominan novedades evolutivas. Estas corresponden a la aparición de nuevas estructuras en un linaje evolutivo, cuya forma y función son distintas a las que cumplen las estructuras homólogas en el ancestro común. Por ejemplo, las plumas de las aves que derivan de las escamas de los reptiles.
2.5- Finalmente, las pruebas bioquímicas, permiten encontrar evidencias de la evolución, a través de las relaciones filogenéticas entre las especies, es decir, la historia evolutiva de los organismos desde su origen. Esto se puede detectar a través del estudio del ADN y de las proteínas presentes en el organismo. Por lo tanto, mientras más semejanzas tengan el ADN o las proteínas dos especies, más próximo será su parentesco evolutivo. A través del análisis y comparación del genoma y del proteoma, es decir, el estudio del conjunto de proteínas que se expresan en un momento dado, se puede obtener información, que se representa en un árbol filogenético.
Es importante, tener en consideración que las teorías evolutivas modernas toman en cuenta que el ADN se transmite de generación en generación, por lo cual, va sufriendo cambios o mutaciones, por ende, el ADN es un excelente material de estudios filogenéticos, como ocurre también con las proteínas que sintetizan gracias a la información genética que contiene. Por ejemplo, pruebas de este tipo a distintas especies han sido útiles para confirmar y corregir árboles filogenéticos que se habían construido, sin considerar estas evidencias.
La filogenia es el estudio de la historia evolutiva de un grupo de organismos desde su origen. A través de la filogenia, se permite reconstruir la evolución de todos los seres vivos de la Tierra y permite clasificarlos en diferentes grupos, los cuáles son:
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El resultado de una reconstrucción filogenética suele representarse con un diagrama. Este señala la secuencia de los eventos de ramificación a partir de los cuales las especies ancestrales se dividieron para dar origen a las especies descendientes. Por esta razón, los diagramas de filogenia normalmente tienen forma de árbol.
Cada árbol representa la filogenia o historia evolutiva de un conjunto específico de taxón. Los taxones son un grupo de organismos emparentados, en donde se le asigna un nombre a la especie. Por ejemplo, observemos la taxonomía del ser humano:
3- ¿Qué antecedentes hay acerca de la evolución?
En la Época Contemporánea, a raíz de la revolución científica que se llevó a cabo en un período de la Edad Moderna, surgió la aparición de una nueva teoría, llamada teoría de la selección natural. A raíz de esto, se propone el desarrollo de un método que explica que solamente por medio de la experiencia, la observación y el razonamiento se puede conocer la naturaleza, lo que se conoce como método científico.
Por lo tanto, gran cantidad de científicos fueron convencidos a partir de las evidencias, que la evolución era un hecho, generando la gran diversidad de especies que habitan la Tierra.
Para entender cómo funciona la evolución, Charles Darwin propuso una serie de teorías, basadas en ideas previas de otros pensadores, tales como, Emmanuel Kant, que propuso que los organismos debían tener un ancestro común; Pierre Moreau, que postuló que la evolución ocurre por selección natural; Erasmus Darwin, que explicó que para la evolución es importante que entre los organismos exista competencia., provocando que solo algunos de ellos logren reproducirse; Thomas Malthus, que a partir de sus ideas que no se basaban en datos, planteó que la población humana crece más rápido que la producción de alimentos, por lo cual, llevó a pensar a Darwin, que en las poblaciones de seres vivos la lucha por la supervivencia es constante; y Jean Lamarck, a quien se le atribuye la formulación de la primera teoría sobre la evolución, denominada transformismo o lamarckismo, que indica que a partir de una especie se origina otra, siendo factores importantes el ambiente y su relación con el resto de los organismos.
Según la teoría de Lamarck los organismos poseen un impulso interno, que los lleva hacia la perfección, y para ello, deben ir adaptándose a las condiciones del ambiente en el cual viven. Para ello, se produce la herencia de caracteres adquiridos, modificando sus rasgos según el uso o el desuso de sus órganos, lo que se va heredando a sus descendientes.
A pesar que la teoría de Lamarck, en un principio fue bien aceptada, los diferentes estudios sobre genética que se desarrollaron posteriormente, llevaron a descartarla, dado que, los caracteres adquiridos no se transmiten a la descendencia, sino que solo se heredan aquellos cuya información se encuentra en los genes.
Darwin, en base a todas estas ideas previas y conocimientos posteriores, logró analizar, seleccionar, organizar y aplicar todos estos antecedentes para plantear una nueva teoría que permitiera explicar como sucede la evolución de los organismos.
Para ello, siendo partidario del creacionismo, realizó varios viajes alrededor del mundo, partiendo a bordo del HMS Beagle. Sin embargo, al finalizar su travesía comenzó a plantearse la idea de que las especies podían evolucionar. Este cambio en sus ideas, se debió a algunas observaciones de Darwin a través de sus viajes, y las interpretaciones que él le dio.
La primera observación, la realizó en América, en donde encontró numerosos fósiles de mamíferos de especies extintas, que eran muy parecidas a especies actuales. Por ejemplo, los gliptodontes, enormes mamíferos prehistóricos, se asemejan a los actuales armadillos, lo que lo llevó a pensar que si las especies no son suficientemente aptas para afrontar cambios ambientales y la competencia con otras especies, no permanecerán.
También, observó que hay especie que son exclusivas de ciertas regiones, como por ejemplo, los hipopótamos solo se encuentran en África, lo que demuestra que la distribución de las especies en las diferentes regiones el planeta se explica por cómo se transforman gradualmente los linajes evolutivos en cada región.
Al visitar algunas islas, encontró menos especies endémicas, es decir, exclusivas del lugar, que en el continente cercano, lo que se explica porque la mayor parte de las especies de las islas habrían migrado desde el continente, no siendo engendradas en estos sitios.
En su viaje a las Islas Galápagos, Darwin encontró diferentes especies de pinzones, una especie de aves que habitan en esta isla, cada una de las cuales tiene una forma de pico diferente, pero muy parecida a una especie que vivía en el continente, lo que demuestra que la forma del pico está adaptada al tipo de alimentación, y que además, una especie de pinzón continental fue quien migró a las islas y se transformó en el ancestro común de las especies de pinzones, llevándose a cabo un proceso evolutivo en el cual las especies se adaptaron al tipo de alimento que había en cada isla.
Al finalizar su expedición, Darwin trabajó durante mucho tiempo organizando todos los datos que había recogido durante el viaje y comenzó a elaborar su teoría.
4- ¿Qué plantea la teoría de la evolución por selección natural?
Dentro de todo lo que Darwin observó en sus viajes, le llamó particularmente la atención, que los granjeros practicaban un procedimiento llamado selección artificial para poder obtener plantas y animales con ciertas características que ellos deseaban. Este proceso, consiste en elegir a los individuos reproductores, es decir, quienes van a dejar descendencia, debido a que poseen alguna característica de interés para los granjeros, y que la cría hereda. Esto genera, que al repetir el proceso en varias generaciones, se obtengan diferentes razas o variedades de animales y vegetales, lo que es muy beneficioso para los granjeros. Si seleccionar a aquellos individuos que presentaran características más destacadas era algo que los granjeros podían hacer Darwin, pensó que en la naturaleza también podría suceder un proceso similar, que en este caso sería en forma natural, en base al ambiente, por lo que el proceso se denominó selección natural.
Alfred Wallace, otro naturalista, mientras Darwin trabajaba en su teoría, le envió una carta, en la cual le explicaba sus ideas sobre la evolución de las especies y la selección, con lo cual confirmó que sus ideas eran correctas, y sintiendo temor que Wallace se adelantará al publicar sus datos y sus ideas fueron declaradas como no originales. Para que esto no pasara, terminó su libro “El origen de las especies”, en el cual explicaba la teoría de la evolución según la selección natural.
Principalmente, las ideas centrales de la teoría de evolución, mediante la selección natural son el evolucionismo, que indica que las cualidades de las especies que forman el mundo no son fijas, por lo tanto, las especies cambian permanentemente, es decir, van evolucionando, y para ello algunas se extinguen y otras se originan; el gradualismo, que indica que los cambios evolutivos ocurren poco a poco, y en forma continua, no de manera repentina, ni brusca, por ende, las especies en algunos casos solo ven estos cambios, transcurridos miles de años; un origen común, ya que, a partir de una especie se pueden producir distintos linajes evolutivos, es decir, pueden surgir nuevas especies con aspectos en común a su ancestro, pero que ha sufrido cambios; y la selección natural, que corresponde a la causa principal de la evolución, y para que funcione, deben cumplirse cuatro condiciones en una población, que son la variabilidad, la presión de selección, la reproducción diferencial y la herencia.
La variabilidad hace referencia a que no todos los individuos de una población son iguales, ya que hay diversidad en los rasgos morfológicos, fisiológicos y de comportamiento en una población, ocasionada por el azar. Por ejemplo, en una población de peces, existen individuos de diferentes tamaños y colores, o en una población de plantas, las hojas pueden tener algunas variaciones en sus formas o tonalidades.
Por otra parte, la reproducción diferencial, está influenciada por factores ambientales que se oponen a la supervivencia y a la reproducción de los individuos con todo su potencial, es decir, aquellos individuos que presentan los rasgos más favorables, van a ser capaces de poder reproducirse, ya que, serán capaces de sobrevivir más que aquellos individuos que no presenten estas características. Mientras que, las presiones de selección se relaciona con la disponibilidad de recursos, la presencia de depredadores y las enfermedades, es decir, si las características de los individuos de las especies van a permitirles o no, sobrevivir. Por ejemplo, los depredadores comen mayor cantidad de peces de colores claros, ya que se ven con mayor facilidad, por lo tanto, viven menos y dejan menos descendencia que los peces de colores oscuros.
La herencia por otro lado, hace que las crías se parezcan a su descendencia dado que, los rasgos más favorables para la especie se heredan. Por ejemplo, como los peces de colores más oscuros tienen caracteres más favorables, es más probable que nazcan más peces de este tipo, porque la tonalidad oscura es más favorable.
5- ¿Qué características tiene la evolución por selección natural?
La selección natural no es aleatoria, es decir, no se produce a causa del azar. Por ejemplo, aquellos animales que no posean rasgos que los adapten a resistir a la deshidratación y al calor, no podrán habitar un ambiente desértico, dado que no tienen las condiciones para sobrevivir y dejar descendencia.
La selección de los organismos, puede ocasionarse por varios factores, entre ellos los ambientales, que son los responsables de la eliminación que no ocurre al azar, de algunos individuos de la población. Por ejemplo, el caso de la existencia de depredadores, como por ejemplo, la mantis, dado que, va a eliminar algunos individuos.
De esta manera, los organismos exitosos son los que logran una mayor eficacia biológica, es decir, que tan capaces son de dejar descendencia, al encontrar pareja y reproducirse, y no se de fuerza, rapidez, velocidad o apariencia. Por lo tanto, no siempre el más fuerte, el más rápido o el más grande, será el individuo que sea más exitoso.
Por lo tanto, no hay organismos perfectos, todos están sujetos a la evolución, según las condiciones bajo las cuales se desarrollen. La selección natural permite que los organismos más aptos puedan sobrevivir y dejar descendencia.
La extinción de una especie ocurre, cuando la especie no tiene la variabilidad para desarrollar un carácter necesario para sobrevivir.
6- ¿Qué impacto ha tenido la teoría de la evolución en la ciencia?
La ciencia de la Edad Contemporánea, en la que surge la teoría de la selección natural, es producto de la Revolución científica ocurrida en la Edad Moderna. En este último período histórico surge el método científico, que establece que solo por medio de la experiencia, la observación y el razonamiento se puede conocer la naturaleza.
La teoría de la evolución propuesta por Darwin y Wallace, ha influido directamente en el desarrollo actual de las ciencias biológicas, ya que han conllevado el desarrollo de diferentes propuestas científicas. Un hecho relevante fue que con la teoría de la evolución por selección natural se desplazó la teoría de Lamarck, la cuál indicaba que los organismos heredaban de sus antepasados los rasgos que poseían por adaptación a su entorno.
En el siguiente cuadro comparativo, se aprecian los principales postulados de las teorías de Darwin y Lamarck. La teoría de Lamarck fue descartada, ya que los caracteres adquiridos no se transmiten a la descendencia, sino que sólo se heredan aquellos caracteres cuya información resida en los genes.
| Lamarckismo | Darwinismo |
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Mecanismo que explica la evolución: Herencia de los caracteres adquiridos. Postulados: – Los organismos poseen una necesidad de perfeccionarse. – "La necesidad crea al órgano" – Los caracteres adquiridos a lo largo de la vida son transmitidos a los descendientes.
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